Bei dieser Frage geht es um die letzte Verbrennung in der Landesequenz der Rückkehrtests der ersten Stufe von Falcon 9 zur Erde.
Wenn ich das richtig verstehe, ist an dieser Stelle normalerweise viel mehr Schub als Gewicht vorhanden. Wenn das Manöver etwas höher stattfand, würde die erste Stufe einfach die Vertikalgeschwindigkeit Null erreichen und sofort wieder beschleunigen, bis sie instabil wurde (siehe diese Antwort und alle zugehörigen Kommentare) oder der Kraftstoff ausging.
Ich versuche, die Probleme hinter einem Landeabbruch und einem erneuten Versuch und das damit verbundene Gleichgewicht zwischen Schub und Gewicht zu verstehen, für das eine der vielen Überlegungen die anfängliche Kraftstoffladung ist .
Ein Abbruch und ein erneuter Versuch könnten durchführbarer gemacht werden, wenn zwei oder nur ein Triebwerk verwendet würden, sobald diese Phase begann. Drei Motoren könnten die Bühne zu schnell zu hoch schicken. Zwei Triebwerke abzuschalten und dies mit einem einzigen Triebwerk zu tun, würde die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass dieses Notfallverfahren funktionieren könnte.
Aber jede weitere Diskussion darüber gehört zu dieser Frage . Hier frage ich speziell: Kann die Landung der ersten Stufe von Falcon 9 mit einem, zwei und drei Triebwerken endgültig brennen, und was sind die Kompromisse?
Die folgenden zwei Zitate stammen aus einer Liste von Landeversuchen der ersten Stufe von Falcon 9 - diese beiden enthalten einige Informationen über die Anzahl der verwendeten Triebwerke, aber es reicht nicht aus, um eine endgültige Liste der Anzahl der Triebwerke zu erstellen, die bei den letzten Verbrennungen jeder Landung verwendet wurden .
Flug 24: SpaceX setzte seine Experimente fort, um die Grenzen des Flugbereichs zu testen, und entschied sich für eine kürzere Landeverbrennung mit drei Triebwerken anstelle der einmotorigen Verbrennungen, die bei früheren Versuchen zu sehen waren. Dieser Ansatz verbraucht weniger Kraftstoff, indem er die Bühne so lange wie möglich im freien Fall belässt und stärker abbremst, wodurch die Menge an Energie minimiert wird, die aufgewendet wird, um der Schwerkraft entgegenzuwirken.
Flug 26: Die Landung scheiterte in ihren letzten Momenten aufgrund des geringen Schubs an einem der Triebwerke der ersten Stufe, verursacht durch die Erschöpfung seiner Flüssigsauerstoff-Brennstoffversorgung. Dies führte dazu, dass die Triebwerke vorzeitig abgeschaltet wurden, während sich die erste Stufe direkt über dem Deck der Drohne befand, was zu einem Landefehler führte.
Wie Sie in der Frage anmerken, haben sie für Missionen mit höherer Leistung aggressivere Landeverbrennungen ausprobiert.
Das Problem ist, wie bereits erwähnt, dass sie bei niedrigster Drosselung einen Schub haben, der größer ist als die Masse der Stufe bei der Landung. Schweben ist also out. Sanftes Herunterkommen ist out.
So führen sie ihren „Hover Slam“ aus (Sie sollten das als Markenzeichen kennzeichnen!). Das heißt, sie kommen mit einer von ihnen gewählten Endgeschwindigkeit (durch aerodynamische Effekte) herunter und zünden dann die Triebwerke so kurz wie möglich, um mit 0 Geschwindigkeit 0 Höhe zu erreichen.
Selbst wenn ein Triebwerk zum Zeitpunkt der Landung mehr Schub als seine Masse hat, müssen sie diese Endgeschwindigkeit immer noch töten. Je schneller sie es tun, desto weniger Kraftstoff verbrauchen sie dafür. Je länger sie zum Bremsen brauchen, desto mehr Energie wird im Kampf gegen die Schwerkraft verschwendet.
Es scheint, dass die erste Zündung, um die Vorwärtsbewegung zu verlangsamen und zurück zur Basis (LZ-1 oder ASDS) zu gehen, mit drei Triebwerken durchgeführt wird, da sie nur zweieinhalb Minuten damit verbracht haben, mit 9 Triebwerken auf Geschwindigkeit zu kommen.
Das nächste Brennen soll sie durch die Atmosphäre führen, wenn es heiß wird, und ein zu schnelles Eintreten wird die Bühne zum Schmelzen bringen. Schließlich soll die dritte Zündung tatsächlich landen.
Bei dieser zweiten Verbrennung haben sie drei kürzere Verbrennungen des Motors versucht, um Kraftstoff zu sparen.
Für den Landebrand haben sie mit drei Triebwerkszündungen begonnen und dann auf eine reduziert, da drei Triebwerke bei der Landung einfach zu viel Schub sind, um ihr Ziel zu erreichen.
Wie bereits erwähnt, besteht der Vorteil einer Verbrennung mit höherem Schub darin, dass dies weniger Zeit in Anspruch nimmt und daher weniger Kraftstoff verbraucht.
Der Hauptvorteil eines langsameren Endanflugs besteht darin, dass das Leitsystem mehr Zeit hat, die Flugbahn der Rakete zu korrigieren. Jedes geführte Landeverfahren beinhaltet einen Zyklus der Schätzung der Genauigkeit der aktuellen Flugbahn und der Lenkung, um den Fehler zu korrigieren, und je mehr Zeit für Korrekturen zur Verfügung steht, desto besser.
SpaceX scheint sich darauf festgelegt zu haben, selbst bei Anflügen mit drei Triebwerken für den allerletzten Teil der Landung ein Triebwerk zu verwenden; Aus Symmetriegründen schließt dies mehr oder weniger die Möglichkeit eines zweimotorigen Ansatzes aus, da Sie in Sekundenbruchteilen von zwei Außenbordmotoren auf den Mittelmotor umschalten müssten und die Motorstartzeiten leicht variabel sind.
Baldrickk
äh