SpaceX火箭的栅格翼(Grid fin)

SpaceX的火箭可回收系统(SpaceX reusable launch system)的目标是让火箭能够重复使用,该回收系统目前被用于Falcon 9 v1.1和Falcon Heavy火箭。回收系统的一个明显特征就是采用了栅格翼(Grid fin)。

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图:Falcon 9火箭上展开的栅格翼

SpaceX火箭栅格翼的首次测试出现在2014年6月17日。测试火箭上升1000米后,然后徐徐成功降落。视频中可清晰地看到,栅格翼在上升过程中是收起的,开始降落时展开,精准控制火箭降落。

在2015年1月10日,Falcon 9火箭成功发射,其携带的为国际空间站(ISS)运送货物的龙飞船(Dragon ship)也同样成功完成任务,但火箭在随后进行海上自动驾驶无人船平台降落回收时失败。对于此次火箭发射回收中栅格翼的作用,官方描述是:“A key upgrade to enable precision targeting of the Falcon 9 all the way to touchdown is the addition of four hypersonic grid fins placed in an X-wing configuration around the vehicle, stowed on ascent and deployed on reentry to control the stage’s lift vector. Each fin moves independently for roll, pitch and yaw, and combined with the engine gimbaling, will allow for precision landing – first on the autonomous spaceport drone ship, and eventually on land.(用于本次猎鹰9火箭精准着陆的关键升级措施是增加了高超音速栅格翼。栅格翼以X翼形环绕火箭安装,上升时收起,重入大气层时展开以控制一级火箭的升力矢量。每个栅格翼独立做出翻滚、俯仰和偏摆动作,结合火箭引擎的推力矢量控制,从而实现精准着陆。首先实现在海上自动驾驶无人船平台上着陆,最终实现在陆地着陆。)”

多次返回着陆尝试后,猎鹰9一级火箭在2015年12月首次陆上返回降落成功,2016年4月首次在海上自动驾驶无人船平台上返回着陆成功

猎鹰9火箭的栅格翼尺寸不大,约4英尺X5英尺见方。栅格翼的翻滚、俯仰和偏摆的三维度控制动作可以让14层楼高的一级火箭实现最大20度角的偏转

2017年6月的一次发射中,栅格翼进行了升级,一者尺寸增大,二者材料由铝换成了钛。铝制栅格翼在表面有热保护涂层,即便如此在火箭重入大气层时也较容易烧坏。钛制栅格翼不需要热保护涂层,抗热性能也有显著提高,回收后可不用更换。

图:Falcon 9火箭的钛制栅格翼(图片来源arstechnica

栅格翼是苏联人在上世纪70年代发展起来的技术,最早用于弹道导弹控制。研究和实践证明,栅格翼的一个重要特征就是能够比传统平板翼(Planar fin)更好地控制飞行器,让飞行器更不容易失速(The small chord length of grid fins also makes them less likely to stall at high angles of attack. This resistance to stall increases the control effectiveness of grid fins compared to conventional planar fins.具体参见这个2006年的旧帖Missile Grid Fins—很好的介绍栅格翼的知识帖)。通俗地讲,就是栅格翼可让火箭更不容易栽跟头,这也是Falcon 9火箭在降落时为何要打开栅格翼的重要原因。

栅格翼的另外一个空气动力特征就是在亚音速和超音速状态下,其波阻(Wave drag)不高于传统平板翼,也可以说能够低于平板翼。但是在马赫数为1,即所谓transonic状态时,其波阻却明显升高。栅格翼外形特征与减阻的关系,此论文有所研究。

 

王维发朋友圈

“大漠孤烟直,长河落日圆”。王维如果发朋友圈,对这一面一线,一线一圆的极简意境,想必会加上#minimalism的标签。

《中国诗歌艺术研究》-袁行霈

王维诗歌体现的“空、寂”禅意,从审美角度看,与极简艺术是相通的。

Instagram @minimalexperience

阅《林纾家书》

钱钟书在所著《七缀集》《林纾的翻译》一文中批评林纾的译著在民国二年后“搪塞敷衍”,原因是只顾“博取稿费”。今日翻阅《林纾家书》,看到民国二年,年过六十的林纾勤勉著书译稿,以敷家用。林为大家,但也非圣贤,挣钱养家,人之常情,不必苛责😜

攀岩不是这样玩的

几名所谓驴友攀爬三清山巨蟒峰的行为令人不齿,攀岩不是这样玩的。三清山巨蟒峰是受保护的自然遗产景观,也是公共旅游资源,以破坏方式攀爬,是无知还是无耻?

真正的攀岩者把对自然环境的尊重作为基本准则:Leave it as you found it.

举例:手抓点的白粉标记离开时要清除,且要用尼龙刷或毛刷清理,而不是会破坏岩石表面的钢刷。

孩子的歌声

所谓和平,正是为了孩子,以及孩子的孩子。
谁又能否认,孩子天真的歌声和朗诵能够唤起大人(物)们的温情,以及温情为弥合分歧达成最大共识所产生的哪怕一点点微小作用?

Very proud of Arabella and Joseph for their performance in honor of President Xi Jinping and Madame Peng Liyuan's official visit to the United States. 欢迎 (welcome)!

Ivanka Trump 发布于 2017年4月7日

生命自有其道

地点东澳岛,石头缝中长出的大树,枝繁叶茂。

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生命自有其道。Life finds its way. #LifeFindsItsWay