Wie kann die erste Stufe von Falcon 9 bei starkem Wind vertikal landen?

Aus meiner Sicht muss Falcon 9 in vertikaler Ausrichtung und ohne horizontale Drift auf dem Lastkahn landen.

Es hat Flossen, die bei niedriger Geschwindigkeit unwirksam sind. Es hat einen Raketenmotor, der wahrscheinlich etwas vektorisieren kann, aber dadurch gibt es dem Fahrzeug einen rotierenden (Gier-) Moment.

Gibt es noch weitere Tools, wie horizontale Düsen oben, die dem Winddruck entgegenwirken können?

Oder kann es nur auf zwei Beinen in einem Winkel von der Vertikalen landen?

Neues Denken:

Wäre ein dynamischer Ansatz möglich? Mit einer höheren Geschwindigkeit als der Windgeschwindigkeit von unten (gegen den Wind) auf die Plattform zukommen, wobei die Basis der Rakete leicht in den Wind zeigt. Die Rakete verzögert also auf Windgeschwindigkeit und dreht sich genau beim Aufsetzen in die Vertikale.

Woher hast du die Idee, dass die Gitterfinnen bei niedriger Geschwindigkeit wirkungslos sind? Sie funktionieren sogar bei weniger als 10 m/s einwandfrei.
Jede Steuerfläche erzeugt mit abnehmender Fluggeschwindigkeit weniger Korrekturkraft, letztendlich null Kraft bei null Geschwindigkeit, selbst wenn sie perfekt funktionieren. Diese Idee habe ich aus dem Buch "Aerodynamik für Marineflieger".
Das stimmt zwar, aber schauen Sie sich das F9R-Dev-Video an, in dem sie die Gitterflossen testen. Sie haben die volle Kontrolle über das Fahrzeug vom Start bis zur Landung.
Ich habe mir einige F9R-Flugtestvideos angesehen. Scheint Tests ohne Gitterflossen und Tests mit Gitterflossen geflogen zu sein. Schön stabil. Volle Kontrolle mit Flossen und ohne. Also zumindest vermasseln Flossen den Langsamflug nicht!

Antworten (3)

Erstens ist seine Sinkgeschwindigkeit sehr schnell, die Verzögerung sehr stark - nur der letzte Meter oder so liegt wahrscheinlich unter 10 m/s. Bis dahin funktionieren die Gitterlamellen einwandfrei. Und für den Rest gibt es die RCS-Triebwerke. Außerdem kann das Motor-Vectoring es gegen den Wind abgewinkelt halten und RCS und die Beine nur nach dem Aufsetzen strecken lassen.

OTOH, es ist eine 40 Meter lange, größtenteils leere, dünne Röhre auf ziemlich kurzen Beinen und möglicherweise auf einer schwankenden Plattform. Sobald es aufsetzt und RCS ausgeschaltet ist, kann es sehr wohl vom Wind umgekippt werden. Aber wenn es ohne Antrieb im Wind stehen kann, kann es die Landung verstopfen. Es ist kein sehr starker Wind, dem es standhalten kann, sicherlich kein Sturm, aber die RCS-Triebwerke können ihm ziemlich helfen.

Und natürlich verzögert sich bei zu starkem Wind der Start. Es ist nicht so, dass in den wenigen Minuten seit dem Start ein völlig unerwarteter Sturm aufziehen wird.

Hilft RCS wirklich? Haben wir irgendwelche Zahlen (oder Schätzungen) ihrer Schubkraft? Ohne spezifisches Wissen darüber bezweifle ich irgendwie, dass RCS außerhalb des Vakuums sehr hilfreich ist. Die Bühne wiegt ungefähr 25 t ... (Ich kann mich nicht erinnern, dass RCS bei der Landung gestoßen hat, abgesehen von dem vergeblichen Versuch, CRS-6 zu retten.)
@radex: Ich konnte den Schub der aktuellen Kaltgas-Triebwerke nicht finden, aber sie ersetzten frühere Draco-Triebwerke für RCS der Stufe 1, und diese hatten einen Schub von 400 N. Schauen Sie sich das Video einer misslungenen Landung an – wie weit die Rakete von der Senkrechten abweicht, wenn das RCS es fast schafft, sie wieder aufzurichten.

Es kann wahrscheinlich nicht. Wo hast du gesehen, dass es möglich ist? Startverpflichtungskriterien verhindern den Start, wenn die Bedingungen am Landeplatz der ersten Stufe unerschwinglich sind.

Dies scheint eher ein Kommentar als eine Antwort zu sein
Nun, die Frage lautet: "Wann haben Sie aufgehört, Ihre Frau zu schlagen?"
Kennen wir Start-/Landekriterien?
Es besteht auch die Möglichkeit, eine erste Stufe aufzuwenden, wenn die Bedingungen im unteren Bereich nicht für eine Landung geeignet sind. Vielleicht liegt die Entscheidung bei dem, der für den Start bezahlt.

In diesem Video , das eine Landung bei starkem Wind behauptet, sind die Gitterflossen zu sehen, wie sie sich bis zum Aufsetzen bewegen - wahrscheinlich beeinflussen sie die Ausrichtung, wenn auch geringfügig.

Außerdem wird die Ausrichtung durch den Motorvektor und einige horizontale Triebwerke gesteuert, die am besten hier und in Aktion in diesem Video zu sehen sind .

Zusammen bieten sie genug Kontrolle, um den Auswirkungen des Windes entgegenzuwirken.

Wie kann die erste Stufe von Falcon 9 bei starkem Wind vertikal landen?
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