¿Por qué un ángulo de ataque significativo distinto de cero sería una ventaja durante el encendido de la primera etapa?

De los videos del lanzamiento de SES-10 que se muestran en la pregunta de @RussellBorogove, ¿ Causa de la aparente desviación de la pluma en SES-10?" y el lanzamiento del Bloque 5 Bangabandhu Satellite-1 Mission en T+ 01:48el que parece que el Falcon 9 usa ángulos de ataque distintos de cero ( o ángulo de desplazamiento ) durante la quema de la primera etapa.

El penacho de escape está alineado con la trayectoria de vuelo (alta presión dinámica) y es obvio que el eje de balanceo del vehículo no lo está.

La respuesta aceptada dice:

Creo que el efecto visual se debe a que el cohete vuela en un pequeño ángulo de ataque positivo al final de la quema de la primera etapa, combinado con una vista de cámara muy acortada.

De acuerdo con los datos de simulación en FlightClub ( https://www.flightclub.io/results/?code=SS10 ), el cohete vuela en un ángulo de ataque positivo durante el final de la primera etapa de encendido, alcanzando un máximo de aproximadamente 4,6 grados. AoA.

¿Es esto ventajoso?

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izquierda: captura de pantalla del video de Bangabandhu, derecha: SES-10 desde aquí . Haga clic para un tamaño más grande.

¿Puedes agregar una captura de pantalla? Ver por ejemplo estas preguntas 1 , 2 , 3 , 4
Lo haría si supiera cómo. Como mencioné hace unos días, he estado haciendo exploración espacial profesional durante mucho tiempo, pero soy nuevo en las cosas en línea. Todavía en la curva de aprendizaje.
Puede ver el resultado de lo que hizo (icono de etiqueta de tiempo, captura de pantalla insertada) pero no cómo lo hizo.
Hice todo usando el teclado excepto importar la captura de pantalla. Para importar imágenes, utiliza la herramienta "imagen" en la parte superior de la ventana de edición. Consulte esta guía: i.stack.imgur.com/BcK5Q.png Para obtener un enlace corto a una pregunta o respuesta, busque y haga clic sharedebajo de la publicación. Se abre una pequeña ventana. Simplemente use su método abreviado de teclado para copiar y luego está en su búfer de copiar/pegar. Consulte esta guía: i.stack.imgur.com/GuUF0.png
He agregado varios elementos a la pregunta para dar ejemplos de cómo funcionan estas cosas. Por supuesto, puede eliminar algunos si parece demasiado ocupado.

Respuestas (1)

En teoría, es posible volar una trayectoria ascendente con un ángulo de ataque cero en todo momento; este sería un giro de gravedad ideal. En la práctica, los lanzamientos tienen un vector de estado de corte del motor principal (MECO) bastante específico al que, sin embargo, son guiados. Esto requiere algún ángulo de ataque, generalmente comandado a través de gimbaling y limitado por q-alpha, para alterar la trayectoria.

Ya veo. Esto me dice que la metodología de control es que hay una trayectoria de ascenso definida (y por lo tanto un vector de estado definido en MECO) que el vehículo está tratando de igualar. Si en algún momento la posición real del vehículo se desvía de esa trayectoria (por ejemplo, debido a vientos en altura no anticipados), el vehículo comienza a cancelar la desviación a través de un AoA distinto de cero. Esta es la metodología que utilizó el Saturno V. Una metodología alternativa, que requiere AoA más pequeños, es calcular, sobre la marcha, "¿Cuál es la mejor trayectoria para mi estado final deseado desde donde estoy ahora ?", y volar eso.
bastante Hay todo tipo de técnicas de guía de primera etapa: ciclo abierto, ciclo cerrado, etc. Sin embargo, creo que Falcon 9 tiene una guía de primera etapa de ciclo cerrado, por lo que su resumen es preciso. A veces, la guía de la primera etapa también dará forma a la trayectoria para abortar y para evitar regiones de rango inferior, todo lo cual requerirá cambios en el ángulo de ataque. Estoy seguro de que F9 hace todas estas cosas. Salud.
La mayoría/todas las respuestas a ¿La sustentación aerodinámica es alguna vez útil en el vuelo de un cohete? afirman que las desviaciones del AoA distinto de cero son bastante indeseables y minimizadas , especialmente para este fideo volador largo y delgado . Pero parece que mientras la altitud sea suficiente, q-alfa se puede mantener bajo control.
+1gran edición, gracias!
¿Por qué un ángulo de ataque significativo distinto de cero sería una ventaja durante el encendido de la primera etapa?
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