Потребовалось ли много времени, чтобы стабилизировать возвращающуюся ступень SpaceX CRS-6, чтобы она приземлилась нормально?

Глядя на это довольно потрясающее видео первой ступени CRS-6 , почти возвращающейся к барже, кажется, что если бы что-то могло немного стабилизировать ее, все было бы в порядке. На 6-й секунде видео видны реактивные самолеты, стреляющие в верхнем конце сцены. Опрокидывание указывает на проблему с органами управления ориентацией или просто на их доработку?

В какой-то момент после приземления Маск обменялся несколькими твитами с Джоном Кармаком, в которых говорилось, что они определили, что медленная реакция дроссельной заслонки («заедание клапана») на форсунках ориентации (белые пузыри в верхней части сцены) вызывала "запаздывание по фазе" (т. е. поздняя реакция рулевого управления, приводящая к перерегулированию и колебаниям при управлении ориентацией). Эти твиты, похоже, были удалены с тех пор — возможно, Маск говорил слишком рано — поэтому я не могу связать их, но они предположили, что Маск думал, что это можно решить на сцене.
так что нет никаких оснований думать, что они каким-то образом недостаточно сильны или им может понадобиться помощь? Я как бы думаю, что я должен снова отредактировать, чтобы сделать их в центре внимания... может быть...
Ну, я многое делаю из заявлений, которые Маск решил не публиковать в настоящее время, но да, у меня сложилось впечатление, что они думают, что это проблема контроля/управления, решаемая без добавления каких-либо дополнительных активных элементов в систему. Вы можете видеть, как двигатель ориентации доблестно пытается удержать эту штуку с 0:10 на видео, и почти все это удается.
@RussellBorogove Я собираюсь добавить, указав на форсунки ориентации, потому что я не выбрал, что они собой представляли, я думал, что это те решетчатые плавники.
Для меня это определенно выглядело как расходящееся колебание. Может быть, они должны добавить несколько гироскопов, как в книгах Хайнлайна, чтобы корпус мог оставаться в вертикальном положении, когда двигатель вращается!
SpaceX всегда думала, что все будет проще, чем есть на самом деле. В конце концов, если это может сделать кучка невежественных государственных служащих и подрядчиков с завышенными ценами, SpaceX может сделать это дешевле, лучше и быстрее. Извиняюсь. Да, Вирджиния, это ракетостроение. Гордыня снова наносит удар, на этот раз сильно: «Мы, сокол, ударили баржу».
Если оставить в стороне мой ехидный комментарий выше, я действительно думаю, что у SpaceX есть нужные вещи, может быть, больше, чем у кого-либо другого.
Я не думаю, что они думают, что это легко. После CRS-4 (?) Маск сказал что-то вроде «в следующий раз, надеюсь, он взорвется по другой причине», а перед этим запуском он оценил вероятность успеха <50%. Это звучит как очень реалистичная точка зрения. В то же время, как заметил кто-то другой, неудачный многоразовый F9 по-прежнему является успешным расходным материалом F9.
Кроме того, я немного ошибся насчет твитов — Маск назвал медленный двухвинтовой дроссельный клапан (то есть, предположительно, главный двигатель), а не реактивный клапан.

Ответы (3)

Если вы посмотрите видео еще раз, вы увидите, что основной двигатель качается, то есть меняет угол, под которым он направлен. Он проходит через несколько взмахов, пытаясь исправить себя.

В физике есть хорошо известная проблема «перевернутого маятника», когда тело можно удерживать так, чтобы его верхний конец был вертикальным, просто контролируя движение его нижнего конца. (Попробуйте это дома, сбалансировав ручку метлы.) Здесь это делается за счет боковых отклонений главного двигателя.

Кроме того, наверху есть газовые двигатели, которые могут помочь. (Я подозреваю, что они помогают при боковом ветре, но я не уверен.)

Что здесь кажется неправильным, так это главный двигатель - либо его угол наведения был неправильным, либо он не поддерживал правильную тягу под углом, в результате чего нижний конец начал корректироваться.

Краткий ответ: им нужно немного больше поработать над программным обеспечением и над пониманием динамического поведения системы (возможно, включая нелинейное поведение в ракетном двигателе). Ракета, вероятно, уже имеет все остальное, что ей нужно для работы.

Проблема возникла из-за застревания на первой ступени BFV... учет запаздывания управления не был полностью реализован в алгоритме посадки.
Да, Илон что-то твитнул про заедание клапанов, но толком не объяснил... Я думаю, что его твит означает ошибку в тяге двигателя, а не в наведении - но я бы предпочел дождаться появления более полного объяснения, т.е. почему я не хотел это цитировать. :)
Видео, похоже, показывает, что ракета перекомпенсировалась, последняя часть работы основного двигателя имела слишком большую тягу (предположительно, клапан заклинил в открытом положении). Поскольку двигатель был подвешен, это привело к боковой скорости при приземлении ракеты.

Если вы проигнорируете двигатель в видео и вместо этого посмотрите на корпус F9, вы увидите, что он проходит более чем полный цикл колебаний (против часовой стрелки, по часовой стрелке, против часовой стрелки), и эти колебания увеличиваются по амплитуде. по мере приближения к земле.

Такое движение нетипично для управляемой посадки.

Таким образом, в маловероятном случае, если бы F9 удалось избежать опрокидывания, это было бы чистой удачей, потому что тенденция заключалась в потере контроля, а не в его восстановлении.

Пока не будет опубликовано больше информации о причинах потери управления, невозможно сказать, что спасло бы эту конкретную попытку приземления.

Сообщаемая проблема заключается в том, что клапаны, управляющие Merlin 1D, имели некоторое внутреннее трение (Stiction), что означало, что он медленно реагировал на компьютерные запросы. Ему было приказано исправить в одну сторону, он был медленным, поэтому слишком исправлен. Компьютер заказывал коррекцию, чтобы исправить, тормозил, перекорректировал в другую сторону. Пока он не пришел, как вы видите.

Потребовалось ли много времени, чтобы стабилизировать возвращающуюся ступень SpaceX CRS-6, чтобы она приземлилась нормально?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v