حل متكامل لالتقاط وعودة مراحل عودة المركبات الفضائية

تم إعداد هذا المنشور لأولئك الذين لاحظوا تقدم SpaceX في مجال عودة المراحل العليا ، وقرروا الاستمرار والتحرك في نفس الاتجاه ، ولكنهم لم يتمكنوا بعد من الاستثمار في 2 طن من أرجل الهبوط.

يمكن أن تقلل القدرة على إعادة استخدام المراحل الداعمة للمركبة الفضائية بشكل كبير من تكلفة إطلاقها. في الوقت نفسه ، من المستحسن تقليل التكاليف والتغييرات ذات الصلة في تصميمها ، لأن الوظيفة الرئيسية للمرحلة لا تزال ناتج الحمولة في الفضاء. الحل المقترح كان نتيجة بحث في الاتجاه المشار إليه.

المجمع عبارة عن موقع هبوط (2) ، قائم على الأرض أو على مركب ، بأبعاد كافية للاستقبال المضمون ، مع مراعاة خطأ الدقة في هبوط الخطوات المرتجعة. تم تصميم موقع الهبوط لتحمل وزن مرحلة العودة (1) وفي القاعدة هيكل خلوي (2) يمر الغازات التفاعلية من خلاله. يوجد تحت وسادة الهبوط مباشرة نظام لاستنفاد وإطفاء الغازات التفاعلية عند فرملة المرحلة ، في أبسط الحالات يمكن أن يكون بركة من الماء. على طول المحيط توجد أربعة دعامات شاهقة (3). عند الارتفاع المطلوب وفي نفس المستوى ، تخرج القاذفات (4) من كل دعم ، وتشكل أربع حلقات تشكل مستوى واحدًا من حلقة الإمساك (6). عند استخدام حلقة التقاط متعددة المستويات (5) ،يصبح من الممكن الاحتفاظ بالمرحلة (1) بشكل كامل في الشبكة متعددة المستويات المشكلة. في هذه الحالة ، تختفي الحاجة إلى منصة هبوط (2) تمامًا.

بشكل عام ، يبدو التصميم ويعمل على النحو التالي:



في اللحظة الأولى ، على الموقع ، وعلى استعداد لاستقبال المرحلة ، تكون حلقة الالتقاط (6) مفتوحة على نطاق أقصى ، وتشكل محيط منطقة الالتقاط.

من اللحظة التي تصبح فيها نقطة هبوط المرحلة معروفة بدقة كافية ، تبدأ المرحلة الثانية: تحديد الموضع وتشكيل حلقة الإمساك (6) حول المرحلة الهابطة (1).



النظام الآلي ، الذي يتتبع موضع الحلقة (6) حول الخطوة (1) ، بمساعدة الروافع (7) ، يضيق بسرعة حلقة الإمساك (6) دون لمس سطح الخطوة حتى يتم زراعتها بالكامل. ولكن ، إذا لزم الأمر ، يمكن أن تشارك الحلقة (6) بنشاط أثناء الهبوط لتحقيق الاستقرار في موقع المرحلة ، مما يحد من إمكانية الانحرافات.

في لحظة التلامس المستمر مع الخطوة (1) من لوحة الهبوط ، يتم تشديد الحلقة (6). وهذا يضمن تثبيتًا موثوقًا للخطوة (1) في وضع رأسي. يسمح موقع الحلقة في الأعلى بخطوات خفيفة لإمساك الخطوات بشكل موثوق في وضع رأسي.



أعلاه كان يعتبر خيار الهبوط على المنصة. في هذه الحالة ، تكون الحلقة قادرة فقط على دعم الخطوة (1) في وضع رأسي ، ولكن ، مع زيادة عدد المستويات في الحلقة ، يصبح من الممكن التقاط الخطوة العائدة في الوزن والاحتفاظ بها تمامًا في الشبكة التي تشكلها الحلقة.



مثال على حلقة الالتقاط ثلاثية المستويات في نسخة بحرية ، على بارجة (8). يسمح لك الاحتفاظ الكامل بالخطوة (1) في الحلقة بالتخلي عن تصميم موقع الهبوط.



المزايا الرئيسية لهذا الحل.

• , , . , .
• .
• , , .
• : , — , , ; .
  , . , .
  . , «» , .
  
  , , . . , ( ) - “ ” (“Ground effect”) ( ) , . , .
  
  “ ” , .
  
  , , , , , .
  
  , . , .
  
  “ ” , .
  
  — , , . , , , , . , , , “Ground effect”.
  . Unirail.org — , , .
  
  :.
  
  Falcon 9 ( )
  
  
  , , , , , , , .

Source: https://habr.com/ru/post/ar392071/