Space X火箭著陸裝置支架的原理是什麼?

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通常獵鷹9號火箭的兩級助推器分離之後,回收的第一級在下降過程中會啟動“隼-1D”液氧/煤油發動機點火反推,此次操作是為了減速。此後低溫液氮推力器在計算機的控制下負責箭體的氣動扭矩及旋轉下墜,保證回收火箭在降落過程中始終保持垂直的姿態。



當回收火箭距離地面/海面約70千米時,“隼-1D”液氧/煤油發動機二次啟動點火反推,持續時間約20秒,回收火箭的速度也會從大約1300米/秒降至250米/秒。然後火箭上的四個由液氮推力器控制的支架會打開,在著陸前,主發動機進行第三次點火,將回收火箭的速度降至2米/秒,以實現成功回收。



獵鷹9號的回收支架是外購的,支柱設計承重約4.5噸左右,支架的減震裝置由增壓氦瓶和氧箱組成。獵鷹9號火箭的第一級底部帶有四個減震裝置組成的著陸支架,上方位置則加裝了4個液壓柵格翼,柵格翼是用來保持箭體穩定的,作用原理為降低速度及控制姿態。




回收支架的原理是指支架的設計彈性能在單體偏移一定幅度內將單體扶正(也叫支架糾偏), 但是如果初始接地傾角太大,支架強度不足以提供足夠恢復力矩,就潰斷了。 譬如獵鷹9號屢次回收,最明顯是後面的最後落地時修改了進入角,因為考慮了海平面風切邊和單體本身的橫向慣性。




當然獵鷹9號火箭有好幾次回收失敗也是支架的問題,一開始是認為火箭帶著燃料死重大,第一級過長,在海上著陸整體擺動起來慣性太大,支架撐不住。後來SpaceX調查說故障的支架並沒有斷,其次支架的鎖定銷也沒斷,出的問題是銷沒鎖上,而沒鎖上的原因是上面積累了冰。


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