題:
獵鷹9：引擎穩定旋轉
Everyday Astronaut
2018-12-06 13:15:35 UTC
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在CRS-16上，由於安裝了格柵式翅片液壓泵，著陸獵鷹9助推器進入了旋轉旋轉。

根據馬斯克的說法，發動機穩定了旋轉。這怎麼可能？主引擎推力沿旋轉軸。據我所知，側面推進器垂直於該軸，但不施加任何旋轉力矩。

還有一個側面問題：以上視頻中的兩個柵格鰭似乎移位了，從而有利於左旋轉，與助推器的實際右旋轉相反。它是否正確？如果是這樣，為什麼不抑制旋轉呢？在剪輯中看不到的另一個柵格鰭必須以其他方式旋轉。

車載攝像頭提供高分辨率的實時素材，包括Hans Koenigsmann談論非技術的內容：

HTTPS://space.stack Exchange.com/questions/tagged/thrust-vectoring
不是柵欄！ https://space.stackexchange.com/q/15507/12102
火箭側面的冷氣推進器絕對具有控制側傾的能力-我在回答中包括一張圖像來顯示這一點。
五 答案:
Saiboogu
2018-12-06 20:17:31 UTC
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其他答案很好地展示了F9的功能，但我在這裡會是個逆勢人物，說它們都是錯誤的，也許Elon簡化了一條推文。

這是一台發動機著陸燒傷。除非具有矢量渦輪泵排氣，否則單個引擎將無法自行控制側傾。 Merlin 1C在Falcon 1上具有側傾控制功能，但是Falcon 9上的Merlin 1D具有固定的渦輪泵排氣裝置。

助推器上只有一個“發動機”能夠控制側傾，即氮氣冷氣體推進器。可以看到有人試圖在著陸嘗試中幾次反擊側傾，例如：

View from an onboard camera showing the side of an F9 rocket booster, with two stuck fins and a thruster visibly firing a plume towards the left of the frame

不受控制的側傾是由網格鰭故障。著陸燃燒使車輛減速，減少了通過散熱片的氣流並降低了不必要的控制輸入。最終，它放慢了速度，以至於冷氣反應控制推進器可以抑制很多旋轉。當雙腿展開時，旋轉更多了，改變了慣性矩（經典的舞者將手臂伸開以減慢速度）。請注意，它一直一直在旋轉直到飛濺，因此滾動並沒有停止，只是減少了。

我認為Elon會在Twitter上簡明扼要。 Merlin主引擎幫助重新獲得了對車輛的控制，但並未直接阻止旋轉。降落燃燒後，冷氣推進器（一種“發動機”）做了很多工作，使鰭片的效率降低了。

更喜歡以視頻形式使用嗎？斯科特·曼利（Scott Manley）講述了下降的視頻，指出的觀點與我在此處所做的大致相同：

這是否意味著冷氣推進器可以改變其方向？
關於旋轉慣性如此好點！現在有一個額外的問題：有人可以用這個鏡頭來計算著陸腳和主體之間的質量比嗎？感覺它們比我預期的還要重！
@rehctawrats不，它們固定在側面，但每個推進器實際上是一簇朝後，向左，向右和外側瞄準的噴嘴-因此，兩個推進器簇可以俯仰，偏航，滾動並提供空載推力來沉降推進劑。
另外一個因素-一旦下降速度被消除（或幾乎消除），旋轉就不會增加。在理論上燃料過量的世界中，如果階段停留在水面之上，旋轉將會停止，因為速度被發動機磨擦並且推進器擺脫了剩餘的旋轉，因為不再增加旋轉。
單個引擎無法控制側傾，但可以控制軸的方向。 [您可以在這裡看到很多的引擎引導信息]（https://www.twitch.tv/videos/345009670?t=01h01m15s）試圖使舞台保持一致。次要是次要的（最後處理）。
這是在Pod Bay中找到的，並同意您的結論。可能會增加您的答案？ https://www.youtube.com/watch?v=EH1nyPIvLjI&t=10s
SF.
2018-12-06 17:55:31 UTC
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我認為，圖像價值一千個字，只是三個引擎如何影響火箭旋轉的圖片最能說明這一點：

enter image description here

獵鷹9號引擎被旋轉，著陸時使用了三個。不幸的是，它們在著陸前不久就被點燃，因此不能用來操縱助推器到著陸墊上。

這次著陸燃燒只使用了中央引擎-三個引擎著陸燃燒似乎是一個例外，而不是正常情況。
為Kerbal太空計劃投票！從來沒有像現在這樣成為火箭科學的更便捷的學習工具。
@MindS1-相關XKCD：[軌道力學]（https://xkcd.com/1356/），[六個詞]（https://www.xkcd.com/1244/）...儘管我不認為第二個[適用]（https://www.reddit.com/r/IAmA/comments/2rgsan/i_am_elon_musk_ceocto_of_a_rocket_company_ama/cnfrm06）到[SpaceX]（https://www.reddit.com/r/IAmA/comments/2rgsan / i_am_elon_musk_ceocto_of_a_rocket_company_ama / cnfri17）
Bob Jacobsen
2018-12-06 16:17:29 UTC
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最近的Falcon9著陸燃燒使用了三台發動機（更多的發動機使著陸更加省油，儘管它也需要更高的精度）。這三個是一條直線，中間有一個中心點和兩個可以獨立向量的外部中心點。

隨著CRS-16減速，來自格柵鰭的不利側傾下降，從而使發動機最終對其施加了動力。

p>關於第二個問題：請注意，“柵格鰭片”是“鰭片柵格”，而不是“由柵格製成的一個鰭片”：空氣動力學元素是每個垂直柵格的小塊。

enter image description here

隨著空氣經過柵格元素，穿過鰭，它們會偏轉。按照視頻中顯示的方向，空氣向右偏轉（藍色箭頭），導致向左滾動（紅色箭頭）。

具有網格鰭背景的更多帖子：[1]（https://space.stackexchange.com/a/22097/12102），[2]（https://space.stackexchange.com/a/22106/12102）， [3]（https://space.stackexchange.com/a/22182/12102），[4]（https://space.stackexchange.com/q/22316/12102）
0xDBFB7
2018-12-06 20:35:43 UTC
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在地面攝像機鏡頭中可以看到，整個著陸點只有一個引擎在燃燒。一個引擎無法以任何有意義的方式控制側傾，儘管我可能不知道有哪些微妙的二階效應可以使萬向架旋轉向系統施加扭矩：

enter image description here

著陸腿展開時，很大一部分旋轉似乎消失了；我認為這是一個經典的角動量/慣性矩問題：c.f.溜冰者。

著陸腿的總重量為2000kg，而乾燥的第一階段的總重量約為25,000kg：I = 0.5MR ^ 2導致慣性矩大約翻倍。

大概這樣，冷氣推進器就足以抵消剩餘速度。 s>

正如@leftroundabout指出的那樣，這完全是謬誤。推進器必須去除相同量的角動量。

我在其他地方看到過一些評論，想知道渦輪泵的排氣是否也受到污染。由於它必須偏離中心，因此可以用來產生扭矩。但是這些線程上沒有人知道是否。
眾所周知-Merlin 1D具有固定的渦輪泵排氣裝置。 Merlin 1C和Falcon 1已棄用該功能。
“大約是慣性矩的兩倍……大概是冷氣推進器就足夠了”，這沒有任何意義。慣性矩的增加會減小角頻率，但不會減小角動量（實際上，角動量的恆定性是旋轉變慢的原因）。僅當冷氣推進器位於腿尖時，展開的腿才能使它們更有效。
-1
您能詳細說明旋轉的貓嗎？
@EverydayAstronaut可能是胡說八道；目前尚無時間計算這些數字……比我能確定一個兩段物體（如產生萬向節的萬向節）是否可以產生淨減速度更好的物理學家。某處必須有二階效應。我正在考慮在萬向節旋轉和身體旋轉之間發生相移的路線上產生某種偏離軸線的推力矢量。
Dohn Joe
2018-12-06 18:19:51 UTC
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獵鷹9的用戶指南說，俯仰，偏航和側傾可以由第一階段的萬向節引擎控制，請參閱第11頁的表2.1。

enter image description here

為什麼火箭使用萬向節？

任何能降落的火箭都必須具有完整的推力矢量，因為柵格鰭或任何其他空氣動力學控制元件僅在火箭以足夠的速度在空氣中移動時起作用。

在著陸之前的最後一刻，火箭非常慢，否則將沒有軟彈。降落。因此，要保持對火箭的完全控制，當火箭速度緩慢（著陸之前，也就是升空的初始階段）或空氣太強時，必須在飛行階段進行一定的推力矢量控制薄的空氣動力學控制裝置。

在這種情況下，而不是RTFM，[僅閱讀說明]（https://en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_spaceport_drone_ship#Just_Read_the_Instructions）可能更合適... :-)
+1鏈接斷開，因此，我添加了一個屏幕截圖，以確保將來的讀者在使用RTFM時能獲得相同的體驗。
由於手冊中的表格僅討論了同意的問題，因此並不能直接解決該問題。就像這裡的其他幾位評論者一樣，從觀看著陸的角度來看，我認為這是1引擎燃燒而不是3。只有中央引擎點火，我認為您無法獲得側傾控制，除非除了將其旋轉到萬向節上之外一種將其偏離中心的方法。我還沒有看到任何跡象表明該引擎具有後者的能力。


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