为什么不像飞机一样降落星际飞船呢?

2021-02-12 22:01

我得到了设计星际飞船垂直着陆的理由。它不需要起落架,预计转机速度会快得多。但我开始质疑这种逻辑。我认为垂直着陆的成本/收益对于像助推器这样的无人飞行器

解答动态

  • 除了其他非常有效的答案之外,目前,我们看到星际飞船独自飞行,可以很容易地想象增加翅膀,但在轨道模式下,它将被堆叠在超重助推器的顶部。在火箭顶部增加大的机翼使其非常不稳定,类似于使从源头向后飞,在上升过程中需要以一个奇怪的角度堆叠,以使机翼升力归零。
    航天飞机和Buran通过将有翼元件堆叠在火箭侧面来解决这些问题,以保持升力中心和阻力接近中心质量。X-37B在整流罩内发射。如果将这两种解决方案结合起来,将对预期的星际飞船设计产生重大的副作用。
    理论上可以使用一个非常快速的控制系统来管理动态不稳定性,但这看起来与任何情况下动力着陆所要解决的问题非常相似。你基本上是在描述航天飞机。航天飞机在设计时甚至不是一个好的解决方案。它有一个明确的目标——为了空军的形象看起来像一架飞机。就工程而言,这个巨大的哑巴助推器已经得到了很好的验证,也是其他太空解决方案所使用的。但是为了得到空军的资助,它必须看起来像一架飞机。当时的理由是可重用性-但即使在当时,重用的水平和翻新的成本使这一点值得怀疑,而且这从来不是一个真正可以解决的问题,因为设计根本没有使之成为可能。
    你的第一个问题是重入。翅膀确实不好,因为它们正是你不想要的形状,尤其是在翼根周围。机翼前缘也是一个非常脆弱的点。翼形隔热板基本上不是一件好事,哥伦比亚大学演示了当你不走运时会发生什么。你的有翼太空船计划能容忍多少哥伦比亚人?你的第二个问题是着陆。航天飞机实际上是一架滑翔机——每个滑翔机飞行员都会告诉你,着陆是有压力的。如果一架动力飞机的飞行员进近错误,他们可以把发动机推上去,然后再转一圈。如果滑翔机飞行员进近错误,某些东西就会坏掉,而这些东西通常是乘客。没有第二次机会。因此,取代了一个高度自动化的引擎系统和复杂的控制系统,你已经用一个飞行员取代了这个系统,他可以而且会搞砸,没有备份,也没有任何恢复情况的方法。你会说,不错,但滑翔机不会经常坠毁。首先,除非有人死了,否则你可能不会在新闻上听到这个消息。第二,滑翔机的滑翔比大约为30:1,可操纵性非常好,在完全静止的一天以60-70英里/小时的速度着陆。航天飞机的滑翔比为4.5:1,是出了名的难以控制(因为一个机翼即使形成了一个部分可以接受的隔热板也不是一个好的机翼飞行),降落速度超过200英里/小时。作为参考,4.5:1的滑翔比比任何悬挂式滑翔机都要差——事实上,它的滑翔比和跳伞差不多——而且着陆速度比F-16的着陆速度还要快。这不是一个快乐的地方,它证明了飞行员的疯狂技能(以及健康的运气!)第三,你得找个地方把那该死的东西着陆。垂直着陆的最大好处是你只需要一块和你的着陆垫一样大的平地。航天飞机需要一条3英里长的跑道才能着陆。这是3英里完全平坦的地面,航天飞机着陆时最初以每小时200英里的速度滚动。祝你在火星上好运。第四,你需要大气层。地球有足够厚的大气层,翅膀可以很好地工作。火星的大气层要薄得多,火星上的飞机设计(下周将有一架直升机着陆!)需要认真注意这一点。滑翔比和速度也会相应地更糟——就好像它们还没有差到足以让航天飞机在地球上飞行一样。月球当然没有大气层。如果你真的,真的想要一个翅膀,那么你可以回到罗加洛的工作。再入使用一个普通的隔热罩,大气制动和减速滑槽使速度下降,然后展开一个灵活的机翼。由于冲压空气翼伞的发明,它可能是更实际的使用,而不是。它看起来可能没那么酷,但你仍然可以像平常一样驾驶它——它非常实用,相当健壮,而且易于控制。它甚至降落得很慢。不过,不利的一面是,你有一个额外的东西需要部署,任何跳伞者都可以告诉你,降落伞部署确实失败了,甚至在你添加额外的方法之前,当你需要从太空飞行器上机械地部署降落伞时,某些东西可能会失败。SpaceX确实考虑过这一点,但他们的评估是,发射火箭(毕竟是已知的工作,因为它们首先让你离开了地面)比添加其他可能出错的东西更可靠。当然,仍然存在有翅膀的航天器,即X-37和它的中文和俄文副本。不过,它们的共同特点是,它们不是用机翼着陆的,而是用drogue滑槽着陆。整个计划仍然是非常秘密的,但有观点认为它是设计在低轨道或低轨道运行的,这些机翼是为在非常薄的高层大气中的轨道变化而设计的,这是外国无法追踪的,允许X-37作为一颗无法追踪的间谍卫星运行。
    TLDR:这根本不是因为起落架的重量!第2页

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