¿Sería un autogiro una buena solución para un vehículo de reingreso al espacio?

Por lo que puedo imaginar, usar una maniobra de autorrotación como método de control de reingreso sería una buena idea porque creo que se generarían elevaciones muy altas cuando la velocidad relativa del aire es alta (primeras fases de reingreso).

Esto, a su vez, reduciría la velocidad de descenso, reduciendo las fuerzas g, el intercambio de calor y haría que toda la experiencia fuera más placentera, a costa de hacerla sustancialmente más larga.

También traería muchas ventajas en relación con el control del vehículo, el aterrizaje, la reutilización y la reducción general del peso.

¿Se ha probado algo así alguna vez? ¿Suena como una buena idea, y si no, por qué? los detalles de la física son bienvenidos.

La sustentación depende no solo de la velocidad, sino también de la densidad del aire. No sé dónde termina la primera fase de reingreso , pero comienza casi en el vacío y con un número de Mach relativamente alto.
La aerodinámica es un poco diferente con las velocidades cósmicas. Los rotores se romperían o quemarían en el primer momento.
Al ver cuán baja sería la densidad del aire, no estoy seguro de que su afirmación sea precisa @peterh
@Magix El Columbia se rompió en pequeñas partes en el aire . Esencialmente, se estrelló en la atmósfera . La cápsula de reingreso Soyuz requiere un enorme escudo que se quema parcialmente al reingresar. Su temperatura máxima crece hasta los 2000 C.
La entrada a @Magix Mars se produce entre 12 000 y 14 000 mph, con una desaceleración de 10 a 12 g, en un vehículo de forma aerodinámica. Un rotor no solo se trituraría, sino que probablemente haría que el S/C cayera, lo cual es el fin del juego. La Tierra es aún más rápida (hasta 28,000 mph), pero la reentrada tripulada genera menos g (a menos que haya una anomalía, como ocurrió el mes pasado). Además: sospecho que los modeladores hipersónicos tendrían problemas para modelar el flujo alrededor de los rotores.
Probablemente valga la pena mirar: Cohete rotatorio Por lo que puedo decir, nunca probaron un autogiro para descender a través de la atmósfera superior, pero las palas del rotor fueron investigadas para casi todas las demás fases de lanzamiento y aterrizaje.
Si parte de una velocidad orbital de casi 7800 metros/segundo, se quemará antes de que haya suficiente aire para generar sustentación.
por lo que aprendí en SE, la relación elevación-resistencia es muy pobre cuando es hipersónico en una atmósfera de baja densidad, debido al camino libre medio de las moléculas de aire en relación con las dimensiones del objeto (número de Knudsen)

Respuestas (2)

Parece que la idea se probó antes ( https://www.nasa.gov/centers/kennedy/news/rotocapsule.html ): "El diseño le daría a una cápsula la estabilidad y el control de un helicóptero, pero no tendría energía. En cambio, el viento que pasa sobre los rotores a medida que la cápsula desciende haría que las palas giraran, un proceso llamado autorrotación que se ha probado repetidamente en helicópteros pero nunca en naves espaciales". Sin embargo, parece que esto solo se consideró para la etapa final del reingreso.

EDITAR (11/11/2018): Hay otro materialSe descubrió que la adición de un rotor proporciona un aumento significativo en la capacidad de rango lateral mientras cambia la desaceleración máxima solo ligeramente; sin embargo, el calentamiento aerodinámico excesivo del rotor requiere un despliegue retrasado (lo que reduce las ganancias de rendimiento) o la sustitución/desarrollo de materiales estructurales que tengan una mayor resistencia al calor que los estudiados".

Para los planetas con atmósfera, se llama "Aterrizaje de descenso de (re) entrada", o EDL. (El "re" solo se aplica a los vehículos de retorno a la Tierra, hasta ahora). Entonces, esta tecnología parece estar en la fase de "Aterrizaje", que en términos de ingeniería, no tiene nada que ver con la Entrada. La entrada termina cuando no necesita un escudo térmico. El descenso finaliza al final del giro por gravedad, o cuando haya terminado de volar y entre en "modo de velocidad constante". Por supuesto, todos sabemos cuándo termina el aterrizaje.

El rotor del autogiro con las palas delgadas del rotor y los cojinetes para la rotación y la inclinación del rotor deben sobrevivir a la fase caliente de la reentrada sin un escudo térmico voluminoso y sin daños por el calor. Debería permitir un aterrizaje suave a baja velocidad. A velocidad hipersónica, el rotor no debe ser destruido por una velocidad de rotación demasiado alta. La desaceleración no debe exceder los 4 g a alta velocidad, pero debe haber suficiente fuerza de sustentación a baja velocidad para un vuelo casi horizontal hasta el lugar de aterrizaje.

Parece posible solo usando unobtanium.

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