11

Ответ на пост «Кадры Starship S40 на орбите со спутников Starlink V3 и продолжение операция по его спасению»

Существуют две базовые аэродинамические схемы - устойчивая и неустойчивая. Они отличаются друг от друга взаимным расположением центра тяжести и центра равнодействующей аэродинамических сил.

Немного сложновато, но проще схемы не нашёл

Немного сложновато, но проще схемы не нашёл

Устойчивая схема применяется в 95+% атмосферных летательных аппаратов кроме истребителей последних поколений и экспериментальных ЛА. В ней центр приложения сил, тянущих ЛА вперёд (у пассивно падающего ЛА это просто центр тяжести), находится "впереди" центра равнодействующей аэродинамических сил. При такой схеме случайно возникающие отклонения направления корпуса от направления движения компенсируются сами, тяжесть в связке с аэродинамикой вытягивают ось корпуса на равновесный курс сами. Поэтому она и устойчивая, т.к. корректирует отклонения сама в силу "носовой" развесовки и аэродинамики конструкции. Воздействовать на органы управления в такой схеме нужно только для отклонения от равновесия (т.е. осознанных коррекций курса).

Неустойчивая схема такова, что центр сил, движущих ЛА вперёд - "задний" (у пассивно падающего ЛА это просто центр тяжести), а лобовое сопротивление+подъемная сила приложены спереди. Такая схема даёт сверхманёвренность, т.к. любые отклонения от равновесного полёта носом вперёд не компенсируются, а наооборот, усиливаются аэродинамикой ЛА - он стремится кувыркнуться вокруг поперечных осей при любой возможности. Органы управления тут используются для обратной цели - для удержания курса и для сдерживания слишком интенсивного кувырка конструкции при маневрах. Для удержания направления в неустойчивых схемах необходимы ОЧЕНЬ БОЛЬШИЕ и ОЧЕНЬ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ аэродинамические рули. Удержание курса возможно только путем приложения десятков коррекций рулями В СЕКУНДУ, т.е. до эры бортовой автоматики реализация выраженных неустойчивых аэродинамических схем типа как у СУ-47 была невозможна. Близкие к ним по винтовые самолёты "нейтральной схемы" И-16 и "Аэрокобра" нормально смогли использовать только советские лётчики, которым подготовка позволяла получать сверхманёвренность за счёт своего "биологического" бортового компьютера.

Так вот, использование неустойчивой аэродинамической схемы (с "задней" развесовкой) в Старшипе исключена в принципе. Площадь располагаемого им активного оперения сопоставима с площадью крыла МиГ-25, при этом сам Старшип - это семнадцатиэтажка сухим весом 120 тонн, т.е. реальный посадочный вес в 150 тонн и более. В терминах атмосферных ЛА это орёл с муравьиными крыльями - и это если мы рассматриваем аэродинамическое качество этих "крыльев" при атмосферном давлении. Он ОБЯЗАН быть устойчиво выровнен пузом на поток уже на высоте 80 км, где начинается участок максимального разогрева щита. На высоте 80 км давление атмосферы в 1800 (тысяча восемьсот!!!) раз меньше атмосферного у поверхности Земли. Аэродинамические силы, которые возникнут при максимальном отклонении "крылышек" Старшипа - ничтожны и не могут рассматриваться как значимое управляющее воздействие.

Если Старшип не имеет сильно выраженного утяжеления зоны непосредственно под тепловым щитом - непонятно, чем обеспечивается пассивная устойчивость. Никакие "крылышки" (будь они даже в 10 раз больше по площади) не смогут оказывать требуемое стабилизирующее воздействие в верхних слоях атмосферы. Предел их возможностей там, где атмосфера разрежена во многи есотни раз - чуток подруливать, изменяя угол атаки корпуса на считанные градусы.

И это мы еще не учитываем особенности аэродинамического маневрирования оперением на гиперзвуке (главная особенность которого - практически полная невозможность такого маневрирования).

Никаих "переменных" утяжелителей за щитом не видно, там отсек полезной нагрузки и, видимо, что-то ещё.

Никаих "переменных" утяжелителей за щитом не видно, там отсек полезной нагрузки и, видимо, что-то ещё.

Вывод: Старшип априори может иметь только устойчивую аэродинамическую схему. Только она обеспечивает гарантию от ситуаций полёта щитом назад и от неконтролируемого кувыркания (что для семнадцатиэтажки Маска означает 100% разрыв на кучу сувениров силами инерции). Это означает нахождение центра масс вблизи температурного щита, с хорошим запасом. Если центровка обеспечена только топливом, которое после торможения щитом вырабатывалось двигателями - хотелось бы уточнений по количеству этого топлива. Помимо нескладухи топливной арифметики тогда еще и вопрос в нескладухе безопасности конструкции - располагать сразу за тепловым щитом именно топливные баки- это решение типа как в Мессершмите-109, где главный топливный бак располагали прфмо в кабине и "прикрывали" им самую простреливаемую часть - спинку сидения лётчика. Как говорится, чтобы сразу и наверняка.

Но как, Холмс?!

Но как, Холмс?!

Поэтому остаётся вопрос - почему Старшип который день плавает кверху той частью корпуса, которая по законам физики должна являться самой тяжёлой?

Показать полностью 3
27

Кадры Starship S40 на орбите со спутников Starlink V3 и продолжение операция по его спасению


Наконец в сеть выложили видеозаписи с инспектирующих корабль спутников Старлинк:

И теперь кажется понятно, почему на трансляции не было трансляции со спутников. Они снимали Starship сразу с 4 камер на каждом аппарате (на прошлых тестовых были одинарные камеры попроще), передавили, а уже потом сшивали. Видимо, для того чтобы выжать максимум разрешения в кромешной тьме и с большого расстояния, так как им нужно было разглядеть щит в деталях.

И можно заметить, как система коррекции развернула корабль щитом к самим спутникам. Напоминает, когда Space Shuttle делал похожий манёвр у МКС для съёмки состояния теплозащиты.
Плюс активную работу систем дренажа в основании плавников, с которых после разворота летит немало снега.

Собственно сам Старшип в подсветке с цветных камер

Собственно сам Старшип в подсветке с цветных камер

SpaceX также выложили фото Starlink V3, которые были сняты другим Starlink V3, и в них также видно Starship V3. Фото-матрёшка.

Кстати, эти солнечные панели также будут и на Starship HLS для лунных миссий, так что, можно сказать, очередной ступенчатый тест железа для тех, кто ворчал "зачем выбрасывать в космос полноценные спутники с рабочими узлами если они сгорят через 20 минут". Собственно для проверки этих узлов в "боевых условиях".

Если кто пропустил: все 20 спутников, которые выпустили во время Flight 13, вышли на связь во время теста, и как минимум на части из них развернули солнечные панели, протестовали работу двигателей малой тяги (если не на всех). Ну а 6 из них были оснащены специальными камерами для визуального осмотра корабля. Но на всё у них было около 20 минут перед входом в атмосферу, так что это был экспресс тест.


Траектория спуска S40, точка приводнения его и его ранних коллег, и путь его дрейфа на запад.

Траектория спуска S40, точка приводнения его и его ранних коллег, и путь его дрейфа на запад.

Трекеры предполагаемо (и точно в случае с Australis) замешаных в спасении кораблей

Трекеры предполагаемо (и точно в случае с Australis) замешаных в спасении кораблей

Тем временем, Boatship на плаву уже дольше недели, проплыл более 370 км от места своей посадки и находится в более чем 1255 км от ближайшего австралийского побережья. Корабль отчаянно дрейфует в сторону Мальдив... и сложно его осудить, после такого успешного полёта, возврата и посадки, он определённо заслуживает хорошего отдыха.

Предполагаемые суда, участвующие в операции: NORMAND RANGER (буксир) и SKIMMER TIDE (спасательное судно с командой и оборудованием), позиционируются в 500-700 км от своей цели и на скорости 15 узлов спешат в район, где находится корабль Starship и судно GO Australis, которое недавно впервые предприняло манёвры у S40 и поровнялось с ним. Новые спасательные суда должны прибыть на место сегодня вечером/ночью. Погода в океане остаётся благоприятной.


Из очень многообещающего: также подтвердили, что посадка Starship S40 на виртуальную башню в океане была достаточно точной, чтобы был захват манипуляторами.

Это всё сильно добавляет уверенности, что тест посадки может быть уже в следующей миссии через ~месяц (если не будет проблем).
А это, похоже, быстрее чем S40 сможет добраться до Техаса.

Показать полностью 7
Отличная работа, все прочитано!

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Недвижимость и ремонт

Теги

Популярные авторы

Сообщества