Schubvektorsteuerung des Falcon 9 Merlin-Triebwerks

Eine der Möglichkeiten, wie die Fluglage der Falcon 9 gesteuert wird, ist die Schubvektorsteuerung des/der Merlin-Haupttriebwerk(e?). In Bildern älterer Triebwerke habe ich hydraulische oder elektrische Linearantriebe gesehen, um den Winkel der Düse einzustellen , wie bei diesem Noniusmotor, aber ich kann keine konkreten Informationen darüber finden, wie dies in der Merlin-Motorenklasse erreicht wird. Das nächste, was ich finden konnte, war ein Eintrag auf Wikipedia, in dem es heißt:

Treibmittel werden über eine Turbopumpe mit einer einzigen Welle und zwei Laufrädern zugeführt. Die Turbopumpe liefert auch Hochdruckflüssigkeit für die hydraulischen Aktuatoren, die dann in den Niederdruckeinlass zurückgeführt wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines separaten hydraulischen Antriebssystems und ein Ausfall der Schubvektorsteuerung durch Auslaufen der Hydraulikflüssigkeit ist nicht möglich.

und:

Der Merlin-Motor für Falcon 1 hatte eine bewegliche Turbopumpen-Auspuffbaugruppe, die zur Rollsteuerung durch Vektorisierung des Auspuffs verwendet wurde

Ich bin mir nicht ganz sicher, was ich von diesen Einträgen halten soll. Bedeutet dies, dass die Schubverteilung durch 3 hydraulische Kolben erreicht wird, ähnlich den 3 elektrischen „Kolben“ im Vernier-Motor? Können auch alle Merlin-Triebwerke Schubvektoren und wie hoch ist die Schubvektorfähigkeit der leistungsfähigen Merlin-Triebwerke (in Grad)?

Hier gibt es bereits ähnliche Fragen (ich habe eine gestellt, die noch nicht beantwortet wurde). Ich denke, der Teil Ihrer Frage zu den Aktuatoren wurde hier bereits beantwortet. Primitives Gerät verhindert, dass ich nach ihnen suche.

Antworten (1)

Die Merlins werden hydraulisch mit zwei Kolben pro Motor kardanisch aufgehängt. Die Aktuatoren sind die weißen (Diagramm) oder hellblauen (Foto) Zylinder an der Spitze der langen grauen Verbindungsstangen, die mit "TVC-Aktuator" gekennzeichnet sind. Dies ist eher Merlin 1C als der aktuelle Merlin 1D, aber ich glaube, die Aktuatoren sind ähnlich.

Schema und Foto des Merlin 1C-Motors

Ich bin mir über den Gimbal-Bereich nicht sicher, aber er liegt wahrscheinlich in der Nähe von 5-10º in jede Richtung. Es kann am Mitteltriebwerk der ersten Stufe (das in Längsrichtung von den anderen versetzt ist) etwas größer sein, da es für Landemanöver am kritischsten ist.

Der Merlin-Motor für Falcon 1 hatte eine bewegliche Turbopumpen-Auspuffbaugruppe, die zur Rollsteuerung durch Vektorisierung des Auspuffs verwendet wurde

Bei einer einmotorigen Stufe ist es nicht möglich, das Rollen durch Kardanischaufhängung des auf der Mittellinie montierten Motors zu kontrollieren – Sie benötigen eine Drehmomentquelle, die von der Mitte versetzt ist. Bei Bühnen mit mehreren Motoren schwenken Sie Motoren auf gegenüberliegenden Seiten in entgegengesetzte Richtungen. Falcon 1 hat dieses Problem umgangen, indem der Turbopumpenauspuff geschwenkt wurde, der nicht mittig vom Hauptmotor ist. Die einmotorige zweite Stufe des Falcon 9 verfügt über ein Reaktionssteuerungssystem, das komprimierten Stickstoff verwendet, um die Lage und das Rollen der Stufe zu steuern. Daher ist dieses Schema nicht erforderlich, sodass der Turbopumpenauspuff bei aktuellen Merlin-Motoren fixiert ist, was Gewicht spart und Komplexität.

Ich bin mir nicht sicher, und ich habe überhaupt keine Ahnung von Hydraulik. Wenn sie in Dehnung und Kontraktion nicht gleich stark sind, möchten Sie jedoch auf jeden Fall entgegengesetzte Paare.
Oh, warte, du hast Recht - die Aktuatoren sind die kurzen hellgrauen Zylinder, nicht die langen grauen Verbindungsstangen. Bearbeitung.
Schubvektorsteuerung des Falcon 9 Merlin-Triebwerks
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