En el procedimiento de aterrizaje de la primera etapa del Falcon 9, una preocupación es que:
El estrangulamiento de Merlin 1D en su nivel más bajo aún genera más empuje que la masa vacía de la primera etapa. Entonces, ¿cuáles son los desafíos para reducir la velocidad? Por ejemplo, RD-191 tiene un rango de aceleración del 27 % al 105 % según Wikipedia. Pero solo estoy interesado en el motor Merlin 1D si es posible tener estas capacidades y cuál es el trabajo que se debe hacer para esto.
Si SpaceX tiene problemas para acelerar bajo, podría ser una opción que solo el motor en el centro del cohete sea un motor Merlin diferente (una versión Merlin 1D diferente o un motor nuevo diferente) que se produce con el objetivo principal de ser muy aceleración baja (no importa cuál sea el empuje)? Incluso si al lograr el estrangulamiento necesario podría afectar el empuje o Isp del motor (al no tener el buen rendimiento del Merlin 1D FT), el rendimiento general del Falcon 9 seguirá estando bien. Ganan así una mayor posibilidad de aterrizar con éxito en la primera etapa.
Por supuesto, la producción de un nuevo motor de cohete tiene un costo y tal vez en economías de escala para la producción de Merlin 1D no sea económico porque debería producir un tipo diferente de motor (de hecho, esto no influiría en el costo del cohete), pero sería muy bueno para la economía de SpaceX si ayuda a aterrizar con éxito (lento y seguro). Según SpaceX, Falcon 9 FT ahora podría tener un mayor empuje total al nivel del mar en 7607 kN (1,71 millones de libras de empuje) en comparación con los 6806 kN anteriores (1,53 millones de libras de empuje). Entonces, incluso si uno de los motores tuviera un empuje más bajo o incluso lo apagara, el Falcon 9 FT nuevamente tendría el mismo rendimiento que tenía en sus misiones anteriores, al menos alrededor de 6800 kN o incluso más. Probablemente para el motor central algunas opciones podrían ser las versiones anteriores del motor Merlin. Por lo tanto, no necesitan modificar uno de los Merlin 1D o desarrollar una nueva versión (nombrando Merlin 1E) para baja aceleración, ya que podrían tener dificultades para esto, podrían usar el Merlin 1A, 1B, 1C anterior. Tienen menor empuje Merlin 1A (340 kN), Merlin 1B (380 kN), Merlin 1C (350 kN al principio o 560 kN la versión mejorada) e incluso su capacidad de estrangulación haría posible empujar en niveles más bajos, en este haciendo una deceleración de velocidad perfecta para la primera etapa. Merlin 1C es una mejor opción que A y B en cuanto a confiabilidad, porque usa una boquilla y una cámara de combustión enfriadas regenerativamente. Por supuesto, estos motores podrían necesitar alguna modificación para encajar correctamente con Falcon 9 FT, pero su empuje apropiado será útil.
Entonces, para lograr un estrangulamiento bajo de Merlin 1D, ¿qué se podría hacer, y si esto enfrenta dificultades, podría ser una opción usar un nuevo motor Merlin que tendría un empuje bajo (quizás muy bajo) con/o capacidades de estrangulamiento muy bajas en el valor que es necesario para aterrizajes cómodos (sin importar el empuje que tenga), o tal vez usando los motores Merlin anteriores con modificaciones si es necesario hacerlo?
La pregunta supone que es deseable un empuje de aterrizaje más bajo para Falcon 9, lo que creo que es falso.
El empuje de aterrizaje es un compromiso entre requisitos opuestos. Con un empuje más bajo, el cohete podría hacer una aproximación más lenta, dando más tiempo para corregir su trayectoria y aterrizar más cerca del objetivo. Pero un enfoque más lento significa pasar más tiempo y, por lo tanto, más propulsor luchando contra la gravedad. Un mayor empuje permite una aproximación muy rápida y un quemado terminal muy corto, lo que ahorra combustible.
Parece que el intento de aterrizaje en la Misión SES-9 (Vuelo 22), que tenía muy poco combustible de reserva después de la misión principal, intentó hacer una quema terminal de 3 motores. El video de ese intento de aterrizaje parecía mostrar que el cohete se acercaba al borde del ASDS en lugar del centro, lo que posiblemente indica que la aproximación rápida no permitió suficiente tiempo para corregir la trayectoria. Entonces, 3 motores podrían ser demasiado empuje, aunque el vuelo 24 logró un aterrizaje ASDS similar de 3 motores con éxito.
Los límites de aceleración monomotor actuales del Falcon 9 posteriores a la misión CRS-6 (Vuelo 17) han demostrado ser adecuados para aterrizar en el objetivo; los vuelos 20, 21 y 23 dieron en el blanco. Un acelerador más bajo gastaría más combustible y no resolvería ningún problema.
llamado2viaje
marca777
SF.