Kirill Pankratov (neznaika_nalune) wrote,
Kirill Pankratov
neznaika_nalune

Categories:

Танцы со швабрами

Несколько дней назад в очередной раз наебнулся носитель Фалькон компании SpaceX в попытке достичь его "многоразовости" и посадить в целости на плавучую платформу.

Я уже писал что очень скептически отношусь к этому направлению космичесой индустрии. Я закончил Факультет Аэрофизики и Космических исследований МФТИ, но вовсе не считаю себя знатоком ракетной техники - уже более 25 лет я не имею к этому никакого отношения. И всё же берусь утверждать то что я написал выше.

Проблема не в том что у Фалькона плохие двигатели - они там очень современные и качественные. Дело совсем в другом. Мягкая посадка на платформу - это проблема не столько двигателей, сколько контроля, чувствительности к небольшим флуктуациям, колебательных мод и т.п.. Для обывателя такие мелочи могут вызывать зевоту, по сравнению с возбуждающим фонтаном реактивной струи. Но именно эти скучные инженерные и математические проблемы, скорее всего, и станут камнем преткновения для настоящей многоразовости Фалькона.

Вот тут есть видео приземления нoсителя и анализ его траектории. Многие комментаторы восторженно утверждали что приземление "почти удалось", ракета даже несколько секунд вроде бы стояла почти прямо - по сравнению с предыдущей попыткой, когда она рухнула на палубу баржи под косым углом.

На самом деле уже за 6-7 секунд до приземления очевидно что у ракеты нет шансов. Из анализа в ссылке выше видно что в последние секунды полёта угол оси ракеты к вертикали меняется в диапазоне 10-12 градусов. Это ОЧЕНЬ много. Для устойчивой посадки ей, по-видимому, нужно махимум наклона менее 1 градуса. Но дело не только в наклоне. Фактически ей нужен очень узкий диапазон отклонений по 6 координатам (пространственным и угловым) и 6 скоростям. По вертикали ей нужно достичь почти нулевой скорости (менее примерно 2 м/сек) в координате z=0 в диапазоне около одного метра. По координатам x, y диапазон побольше - пусть даже несколко десятков метров на стационарной площадке, но скорости должны быть не более десятков сантиметров в секунду. Угловые диапазоны и скорости - требования, пожалуй, ещё более жёсткие. Это ещё осложняется тем что ракета - не идеально твёрдое тело. Почти пустая ракета, с небольшими остатками топлива и поддутая как воздушный шарик в форме длиннющей сигары, неизбежно имеет поперечные моды колебаний с частотой в считанные герцы - и это ещё сильнее осложняет контроль. Даже идеально приземлившаяся ракета по всем 12 твёрдотельным координатам и скоростям может потерять устойчивость из-за колебательных мод. То что ракета несколько секунд "почти стояла" на барже мало что доказывает - в основно это следствие её огромного размера, чтобы упасть плашмя ей требуется значительное время.

Для контроля этих 12 твердотельных компонент и собственных автоколебаний у ракеты немного контролирующих поверхностей и осей. Главный из них - маршевый двигатель контроль по которому неустойчив в ляпуновском смысле, и к тому же с очень маленьким плечом и огромной чувствительностью плеча к углу наклона. Ещё есть слабые направляющие двигатели в верхней части, гидравлические рули и т.д. Но всего этого будет недостаточно для очень точного контроля за доли секунды в момент приземления.

Этот пост не ставит задачи численного анализа. Но интитивно в мягкую посадку Фалькона я не верю. Не ислючено что среди многих попыток случится чудо и один раз ракета всё же сядет на землю не кувыркнувшись набок. Это позволит Маску доить НАСА, инвесторов и обычную публику ещё несколко лет. Но дааже это невероятно
далеко от экономически оправданного многоразового использования носителя.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

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