Как первая ступень Falcon 9 может приземлиться вертикально при сильном ветре?

Насколько я понимаю, Falcon 9 должен садиться на баржу вертикально и без горизонтального дрейфа.

У него есть плавники, которые неэффективны на низкой скорости. У него есть ракетный двигатель, который, вероятно, может управлять некоторым направлением, но при этом он придает кораблю вращательный (рыскающий) момент.

Есть ли еще какие-то инструменты, вроде горизонтальных насадок наверху, которые могут противодействовать давлению ветра?

Или он может приземлиться под углом от вертикали только на две ноги?

Новое мышление:

Возможен ли динамический подход? Подлет к платформе с подветренной стороны (против ветра) со скоростью выше скорости ветра, при этом основание ракеты должно быть слегка направлено против ветра. Таким образом, ракета тормозит скорость ветра и разворачивается в вертикальное положение точно при приземлении.

С чего вы взяли, что решетчатые плавники неэффективны на малой скорости? Они отлично работают даже при скорости менее 10 м/с.
Любая поверхность управления будет производить меньшую корректирующую силу по мере снижения воздушной скорости, в конечном итоге нулевую силу при нулевой скорости, даже если они работают идеально. Эту мысль я почерпнул из книги "Аэродинамика для морских авиаторов".
Хотя это правда, посмотрите видео F9R-Dev, где они тестируют решетчатые плавники. Они полностью контролируют транспортное средство от запуска до приземления.
Я посмотрел несколько видеороликов о летных испытаниях F9R. Кажется, это тесты без решетчатых рулей и тесты с решетчатыми рулями. Красиво стабилен. Полный контроль с плавниками и без. Так что, по крайней мере, плавники не мешают полету на малой скорости!

Ответы (3)

Во-первых, его скорость снижения очень высока, торможение очень сильное - только последний метр или около того, вероятно, ниже 10 м/с. До тех пор ребра сетки работают нормально. А в остальном есть подруливающие устройства RCS. Кроме того, векторизация двигателя может удерживать его под углом к ​​ветру и позволять RCS и ногам выпрямлять его только после приземления.

OTOH это 40-метровая в основном пустая тонкая труба на довольно коротких ножках и, возможно, на качающейся платформе. Как только он приземлится и RCS выключен, он может сильно опрокинуться ветром. Но если он может продолжать стоять без двигателя на ветру, он может застрять при посадке. Он может выдержать не очень сильный ветер, уж точно не шторм, но подруливающие устройства RCS могут ему немного помочь.

И конечно, если ветер будет слишком сильным, запуск будет отложен. Это не значит, что через несколько минут после запуска появится совершенно неожиданный шторм.

Действительно ли RCS может помочь? Есть ли у нас цифры (или оценки) их тяги? Без каких-либо конкретных знаний об этом я немного сомневаюсь, что RCS очень полезен вне вакуума. Ступень весит около 25 т... (не помню, чтобы RCS толкала при посадке, если не считать тщетной попытки спасти CRS-6)
@radex: мне не удалось найти тягу текущих двигателей с холодным газом, но они заменили более ранние двигатели Draco для первого этапа RCS, и они имели тягу 400 Н. Посмотрите на видео неудачной посадки - насколько ракета отклонилась от вертикали, когда RCS почти успевает ее выровнять.

Наверное, не может. Где вы увидели, что он может? Критерии фиксации запуска предотвращают запуск, если условия на посадочной площадке первой ступени являются запретительными.

Кажется, это больше похоже на комментарий, чем на ответ
Ну, вопрос примерно такой: "Когда ты перестал бить свою жену?"
Известны ли нам какие-либо критерии запуска/посадки?
Также есть возможность потратить первую ступень, если условия на дальности не подходят для посадки. Возможно, решение будет зависеть от того, кто платит за запуск.

На этом видео , заявляющем о посадке при сильном ветре, видно, как решетчатые стабилизаторы движутся до приземления - вероятно, они влияют на ориентацию, хотя и незначительно.

Кроме того, ориентация контролируется вектором двигателя и некоторыми горизонтальными двигателями, которые лучше всего видны здесь и в действии в этом видео .

В совокупности они обеспечивают достаточный контроль, чтобы противодействовать влиянию ветра.