¿Cuál es el TWR mínimo del impulsor Falcon 9 justo antes del aterrizaje?

Un gran punto sobre el aterrizaje del propulsor Falcon 9 es que necesitan mantener el aterrizaje en el primer intento; no pueden flotar y ajustar la posición porque incluso el motor Merlin único completamente acelerado proporciona más empuje que el peso del propulsor.

¿Pero cuánto más? ¿Alguien tiene el número; ¿Cuál es la relación empuje-peso (TWR) de estos propulsores durante el aterrizaje?

Respuestas (1)

La TWR de aterrizaje del Falcon 9 variará dependiendo de la masa de combustible que quede cuando finalice la quema. Esto suele ser cercano a cero, pero sabemos que el exceso de combustible se ventila poco después del aterrizaje. Con una tasa de flujo másico de ~250 kg/s, la masa general cambia con bastante rapidez en los momentos finales antes del aterrizaje.

Sin embargo, podemos obtener un límite superior simplemente tomando la masa vacía de la primera etapa ~ 27200 kg y el empuje atmosférico del motor Merlin de 845 kN , lo que nos da:

  • 31 metro s 2 TWR de 3.2 para aterrizaje monomotor
  • 93 metro s 2 TWR de 9.5 para aterrizaje trimotor

F9 v1.1 tenía una profundidad de aceleración de ~ 70% , podía llegar a un TWR de 2.2 .

F9 v1.2 (FT) aparentemente puede acelerar a ~ 55% dando un TWR terminal mínimo de ~ 1.8 .

Cualquier exceso de combustible restante en el aterrizaje reducirá aún más este número, pero aún será significativamente más alto que 1; como se mencionó, esto excluye la posibilidad de un aterrizaje estacionario.

Sin embargo, dado que el propósito de usar tres motores es maximizar la aceleración y minimizar las pérdidas por gravedad, presumiría que la mayor parte de la quema ocurre con la aceleración máxima.

Vale la pena señalar que otros factores pequeños, como la presión atmosférica a nivel del mar, afectarán un poco a este número. Pero dado que no sabemos cómo/si se tienen en cuenta en la guía de F9, es difícil incluirlos en los cálculos.

Bloque 9? ¿Pensé que el actual es el bloque 5?
Spaceflight101 tiene el rango actual de aceleración de Merlin de 55 % a 100 %, en lugar de 70 %. Sin embargo, no estoy seguro de dónde obtienen sus cifras. spaceflight101.com/spacerockets/falcon-9-ft
@RussellBorogove He encontrado varias fuentes contradictorias sobre la profundidad del acelerador, así que opté por la oficial. Sin embargo, eso es en octubre de 2015, por lo que F9 v1.1... Creo que la versión de vacío puede reducirse a ~40 %, así que tal vez parte de la confusión en las fuentes se deba a eso.
Han estado ampliando el rango de aceleración; ¡La guía de carga útil de 2009 tiene los motores de la primera etapa sin aceleración!
@RussellBorogove sí, parece probable que haya cambiado desde entonces. Actualizaré para mostrar algunos números más
Con un TWR de 2.2, ¿será imposible un vuelo estacionario corto a una altura constante?
Necesitas un TWR de 1 para poder flotar. Más grande y empujarás hacia arriba, más pequeño y caerás.