¿Cuál sería, en su caso, el término más correcto para las superficies aerodinámicas de control de vuelo de la nave espacial de SpaceX?

Starship de SpaceX utiliza un esquema de control de vuelo único durante el descenso que no he visto en ninguna parte excepto con paracaidistas: cae directamente boca abajo usando cuatro superficies de control aerodinámico en la nariz y la parte inferior para inducir la resistencia y así proporcionar cabeceo, balanceo y guiñada. control , algo así como un paracaidista usa sus cuatro extremidades.

Lapso de tiempo de prueba de flaps de Starship SN9[Lapso de tiempo de @asy en Twitter , material original de LabPadre .]

Esta es una prueba de actuación previa al vuelo de las superficies de control aerodinámico. El Starship está en su actitud de lanzamiento, es decir, cola abajo/motores abajo. Al descender, estaría cayendo boca abajo, donde la panza es el lado opuesto a la cámara, es decir, si el vehículo estuviera cayendo en este momento, lo estaríamos mirando desde arriba.

Estas superficies de control aerodinámico han recibido muchos nombres por parte de la comunidad de vuelos espaciales: aletas, flaps, alas, flings, wing-dings, flippety-flappety-bits (sí, en serio). Tim Dodd, el astronauta cotidiano, a veces los llama en broma Elonerons. Los propios SpaceX solo los nombran una vez en la web de Starship, donde utilizan el término flaps . Elon Musk usa tanto flaps como body flaps en los tweets.

Son, sin embargo, diferentes de muchos de los conceptos mencionados anteriormente, en que actúan perpendicularmente al flujo de aire. La analogía más cercana que se me ocurre, además de las extremidades de un paracaidista, es cómo el Northrop Grumman B-2 Spirit usa frenos de velocidad diferencial para controlar la guiñada en lugar de un timón.

Dado que tenemos tantos nombres para tantos tipos diferentes de superficies de control (por ejemplo, flap, slat, spoiler, alerón, elevador, timón, freno de velocidad, estabilizador horizontal y vertical), así como combinaciones de ellos (spoileron, flaperon, stabilator ( cola que todo se mueve), "ruddervator" (cola en V)), etc., ¿ debe haber algún término que podamos aplicar a estos?

Lo que estoy buscando es un término que transmita de manera concisa lo que hacen estas superficies de control, de la misma manera que todo el mundo sabe lo que hace un "alerón" o un "ascensor". O, alternativamente, una respuesta podría ser que tal término no existe.

Me gustan los "frenos de arrastre variables con control de actitud".

Respuestas (2)

Hasta donde yo sé, el único otro ejemplo de este perfil de vuelo en la aviación son las maniobras posteriores a la entrada en pérdida, especialmente para la recuperación de barrena plana. Para los aviones, el control en estos regímenes de vuelo se logra principalmente mediante la vectorización de empuje y la activación del canard/estabilizador. Los flaps de Starship no coinciden con estos.

Otro hermano cercano de este perfil de vuelo es el reingreso del transbordador. El transbordador usó una aleta de cuerpo, así como superficies de control de ala delta convencionales en combinación con RCS para mantener un AoA alto y específico durante el reingreso hipersónico, luego hizo la transición al planeo para la aproximación y el aterrizaje. La aleta del cuerpo del Transbordador (debajo de los motores) tiene el mayor parecido con las aletas de Starship de cualquier vehículo espacial que conozco. Sin embargo, tiene un rango de actuación mucho más pequeño.

Por supuesto, el nombre de la superficie de control depende de cómo defina el marco del vehículo; con dirección de empuje hacia delante, los flaps son diedros variables. Con dirección de velocidad hacia adelante, los flaps son AoA variables con un amplio rango de actuación.

El sustantivo con el que iría sería flaps de arrastre variable . Los spoilers no son correctos; no hay otra superficie aerodinámica para estropear. Los frenos de aire generalmente no contribuyen al control de actitud.

También me vino a la mente el colgajo del cuerpo del transbordador espacial. De hecho, el perfil de entrada hipersónica es muy similar entre el transbordador espacial y la nave estelar, utilizando el lado "ancho" del vehículo para maximizar la resistencia, pero, por supuesto, lo que sucede después de que se pierde la mayor parte de la velocidad es la principal diferencia. (Aunque creo que SpaceX probó la capacidad de rango cruzado usando el cuerpo y las aletas para el levantamiento durante el vuelo de prueba SN8. Después de todo, están "deslizando" el F9). El transbordador mantendría un componente de velocidad horizontal y se deslizaría, mientras que Starship cancela el componente horizontal completamente y cae hacia abajo.

Elonerons es perfecto, aunque los pájaros se le adelantaron hace años.

Las aves "meten" un ala para resbalar/caer hacia un lado mientras el ala opuesta está extendida. También pueden variar la geometría de sus colas (abriendo y cerrando el abanico) para controlar el tono.

La embarcación de 4 aletas de Elon simplemente hace el cabeceo y balanceo, o combinaciones de ambos.

El Starship en "falp de vientre" tenía un parecido sorprendente con un transbordador entrante, y no es difícil imaginar iteraciones posteriores con un ala central. Esto no sería diferente a los aparejos de "foque, principal y potero" de los veleros.

Pero, por ahora, se "flota" en su camino a casa, usando arrastre. Con suerte, la próxima aproximación al aterrizaje puede estabilizarse lo suficiente para un aterrizaje más suave. ¡Vamos SN9!

La estabilidad no fue el problema: Elon tuiteó que fue la falta de presión en los tanques de cabecera, lo que provocó la pérdida de empuje literalmente en el último segundo.
@Zeiss Ikon El prototipo SN8 será básico para muchas iteraciones posibles. Un diseño terrenal de punto a punto puede tener alas y, de hecho, una primera etapa recuperable (cohete). Este diseño se parecería mucho al Nike Hercules. Tengo mis dudas de que el "flop/flip" sea cómodo para los pasajeros, pero es un comienzo.
Es probable que la caída de panza sea más cómoda que otras opciones de aterrizaje vertical: las fuerzas G están a través del piso, a través de los respaldos de los asientos (suponiendo que los asientos estén orientados hacia la nariz como en un avión), o en algún punto intermedio. Sin colgar de las correas. Y la configuración de alta resistencia permite una desaceleración gradual, en altura, por lo que no hay una desaceleración de alta G en la atmósfera inferior.
"Desaceleración gradual desde más arriba": Tierra = alas, Marte = paracaídas grande, Luna = tanques de cabecera más grandes
No tiene que ser alas. Cualquier objeto grande y de baja densidad se desacelerará debido a la resistencia del aire, y cuanto mayor sea el área de la sección transversal para su masa, más alto (= aire más delgado) se puede manejar de manera efectiva. Las alas son una penalización masiva, ya que llevan una estructura pesada que solo se usa durante una pequeña fracción del vuelo. Si puede aterrizar sin ellos, puede ahorrar esa masa, y cada onza de masa seca que puede ahorrar es una onza más de carga útil que puede transportar con los mismos motores y combustible.
Esperando el próximo vuelo.
¿Cuál sería, en su caso, el término más correcto para las superficies aerodinámicas de control de vuelo de la nave espacial de SpaceX?
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