max_andriyahov (max_andriyahov) wrote,
max_andriyahov
max_andriyahov

Categories:

Это просто!

— Фрэнк, вы бегаете по утрам?
— Нет.
— А почему, ведь это очень полезно?!
— Может быть, но у меня лёд из виски вываливается.

Фрэ́нсис А́льберт Сина́тра




“Rocket science” - в американском английском устойчивая идиома, означающая что-то головомное, процедурно сложное.

Реактивная посадка первой ступени: четыре трабла- и один бонус+


Ролики с прибаржениями/приземлениями Фалькон-9 от спейсов собирают миллионы просмотров и приносили мне немного денег по маленьким пари, пока не стали рутиной. Но от этого не перестали быть довольно сложной инженерной задачкой и головной болью программистов. В чём проблема?

Когда ракета взлетает, 700+ тонн топлива и окислителя силой ускорения прижимаются к днищу и оттуда с неимоверным еге-ге-гей, блять! попадают в газогенератор, турбонасос и камеру сгорания. Всё прекрасно. Ракета вверх - топливо вниз. Так и было задумано. В прошлом веке.



Но даже тут возникают проблемы в запуске движка второй ступени. Обращали внимание на красивую узорчатую конструкцию межбакового переходника а-ля "башня Шухова" в конструкции Союза, Протона и Зенита?


Особенно хорошо видно на примере лунной Н-1:


Это так называемое "горячее разделение" - движок второй ступени включается, пока ещё работает первая. Раскалённые газы от его работы и вылетают наружу через эту космическую сетку Рабица (и попутно долбят в лоб первой ступени, чтоб побыстрее отделилась)

Фишка в том, что запустить ЖРД -
non penis canina
Уж слишком там всё сложно. От того и Союзы взлетают до сих пор "на дровах" - давайте подсунем под движок термитную шашку (под какждую камеру! а их там 32 штуки), запалим бикфордовым шнуром, сверху на неё уебётся пара тонн керосина капельками и буран жидкого кислорода. Авось - загорится. А если не загорится - отмена пуска.

Ну да ладно, проблему многократного запуска на Флаконе решили путем пиротехнических запалов, и как одноразовая ракета - проблем вообще никаких. Но вот нюанс...

Когда ступень делает кувырок в космосе, и потом летит жопой вниз на Землю со скоростью 8.000+ км/ч все топливо, оставленное на посадку, ожидаемо прижимается к крышке бака:


Попробуйте резко опустить вниз руку со стаканом виски. Желательно - над дорогим ковром. Где окажется вискарик? Праааааавильно. Слушайте старину Фрэнка и не занимайтесь ерундой.

*сильно кликабельно*

И движкам топлива и окислителя самотеком - фигушки. Гравитация, бессердечная ты сука!

ОК, сделаем отдельные маленькие баки с наддувом, чтобы в этот момент пара капель в систему поступила, независимо от ускорения свободного падения. Типа, закрыли вискарик крышкой и поддали туда давления из сифона. Хорошо. Но. На высоте так называемого entry burn уже есть атмосфера, и довольно плотная:



Которая таки давит внутрь камеры сгорания на скорости 4.000 км/ч. Попробуй-ка на ходу, на скорости под соточку, высунуться в окно и прикурить сигаретку? А?! А тут скорость - четыре тыщщи.




ОК, они решили и эту проблему (не знаю как). Иииииии... тут же перешли к следующей.
Топливо (и окислитель в другом баке) на посадку, а это 8-10 тонн, которые мирно болтались под потолком - стремительным домкратом устремляются прямиком в днищще. Перепад скоростей - несколько тысяч км/ч за пару секунд, плющит их там - как космонавта на центрифуге, а высота первой ступени - 72 метра. БДЫЩЩЩ!!! Ваш стаканчик с викариком разлетается вдребезги.

АПД из комментов: большая часть топлива прижимается к стенкеи потом к днищу - в момент оооочень плавного флип-маневра (разворота ступени) , центробежной силой. Кто писал про торможение ступени об атмосферу перед запуском тормозного импульса - не знают что:
а) первое торможение на высоте 80 км, где "атмосферы" небогато
б) плотность газа наддува внутри ракеты гораздо выше чем снаружи. У них внутри ракеты почему-то идеальный вакуум и ускорение свободного падения. Ну то такое.



П - прочность! И спейсы в неё полностью смогли, при этом сохранив ракету легкой. И вот это реальный рокет сайнс, потому что за каждый грамм массы ракетчики бьются, как та ещё анорексичка. Доходило до такой экзотики, как сверхтонкие баки из нержавейки с постоянным наддувом изнутри избыточным давлением, толщиной с обёртку для конфетки. Конец немного предсказуем:



Окей, решили и это. Четвертая проблема: посадка. Когда летал стенд Кузнечик


он мог зависать на точке, танцевать на дюзах и вытворять всевозможный балет.


На движке Мерлин такое невозможно. Предел дросселирования (снижения тяги) весьма ограничен. Например, движок вашего автомобиля НЕ может работать на скорости 10 оборотов в минуту. Нижний предел холостых - 500-800 об/мин. Ну никак. Рукой крутить можно, но от зажигания - не будет. Аналогично и ракета - она не зависает над баржей, она просто тормозит движком с минимальной дурью, чтобы в момент касания плоскости скорость была = 0 км/ч и движок выключился. Шанса "подвзлететь заново и всё исправить" - нет. Одна попытка - одна посадка. Точнее "управляемое падение".


И вот тут уже рокет сайнс для программистов. По аналогии с автомобилем - под вами не упругая и податливая тёлочка педаль тормоза, которая позволяет плавно прогнозировать замедление и остановиться у стоп-линии +/- пару метров, а жёсткий брутальный ручник, нужно дёрнуть только один раз и настолько вовремя, чтобы коснуться пыли на бампере впереди стоящей машины, но краску не поцарапать. И, да! - ваша машинка весит 25 тонн.

А бонусом от всех этих проблем можно считать то, что ракета получилась очень прочной и годной для автотранспортировки. С нее не сдувают пылинки, не протирают спиртом и не подкладывают подушки. Более того - она сама выступает несущей частью автоприцепа:



Завернули в целлофан и - алга! Зацепили спереди, подкатили тележку сзади, по коробке и погнали. Никаких предварительных ласк, типа спецплатформ, защиты и прочих нежностей. Только хардкор! Всё, как я люблю.

Поэтому - то, что делают сейчас Спейс Икс это очень, очень круто.


Tags: tesla spacex musk, Космос, Технологии
Subscribe

Posts from This Journal “Космос” Tag

  • Трах-тиби-дох или Спасение от спасателя

    "Пожарный Иван стоял и бездействовал. Банк горел - кредит гасился" Тест системы автоматического спасения космического корабля Дракон2…

  • В яблочко!

    "А ну-ка бей-ка, кому не лень. Вам жизнь копейка, а мне мишень. Который в фетрах, давай на спор: Я - на сто метров, а ты - в упор."…

  • Маленький юбилей

    "— Талантливый паренёк. Далеко пойдёт... — Если милиция не остановит." Один год назад состоялся успешный первый запуск…

promo max_andriyahov december 12, 2012 19:56 479
Buy for 100 tokens
"Слушайте меня все! Он появился! Ловите же его немедленно, иначе он натворит неописуемых бед!!! Что? Что? Что он сказал? Кто появился? - понеслись голоса со всех сторон Консультант!" (с) Андрияхов Максим Валентинович Привет мой юный друг! если ты зашел сюда по тегам на тему…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 385 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →