Space X火箭着陆装置支架的原理是什么?

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通常猎鹰9号火箭的两级助推器分离之后,回收的第一级在下降过程中会启动“隼-1D”液氧/煤油发动机点火反推,此次操作是为了减速。此后低温液氮推力器在计算机的控制下负责箭体的气动扭矩及旋转下坠,保证回收火箭在降落过程中始终保持垂直的姿态。



当回收火箭距离地面/海面约70千米时,“隼-1D”液氧/煤油发动机二次启动点火反推,持续时间约20秒,回收火箭的速度也会从大约1300米/秒降至250米/秒。然后火箭上的四个由液氮推力器控制的支架会打开,在着陆前,主发动机进行第三次点火,将回收火箭的速度降至2米/秒,以实现成功回收。


猎鹰9号的回收支架是外购的,支柱设计承重约4.5吨左右,支架的减震装置由增压氦瓶和氧箱组成。猎鹰9号火箭的第一级底部带有四个减震装置组成的着陆支架,上方位置则加装了4个液压栅格翼,栅格翼是用来保持箭体稳定的,作用原理为降低速度及控制姿态。





回收支架的原理是指支架的设计弹性能在单体偏移一定幅度内将单体扶正(也叫支架纠偏), 但是如果初始接地倾角太大,支架强度不足以提供足够恢复力矩,就溃断了。 譬如猎鹰9号屡次回收,最明显是后面的最后落地时修改了进入角,因为考虑了海平面风切边和单体本身的横向惯性。





当然猎鹰9号火箭有好几次回收失败也是支架的问题,一开始是认为火箭带着燃料死重大,第一级过长,在海上着陆整体摆动起来惯性太大,支架撑不住。后来SpaceX调查说故障的支架并没有断,其次支架的锁定销也没断,出的问题是销没锁上,而没锁上的原因是上面积累了冰。