Wie gelangt eine Rakete von der Gravitationskurve in die Umlaufbahn?

Ein Raketenstart beginnt normalerweise mit einer Rolle, um sich an der Umlaufebene auszurichten, und einer Neigung, damit die Schwerkraft die Rakete beim Steigen allmählich nach unten drehen kann. Das kombinierte Roll- und Pitchover-Manöver dauert einige Sekunden. Das folgende Gravitationswendemanöver dauert einige Minuten.

Aber was dann? In einer Schwerkraftkurve steuert die Rakete hauptsächlich den Anstellwinkel, wodurch sie anfällig für Störungen und Unregelmäßigkeiten ist, die vor dem Eintritt in die Umlaufbahn korrigiert werden müssen, abgesehen von den unvermeidlichen Unterschieden, die zwischen Flugsimulationen am Boden und den tatsächlichen Flugbedingungen während des Starts auftreten .

Es scheint also klar, dass die Startsequenz mindestens ein letztes Manöver beinhalten muss. Was wäre das für ein Manöver? Wie heißt es und wie schafft es es, die Rakete auf genau die richtige Geschwindigkeit, Höhe und den richtigen Anstellwinkel für die Umlaufbahn zu bringen?

Irgendwelche Referenzen für weitere Informationen? Danke!

Genau das, was ich brauchte --- danke! :)
@Alex "Genau das, was ich brauchte" deutet darauf hin, dass Sie keine Antwort mehr benötigen. Wenn Sie der Meinung sind, dass diese Links für eine Antwort ausreichen, können Sie gerne eine Antwort mit einer kurzen Zusammenfassung dessen posten, was Sie gefunden haben. In Stack Exchange ist es immer in Ordnung, Ihre eigene Frage zu beantworten.
Wird gemacht, aber ich lerne immer noch etwas über dieses angetriebene explizite Führungsmanöver. Der Zeiger war genau das, was ich brauchte, um eine Antwort zu finden, aber die Antwort wird etwas länger dauern :)

Antworten (1)

Dies wurde im Wesentlichen geklärt, aber leider hat niemand eine Antwort gepostet. Da dies eine unglückliche Situation auf SE ist, hier eine kurze Zusammenfassung.

Es gibt tatsächlich einen Bedarf für ein solches Manöver, der verwendete Begriff lautet " Powered Explicit Guidance ".

Ein sehr einfaches Startmodell ist:

  1. Mache eine Schwerkraftdrehung.
  2. Wenn der Flugbahnbogen die Zielorbitalhöhe erreicht, stoppen Sie den Schub
  3. Ausrollen bis zum Höhepunkt
  4. Führen Sie eine Zirkularisationsverbrennung am Apogäum durch.

Das klare Problem bei dieser Strategie ist sowohl, dass die Zirkularisationsverbrennung nicht sofort erfolgt, sodass der Schub während der Verbrennung abgewinkelt werden muss, um das Apogäum zu erhalten, als auch, dass „eine Weile im Leerlauf bleiben“ nicht unbedingt die effizienteste Nutzung Ihrer Raketentriebwerke ist.

Dann wird es zu einem Optimierungsproblem. Es hilft, die Zirkulation "früh" zu beginnen, anstatt im Leerlauf zu fahren, und es lohnt sich manchmal sogar, damit in der Atmosphäre zu beginnen, da der Vorteil der Luftwiderstandsstrafe entgegenwirken kann.

Dieses ganze Optimierungsproblem nach dem Verlassen der Gravitationskurve, aber vor dem Eintreten in die Umlaufbahn, ist Powered Explicit Guidance .

Für eine eher technische Behandlung siehe zum Beispiel diesen technischen Hinweis der NASA: https://ntrs.nasa.gov/citations/19660006073

Danke! Das ist eine schöne klare Antwort. Frage: Um in eine gewünschte Umlaufbahn einzutreten, müssen Sie sowohl die Höhe als auch die Geschwindigkeit und den Anstellwinkel steuern. Wenn Sie Ihre Zielhöhe erreichen, bevor Sie Ihre Zielgeschwindigkeit erreichen, sollten Sie dann nicht einfach die Triebwerke weiter zünden und die Rakete auf Höhe des Horizonts halten, damit die Geschwindigkeit steigt und die Höhe nicht? Oder ist das alles Teil dessen, was Sie Zirkularisierungsmanöver nennen? Danke noch einmal!
@Alex Wenn Sie unter Ihrer Zielgeschwindigkeit liegen und die Triebwerke auf Höhe des Horizonts abfeuern, verlieren Sie an Höhe. Um die Höhe zu halten, müssten Sie die Rakete nach oben neigen. Das ist ein Zirkularisierungsmanöver, ja.
Richtig, also gibt es den Anstellwinkel, den Sie auch berücksichtigen müssen. OK, Sie machen also sofort nach dem Start Ihren Pitchover, um in eine Schwerkraftkurve einzutreten, die Sie fortsetzen, bis Sie Ihre Zielhöhe erreichen, und anschließend ein Zirkularisierungsmanöver durchführen, um Ihre Zielgeschwindigkeit und Ihren Anstellwinkel zu erreichen, an dem Sie erreicht haben Ihre Zielumlaufbahn. Aber wann beginnt man mit dem Zirkularisierungsmanöver? Ich tippe auf den Höhepunkt, aber warum nicht sofort, wenn Sie die Zielhöhe erreicht haben? Danke!
Wie gelangt eine Rakete von der Gravitationskurve in die Umlaufbahn?
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