¿Por qué no deshacerse del cono de la nariz de los impulsores laterales Falcon Heavy para una mejor autoridad de control?

Con el lanzamiento del Falcon Heavy el 6 de febrero vimos el aterrizaje de ambos propulsores laterales. Durante las últimas semanas y nuevamente en la conferencia de prensa de hoy, escuché una y otra vez sobre la creciente dificultad de controlar estos propulsores para aterrizar en una misión F9 simple. Específicamente porque tienen conos de nariz, la aerodinámica es diferente y aparentemente las aletas de rejilla solo pueden proporcionar menos autoridad de control en esa configuración. Como resultado, los refuerzos laterales (pero no el central ) obtuvieron aletas de titanio mejoradas con superficies de control más grandes para compensar la diferencia.

Mi pregunta es ¿por qué tomarse la molestia y el gasto de actualizar las aletas de la parrilla para compensar el perfil aerodinámico deficiente? ¿Por qué no simplemente arreglar el perfil? Si el extremo romo del cohete que se encuentra en el Falcon 9 después de la separación de la etapa es mejor, ¿por qué no desechar los conos laterales del propulsor después de la separación y antes del aterrizaje? Parece que sería una parte relativamente fácil de abandonar.

SpaceX tiene que ver con la reutilización. Deshacerse de las cosas es lo opuesto a eso.
Para agregar al comentario de @SkyRate: SpaceX intenta/planea recuperar los carenados, que son similares en complejidad a los conos de la nariz.
@JochenLutz Si bien tiene sentido que sería un paso atrás en el frente de la reutilización, no puede decirme que los conos de la nariz tienen la misma complejidad y costo que el carenado principal. Lo siento, pero eso es más que un poco exagerado. Dado que la respuesta parece ser "simplemente fue más eficiente aumentar la autoridad de control en lugar de mejorar el perfil aerodinámico", la exageración no ayuda aquí.

Respuestas (2)

Deshacerse de los conos nasales empeoraría las cosas, no las mejoraría. La razón por la que los conos de morro permiten menos control que el típico F9 (o núcleo central FH) es porque el cilindro del cohete generalmente continúa muy por encima de las aletas de la rejilla. La etapa intermedia (que se extiende por encima de las aletas de la rejilla y no se separa de la primera etapa en ningún punto) tiene el mismo ancho que el cohete, pero las puntas se estrechan. Esa conicidad significa que hay mucho más aire vacío sobre las aletas de la rejilla de lo normal, lo que reduce la capacidad de las aletas para controlar el descenso del cohete.

Fuente para que el cilindro (entre etapas) sea importante para el control: Elon habla sobre los desafíos en la construcción de FH durante la conferencia de prensa posterior al lanzamiento. bit relevante:

Esto tiene sentido, pero de la misma manera, si este fuera el problema, ¿no se podría haber cambiado el diseño del cono de la nariz para acomodar un espacio vacío y crear un perfil aerodinámico similar al de la etapa intermedia?
Extender el cuerpo más allá de las aletas reduciría la autoridad de control. Una cola de barco, en la que se han convertido los conos ahora que el cohete va hacia atrás, tiene un impacto negativo en la estabilidad.
@JCRM No soy un experto en aviación hipersónica o dinámica de fluidos (¿y usted?), pero me inclino a creerle al Sr. Musk en este caso cuando dice que el diseño actual del F9 usa flujo de aire guiado por las aletas de la rejilla y se refleja en el interetapa para un aumento de ~30% en la autoridad de control, y el cambio a nosecones redujo eso. No sé por qué no optaron por ampliar las etapas con una intermedia falsa, dado que, aparte de las razones habituales de "cuesta más fabricar y reduce la capacidad de carga porque pesa más" que se aplican a casi todo.
@CBHacking ¿Puede editar esta respuesta con su fuente para esa declaración?
@Caleb Listo! Pensé que ya había visto este video y que lo había entendido mal, pero al examinar más de cerca su pregunta, me di cuenta de que todos los enlaces eran recursos previos al vuelo que no hablaban del por qué .
@CBHacking Ese es en realidad el clip que había visto que inspiró esta pregunta tanto como cualquier otra cosa, realmente no siento que la responda. Describe más de lo que recordaba por qué tiene sentido tener y mantener los conos de la nariz, pero el núcleo de la pregunta es por qué no solucionar el problema aerodinámico ... ya sea agregando una manga también o tal vez bajando las aletas de rejilla por el cuerpo. ?
@caleb Sé que esto es antiguo, pero en caso de que siga siendo un rompecabezas: las aletas no se pueden bajar sin un aumento excepcional de la complejidad, ya que actualmente se encuentran justo en la parte superior del tanque de combustible. No hay otro espacio para montarlos más abajo, hasta llegar a los motores. Tendrían que entrometerse en el tanque, quitar combustible, agregar más estructura y muchos desafíos térmicos.

De todos modos, necesitaban actualizar las aletas de la rejilla, esta es una de las modificaciones previstas para el Bloque 5. Por lo tanto, las nuevas aletas de la rejilla estaban disponibles.

Esto significaba que la elección es entre:

  • cambiar a aletas de rejilla más caras (pero reutilizables), o
  • tirar los conos de la nariz y agregar otro evento de separación, asegurándose de que el cono de la nariz no golpee el escenario después de la separación, etc. Me parece que esta es la opción más compleja (= costosa).

Tirar los conos de la nariz también significa otro elemento que debe reconstruirse cada vez que se reutiliza un escenario, y más trabajo en la restauración del escenario. Y está a un paso del objetivo a largo plazo de reutilización total.

Probablemente tengas razón sobre las complejidades no deseadas de otro evento de separación, pero evitar que llegue al escenario parece una cuestión de esperar hasta que se dé la vuelta y comience su atmósfera decente y golpee un poco. Sospecho que el bebé se atrasaría bastante rápido. Tal vez golpear el otro lado del escenario sería un riesgo mayor.
@Caleb En todos sus comentarios, parece que se está perdiendo el punto principal que SpaceX quiere reutilizar tanto como sea posible. Esa es la verdadera razón. Todo lo demás es secundario.
¿Por qué no deshacerse del cono de la nariz de los impulsores laterales Falcon Heavy para una mejor autoridad de control?
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