¿Cómo controla un vehículo de lanzamiento su trayectoria durante la primera etapa?

Durante la mayoría de los lanzamientos, parece que los únicos motores que funcionan son los motores principales de la primera etapa. Tenía entendido que estos motores están fijos en su lugar y no pueden hacer girar el cohete, pero debo estar equivocado. Lo que estoy buscando es el sistema mecánico que cambie ligeramente la dirección del motor para que el cohete pueda girar.

Cuando se lanza un cohete y comienza a inclinarse en su órbita, ¿cómo controla esto? ¿Los motores de la primera etapa pueden moverse ligeramente para mover el vehículo hacia abajo, o hay algún otro tipo de control que evita que el vehículo de lanzamiento se dirija directamente hacia arriba?

Respuestas (3)

La mayoría de los cohetes utilizan motores cardánicos. Generalmente giran unos pocos grados y redirigen su empuje. No muy diferente de conducir un automóvil con ruedas delanteras hacia atrás.

El transbordador espacial es un buen ejemplo de esto. Incluso puedes ver la prueba del cardán en la cuenta regresiva.

http://en.wikipedia.org/wiki/Gimbal#Rocket_engines

Una excepción para un empuje vectorial sin cardán (bueno, más o menos) fue Merlin 1a que usaba escape de turbobomba para control de balanceo.

Tenga en cuenta que incluso en ausencia de cualquier necesidad de girar, debe haber algún método para detener el giro del cohete. El empuje del cohete se dirige a lo largo de una línea específica de popa a proa. Esta línea debe pasar por el centro de masa del cohete; de lo contrario, el empuje ejercerá un par alrededor del CofM y el cohete se desplomará.

A medida que se consumen el combustible y el oxidante, el CofM se mueve de lado a lado y el empuje del cohete ya no actúa a través del centro de masa, y el cohete comienza a perder el control. La tobera del cohete gira ligeramente en la dirección correcta para detener la rotación, gira hacia atrás para eliminar la rotación acumulada y luego se detiene para dirigir el empuje a través del nuevo CofM. Repita varias veces por segundo.

Imagínate balanceando un palo de escoba laargo en la punta de tu dedo. Ahora imagina que el palo de la escoba está vivo, soplan vientos huracanados y está ocurriendo un terremoto...

Me encanta esa analogía de la escoba. ¿Cómo pueden ajustar los motores tan rápido? ¿Hidráulica?
Creo que el sistema hidráulico controlado por computadora mueve solo la boquilla...
El palo de escoba es una mala analogía. Es una variante de la falacia del Péndulo . Con el palo de escoba, el empuje de su dedo siempre es vertical, por lo que cualquier desviación del palo de escoba de la vertical creará un momento creciente debido a la distancia proyectada horizontalmente desde el centro de masa hasta el punto de empuje. No es así para un cohete con el eje de empuje fijo en la estructura del cuerpo, que es neutralmente estable.
La mayoría de las veces, el sistema de cardán utiliza el sistema hidráulico para girar toda la cámara de empuje, que está rígidamente fijada a la boquilla. Por lo general, el conjunto de la turbobomba también se mueve con él. El extremo posterior de las líneas de combustible que van al motor son flexibles.

En el caso ideal de lanzamiento en el vacío, todo lo que se necesita es un empujón infinitesimal para iniciar un giro por gravedad.

Sí, soy consciente de eso. ¿Cómo crean el "empujón"?
Si nos apartamos un poco de nuestro caso ideal, en realidad es imposible evitar ese empujón inicial.
Puede mantener un ángulo de ataque cero y alcanzar la órbita con éxito en un giro de gravedad ideal.
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