Я понимаю, что многие проблемы с восстановлением двух частей обтекателя Falcon 9 связаны со странными аэродинамическими схемами спуска. Это ни в коем случае не аэродинамически безопасный объект, когда он разделен пополам, и поэтому подвержен непредсказуемым ветровым условиям .
( Дополнительное чтение и, возможно, связанные вопросы... )
Мой главный вопрос здесь: можно ли отделить обтекатель, а затем снова соединить его перед спуском на землю?
Основные соображения, которые я хотел бы затронуть, следующие:
Я хотел бы проигнорировать: потенциальные столкновения из-за повторного соединения - предположим, что повторное соединение происходит спустя много времени после того, как ракета задействует следующую ступень, и что трос(ы) спроектирован таким образом, чтобы избежать столкновения с полезной нагрузкой/следующей ступенью.
Я полагаю, что если обтекатели отброшены, а между двумя объектами есть трос(ы) с достаточной прочностью, чтобы сопротивляться разрыву, он может снова соединиться, есть ли пробел в моем мышлении? Можно ли воссоединить две части на суборбитальной траектории, а затем повторно зацепить зажимы, чтобы сделать обтекатель более аэродинамичным и предсказуемым? Таким образом, им нужно захватить только один объект вместо двух.
Я слишком упрощаю это? Если нет... кажется, что шарнирного обтекателя, который открывается и сбрасывается по касательной к полезному грузу, может быть достаточно (если действительно сохранение исходной формы хоть немного выгодно).
... есть ли пробел в моем мышлении?
... предположим, что повторное соединение происходит спустя долгое время после того, как ракета задействует следующую ступень...
Я думаю, что есть пробел.
Обтекатель полезной нагрузки обычно разворачивается, когда вторая ступень все еще работает. Посмотрите на этот пример во время первого полета Falcon Heavy .
... и что привязь(и) сконструирована таким образом, чтобы избежать столкновения с полезной нагрузкой/следующей ступенью...
Через развернутый обтекатель должна пройти значительная часть все еще разгоняемой ракеты. От этого нельзя отмахнуться рукой.
Вот тест обтекателя SpaceX в вакуумной камере . Обратите внимание на привязи, предположительно только для этого теста. Обтекатель не намного шире самой ракеты. Все еще стреляющая вторая ступень ракеты должна проходить между половинками обтекателя. Привязи рискуют быть зацепленными. Петли могут привести к тому, что обтекатель не отделится чисто и повлияет на вторую ступень. Либо ставит миссию под угрозу.
С какой силой два обтекателя отталкиваются друг от друга?
Я не знаю, но я знаю, что он пневматический, и это довольно легкий толчок, чтобы уменьшить удары по полезной нагрузке.
Две половины обтекателя скрепляются механическими защелками по вертикальному шву обтекателя. Чтобы развернуть обтекатель, гелиевый контур высокого давления освобождает защелки, а четыре пневматических толкателя способствуют раскрытию двух половин с принудительной силой. Использование всех пневматических систем разделения обеспечивает щадящую ударную среду, позволяет принимать и проводить предполетные испытания фактического оборудования системы разделения, а также сводит к минимуму количество мусора, образующегося во время события разделения.
Источник: Руководство пользователя по полезной нагрузке ракеты-носителя Falcon 9, версия 2, раздел 2.3.
Каков вес каждой части обтекателя.
Я не знаю, но я знаю его размеры и из чего он сделан .
Обтекатель имеет высоту 13,1 метра (43 фута) и ширину 5,2 метра (17 футов). Он состоит из алюминиевого сотового заполнителя с лицевыми листами из углеродного волокна, изготовленными в виде двух полуоболочек.
В руководстве пользователя по полезной нагрузке ракеты-носителя Falcon 9 говорится...
Обтекатель SpaceX имеет внешний диаметр 5,2 м (17,2 фута) и общую высоту 13,2 м (43,5 фута). Обтекающие конструкции и динамика обеспечивают динамическую оболочку полезной нагрузки с максимальным диаметром 4,6 м (15,1 фута) и максимальной высотой 11 м (36,1 фута).
Я полагаю, что если обтекатели отброшены, а между двумя объектами есть трос(ы) с достаточной прочностью, чтобы сопротивляться разрыву, он может снова соединиться...
Обтекатель полезной нагрузки разработан максимально легким. Любой вес, который вы можете сбросить с обтекателя, — это дополнительная полезная нагрузка, которую вы можете нести. Он также спроектирован так, чтобы быть максимально надежным, если обтекатель не раскроется или ударит по полезной нагрузке, миссия провалится. Максимально простой обтекатель помогает снизить вес и надежность.
Если бы это было решено, сами тросы добавили бы веса. Привязи должны были быть смотаны назад, что потребовало бы механизма намотки, что добавило бы веса и сложности. Механизму потребуется независимый источник питания, добавляющий вес и сложность. Вам придется надежно переустанавливать защелки и надежно запирать их, добавляя вес и сложность. Если вы пропустите выравнивание, вы рискуете, что не сможете это исправить.
Когда вы дергаете тросы намеренно или просто потому, что обтекатели уносятся слишком далеко, в атмосфере сопротивление воздуха замедляет их. В почти вакууме, когда они разделились, нет ничего, что могло бы помешать им столкнуться друг с другом.
Безопасно и надежно воссоединиться с ними будет непросто.
Вместо этого SpaceX использует двигатели управления ориентацией и управляемый парашют. Двигатели, вероятно, работают на холодном газе или монотопливе для простоты и надежности. Подруливающее устройство помогает сохранить ориентацию обтекателя при входе в атмосферу. Управляемый парашют замедляет его и удерживает на курсе приземления.
Вес и сложность — вот почему SpaceX не приземляет ракеты с парашютами . Тем не менее, он использует их на обтекателе. Предположительно, более легкий обтекатель требует более легкого парашюта.
СФ.
Органический мрамор
Шверн
Гоббс