Управление вращением ракеты с помощью одного двигателя

[Demidrol]

Что такое RCS?

Reaction Control System - система ориентации, на F9 это газовые рули на азоте

[Грехов Михаил]

Какого такого? Если говорить о моменте относительно начальной оси вращения, то в первый момент, да, не даст. А как только ракета отклонится, то уже может дать, но возможно, что в этот момент нужно давать уже момент относительно несколько другой оси.

Нет. Отклонение ракеты никоим образом не позволяет получить двигателю с отклоняемым вектором тяги возможность коррекции вращения вдоль оси РН.

C газовыми рулями все понятно, но их нет на Фалконе.

Зато там в одной ступени много сопел ЖРД (а именно 9) и достаточно 2 крайних отклонить в разные стороны, чтобы получить момент. Или сразу несколько отклонить. Может какие вспомогательные сопла есть.

 

[Demidrol]

А как только ракета отклонится, то уже может дать

Почему? Приложение тяги двигателя к оси ракеты от этого не поменяется.

[Organza]

Почему? Приложение тяги двигателя к оси ракеты от этого не поменяется.

А к оси вращения поменяется. В момент бокового "пинка" по низу ракеты её физическая ось и ось вращения станут не одно и то же.

[drzerg]

Почему? Приложение тяги двигателя к оси ракеты от этого не поменяется.

А к оси вращения поменяется. В момент бокового "пинка" по низу ракеты её физическая ось и ось вращения станут не одно и то же.

Вот это ключевой момент но мне кажется что оси сохранятся. Просто они вместе будут повернуты - прецессия. А задача именно сместить ось вращения относительно ракеты. В пределе на 90 градусов. И тогда уже хепи енд.

Мне трудно быть уверенным так как я всю эту физику я уже забыл а заново разбираться лень поэтому интуитивно не могу решить эту задачу. В то же время всякие несимметричные тела вращения могут выписывать занятные кренделя в невесомости и непонятно могут ли тут быть схожие эффекты

[Organza]

Стыд. Я ведь учился по гироскопам. В момент "пинка", да, мы вводим "волчёк" в прецессию, и двигателем можем скомпенсировать только эту прецессию. Собственное вращение вокруг физической оси - нет. Никак, от слова "совсем". Нужно сопло с изменяемым направлением закрутки газа. Или несколько отстоящих от оси сопел с изменяемым вектором тяги.

[Diff]

C газовыми рулями все понятно, но их нет на Фалконе.

Зато там в одной ступени много сопел ЖРД (а именно 9) и достаточно 2 крайних отклонить в разные стороны, чтобы получить момент. Или сразу несколько отклонить. Может какие вспомогательные сопла есть.

Есть то они есть, но при посадке работает только центральный. Есть масса способов погасить вращения, выбран был способ с решотчатыми рулями, эта система отказала, что остановило вращение? Чисто теоретический интерес.

Pova говорит, что RCS, видимо так и есть.

В практическом плане, они просто решат проблему с гидронасосом.   

Стыд. Я ведь учился по гироскопам. В момент "пинка", да, мы вводим "волчёк" в прецессию, и двигателем можем скомпенсировать только эту прецессию. Собственное вращение вокруг физической оси - нет.

Вот, теперь ясно. Спасибо

[Грехов Михаил]

Есть то они есть, но при посадке работает только центральный. Есть масса способов погасить вращения, выбран был способ с решотчатыми рулями, эта система отказала, что остановило вращение? Чисто теоретический интерес. Pova говорит, что RCS, видимо так и есть.

Там как бы комбинированно. Можно перекосом решетчатых рулей. Но рядом с этими рулями есть некоторый "набалдашник" с разнонаправленными соплами, через которые видимо есть возможность стравить сжатый газ и получить момент. И таких блоков сопел 4 штуки (или 2) по окружности чередуясь с решетчатыми рулями. Оно вроде бы и есть этот RCS. Тут вот с бортовой камеры видна активная работа блока этих сопел при обратном возвращении ступени:
https://youtu.be/9cZsyzovh9g?t=230

[Demidrol]

В момент "пинка", да, мы вводим "волчёк" в прецессию, и двигателем можем скомпенсировать только эту прецессию.

Так точно. Вращение будет уже не по оси двигателя, поэтому он без проблем может остановить его.

Оно вроде бы и есть этот RCS

Да это они и есть, их двигали по ступени в разных итерациях F9.

[Грехов Михаил]

Так точно. Вращение будет уже не по оси двигателя, поэтому он без проблем может остановить его.

Нет. Прецессия -суть 2-х движений -колебательного -это изменение угла наклона оси и вращательного - собственно вращение этой оси. Посему двигатель ничего остановить не сможет, поскольку ось вращения сохраняется и совпадает с осью сопла. 

[Demidrol]

Нет. Прецессия -суть 2-х движений -колебательного -это изменение угла наклона оси и вращательного - собственно вращение этой оси. Посему двигатель ничего остановить не сможет, поскольку ось вращения сохраняется и совпадает с осью сопла.

Из вашего же описания, угол наклона оси двигатель-то может изменить (скорректировать)? Почему это ничего?

[Грехов Михаил]

Где я такое говорил, что углом наклона можно скомпенсировать?

[Organza]

Из вашего же описания, угол наклона оси двигатель-то может изменить? Почему это ничего?

Двигатель угол наклона оси может изменить. И может "вернуть всё в зад". Но скорость вращения вокруг своей физической оси изменить не может. Момент называется. R=0

[Demidrol]

Где я такое говорил что углом наклона можно скомпенсировать?

Я имел ввиду, что колебательное движение прецессии двигатель может убрать. Осевое, конечно, никак.

Но скорость вращения вокруг своей физической оси изменить не может.

Так я такого и не говорил

[Грехов Михаил]

ну вы это написали "почему это ничего".  А я в своем ответе акцентировал внимание именно на вращении и сказал что "не сможет относительно вращения".

и вращательного - собственно вращение этой оси. Посему двигатель ничего остановить не сможет, поскольку ось вращения сохраняется и совпадает с осью сопла. 

[Organza]

Где я такое говорил что углом наклона можно скомпенсировать?

Я имел ввиду, что колебательное движение прецессии двигатель может убрать. Осевое, конечно, никак.

Но скорость вращения вокруг своей физической оси изменить не может.

Так я такого и не говорил

Ну вот и ответ на заголовок темы: если один двигатель на оси вращения и он не имеет возможности закручивать выходящие газы - управлять вращением с помощью только него невозможно.
R=0

[bob]

Ну вот и ответ на заголовок темы: если один двигатель на оси вращения и он не имеет возможности закручивать выходящие газы - управлять вращением с помощью только него невозможно.

Гы. Вернер фон Браун со своей Фау-2 нервно курят в сторонке. Двигатель у неё был один...

[Organza]

Гы. Вернер фон Браун со своей Фау-2 нервно курят в сторонке. Двигатель у неё был один...

Дада, и управляющих поверхностей там не было...
R=0, как ещё написать?

[bob]

Дада, и управляющих поверхностей там не было...

Я и говорю - газовые рули, газовые рули в сопле... древняя классика. Сколько ещё повторить?

[Organza]

Я и говорю - газовые рули, газовые рули в сопле... древняя классика. Сколько ещё повторить?

Давайте без лукавства. Да, управлять одним супермега-гипотетическим двигателем можно. Плазму можно магнитами закручивать. Имелся ввиду классический химический двигатель с прямым выхлопом, без дополнительных опций, который даже при управляемом векторе тяги в принципе не может влиять на скорость вращения.
Ответ "можно управлять, но нужны крылышки, желательно четыре" - да, правильный (в атмосфере). Так можно и вообще без двигателя.