Сокол 9 Блок 5

Fifth version of the SpaceX medium-lift launch vehicle

Falcon 9 Block 5 — частично многоразовая , рассчитанная на человека , двухступенчатая ракета- носитель средней грузоподъемности , разработанная и изготовленная в США компанией SpaceX . Это пятая основная версия семейства Falcon 9 и третья версия Falcon 9 Full Thrust . ^{[10] [11]} Он оснащен двигателями Merlin 1D, сжигающими ракетный керосин ( RP-1 ) и жидкий кислород (LOX).

Основные изменения по сравнению с Блоком 3 (исходный Falcon 9 Full Thatst) в Блоке 5 — это двигатели повышенной тяги и усовершенствования посадочных опор, а также множество других небольших изменений, направленных на оптимизацию восстановления и повторного использования ускорителей первой ступени и увеличения производительности. . Каждый ускоритель Block 5 рассчитан на 10 полетов при незначительном техническом обслуживании и до 100 полетов при капитальном ремонте. ^[12]

В 2018 году Блок 5 пришел на смену переходной версии Блока 4. Первый полет Block 5 запустил спутник Бангабандху-1 11 мая 2018 года. Миссия CRS-15 29 июня 2018 года стала последней запущенной версией Block 4, завершив переход к флоту, состоящему только из Block 5. ^{[13] [14]}

Обзор

Бангладешский спутник Bangabandhu-1 был первой полезной нагрузкой, запущенной Falcon 9 Block 5. ^[15]

Изменения в конструкции Блока 5 в основном ^[16] обусловлены модернизациями, необходимыми для программы НАСА по созданию коммерческих экипажей и требований национальной безопасности к космическим запускам . Они включают в себя повышение производительности, улучшение производства и «вероятно около 100 изменений», чтобы увеличить прибыль для требовательных клиентов. ^[17]

В апреле 2017 года генеральный директор SpaceX Илон Маск заявил, что Block 5 будет иметь на 7–8% большую тягу за счет увеличения мощности двигателей (со 176 000 фунтов силы (780 000 Н) до 190 000 фунтов силы (850 000 Н) на двигатель). ^[12] Блок 5 включает улучшенную систему управления полетом для оптимизации угла атаки при снижении, что снижает потребность в топливе при посадке.

Для долговечности повторного использования:

• ожидается, что его можно будет запустить как минимум 10 раз; ^{[18] [19]} достигнуто в 2021 году ^[20]
• до 100 использований с восстановлением; ^{[19] [18] [21]}
• многоразовый тепловой экран, защищающий двигатели и сантехнику в основании ракеты;
• более термостойкие литые и обработанные титановые ребра решетки; ^[22]
• термозащитное покрытие на первой ступени для ограничения повреждений от нагрева при входе в атмосферу, включая черный термозащитный слой на посадочных опорах, дорожках качения и межступенчатом пространстве;
• перепроектированы и переаттестованы более надежные и долговечные клапаны;
• модернизированные композитные сосуды под давлением (COPV 2.0) для гелия , чтобы избежать замерзания кислорода внутри конструкции резервуаров, что приводит к разрыву.

Для быстрого повторного использования:

• сокращение ремонта между рейсами; ^[19]
• набор выдвижных посадочных стоек для быстрого подъема и транспортировки. ^[23]
• Конструкция Octaweb ^[24] скреплена болтами, а не сваркой, что сокращает время производства. ^[25]

Улучшения

С момента дебюта Block 5 SpaceX продолжала совершенствовать свой дизайн, производственные процессы и рабочие процедуры. ^[26] Среди других изменений, первоначальные ускорители Блока 5 не имели модернизированных резервуаров высокого давления с композитной оболочкой (COPV2). ^[27] Первым ускорителем с баками COPV2 был ускоритель B1047 в ходе миссии Es'hail 2 15 ноября 2018 года, а вторым ускорителем с использованием баков COPV2 был CRS-16 / B1050 , первый запуск которого состоялся 5 декабря 2018 года. ^[28] Более поздние ускорители Block 5 также легче подготовить к полету, поэтому SpaceX «предпочитает вывести из эксплуатации» старые ядра, по возможности назначая их для одноразовых миссий . ^[29]

Клапан сброса давления был добавлен в гидравлическую систему решетчатых ребер после срыва, который привел к неудачной посадке в ^{2018 году} . «самовыравнивающиеся» посадочные ножки. Эти ножки помогают обеспечить правильное крепление ракеты-носителя к Octograbber даже при неоптимальном состоянии моря. ^[32]

Чтобы улучшить характеристики ракеты, SpaceX изменила настройки дроссельной заслонки и время отделения. ^{[26] [33]}

Комплекты расширения миссии

SpaceX CRS-18 имел комплект расширения миссии Falcon для стандартной второй ступени, который оснащал вторую ступень темной полосой (для термоконтроля), дополнительными COPV для контроля над давлением и дополнительной запальной жидкостью TEA-TEB . Модернизация обеспечила второй ступени запас хода, необходимый для вывода полезных нагрузок непосредственно на геостационарную или высокоэнергетическую орбиту, где второй ступени требуется несколько часов после запуска. ^[34] В зависимости от требований миссии, это комплекты Medium Coast и Long Coast, т.е. количество баллонов с гелием для наддува и дополнительных батарей для питания и другого оборудования, чтобы гарантировать, что системы топлива и ступеней работают столько, сколько необходимо. ^{[35] [36]}

Merlin 1D Vacuum версия с коротким соплом

Запуск миссии Transporter-7 представил новую конструкцию или вариант расширения сопла Merlin 1D Vacuum, направленный на увеличение частоты вращения педалей и снижение затрат. Это новое удлинение сопла короче, что приводит к снижению как производительности, так и расхода материала; но с этим соплом двигатель в космосе выдает на 10% меньшую тягу. Это сопло используется только в миссиях с низкой производительностью, поскольку оно уменьшает количество необходимого материала на 75%. Это означает, что SpaceX может запустить в три раза больше миссий с тем же количеством редкого металлического ниобия , чем с более длинной конструкцией. ^{[8] [35]} По состоянию на июнь 2023 года характеристики второй ступени малого сопла неизвестны.

Человеческий рейтинг

Процессы сертификации НАСА 2010-х годов предусматривали семь полетов любой ракеты-носителя без серьезных изменений в конструкции, прежде чем ракета будет сертифицирована НАСА для полетов человека в космос и разрешена для полетов астронавтов НАСА. ^{[27] [28]}

Конструкция Block 5 впервые запустила астронавтов 30 мая 2020 года в ходе полета по контракту НАСА под названием Crew Dragon Demo-2 . ^[37] Это был первый пилотируемый орбитальный космический полет, запущенный из Соединенных Штатов после последней миссии космического корабля «Шаттл» в 2011 году, и первый в истории коммерческий провайдер. ^[38]

Смотрите также

• Портал космических полетов

• Falcon 9 Full Thrust имеет характеристики 1-й и 2-й ступени.
• Falcon Heavy , производная пусковая установка
• Список запусков Falcon 9 и Falcon Heavy
• Список ускорителей первой ступени Falcon 9 Block 5
• Сатурн IB , пусковая установка на околоземной орбите с экипажем "Аполлон" (1966–1975)
• Космический корабль SpaceX
• Сокол 9

Примечания

1. Распад двигателя второй ступени Starlink Group 9–3
2. При запуске миссии Transporter-7 была представлена ​​новая конструкция удлинителя вакуумного сопла Merlin 1D, направленная на увеличение частоты вращения педалей и снижение затрат. Это новое удлинение сопла короче, и в результате двигатель имеет меньший удельный импульс и, следовательно, производительность. Из-за этого он будет летать только на миссиях, которые не требуют полной производительности Falcon 9. ^[8]

Рекомендации

1. «Руководство пользователя Falcon» (PDF) . 14 января 2019 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2 декабря 2020 г. . Проверено 26 февраля 2019 г.
2. "Сокол 9". SpaceX. 16 ноября 2012 года . Проверено 30 апреля 2016 г.
3. «Возможности и услуги (2016)». SpaceX. 28 ноября 2012. Архивировано из оригинала 2 августа 2013 года . Проверено 3 мая 2016 г.
4. Илон Маск (26 февраля 2024 г.). «Благодаря постоянным улучшениям конструкции этот Falcon 9 вывел на полезную орбиту самую большую за всю историю полезную нагрузку — 17,5 тонн».
5. SpaceX (11 мая 2018 г.). «Миссия спутника Бангабандху-1» . Проверено 25 февраля 2019 г. - через YouTube.
6. SpaceX. «СОКОЛ 9». SpaceX. Архивировано из оригинала 15 июля 2013 года . Проверено 2 марта 2019 г.
7. @elonmusk (17 декабря 2015 г.). «В данном случае -340 F. Глубокая крио увеличивает плотность и улучшает характеристики ракеты. Впервые кто-либо снизил содержание O2 до такого низкого уровня. [RP-1 охлажден] с 70 F до 20 F» ( Твиттер ) . Проверено 19 декабря 2015 г. — через Twitter .
8. "Транспортер 7" . Проверено 17 марта 2023 г.
9. Сесник, Тревор (22 июля 2023 г.). «ЭхоСтар 24 | Сокол Хэви». Каждый день космонавт . Проверено 29 июля 2023 г.
10. «Сокол 9 и Сокол Хэви». Архивировано из оригинала 21 июля 2020 года . Проверено 3 февраля 2021 г. Дизайн версии 1.2 со временем постоянно улучшался, что привело к появлению различных подверсий или «блоков». Таким образом, первоначальная конструкция, выполнявшая первый полет, называлась Блоком 1. Окончательной конструкцией, которая с 2018 года в основном оставалась неизменной, является вариант Блока 5.
11. "Акме Инжиниринг" . Проверено 3 февраля 2021 г.
12. Кларк, Стивен (4 апреля 2017 г.). «Маск прогнозирует, что предстоящий год для SpaceX будет насыщенным». Космический полет сейчас . Проверено 7 апреля 2018 г.
13. Ральф, Эрик (5 июня 2018 г.). «После следующей миссии SpaceX переведет все запуски на ракеты Falcon 9 Block 5». ТЕСЛАРАТИ.com . Проверено 26 февраля 2019 г.
14. Шанклин, Эмили (29 июня 2018 г.). «Миссия по снабжению драконов (CRS-15)». СпейсИкс . Архивировано из оригинала 24 мая 2019 года . Проверено 26 февраля 2019 г.
15. «Запуск SpaceX первой ракеты Falcon 9 «блока 5» перенесен на пятницу» . Новости CBS . 10 мая 2018 г. Проверено 1 июля 2021 г.
16. «Сокол-9 v1.2 (Блок 5) (Сокол-9FT (Блок 5)»). Космическая страница Гюнтера . Проверено 27 июня 2022 г.
17. НАСА (17 февраля 2017 г.). «НАСА проводит брифинг перед запуском на исторической площадке 39А Космического центра Кеннеди». YouTube . В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
18. SpaceX испытывает новую ракету Falcon 9 Block 5 перед первым полетом (обновлено). Робин Симангал, «Популярная механика» . 4 мая 2018 г.
19. SpaceX собирается запустить гораздо больше ракет. Лорен Граш, «Грань» . 22 июля 2018 г.
20. «SpaceX запускает историческую 10-ю миссию Falcon 9 по мере расширения созвездия Starlink» . 8 мая 2021 г. . Проверено 1 июля 2021 г.
21. Илон Маск в Твиттере: Я не хочу быть бесцеремонным, но очевидного предела нет. Возможно более 100 рейсов. Некоторые детали придется заменить или модернизировать.
22. Маск, Илон (24 июня 2017 г.). «Полет с более крупными и значительно модернизированными гиперзвуковыми решетчатыми стабилизаторами. Цельнолитой отлитый и отрезанный титан. Может выдерживать тепло при входе в атмосферу без защиты». @elonmusk . Проверено 16 марта 2018 г.
23. «SpaceX испытывает новую ракету Falcon 9 Block 5 перед первым полетом (обновлено)» . Популярная механика. 4 мая 2018 г.
24. "Структура Octaweb" . www.thespacetechie.com . 10 июля 2021 г.
25. «Я Энди Ламберт, вице-президент SpaceX по производству. Спрашивайте меня о производстве и производстве, а также о том, каково быть частью нашей команды!». reddit.com. 24 апреля 2018 г.
26. «SpaceX строит для запуска полеты типа авиакомпаний | Сеть Aviation Week» . Aviationweek.com . Проверено 15 января 2023 г.
27. Кларк, Стивен. «Новый баллон с гелием для запусков экипажа SpaceX все еще ждет полета – Spaceflight Now» . Проверено 6 декабря 2018 г.
28. «Неудачная посадка SpaceX не повлияет на предстоящие запуски» . SpaceNews.com . 5 декабря 2018 года . Проверено 6 декабря 2018 г.
29. Тур по Starbase с Илоном Маском [ЧАСТЬ 2 // Лето 2021 г.], 7 августа 2021 г. , получено 15 января 2023 г.
30. Илон Маск и NASA/SpaceX DM1 — Пресс-конференция после запуска. Событие происходит в 12:02 . Проверено 13 апреля 2024 г. - через www.youtube.com.
31. Грэм, Уильям (5 декабря 2018 г.). «Falcon 9 успешно поднял CRS-16 Dragon по пути к МКС - ракета-носитель вылетает, но мягко приземляется в воду» . NASASpaceFlight.com . Проверено 13 апреля 2024 г.
32. Дончев, Кико [@TurkeyBeaver] (26 декабря 2023 г.). «...Ускорение Типпи происходит, когда вы получаете определенный набор условий приземления, которые приводят к неравномерной нагрузке на ноги... В этом состоянии закрепление с помощью OG очень сложно и часто удается лишь частично. Мы придумали самовыравнивание. ноги, которые сразу же выравнивают нагрузку на ноги при приземлении после того, как два года назад на Рождество он испытал серьезную опрокидывание (первый полет 1069-го флота в основном оснащен, но 1058-й, учитывая его возраст, не был...» ( Твит ) – через) . Твиттер .
33. Кларк, Стивен. «SpaceX запускает самую тяжелую полезную нагрузку на ракете Falcon 9 — Spaceflight Now» . Проверено 27 января 2023 г.
34. Ральф, Эрик (11 октября 2022 г.). «Первый за три года запуск SpaceX Falcon Heavy запланирован на конец октября». ТЕСЛАРАТИ . Проверено 11 октября 2022 г.
35. Сесник, Тревор (22 июля 2023 г.). «ЭхоСтар 24 | Сокол Хэви». Каждый день космонавт . Проверено 29 июля 2023 г.
36. «Ракеты Falcon используют три конфигурации верхней ступени. Чем они отличаются?». 31 июля 2023 г.
37. «НАСА и партнеры обновляют даты запуска коммерческих экипажей - Программа коммерческих экипажей» . blogs.nasa.gov . 6 февраля 2019 г. . Проверено 26 февраля 2019 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
38. «SpaceX ускоряет астронавтов на космическую станцию ​​в знаковом путешествии» . Новости Блумберга. 30 мая 2020 г.

Внешние ссылки

• Ссылка на руководство пользователя Falcon. Архивировано 2 декабря 2020 г. в Wayback Machine компанией SpaceX. Обновлено в январе 2019 года специально для обновлений Блока 5.