लैंडिंग फाल्कन -9: एक विशेषज्ञ देखो

आज के ब्लॉग अतिथि रॉकेट इंजीनियर पावेल पुश्किन हैं। मेरे अनुरोध पर, उन्होंने फाल्कन -9 रॉकेट के पहले चरण की हालिया लैंडिंग पर टिप्पणी की , और प्रकाशित चित्रों के अनुसार, लौटने वाले रॉकेट की स्थिति का एक विशेषज्ञ मूल्यांकन दिया।

Pavel Pushkin, FSUE GKNPTs im के डिजाइन और अनुसंधान केंद्र के पूर्व उप प्रमुख। एम.वी. ख्रुंखेवा। " अब CosmoCurs LLC के सामान्य निदेशक , एक निजी रूसी स्टार्टअप, जिसने वर्जिन गेलेक्टिक और ब्लू ओरिजिन के साथ अंतरिक्ष पर्यटन बाजार के लिए प्रतिस्पर्धा करने के लिए एक पर्यटक रॉकेट और कैप्सूल बनाने का लक्ष्य निर्धारित किया। पावेल पुश्किन 10 वर्षों से रॉकेट का विकास कर रहे हैं, अंगारा रॉकेट के निर्माण में भाग लिया, और अब अपने स्वयं के उप-कक्षीय रॉकेट और अंतरिक्ष यान के विकास का नेतृत्व करता है।


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यह इस तथ्य से शुरू होना चाहिए कि फाल्कन -9 के पहले चरण के जेट लैंडिंग में अप्रत्याशित या आश्चर्यजनक कुछ भी नहीं है। यह सब लंबे समय से गणना की गई है, जिसमें हमारे देश शामिल हैं। "एसेंट" विषय पर, मिसाइल इकाइयों की प्रतिक्रियाशील लैंडिंग के साथ पुन: प्रयोज्य मिसाइल बनाने के विचार पर काम किया जा रहा था, और सेल्युट डिजाइन ब्यूरो में उन्होंने उस समय न केवल एक प्रतिक्रियाशील लैंडिंग के क्रांतिकारी विचार का प्रस्ताव दिया, बल्कि लॉन्च साइट पर मिसाइल यूनिट की वापसी के साथ एक प्रतिक्रिया पाश का गठन भी किया। इसलिए इस तरह के अध्ययन लंबे समय से हमारे देश और संयुक्त राज्य अमेरिका दोनों में किए गए हैं। उसी समय, यूएसए में कई उड़ान प्रदर्शनकारियों का विकास और परीक्षण किया गया, जहां सबसे उल्लेखनीय डेल्टा क्लिपर था», जो हवा में व्यावहारिक रूप से एरोबेटिक्स बना रहा था, उसके बाद एक सटीक जेट लैंडिंग। सिद्धांत रूप में, जो विशेषज्ञ वास्तव में पुन: प्रयोज्य मुद्दों में लगे हुए हैं, वे लंबे समय से प्रतिक्रियाशील लैंडिंग योजना की क्षमताओं को जानते हैं और पेलोड द्रव्यमान का नुकसान होता है जिससे यह पुन: प्रयोज्य योजना आगे बढ़ती है। केवल एक चीज जो ज्ञात नहीं थी, एक दिए गए विश्वसनीयता के साथ दोहराया लॉन्च करने के लिए रखरखाव और मरम्मत कार्य की लागत थी। इसी समय, संयुक्त राज्य अमेरिका में इस तथ्य के साथ अभी भी समस्याएं थीं कि, पूर्वी तट से शुरू होकर, मार्ग महासागर के पानी के ऊपर चला गया, जो सैद्धांतिक रूप से मुश्किल है। लेकिन जैसा कि हमने देखा कि स्पेसएक्स ने जोखिम उठाया और एक बजरे पर पहला कदम रखने की कोशिश शुरू की, जो तकनीकी रूप से जमीन पर उतरने से ज्यादा कठिन है। सबसे दिलचस्पजब वोस्टोचन कोस्मोड्रोम से शुरू होता है, तो हमें किसी भी लॉन्च अज़ीमथ के साथ ऐसी समस्याएं नहीं होंगी - हर जगह एक ही जमीन है। अगर हम पहले फाल्कन -9 चरण के सफल लैंडिंग के बारे में बात करते हैं, तो स्पेसएक्स लॉन्च चरण में मंच को वापस करने के लिए अतिरिक्त ईंधन लागत के लिए चला गया।

तो फाल्कन -9 प्रथम-चरण लैंडिंग वीडियो हमें क्या बताता है? जाहिर है, लैंडिंग सफल और काफी सटीक थी। इसके अलावा, सभी को इस बात में दिलचस्पी है कि राज्य किस अवस्था में है और क्या इसका पुन: उपयोग किया जा सकता है। आइए देखें लैंडिंग के तुरंत बाद की फोटो:



फोटो दिखाता है कि चरण समतल है, टैंकों के खोल का बकलिंग या विरूपण नहीं हुआ। पहली नज़र में, सब कुछ बहुत सुंदर और बरकरार है, लैंडिंग के बीच एक हवाई जहाज की सेवा के समान है। सच स्टेप थोड़ा स्मोकी है। एक दिलचस्प बात यहाँ स्पष्ट की जानी चाहिए। यह कालिख इस तथ्य से नहीं है कि वायुमंडल में गिरने वाला चरण जल गया, बल्कि इस तथ्य से कि वातावरण में प्रवेश करते समय इंजन धीमा हो गया था। यह ब्रेकिंग चरण में आने वाले गर्मी के प्रवाह को कम करने के लिए किया जाता है (टैंक की दीवारों के लिए सबसे अधिक संभावना है)। गर्मी का प्रवाह घन में गति के अनुपात में उड़ान की गति पर निर्भर करता है। इसलिए, 30% तक ब्रेक लगाना लगभग तीन बार गर्मी के प्रवाह में कमी देता है। गणना के अनुसार, लगभग ऐसा ब्रेक लगाना पुन: प्रयोज्य फाल्कन -9 चरण के वंश के दौरान था।तो यह इस ब्रेकिंग के साथ था कि रनिंग इंजन से कालिख चारों ओर सब कुछ धूम्रपान करती थी।



फिर सुबह हुई और एक कदम से काम शुरू किया। सबसे महत्वपूर्ण बात यह थी कि इसे परिवहन इकाई पर रखा जाए और इसे आगे के काम के लिए हैंगर पर ले जाया जाए। यह दिलचस्प था कि स्पेसएक्स लैंडिंग ध्रुवों के साथ क्या करेगा। और उन्होंने स्पष्ट रूप से एक क्रेन के साथ मंच उठाया और बस समर्थन को डिस्कनेक्ट कर दिया। सच है, यह बिल्कुल सरल नहीं है, क्योंकि ऊपरी संचार केंद्र पर्याप्त उच्च है और इसकी रिहाई के लिए, क्रेन के साथ उच्च ऊंचाई वाले काम की आवश्यकता होती है। सभी संचारों को डिस्कनेक्ट करने, स्टब्स लगाने की भी आवश्यकता है। फिर एक क्रेन के साथ समर्थन लटकाएं और इसे कन्वेयर पर या सेवा के एक अस्थायी स्थान पर बिछाएं। कदम को हवा में लटकने से रोकने के लिए, इसे बहुत शुरुआत में उठाया गया था और तकनीकी संरचना में फिर से व्यवस्थित किया गया था। सिद्धांत रूप में, वास्तविक कई लॉन्च के दौरान समर्थन को हटाने की स्थिति उत्पन्न नहीं हो सकती है और ऐसा नहीं करना भी उचित है,आपको बस उन्हें मोड़ने की जरूरत है। लेकिन यह देखते हुए कि उतरा परीक्षण चरण और सबसे अधिक संभावना है कि कहीं और नहीं उड़ेंगे, समर्थन को हटाना एक उचित कदम है।



इस तस्वीर में हम एक परिवहन इकाई पर एक कदम देखते हैं जो बिना लैंडिंग समर्थन के है। इस रूप में, इसे आगे के काम के लिए हैंगर में लाया गया।



हैंगर में, हम देखते हैं कि पूंछ के डिब्बे में इंजन और संचार का निरीक्षण करने के लिए मंच से तकनीकी हैच को हटा दिया गया था। एक स्मोक्ड बॉटम टैंक के साथ टैंक को विभाजित करने की रेखा हड़ताली है, फिर संरचना लगभग सफेद है, और फिर ऊपर से फिर से कालिख है। यह ऑक्सीकारक टैंक के तल पर बस ठंढा था। सबसे अधिक संभावना है, यह कालिख के साथ भी भिगोया गया था, लेकिन यह बाद में पिघल गया और कांच के नीचे या ठंढ का कालिख बस गिर गया।



यह देखा जा सकता है कि इंजन पर कालिख काफी कस कर बैठ गई है और इसे धोना काफी मुश्किल होगा। सिद्धांत रूप में, इंजन विशेषज्ञ वर्तमान में कालिख के बारे में कोई सार्थक जवाब नहीं दे सकते हैं। एक इंजन पर कई परीक्षण करते समय, यह अक्सर कालिख की सफाई नहीं होती है। लेकिन जब इसे रॉकेट में पहुंचाया जाता है और दृश्य निरीक्षण के लिए, सब कुछ बिना चमक के साफ हो जाता है। अंत में, आइए देखें कि स्पेसएक्स इंजन पर कालिख के साथ क्या करेंगे। नीचे के स्क्रीन पैनल सिद्धांत रूप में हटाने योग्य हैं और स्वायत्त रूप से साफ किए जा सकते हैं। यह स्पष्ट नहीं है कि स्पेसएक्स पूंछ अनुभाग को कैसे साफ करेगा, इंजनों को हटाने की आवश्यकता हो सकती है। उसी समय, पूंछ के डिब्बे की अंतिम सतह को साफ करने के मुद्दों को गंभीरता से लेना आवश्यक है।उड़ान में, इंजन की लौ बहुत अच्छी तरह से ऊर्जा का उत्सर्जन करती है और संरचना को नहीं जलाने के लिए सतह के कालेपन की डिग्री महत्वपूर्ण हो सकती है। यदि आप सोयूज लॉन्च वाहन ब्लॉकों के पूंछ डिब्बों को देखते हैं, तो आप चमकदार सतहों को अंत से और यहां तक ​​कि तरफ से भी देख सकते हैं। ये केंद्रीय इकाई के अंत में टाइटेनियम की पॉलिश शीट और अन्य स्थानों पर क्रोम स्टील शीट हैं। चादरें एक एस्बेस्टोस सब्सट्रेट पर स्थापित की जाती हैं।





अगला, हम पहले चरण के बेलनाकार सतह की स्थिति देखते हैं। यह देखा जा सकता है कि तापमान के प्रभाव से चरण कोटिंग गंभीर रूप से प्रभावित होती है, और संभवतः कालिख। गर्म होने पर, फाल्कन -9 पर प्रयुक्त तामचीनी आधार से दूर जाने लगी, आंशिक रूप से उड़ गई और बुलबुले में चली गई। वैसे, यहाँ कवरेज एक संकेतक के रूप में कार्य करता है। यह देखा जा सकता है कि थोड़ा सा ताप था, जिससे धातु संरचनाओं पर तामचीनी के रंग में बदलाव नहीं हुआ। लेकिन कंपोजिट इंटरस्टेज अडैप्टर पर स्थिति हड़ताली है। सिद्धांत रूप में, मुख्य रूप से उस पर तामचीनी फिर से बढ़ने लगी। यह इस तथ्य के कारण है कि समग्र की तापीय चालकता धातुओं की तुलना में खराब है, जो बदले में तामचीनी की अधिकता की ओर जाता है। इस तामचीनी को बहाल किया जाना चाहिए। मामूली मरम्मत के साथ-साथ पूर्ण पुनरावृत्ति संभव है।सबसे तीव्र दृष्टि वाले लोग इंटरस्टेज एडेप्टर पर एक भूरे रंग की टिंट में तामचीनी के रंग में बदलाव देख सकते हैं या नहीं देख सकते हैं, जो अतिरिक्त रूप से तामचीनी के अधिक गरम होने का संकेत दे सकता है। तामचीनी बहाली की समस्या को एक कट्टरपंथी तरीके से हल किया जा सकता है - बस उस चरण को पेंट न करें, जिसे प्रोटॉन लॉन्च वाहन पर सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था। सच है, कोटिंग्स की आवश्यकता होती है जो लगातार संचालन की स्थितियों में लंबे समय तक संरचना को क्षरण और क्षरण से बचाएगी।जो निरंतर उपयोग में लंबे समय तक संरचना को क्षरण और क्षरण से बचाता है।जो निरंतर उपयोग में लंबे समय तक संरचना को क्षरण और क्षरण से बचाता है।

नतीजतन, स्पेसएक्स इस सवाल का जवाब देने के बहुत करीब आ गया - रॉकेट के पहले चरणों के रॉकेट ब्लॉकों का पुन: उपयोग करते समय हमें किन समस्याओं का इंतजार है। पहली नज़र में, पुन: प्रयोज्य कदम उपयुक्त है। कालिख के साथ समस्या या तो सफाई को सरल बनाने के लिए संरचनात्मक और तकनीकी उपायों द्वारा हल की जाएगी या फिर मिट्टी के तेल की जगह मीथेन से। अगला, आपको कई उड़ानों के लिए इंजन की उपयुक्तता के बारे में सवाल का जवाब देना चाहिए। अनुभव के अनुसार, चयनित इंजन डिज़ाइन विश्वसनीयता में गिरावट के बिना संरचना के लंबे जीवन के लिए अनुमति देता है। एलोन मास्क के अनुसार, वे पहले से ही दस गुना उपयोग के लिए चार गुना संसाधन के लिए इंजन का काम कर चुके हैं। सैद्धांतिक रूप से, यह पर्याप्त है। फिर से, एक गंभीर समस्या के रूप में, इंजन में कालिख लग सकती है। लेकिन चूंकि स्पेसएक्स ने 40 से अधिक उड़ान चक्रों के लिए इंजन का परीक्षण किया, वे शायद जानते हैंयह कोई समस्या नहीं है, या वे कुछ छिपा रहे हैं। सच है, परीक्षण अक्सर वास्तविक उड़ान से भिन्न होते हैं और वास्तविक उड़ानों के दौरान इंजन में समस्याएं सामने आ सकती हैं। मंच के डिजाइन के लिए संसाधन बल्कि रचनात्मक समाधानों द्वारा दिए गए हैं, और सबसे अधिक संभावना है कि स्पेसएक्स के विशेषज्ञ इन समाधानों को जानते हैं और शायद उनका उपयोग करेंगे या पहले से ही पुन: उपयोग किए जाने वाले संस्करण में उनका उपयोग कर रहे हैं। इकाइयों और उपकरणों की पुन: प्रयोज्य उनके स्वचालित निदान के तरीकों और विफलता के मामले में प्रतिस्थापन द्वारा प्रदान की जाती है। इसलिए हम अग्निपरीक्षा और आगे लैंडिंग के लिए इंतजार करेंगे।मंच के डिजाइन के लिए संसाधन बल्कि रचनात्मक समाधानों द्वारा दिए गए हैं, और सबसे अधिक संभावना है कि स्पेसएक्स के विशेषज्ञ इन समाधानों को जानते हैं और शायद उनका उपयोग करेंगे या पहले से ही पुन: प्रयोज्य संस्करण में उनका उपयोग कर रहे हैं। इकाइयों और उपकरणों की पुन: प्रयोज्यता उनके स्वचालित निदान के तरीकों और विफलता के मामले में प्रतिस्थापन द्वारा प्रदान की जाती है। इसलिए हम अग्निपरीक्षा और आगे लैंडिंग के लिए इंतजार करेंगे।मंच के डिजाइन के लिए संसाधन बल्कि रचनात्मक समाधानों द्वारा दिए गए हैं, और सबसे अधिक संभावना है कि स्पेसएक्स के विशेषज्ञ इन समाधानों को जानते हैं और शायद उनका उपयोग करेंगे या पहले से ही पुन: उपयोग किए जाने वाले संस्करण में उनका उपयोग कर रहे हैं। इकाइयों और उपकरणों की पुन: प्रयोज्य उनके स्वचालित निदान के तरीकों और विफलता के मामले में प्रतिस्थापन द्वारा प्रदान की जाती है। इसलिए हम अग्निपरीक्षा और आगे लैंडिंग के लिए इंतजार करेंगे।



इससे पहले कि मैं समीक्षा समाप्त कर पाता, फाल्कन -9 पुन: प्रयोज्य चरण की एक नई तस्वीर दिखाई दी। उपलब्ध जानकारी के अनुसार, जलने के लिए एसएलसी -40 लॉन्च पैड के लिए परिवहन के दौरान चरण का फोटो खींचा गया था, जो 14 जनवरी को होगा। यह देखा जा सकता है कि स्पेसएक्स ने कालिख के चरण को साफ करना शुरू नहीं किया था। एक राय है कि इस तरह से स्पेसएक्स दिखाते हैं कि यह तत्वों की जगह के बिना बिल्कुल उतरा हुआ चरण है। यह एक काफी तार्किक व्याख्या है। लेकिन अगर आप बारीकी से देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि कदम थोड़ा धोया गया था और धूप में कालिख चमकती थी। यह भी संभावना है कि उन्होंने इंजनों को साफ करने की कोशिश की। यह देखा जा सकता है कि अंदर का एक इंजन बाकी की तुलना में थोड़ा फुर्तीला है। यह सबूत के रूप में काम कर सकता है कि वे इसे कालिख से साफ करना चाहते थे, शायद परीक्षण के लिए। नतीजतन, यह स्पष्ट नहीं है कि कालिख में कदम क्यों - विशेष रूप से, हमने बचाने का फैसला किया,सिद्धांत रूप में साफ करने की कोई जरूरत नहीं है, या कोशिश की और विफल रहा। हर कोई सोचता है कि वे अपने लिए सबसे उपयुक्त संस्करण चुनेंगे। और हम स्टैंड पर परीक्षण चरण की प्रतीक्षा कर रहे हैं, जहां मुझे लगता है कि विचार के लिए नई जानकारी होगी।

अंत में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, हमारे अनुभव और हमारी वापसी के पहले चरण या इसके एनालॉग के बिना, हम केवल यह देख सकते हैं कि तस्वीरों और वीडियो में स्पेसएक्स और ब्लू ओरिजिन की पुन: प्रयोज्य के साथ स्थिति कैसी है।

पावेल पुश्किन । Vkontakte
में ब्रह्मांड का पृष्ठ ।

Source: https://habr.com/ru/post/hi389101/