Сетка плавник - Grid fin

В Вымпел НПО R-77 это ракета за пределами видимости который использует решетчатые плавники. Серая управляемая бомба КАБ-500 ОД слева от нее имеет обычные «планарные» хвостовые оперения.
Крупным планом МОАБ решетчатые плавники

Ребра сетки (или же решетчатые ребра) являются разновидностью поверхность управления полетом используется на ракеты и бомбы, иногда вместо более традиционных поверхностей управления, таких как плоские плавники. Они были разработаны в 1950-х годах командой под руководством Сергея Белоцерковского.[1] и используется с 1970-х годов в различных Советский баллистическая ракета такие конструкции, как СС-12 Масштабная доска, СС-20 Сабля, СС-21 Скарабей, СС-23 Паук, и СС-25 Серп, так же хорошо как N-1 (предполагаемая ракета для Советская лунная программа ). Поэтому в России их часто называют Белоцерковский сетка плавников.

Решетчатые стабилизаторы также использовались на обычных ракетах и ​​бомбах, таких как Вымпел Р-77 ракета класса "воздух-воздух"; то 3М-54 Клуб (SS-N-27 Sizzler) семейство крылатые ракеты; и американский Массивный артиллерийский воздушный взрыв (MOAB) обычная бомба большой мощности, а также на специализированных устройствах, таких как Quick-MEDS системы доставки и в составе система аварийного выхода для Космический корабль Союз.

В 2014, SpaceX проверил решетчатые плавники на первом этапе демонстрационный испытательный автомобиль его многоразового использования Сокол 9 ракета[2] а 21 декабря 2015 г. они использовались во время высокоскоростной атмосферной части возвращение помочь направить первую ступень коммерческого Falcon 9 на посадку для первой успешной посадки на орбите история космических полетов.

1-й этап частной китайской компании i-Space's Гипербола-1 Ракета появилась 25 июля 2019 года и была оснащена управляемыми решетчатыми стабилизаторами для ориентации.

25 июля 2019 г. Китай запустил модифицированную версию Длинный марш 2C с решетчатыми ребрами наверху первой ступени для контролируемого повторного входа отработанной ступени ракеты вдали от людей в близлежащих городах.[3]

Характеристики конструкции

Обычные планарные плавники управления имеют форму миниатюрных крылья. В отличие от этого решетчатые ребра представляют собой решетку из меньших аэродинамических поверхностей, расположенных внутри коробки. Их внешний вид иногда приводил к тому, что их сравнивали с картофелесосы или же вафельницы.

Решетчатые стабилизаторы можно сложить, наклонить вперед (или назад) к цилиндрическому корпусу ракеты более плотно и компактнее, чем плоские стабилизаторы, что позволяет более компактно хранить оружие; это важно, когда оружие запускается из трубы или для кораблей, которые хранят оружие во внутренних отсеках, таких как самолет-невидимка. Как правило, ребра решетки отклоняются вперед / назад от корпуса вскоре после того, как ракета покинула стреляющий корабль.

Ребра решетки намного короче аккорд (расстояние между передней и задней кромкой поверхности), чем плоские ребра, поскольку они фактически представляют собой группу коротких ребер, установленных параллельно друг другу. Их уменьшенный аккорд уменьшает количество крутящий момент воздействует на рулевой механизм высокоскоростным воздушным потоком, что позволяет использовать плавник меньшего размера приводы и меньшего размера хвостовое оперение в целом.

Ребра решетки очень хорошо работают на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, но плохо на трансзвуковой скорости; поток вызывает нормальная ударная волна образовываться внутри решетки, в результате чего большая часть воздушного потока проходит полностью вокруг ребра, а не через него, и генерирует значительные волновое сопротивление. На высоком Числа Маха ребра решетки движутся полностью сверхзвуковыми и могут обеспечить более низкий тащить и большую маневренность, чем плоские плавники.

Применение в многоразовых ракетах-носителях

Первоначальный дизайн алюминиевых решетчатых ребер на Сокол 9 ракета-носитель, неразвернутый. Февраль 2015 г.

Решетчатые ребра используются на Сокол 9 ракета для повышения точности контроля места приземления для многоразовые ракеты-носители. Сетка плавник усилия по развитию является частью Программа разработки многоразовой системы запуска SpaceX который ведется с 2012 года. Первый гиперзвуковой летные испытания с решетчатыми ластами было в феврале 2015 года, и впоследствии решетчатые ласты использовались во всех многоразовых экспериментальных посадках Falcon 9 и, в конечном итоге, после декабря 2015 года во все большем количестве успешных посадок и возвращений на первой ступени.

Изменения в конструкции решетчатых плавников Falcon 9 продолжались и в 2017 году. Генеральный директор SpaceX Илон Маск в начале 2017 года объявили, что новая версия решетчатых плавников Falcon 9 улучшит возможность повторного использования автомобилей компании. Сокол 9 Блок 5 представить новый состав и вырезать [4] титан сетка плавников. Маск отметил, что оригинальные стабилизаторы Falcon 9 были сделаны из алюминий. Ласты испытывают температуры, близкие к максимальным пределам живучести во время возвращение и приземление, и поэтому алюминиевые плавники были покрыты абляционной системой термозащиты. Фактически, некоторые ребра с алюминиевой решеткой действительно загорелись во время посадки и посадки. Новые ребра из титановой сетки должны обеспечить большую управляемость ракеты и увеличить полезную нагрузку на орбиту, позволяя Falcon 9 летать на более высокой скорости. угол атаки.[5]

Более крупные и прочные ребра из титановой решетки оставлены неокрашенными и впервые были протестированы в июне 2017 года. С конца 2017 года они используются на всех многоразовых первых ступенях Falcon 9.[6]

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Доктор технических наук С. БЕЛОЦЕРКОВСКИЙ. ТРУДНЫЙ ВЗЛЕТ РЕШЕТЧАТЫХ КРЫЛЬЕВ
  2. ^ "F9R Полет на плавнике на 1000 м | Бортовая камера и широкий снимок". SpaceX. 2014. Получено 21 июн 2014 - через YouTube.
  3. ^ Джонс, Эндрю (30 июля 2019 г.). «Китайский запуск Long March проверяет решетку на безопасность и возможность повторного использования в будущем». SpaceNews.com.
  4. ^ https://twitter.com/elonmusk/status/878821062326198272
  5. ^ «SpaceX открывает новую эру космических полетов с успешным повторным использованием основной сцены». 31 марта 2017.
  6. ^ «SpaceX Doubleheader, часть 2 - Falcon 9 проводит запуск Iridium NEXT-2». 25 июня 2017.

внешняя ссылка