Also bin ich in einer kürzlichen Frage zu dem Link gegangen und habe entdeckt, dass SpaceX seine erste Stufe umdreht, während es läuft, was, mehrere km / s in der oberen Atmosphäre, 3 der Triebwerke neu startet und rückläufig feuert, um die Stufe zu verlangsamen und es zu bekommen auf dem Weg zurück zum Launchpad. Abgesehen davon, dass mir plötzlich klar wurde, dass ich die Entfernungen, die mit diesem Manöver verbunden sind, absolut nicht richtig eingeschätzt hatte, hatte ich ein echtes ‚Warte, was?' Moment, wenn man daran denkt, eine größtenteils hohle Röhre mit diesen Geschwindigkeiten selbst in einer dünnen Atmosphäre umzudrehen, sie genau rückwärts zu richten und sie so ausgerichtet zu halten, während sie langsamer wird, ohne die Kontrolle zu verlieren.
Das klingt ungeheuer schwierig. Ist es? Wie gehen sie damit um? (Der Link führt zu einem guten Artikel in der Aviation Week über die Daten, die die NASA beim CRS-4-Start im September während der rückläufigen Verbrennung gesammelt hat und die hoffentlich für die Gestaltung der Antriebsverzögerung auf dem Mars verwendet werden können.)
Das Geschäftsende der Rakete überlebt den dynamischen Druck und die Erwärmung, wenn es in die Strömung zeigt, wobei dieser Teil der Rakete im Allgemeinen nicht aerodynamisch ausgelegt ist. Dies ist eine Herausforderung, unabhängig davon, ob die Motoren zünden oder nicht. Das Laufen der Motoren kann hier tatsächlich ein wenig helfen, indem der Fluss in diese Düsen zurückgewiesen wird, aber sie lassen nicht alle Motoren laufen.
Starten eines Motors mit einer Überschallströmung, die auf die Düse auftrifft. Dies kann eine Herausforderung sein oder auch nicht, aber Sie wissen es nicht wirklich, bis Sie es versuchen. Es ist, vorsichtig ausgedrückt, problematisch, es am Boden zu simulieren oder zu testen.
Es ist nicht allzu schwierig, den Stock in den Wind zu richten, bevor Sie einsteigen, aber es ist entscheidend, ihn in den Wind zu richten. Nur ein wenig daneben und die Seitenkräfte auf den Rumpf können die Kontrollbefugnis der kardanischen Düsen überwältigen, das Fahrzeug umdrehen und es Seitenkräften aussetzen, die das Fahrzeug zerbrechen können. Sie versuchen, die Struktur der Trägerrakete so leicht wie möglich zu machen, damit sie nicht dafür ausgelegt ist, volle dynamische Drucklasten von der Seite aufzunehmen.
Einmal in der Überschallströmung können die aerodynamischen Effekte des unordentlichen Geschäftsendes der Rakete kompliziert sein, was die Kontrolle zu einer kleinen Herausforderung macht. Sie können kontraintuitive Effekte haben, die den Fluss bei unterschiedlichen Anstellwinkeln in unerwartete Richtungen umleiten.
Die Auswirkung der laufenden Motoren auf den Luftwiderstand vorherzusagen, ist eine Herausforderung. Die Schubfahnen neigen dazu, den Luftwiderstand zu verringern, was teilweise der Absicht entgegenwirkt, die Triebwerke zu zünden, um die Verzögerung zu erhöhen. Mit einem ausreichenden Verhältnis von Schub zu Widerstand ist dies kein Showstopper, aber Sie müssen in der Lage sein, vorherzusagen, wie groß der Effekt ist, um zu wissen, ob Sie genug Kraftstoff haben. Dieser Einfluss auf den Luftwiderstand verkompliziert auch, was passiert, wenn Sie den Motor kardanisch aufstellen, was Teil der Herausforderung in #4 ist. Auch hier kann ein hohes Verhältnis von Schub zu Luftwiderstand die Überraschungen reduzieren.
craq