Wie kontrollieren wir eine Wiedereintrittskapsel im dichteren Teil der Atmosphäre?

Meine Frage ist: Wie kontrollieren wir eine Wiedereintrittskapsel im dichteren Teil der Atmosphäre? Wie funktioniert die Aerodynamik des Reentry-Fahrzeugs?

Mit anderen Worten, wie manövriert ein Wiedereintrittsmodul, wenn es sich im dichteren Teil der Atmosphäre befindet? Folgen die meisten von ihnen einem blinden Abstieg (da sie meistens entweder im Ozean aufspritzen oder in der Wüste „weich landen“) oder verwenden sie RCS oder vielleicht sogar gitterflossenähnliche Strukturen zum Steuern?

Die Suche in Google führte mich zu diesem Bild von Apollo CM. Ich sehe, dass sie die Richtung eines Auftriebsvektors angeben (ich dachte, es gibt nur Widerstand beim Wiedereintritt! + Ich sehe keine Tragflächen!)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe den Wortlaut Ihrer Frage ein wenig angepasst, damit er etwas besser zum Stil der Website passt. Sehen Sie nach, ob es immer noch die Frage ist, die Sie stellen möchten, und passen Sie sie weiter an.
@uhoh ja es ist ok und noch besser!
Können Sie für diese Frage "die dichte Atmosphäre" klären, die Sie meinen? Die Antworten sind wahrscheinlich sehr unterschiedlich, wenn Sie über die frühen und späteren Stadien des Wiedereintritts sprechen
@costrom Ich beziehe mich auf die untere Atmosphäre, in der wir die aerodynamische Kontrolle über die Kapsel / das Fahrzeug haben. Ich vermute, Sie haben es als spätere Stadien des Wiedereintritts bezeichnet.

Antworten (2)

Das Einstiegsfahrzeug für die Apollo-Missionen ist das Kommandomodul (CM), das einen symmetrischen Körper mit versetztem Schwerpunkt (cg) hat. Dieser Versatz cg bewirkt, dass der CM aerodynamisch bei einem Anstellwinkel mit einer resultierenden Auftriebskraft trimmt, wie in Abbildung 1 dargestellt. Die Größe der Auftriebskraft ist nicht steuerbar; daher wird eine Trajektoriensteuerung bereitgestellt, indem die Richtung des Auftriebskraftvektors moduliert wird. Die Richtung wird durch Rollen des CM und somit des Auftriebskraftvektors um den Relativwindgeschwindigkeitsvektor moduliert.

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Missionsplanung für Apollo Entry p. 232 pdf

Das Kommandomodul hatte auch ein Reaktionskontrollsystem, das für den Eintritt verwendbar war und tatsächlich zum Rollen des Auftriebsvektors verwendet wurde.

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Apollo Operations Handbook, Reaktionskontrollsystem

Bei Gemini-, Apollo- und Sojus-Kapseln wird der Auftrieb erreicht, indem der Schwerpunkt des Wiedereintrittsmoduls von der Mittellinie des Raumfahrzeugs versetzt wird. Dies wird in Ihrem Diagramm durch die Legende "Standort schwerer Ausrüstung" dargestellt und führt zur Neigung der Kapsel relativ zur gezeigten Flugbahn. Die Neigung bewirkt, dass der Körper des Raumfahrzeugs selbst als Tragfläche wirkt und den gezeigten Auftriebsvektor ergibt. Indem das Raumfahrzeug mit dem RCS von einer Seite zur anderen gerollt wird, kann die Richtung des Auftriebsvektors angepasst werden. Wenn die Auftriebsachse vertikaler ist, fliegt das Raumfahrzeug länger und weiter. Das Rollen von einer Seite zur anderen bewirkt, dass die Auftriebskraft seitwärts ausgeübt wird, wobei die Downrange-Distanz gegen die Crossrange-Distanz eingetauscht wird. Bei einem positiven vertikalen Auftrieb bleibt das Raumfahrzeug länger in weniger dichter Luft, wodurch die von der Besatzung ertragene Spitzeng-Kraft verringert wird.

Es wäre möglich, einer solchen Kapsel Körperklappen-Steuerflächen für eine feinere Steuerung hinzuzufügen, aber da die Anfangsbedingungen des Wiedereintritts ziemlich gut kontrolliert sind und der Landepunkt nicht ultrapräzise sein muss, war dies nicht der Fall für diesen Kapseltyp durchgeführt.

Das US Space Shuttle hatte natürlich viel komplexere aerodynamische Steuerflächen.

Was ist mit der Mercury-Kapsel?
Mercury hatte CG auf der Mittellinie, daher war der Wiedereintritt rein ballistisch, ohne Auftrieb und folglich viel rauer in Bezug auf die G-Last des Piloten. Theoretisch könnte RCS verwendet werden, um das Fahrzeug während des Wiedereintritts zum Neigen und Anheben zu neigen, aber es gab nicht genügend RCS-Treibmittel, um das Fahrzeug signifikant zu steuern. Sobald es anfing, Luft zu beißen, gab es keine Möglichkeit, den Spritzpunkt zu kontrollieren.
meh... Haltung wird durch Offset des CoG erreicht, die Haltung erreicht den Auftrieb
Wie kontrollieren wir eine Wiedereintrittskapsel im dichteren Teil der Atmosphäre?
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