¿Propósito de la maniobra de guiñada inicial?

He leído que el Saturno V comenzó a despegar con una breve maniobra de guiñada que duró desde t+1 hasta t+8.25.

El propósito mencionado para la maniobra es evitar el contacto con la torre de lanzamiento.

Pero ahora que lo pienso, me cuesta ver la lógica de la maniobra.

La rotación de guiñada ocurriría alrededor del centro de masa, que comienza bastante alto. La guiñada entonces empujaría la mitad inferior del cohete en una dirección WRT hacia la torre, mientras que la mitad superior se movería hacia el otro lado.

(Imagínese levantar el cohete por su centro y darle un débil empujón lateral desde la parte inferior --- el centro de masa permanece aproximadamente donde está mientras que la parte inferior y superior se lanzan en direcciones opuestas).

Debido a que el cohete es pesado, el centro de masa se mueve notablemente hacia un lado solo después de un retraso sustancial de varios segundos, momento en el cual el centro de masa está prácticamente a la altura de la parte superior de la torre.

Pero para entonces la maniobra parece de poca utilidad, ya que la mayor parte del cohete ya está fuera de la torre. Tampoco parece que la maniobra haya servido de mucho antes de ese punto, ya que el centro de masa aún no se había desviado sustancialmente del eje longitudinal de la torre...

... A menos que estuvieran específicamente tratando de evitar el contacto con la parte superior de la torre, en cuyo caso la maniobra tiene perfecto sentido...

La rotación de guiñada quitaría la parte superior del camino, y para cuando el centro de masa llegara a la parte superior de la torre, también se habría desplazado al menos unos pocos pies del eje longitudinal... y finalmente, cuando la parte inferior de la torre el cohete alcanzó la parte superior de la torre, también se habría desplazado lo suficiente hacia un lado para evitar una colisión.

Perdón por la pregunta posiblemente tonta, pero de repente esta maniobra aparentemente lógica me deja perplejo.

Gracias si puedes aclarar!

Respuestas (1)

El centro de masa del Saturno V en el despegue es algo más bajo de lo que cabría esperar: 27 metros de altura, aproximadamente una cuarta parte de la pila . Esto se debe a que las etapas superiores están llenas en gran parte de hidrógeno líquido, que es mucho menos denso que el combustible y el comburente de la primera etapa. Así, la guiñada mueve el extremo superior del cohete mucho más lejos que el extremo inferior.

La maniobra de guiñada también tiene un ángulo muy pequeño: un máximo de aproximadamente un grado y medio, por lo que el extremo inferior del lanzador no se balancea demasiado hacia adentro. Si girase instantáneamente a 1,5º, sería un movimiento de ~0,7 metros en la base; si gira más gradualmente el máximo sería menor.

Siempre he entendido que el propósito de la maniobra era evitar el potencial (muy improbable) de golpear la torre si una ráfaga de viento significativa u otra perturbación empujara la pila hacia la torre, pero no estoy seguro de dónde se me ocurrió. eso. Mi creencia es que no habría contacto con la torre si el cohete fuera perfectamente recto.

¿Tendría sentido una maniobra de guiñada en un cohete lleno completamente con RP1 y LOX, que tienen una densidad similar (aproximadamente) del orden de 900 kg/m^3? ¿Un Falcon 9, por ejemplo? Estoy seguro de que pueden prescindir de una maniobra de guiñada en estos días, pero si quisieran hacerlo, me pregunto si un centro de masa más alto haría que la maniobra fuera menos útil.
Gracias por la información, por cierto, Russel.
Creo que sí, pero la velocidad de guiñada podría tener que ser más lenta para evitar demasiada oscilación hacia adentro. Antares también lo hace , con una etapa superior sólida y densa.
Así que esto también parece explicar por qué no una maniobra de cabeceo, porque la parte superior o la parte inferior del cohete tendrían que girar hacia la torre, prácticamente rogando por una colisión... (aunque admito que sin pensarlo mucho, un cabeceo me pareció la manera correcta de aumentar la distancia de la torre...)
No, el eje de guiñada se acerca o se aleja de la torre. La torre está al norte del cohete; la guiñada es norte/sur, la inclinación es este-oeste.
Si el eje de guiñada apunta hacia el norte, entonces la rotación de guiñada es sobre el norte, lo que significa que el morro se desplazaría hacia el este o hacia el oeste inmediatamente después del lanzamiento. De todos modos, mi entendimiento siempre ha sido que el cohete se sienta con el frente (y por lo tanto el eje de guiñada) apuntando hacia el norte con la torre de lanzamiento detrás de él ... ¿No es esto cierto?
@Alex, tu comprensión es incorrecta. oikofuge.com/coordinate-axes-apollo-saturn-1 Es raro hablar del "eje de guiñada" también. Yaw es una rotación sobre el eje Z.
Sí, debería haber dicho "la rotación de guiñada te lleva hacia / lejos de la torre". Gracias por vincular esa página, por cierto. Estaba a punto de agregarla a mi comentario después de verificar dos veces mi comprensión, incumplí la regla de los 5 segundos y luego me distraje con el trabajo.
Gracias a los dos. @RussellBorogove y Organic Marble: ¿Podría revisar mi pregunta a continuación para ayudarme a acertar con mis ejes Falcon 9? ¡Gracias! La pregunta: space.stackexchange.com/questions/49474/…
Muchas gracias por hacerme darme cuenta de mi error, @RussellBorogove. De lo contrario, no hubiera sabido lo equivocado que estaba. Entonces parece que la guiñada moverá la cola hacia la torre en el lanzamiento... aunque claramente la guiñada es lo suficientemente pequeña como para que la cola no haga contacto con la torre. Esto también coincide mejor con lo que creo que veo en el video de Saturno V. Gracias de nuevo.
¿Propósito de la maniobra de guiñada inicial?
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