نطير ونجلس مع Falcon 9R

ليلة الاثنين ، كان من المقرر إطلاق صاروخ فالكون 9R (تأجل ليوم واحد) ، والذي سيكون خاصًا بثلاث طرق في وقت واحد. أولاً ، يجب أن تبدأ نسخة جديدة من مركبة الإطلاق (الإصدار 1.2) مع زيادة دفع المحرك وكمية كبيرة من الوقود في المرحلة الثانية. ثانياً ، هذه المهمة هي استئناف الرحلات الجوية بعد حادث صيفي واستراحة لمدة ستة أشهر. وثالثًا ، وللمرة الأولى بالنسبة لـ SpaceX وفي تاريخ رواد الفضاء بأكمله ، ستتم محاولة الهبوط السهل في المرحلة الأولى من إطلاق الإطلاق. لإنجاز المهمة الأخيرة للمرحلة الأولى ، سيكون من الضروري الاستدارة بعد الفصل ، الفرامل ، إطفاء السرعة الأفقية ، الدوران مرة أخرى للفرملة النهائية ، الذهاب إلى منطقة الهبوط والقيام بهبوط سلس. لحسن الحظبفضل النص الرائع لـ Orbiter ، يمكننا النظر إلى هذه العملية تقريبًا كمشاهدين مباشرين.

تحضير

من أجل رحلة افتراضية بصاروخ فالكون ، نحتاج إلى:

• المدار نفسه
• Addon Falcon 9R
• ملحق لإطلاق OG2

ترتيب التثبيت: Orbiter الأول ، ثم الملحق Falcon 9R ، ثم الوظيفة الإضافية OG2.
لا يتطلب البرنامج النصي أي تجريب وهو مناسب تمامًا لاستكشاف المحاكي.

جزء من النظرية

عند فصل الخطوتين الأولى والثانية ، يقع Falcon 9 على ارتفاع حوالي 90 كم ويتحرك بسرعة كيلومترين في الثانية. من أجل العودة إلى بداية المرحلة الأولى ، من الضروري إطفاء المكون الأفقي للسرعة والبدء في التسارع في الاتجاه المعاكس. يتم توضيح ملف تعريف الرحلة جيدًا في هذا الرسم البياني:


نفس الصورة بحجم كبير

يتم تمييز المناطق البرتقالية للمحرك ، بعد الفصل ، سيتم تشغيل محركات المرحلة الأولى ثلاث مرات أخرى. أولاً ، على ثلاثة محركات ، ستقوم المرحلة بإطفاء السرعة الأفقية وتسريع نحو الكون. ثم ، على ثلاثة محركات أيضًا ، ستتباطأ المرحلة ، وتهبط من 90 إلى 50 كيلومترًا ، لأن الصاروخ يحتوي على منطقة مستعرضة صغيرة جدًا ويعاني من قلة التدفق بسبب التدفق القادم. أيضًا ، من المرجح أن يتم التصويب بدقة أكبر في البحر بالقرب من نقطة الهبوط (في حالة تعطل المحرك في المرحلة النهائية) في هذا الموقع. ثم ، مع البداية الثالثة لمحرك واحد فقط ، يتحرك الصاروخ بعيدًا عن مسار آمن ويهبط على المواقع الرئيسية أو الأربعة الاحتياطية. بين مكان البداية والهبوط هو 9 كم فقط.



ما هو غريب ، على الرغم من حقيقة أن العودة إلى منصة الإطلاق لم تستخدم قط في تاريخ رواد الفضاء ، تم وضع هذا الوضع لمكوك الفضاء. في حالة وقوع حادث في بداية الرحلة ، كان من المفترض أن يتحول المكوك إلى وضع RTLS Abort (العودة إلى موقع الإطلاق - العودة إلى نقطة البداية). مباشرة بعد إعادة تعيين مسرعات الوقود الصلب ، كان على المكوك أن يستدير ، ويوقف السرعة (في وقت ما كان سيكون "معلقًا" عند سرعة أفقية صفر ، مما سيزعج رواد الفضاء بشكل كبير ، على الرغم من فهم فيزياء العملية) ، يتسارع في الاتجاه المعاكس ويهبط في المطار كيب كانافيرال. لم يتم استخدام هذا الوضع مطلقًا ، ولكن تم تصميمه واختباره وبرمجته بالكامل وتم تدريب رواد الفضاء عليه.

طار!

عودة إلى Falcon 9. نحتاج إلى برنامج نصي OG2 Launch.



نبدأ



كل شيء جميل جدًا ، ولكن في الليل سيكون الهبوط أقل إثارة. لذلك ، القليل من الغش. سيكون لدى الجميع 01:25 بالتوقيت العالمي المنسق ، ولدينا صباح بالفعل يمكنك تخطي الوقت إلى الأمام عن طريق تسريع الوقت في T وإرجاع السرعة الزمنية العادية في R ، ولكن من الأفضل القيام بشيء أكثر أناقة - باستخدام Ctrl-F4 ، نفتح محرر البرنامج النصي ووقت الترجيع لمدة 15 ساعة UTC.



هذا أفضل بكثير:



اضغط على الزر V ، ويبدأ الصاروخ بالتحليق. بواسطة F2 ، ننتقل إلى الكاميرا بالقرب من الصاروخ:



نحن نقترب من سرعة الصوت. لم يكن كاتب النص كسولًا جدًا لتصوير تأثير Prandtl-Gloert وراء هديلة الرأس (الضباب الناتج عن تكثيف بخار الماء في الأماكن ذات ضغط الهواء المنخفض بالقرب من الطائرة):



الارتفاع 90 كم ، السرعة 1.8 كم / ثانية. البيانات الدقيقة في مخطط تسلسل الرحلة لا تزال غير معروفة ، ولكن هذه القيم التقريبية قريبة من الحقيقة - لم يقم أحد بإلغاء المقذوفات وقوانين الفيزياء. فصل المرحلة الأولى:



بالضغط على F3 ، ننتقل إلى المرحلة الأولى:



يتم نشره بنشاط على محركات الغاز مع اتجاه الفرامل:



بالضغط على مفتاح F1 ، يمكنك التبديل إلى وضع قمرة القيادة ، حيث تعمل الأتمتة مع القوة والرئيسية.



يرجى ملاحظة أنه في مرحلة فارغة ، يسمح لك احتياطي الوقود بتغيير السرعة بما يصل إلى 2.8 كم / ثانية. يمكن أن يذهب هذا الوقود لتفريق الصاروخ بأكمله ، ويظهر حساب بسيط باستخدام صيغة Tsiolkovsky أن حوالي 30 طنًا من الوقود لا يزال في الخزانات. سيكون هذا المبلغ كافيًا لإعطاء حوالي 500 متر / ثانية إضافية إلى المرحلة الثانية. هذا كثير ، وستكون للخطوة لمرة واحدة قدرة تحمل أعلى. للأسف ، هذه هي رسوم إعادة الاستخدام.

وفي الوقت نفسه ، استدارت الخطوة وبدأت في التباطؤ. ما هو غريب ، بسبب المكون الرأسي الملحوظ للسرعة ، من المرجح أن تبطئ الخطوة "الأنف لأسفل" ، وليس كما في الصورة أعلاه.





تم الانتهاء من المرحلة الأولى من الكبح. لم يبق سوى 1.5 كم / ثانية من الوقود. على ارتفاع 180 كم ، تكشف المرحلة المحركات حتى المرحلة الثانية من الكبح.





على ارتفاع 50 كم ، نتباطأ من 1.6 كم / ثانية إلى 1 كم / ثانية. عجلات التوجيه الهوائية مفتوحة وتعمل. يبقى احتياطي السرعة المميز (دلتا- V) عند 1 كم / ثانية.



بداية أخرى للمحرك ، والتي لم تكن على الرسم البياني ، أطفأت السرعة حتى 200 م / ث.



الارتفاع 2 كم ، دعامات الهبوط مفتوحة.



بدء المحرك النهائي:



ومثالية. بالطبع ، إن الهبوط في المحاكي أسهل من الواقع. تمكنت الماكينة حتى من توفير 200 م / ث. بالمناسبة ، في حالة الهبوط الناجح ، لن يتم إعادة استخدام هذه المرحلة الأولى ، ولكن سيتم إرسالها للدراسة في منصات SpaceX. إن الطريق إلى الخطوات القابلة لإعادة الاستخدام ليست مستقيمة وسهلة ، على سبيل المثال ، يمكن أن تنشأ مشاكل خطيرة مع السخام الناتج عن حرق الكيروسين في المحرك ومولد الغاز.



ننتقل إلى المرحلة الثانية - ولا يزال يذهب إلى المدار:



في نهاية الإطلاق ، نعيد تعيين المرحلة الثانية باستخدام الزر J :



ونقوم بتبديد الأقمار الصناعية بشكل جميل عبر الفضاء من الموزع. في الواقع ، ستحدث هذه العملية مع فترات توقف أكبر بكثير.



تم تأجيل بدء يوم الاثنين ليوم واحد ، مما يعني أنه يمكنك معرفة كيفية إنتاج Orbiter بأمان. حسنًا ، حظًا موفقًا لفريق SpaceX!

مواد محاكاة المركبة المدارية بواسطة بطاقة Orbiter .

Source: https://habr.com/ru/post/ar388267/