Wie schaltet man einen Merlin-ähnlichen Raketentriebwerk schnell ab? Wie schnell ist es möglich?

Ungefähr 36:17in Teil 1 dieser Aufzeichnung des Vortrags von Hans Koenigsmann von SpaceX auf der IAC 2018 erzählt er die treibende Landung einer ersten Stufe von Falcon 9 und erwähnt, dass der Motor etwa 60 cm über dem Boden abschaltet.

Ich frage mich, wie schnell ein Flüssigtreibstoff-Merlin-ähnlicher Motor abschaltet, wenn das Timing kritisch ist. Wird das Drehmoment zu den Turbopumpen irgendwie gestoppt und alles läuft einfach ab, oder gibt es Ventile in der Leitung, die den Fluss der Treibmittel schneller stoppen?

Ich verstehe, dass Koenigsmanns Schätzung von zwei Fuß ein "effektiver" Abschaltpunkt ist und es einen gewissen Übergang oder eine Reduzierung des Schubs geben wird, und das ist in Ordnung. Hier frage ich nur, wie es auf kontrollierte, zeitgesteuerte Weise zwei Fuß über dem Boden gemacht wird, so dass es eine "Beule" gibt, wie im Video gezeigt und durch seinen "dzhh" -Sound artikuliert wird.

Gibt es auch zumindest eine Schätzung, wie schnell es herunterfährt, sagen wir Wert für

  1. Latenz: Zeit zwischen dem Befehl und dem Zeitpunkt, an dem der Schub um die Hälfte reduziert wird (was auch immer er im Moment war)
  2. Abruptheit: Zeit, bis der Schub von 80 % auf 20 % abfällt (wie auch immer er gerade war)

Wenn Sie einen schnellen Kraftstofffluss durch die Rohre so schnell wie möglich stoppen, können diese zerstört werden. Manchmal wurde der Kraftstofffluss zurück zum Tank umgeleitet.
Ich würde hinzufügen, dass es nicht so wichtig ist, während der Landung schnell abzuschalten. Wichtiger ist es, eine gut definierte Ramp-Down-Kurve zu haben und im richtigen Moment einen TWR < 1 zu erreichen.
@asdfex kann ein bisschen schwieriger sein, auf einem Schiff zu landen, wenn es mit den Wellen kippt und steigt / fällt, wo Sie nicht so einfach "vorausplanen" können.
@uhoh Das Rollen ändert das Timing nicht, das Steigen / Fallen erfolgt in Zeitskalen von mehreren Sekunden und ist nicht wirklich schnell (z. B. 1 m / s, solange die Wetterbedingungen eine Landung zulassen) - im Vergleich zu einer Rakete, die mit 5 - 10 beschleunigt m/s² (oder sogar mehr bei einer 3-motorigen Landeverbrennung) ist vernachlässigbar.
@asdfex ah, ich verstehe was du meinst. Es scheint, dass irgendwann, sagen wir 3 Sekunden vor dem Aufsetzen (nur als Beispiel), die Möglichkeit, weitere Anpassungen oder Entscheidungen vorzunehmen, minimal wird und Sie verpflichtet sind, an einem bestimmten vertikalen Punkt anzuhalten, aber in diesen 3 Sekunden können die Schiffe nicht wirklich unvorhersehbar um mehr als einen kleinen Bruchteil eines Meters von dem, was er tut, abweichen. Hören Sie das, Mr. Anderson? Das ist der Klang der Unausweichlichkeit.

Antworten (1)

Die Merlin wird gedrosselt, indem der Treibmittelstrom zum Gasgenerator und damit die Turbopumpendrehzahl moduliert wird. Motorabschaltungen sind sorgfältig orchestrierte und zeitgesteuerte Angelegenheiten, aber ich bin ziemlich sicher, dass sie mit dem Abschalten des Gasgenerators beginnen würden.

Einige Schlussfolgerungen (da es nicht viele veröffentlichte Informationen gibt) über Merlin-Drosselung und gute Schaltpläne finden sich in der Antwort auf diese Frage: Merlin 1D Engine Throttling

Wiederum eine Vermutung, aber nachdem die Turbopumpe abgedreht hat, würde die Strömung zur Kammer durch Schließen der Hauptoxidierer- und Hauptbrennstoffventile beendet werden. Tom Mueller, Designer des Motors, wird in einem Video zitiert, das mit der anderen Antwort verknüpft ist, als er den MOV das "Ventil, mit dem wir den Motor ein- und ausschalten" bei etwa nennt 01:40.

Ich habe ein paar Mal gebraucht, um die Erwähnung zu verstehen, also habe ich die Zeit hinzugefügt. Ich genoss die Einfachheit und Prägnanz des Videos und wünschte, ich könnte so sprechen.
Wie schaltet man einen Merlin-ähnlichen Raketentriebwerk schnell ab? Wie schnell ist es möglich?
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