Wir fliegen und setzen uns mit dem Falcon 9R

In der Nacht des Montags sollte der Start der Falcon 9R-Rakete stattfinden (um einen Tag verschoben), was auf drei Arten gleichzeitig etwas Besonderes sein wird. Erstens sollte eine neue Version der Trägerrakete (Version 1.2) mit erhöhtem Motorschub und einer großen Menge Kraftstoff in der zweiten Stufe starten. Zweitens ist diese Mission die Wiederaufnahme der Flüge nach einem Sommerunfall und einer sechsmonatigen Pause. Und drittens wird zum ersten Mal für SpaceX und in der gesamten Geschichte der Astronautik versucht, die erste Stufe des Start-Kosmodroms sanft zu landen. Um die letzte Aufgabe der ersten Stufe zu erfüllen, muss nach dem Trennen umgedreht, gebremst, die horizontale Geschwindigkeit gelöscht, zum endgültigen Bremsen erneut umgedreht, zum Landebereich gefahren und sanft gelandet werden. Zum Glück,Dank des wunderbaren Skripts für Orbiter können wir diesen Prozess fast als direkten Betrachter betrachten.

Vorbereitung

Für einen virtuellen Flug mit der Falcon-Rakete benötigen wir:

• Orbiter selbst
• Addon Falcon 9R
• Ergänzung zum Starten von OG2

Installationsreihenfolge: zuerst Orbiter, dann das Falcon 9R-Addon, dann das OG2-Add-On.
Das Skript erfordert keine Pilotierung und eignet sich gut zum Erkunden des Simulators.

Ein bisschen Theorie

Zum Zeitpunkt der Trennung der ersten und zweiten Stufe befindet sich der Falcon 9 auf einer Höhe von etwa 90 km und bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von zwei Kilometern pro Sekunde. Um zum Start der ersten Stufe zurückzukehren, muss die horizontale Komponente der Geschwindigkeit gelöscht und in die entgegengesetzte Richtung beschleunigt werden. Das Flugprofil wird durch dieses Diagramm gut veranschaulicht:


Das gleiche Foto in großer Größe

Orange Bereiche des Motors sind markiert, nach der Trennung werden die Motoren der ersten Stufe noch dreimal eingeschaltet. Erstens löscht die Bühne bei drei Motoren die horizontale Geschwindigkeit und beschleunigt in Richtung des Kosmodroms. Dann wird auch bei drei Triebwerken die Etappe langsamer und fällt von 90 auf 50 km ab, da die Rakete eine sehr kleine Querschnittsfläche hat und durch die entgegenkommende Strömung schlecht gebremst wird. Außerdem wird an dieser Stelle höchstwahrscheinlich eine genauere Ausrichtung auf See in der Nähe des Landepunkts (im Falle eines Motorschadens im Endstadium) vorgenommen. Mit dem dritten Start von nur einem Motor verlässt die Rakete einen sicheren Weg und landet auf dem Haupt- oder vier Ersatzstandorten. Zwischen Start und Landeplatz liegen nur 9 km.



Was merkwürdig ist, obwohl die Rückkehr zur Startrampe in der Geschichte der Astronautik noch nie genutzt wurde, wurde dieser Modus für das Space Shuttle ausgearbeitet. Im Falle eines Unfalls zu Beginn des Fluges sollte das Shuttle in den RTLS-Abbruchmodus wechseln (Zurück zum Startort - Rückkehr zum Startpunkt). Unmittelbar nach dem Zurücksetzen der Festbrennstoffbeschleuniger musste sich das Shuttle umdrehen, die Geschwindigkeit ausschalten (irgendwann hätte es bei null horizontaler Geschwindigkeit „hängen“, was die Astronauten trotz des Verständnisses der Physik des Prozesses sehr stören würde), in die entgegengesetzte Richtung beschleunigen und auf dem Flugplatz landen müssen Kap Canaveral. Dieser Modus wurde noch nie verwendet, aber er wurde vollständig entworfen, getestet, programmiert und Astronauten wurden darauf geschult.

Flog!

Zurück zu Falcon 9. Wir benötigen ein OG2-Startskript.



Wir starten



Alles ist sehr schön, aber nachts wird die Landung weniger spektakulär sein. Deshalb ein wenig schummeln. Jeder wird 01:25 UTC haben, und wir haben bereits Morgen. Sie können die Zeit vorwärts überspringen, indem Sie die Zeit in T beschleunigen und die normale Zeitgeschwindigkeit in R zurückgeben. Es ist jedoch besser, etwas eleganteres zu tun. Verwenden Sie Strg-F4, um den Skripteditor zu öffnen und die Zeit für 15 Stunden UTC zurückzuspulen.



Das ist viel besser:



Drücken Sie die V- Taste und die Rakete fliegt. Wechseln Sie mit F2 zur Kamera in der Nähe der Rakete:



Wir nähern uns der Schallgeschwindigkeit. Der Autor des Drehbuchs war nicht zu faul, um den Prandtl-Gloert-Effekt hinter der Kopfverkleidung darzustellen (Dunst durch kondensierenden Wasserdampf an Orten mit reduziertem Luftdruck in der Nähe des Flugzeugs):



Höhe 90 km, Geschwindigkeit 1,8 km / s. Die genauen Daten im Flugsequenzdiagramm sind noch unbekannt, aber diese ungefähren Werte liegen nahe an der Wahrheit - niemand hat die Ballistik und die Gesetze der Physik aufgehoben. Trennung der ersten Stufe:



Durch Drücken von F3 wechseln wir zur ersten Stufe:



Sie wird aktiv bei Gasmotoren mit Bremsausrichtung eingesetzt:



Durch Drücken der Taste F1 können Sie in den Cockpit-Modus wechseln, in dem die Automatisierung mit Macht und Haupt arbeitet.



Bitte beachten Sie, dass Sie in einer leeren Phase mit der Kraftstoffreserve die Geschwindigkeit um bis zu 2,8 km / s ändern können. Dieser Treibstoff könnte die gesamte Rakete zerstreuen, und eine einfache Berechnung unter Verwendung der Tsiolkovsky-Formel zeigt, dass etwa 30 Tonnen Treibstoff in den Tanks verbleiben. Eine solche Menge würde ausreichen, um der zweiten Stufe zusätzliche ungefähr 500 m / s zu geben . Dies ist viel, und ein einmaliger Schritt hätte eine höhere Tragfähigkeit. Leider ist dies die Gebühr für die Wiederverwendbarkeit.

Währenddessen drehte sich der Schritt um und begann langsamer zu werden. Was merkwürdig ist, wird der Schritt aufgrund der ziemlich wahrnehmbaren vertikalen Komponente der Geschwindigkeit höchstwahrscheinlich die "Nase nach unten" wirklich verlangsamen und nicht wie im obigen Bild.





Die erste Bremsstufe ist abgeschlossen. Es sind nur noch 1,5 km / s Kraftstoff übrig. In einer Höhe von 180 km entfaltet die Etappe die Motoren bis zur zweiten Bremsstufe.





In einer Höhe von 50 km verlangsamen wir von 1,6 km / s auf 1 km / s. Aerodynamische Lenkräder sind offen und funktionieren. Die charakteristische Geschwindigkeitsreserve (Delta-V) bleibt bei 1 km / s.



Ein weiterer Motorstart, der nicht im Zyklogramm enthalten war, löschte die Drehzahl auf bis zu 200 m / s.



Die Höhe beträgt 2 km, die Landestützen sind offen.



Letzter Motorstart:



Und eine perfekte Passform. Natürlich ist die Landung im Simulator einfacher als real. Die Maschine konnte sogar 200 m / s einsparen. Übrigens wird diese erste Stufe im Falle einer erfolgreichen Landung nicht wiederverwendet, sondern an SpaceX-Ständen zum Studium geschickt. Der Weg zu wiederverwendbaren Stufen ist nicht gerade und einfach. Beispielsweise können ernsthafte Probleme mit Ruß durch Kerosinverbrennung im Motor und im Gasgenerator auftreten.



Wir wechseln zur zweiten Stufe - und sie geht immer noch in die Umlaufbahn:



Am Ende des Starts setzen wir die zweite Stufe mit der J- Taste zurück :



Und wir streuen die Satelliten vom Spender aus wunderschön durch den Weltraum. In der Realität wird dieser Prozess mit viel größeren Pausen stattfinden.



Der Start am Montag wurde um einen Tag verschoben, sodass Sie sicher herausfinden können, wie Orbiter produziert wird. Viel Glück für das SpaceX-Team!

Orbiter Simulator Materialien von Orbiter Tag .

Source: https://habr.com/ru/post/de388267/