В процедуре посадки первой ступени Falcon 9 есть одна проблема:
Дросселирование Merlin 1D на самом низком уровне по-прежнему создает больше тяги, чем пустая масса первой ступени. Итак, каковы проблемы с дросселированием ниже. Например РД-191 имеет диапазон дроссельной заслонки 27%-105% согласно Википедии. Но меня интересует только движок Merlin 1D, возможно ли иметь такие возможности и какая работа для этого должна быть проделана.
Если у SpaceX есть проблемы с дроссельной заслонкой, в качестве варианта может быть, что только двигатель в центре ракеты будет другим двигателем Merlin (другая версия Merlin 1D или вообще другой новый двигатель), который производится с основной целью, чтобы быть очень низкий дроссель (независимо от того, какая тяга) ? Даже если достижение необходимого дросселирования может повлиять на тягу или Isp двигателя (из-за отсутствия хороших характеристик Merlin 1D FT), общая производительность Falcon 9 все равно будет в порядке. Таким образом, они получают больше шансов успешно приземлиться на первом этапе.
Производство нового ракетного двигателя, конечно, имеет свою стоимость, и, возможно, из-за эффекта масштаба производство Merlin 1D неэкономично, потому что вы должны производить другой тип двигателя (на самом деле это не повлияет на стоимость ракеты), но для экономики SpaceX было бы очень хорошо, если бы это помогло успешно (медленно и безопасно) приземлиться. По данным SpaceX, Falcon 9 FT теперь может иметь более высокую общую тягу на уровне моря на 7607 кН (тяга 1,71 миллиона фунтов) по сравнению с предыдущими 6806 кН (тяга 1,53 миллиона фунтов). Таким образом, даже если один из двигателей будет иметь меньшую тягу или даже отключится, Falcon 9 FT снова будет иметь те же характеристики, что и в его предыдущих миссиях, по крайней мере, около 6800 кН или даже больше. Вероятно, для центрального двигателя некоторыми вариантами могли бы быть предыдущие версии двигателя Merlin. Таким образом, им не нужно модифицировать один из Merlin 1D или разрабатывать новую версию (назвать Merlin 1E) для низкого дросселирования, поскольку у них могут возникнуть трудности с этим, они могут использовать предыдущие Merlin 1A, 1B, 1C. Они имеют меньшую тягу Merlin 1A (340 кН), Merlin 1B (380 кН), Merlin 1C (350 кН в начале или 560 кН в модернизированной версии) и в том числе даже их дроссельная способность позволит тягу на более низких уровнях, в этом способ сделать идеальное замедление скорости для первого этапа. Merlin 1C является лучшим вариантом, чем A и B по надежности, т.к. использует сопло и камеру сгорания с регенеративным охлаждением. Конечно, эти двигатели могут нуждаться в некоторой модификации, чтобы они соответствовали Falcon 9 FT, но их тяга, которая подходит, будет полезной.
Итак, чтобы добиться низкого дросселирования Merlin 1D, что можно было бы сделать, и если это столкнется с трудностями, можно ли было бы в качестве варианта использовать новый двигатель Merlin, который имел бы низкую (возможно, очень низкую) тягу с/или очень низкими возможностями дросселирования на значение, которое необходимо для комфортных посадок (независимо от того, какая тяга будет иметь), или, возможно, используя предыдущие двигатели Merlin с модификациями, если это необходимо сделать?
Вопрос предполагает, что для Falcon 9 желательна более низкая посадочная тяга, что я считаю неверным.
Посадочная тяга представляет собой компромисс между противоположными требованиями. При меньшей тяге ракета могла медленнее сближаться, давая больше времени на корректировку траектории и приземление ближе к цели. Но более медленный подход означает, что вы тратите больше времени и, следовательно, больше топлива на борьбу с гравитацией. Более высокая тяга обеспечивает очень быстрый подход и очень короткое горение в конце, что позволяет экономить топливо.
Похоже, что при попытке приземления на миссии SES-9 (рейс 22) с очень небольшим запасом топлива после основной миссии была предпринята попытка сжечь терминал с тремя двигателями. Видео этой попытки приземления, казалось, показало, что ракета приближается к краю ASDS, а не к центру, что, возможно, указывает на то, что быстрый подход не дал достаточно времени для исправления траектории. Таким образом, 3 двигателя могут быть слишком большой тягой, хотя рейс 24 успешно выполнил аналогичную посадку ASDS с 3 двигателями.
Текущие ограничения дроссельной заслонки одного двигателя Falcon 9 после миссии CRS-6 (рейс 17) оказались достаточными для приземления в цель; полеты 20, 21 и 23 все попали в цель. Более низкая дроссельная заслонка потратит больше топлива и не решит проблемы.
call2voyage
Марк777
СФ.