Solución integrada para capturar y mantener etapas de retorno de naves espaciales

Esta publicación está destinada a aquellos que, observando el progreso de SpaceX en el campo de las etapas superiores que regresan, decidieron mantenerse al día, moverse en la misma dirección, pero aún no han logrado invertir en 2 toneladas de patas de aterrizaje.

La capacidad de reutilizar las etapas de refuerzo de las naves espaciales puede reducir significativamente el costo de sus lanzamientos. Al mismo tiempo, es deseable minimizar los costos y los cambios relacionados en su diseño, ya que la función principal de la etapa sigue siendo la salida de la carga útil al espacio. La solución propuesta fue el resultado de una búsqueda en la dirección indicada.

El complejo es un sitio de aterrizaje (2), basado en tierra o en una barcaza, con dimensiones suficientes para garantizar la recepción, teniendo en cuenta el error de precisión del aterrizaje de los escalones devueltos. El sitio de aterrizaje está diseñado para soportar el peso de la etapa de retorno (1) y en la base tiene una estructura celular (2) que pasa gases reactivos a través de sí mismo. Directamente debajo de la plataforma de aterrizaje hay un sistema para agotar y extinguir gases reactivos al frenar una etapa, en el caso más simple puede ser un charco de agua. A lo largo del perímetro hay cuatro soportes de gran altura (3). A la altura requerida y al mismo nivel, las eslingas de sujeción (4) salen de cada soporte, formando cuatro bucles que forman un nivel del bucle de agarre (6). Cuando se usa un ciclo de captura de niveles múltiples (5),se hace posible retener completamente la etapa (1) en la red multinivel formada. En este caso, la necesidad de una plataforma de aterrizaje (2) desaparece por completo.

En general, el diseño se ve y funciona de la siguiente manera:



En el momento inicial, en el sitio listo para recibir la etapa, el circuito de captura (6) está totalmente abierto, formando el perímetro del área de captura.

Desde el momento en que el punto de aterrizaje de la etapa se conoce con suficiente precisión, comienza la segunda etapa: posicionamiento y formación del bucle de agarre (6) alrededor de la etapa descendente (1).



El sistema automatizado, que rastrea la posición del bucle (6) alrededor del escalón (1), con la ayuda de cabrestantes (7), estrecha rápidamente el bucle de agarre (6) sin tocar la superficie del escalón hasta que esté completamente plantado. Pero, si es necesario, el bucle (6) puede participar activamente durante el aterrizaje para estabilizar la posición del escenario, limitando la posibilidad de desviaciones.

En el momento del contacto constante con el escalón (1) de la plataforma de aterrizaje, el lazo (6) se aprieta. Esto asegura una fijación confiable del escalón (1) en posición vertical. La ubicación del bucle en la parte superior permite que los pasos ligeros mantengan los pasos en posición vertical de manera confiable.



Arriba se consideró la opción de aterrizar en la plataforma. En este caso, el bucle solo es capaz de soportar el paso (1) en una posición vertical, pero, con un aumento en el número de niveles en el bucle, es posible capturar y mantener completamente el peso del paso de retorno en la red formada por el bucle.



Un ejemplo de un ciclo de captura de tres niveles en una versión marina, en una barcaza (8). La retención completa del paso (1) en el bucle le permite abandonar el diseño del sitio de aterrizaje.



Las principales ventajas de esta solución.

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Source: https://habr.com/ru/post/es392071/