بررسی عملکرد قدرتمند ترین موشک فضایی؛ Falcon Heavy

بررسی عملکرد قدرتمند ترین موشک فضایی؛ Falcon Heavy

هنگامی که شرکت SpaceX، موشک Falcon Heavy خود را در اواخر امسال به فضا بفرستد، این فضاپیما به نیرومندترین موشک در جهان تبدیل خواهد شد. تا کنون فقط Saturn V ناسا که فرستاده ی آمریکایی ها به ماه بوده، بیشترین قدرت را داشته است. در موشک ها، مهم ترین معیار سنجش قدرت، پیشرانه (نیروی پرتابه) است. Falcon Heavy دارای 27 موتور تقویت کننده منحصر به فرد است و این موتورها با یکدیگر، 3.8 میلیون پوند نیروی پیشرانه تولید می کنند که این مقدار برای بلند کردن موشک 3.1 میلیون پوندی و محموله ی 117000 پوندی آن به سوی مدار زمین کافی می باشد. موفقیت این موشک برای برنامه های فضایی SpaceX و ایالات متحده آمریکا بسیار مهم است زیرا نیروی هوایی، SpaceX و موشک Falcon Heavy آن را برای ارسال دو ماهواره خود به مدار، در سال 2015 اجاره کرده است.

اجزای مختلف موشک قدرتمند Falcon Heavy

1. دسته بندی موتورها

در پایین هر کدام از سه هسته ی موشک SpaceX یا تقویت کننده ها، نه موتور مرلین 1D قرار گرفته است. این موتورها مشابه موتورهای موشک فالکون ۹ SpaceX هستند.

2. پایه اول: سه هسته ی موشک

Falcon Heavy، در پایه ی اول دارای سه هسته است. هر سه هسته در هنگام پرتاب با هم به کار گرفته می شوند. در حدود T+2:45 دقیقه در پرواز، هسته مرکزی، جریان بنزین را پایین می آورد در حالی که دو هسته جانبی تا زمانی که تقریبا سوخت خود را مصرف کنند به تولید پیشرانه کامل ادامه می دهند. در این نقطه، تفکیک کننده های گازی، هسته های جانبی را رها کرده که به اقیانوس سرازیر می شوند و هسته مرکزی جریان سوخت را بالا می برد.

3. هسته مرکزی

برای محموله های سنگین تر از 100000 پوند، جهت راندن سوخت از هسته های جانبی به هسته مرکزی، Falcon Heavy که از یک سیستم کراس فید استفاده می کند. بنابراین، پس از این که تقویت کننده های جانبی جدا شدند، هسته مرکزی تقریبا با سوخت کاملی باقی می ماند. آنچه پس از جداسازی به جا مانده، معادل یک موشک falcon9 کامل است که بر فراز فضا در حرکت می باشد.

4. مخزن سوخت

یک مخزن اکسیژن مایع در بالای هریک از هسته ها قرار دارد که موتورها را از طریق یک لوله مرکزی تغذیه می کند و بخش پایین تر مخزن حاوی نفت سفید است. سوخت ها، به وسیله توربین، به انژکتور هر موتور مرلین ارسال می شود جایی که آن ها مخلوط شده و به یک محفظه احتراق تغذیه می گردند.

5. پایه دوم

موشک تنها با یک موتور مرلین 1D تغییر یافته در خلأ کار می کند و پایه دوم، فشار نهایی را برای قرار گرفتن محموله در مدار اعمال می نماید. این موتور می تواند خاموش شود و دوباره در صورت نیاز، Falcon Heavy را قادر می سازد تا محموله ها را به مدارهای مختلف تحویل دهد.

6. پوشش بدنه موشک

Falcon Heavy می تواند یا یک کپسول Dragon -- فضاپیمای پرواز-آزاد Space X که در حال حاضر برای تجهیز مجدد ایستگاه فضایی بین المللی استفاده می شود -- و یا 117000 پوند محموله (احتمالا ماهواره های تجاری و نظامی متعدد) را محصور در پوششی به طول 45 فوت و قطر 17 فوت حمل کند. این پوشش از دو نیمه آلومینیومی سبک تاشو به شکل هسته لانه زنبوری و سطح خارجی آن از فیبر کربن ساخته شده است. وقتی پایه دوم به مدار مورد نظر نزدیک شود، هُل دهنده های گازی پوشش محموله را به دو نیمه از هم جدا تقسیم کرده و محموله را در فضا رها می کند.

7. موتور مرلین 1D

یک موتور مرلین 1D، به تنهایی 147000 پوند پیشرانه را در سطح دریا، از طریق سوختن نفت سفید و اکسیژن مایع موشک تولید می کند که توسط یک توربو پمپ در محفظه احتراق تغذیه می گردد. سوخت مایع Falcon Heavy نسبت به سوخت جامد فوایدی دارد: موتورهای با سوخت مایع می توانند در هنگام پرواز، اقدام به توقف و راه اندازی مجدد نمایند، در حالی که موتورهای با سوخت جامد، تا زمانی که سوختشان مصرف شود، به کار خود ادامه می دهند. اخیرا مهندسان از طریق تنظیمات اختصاصی که Space X نمی خواهد فاش شود، موتوری را برای افزایش بهره وری اش طراحی کردند و آن را کارآمدترین موتور تقویت کننده موشک معرفی کرده اند که تا به حال ساخته شده است.

Falcon 9 Heavy

زمانبندی پرتاب:

T – 3:00:00

Falcon Heavy بر روی سکوی پرتاب درکیپ کاناوال (cape canaval) آماده است. مهندسان، زمان پرتاب موشک برای رسیدن به مسیر بهینه پرواز و مدار مطلوب را اندازه می گیرند.

T – 0:10:30

شمارش معکوس آغاز می شود. تمام عملیات از اینجا به بعد، از پیش برنامه ریزی شده است، هر چند کنترل مأموریت (Mission cotrol)، در هر زمان می تواند مأموریت را لغو کند.

T – 0:02:30

مدیر راه اندازی، دستور پرتاب نهایی را صادر می کند.

T – 0:00:40

فشار درون مخازن سوخت تنظیم شدند.

T – 0:00:03

موتورهای پایه اول روشن شده اند.

0:00:00

کامپیوتر آنبرد موشک، فرمان پرتاب را صادر می کند.

T + 0:01:25

موشک به حداکثر فشار آیرودینامیکی می رسد، اوج تنش مکانیکی.

T + 0:02:45

درحال حاضر موشک، سوخت کافی را سوزانده است (در نتیجه جرمش کاهش یافته) که موتورهای هسته مرکزی می توانند جریان بنزین را کنترل کنند.

T + 0:03:00

هسته های جانبی جدا می شوند و به اقیانوس سقوط می کنند، در حالی که ۹ موتور مرلین هسته مرکزی، تقریبا به مدت 30 ثانیه به کار خود ادامه می دهند.

T + 0:03:30

پایه دوم از هسته باقی مانده پایه اول جدا می شود. موتور پایه دوم روشن می شود و به سوی مدار همچنان ادامه مسیر می دهد.

T + 10–20 MINUTES

هنگامی که موشک به مدار مطلوب نزدیک می شود، دو نیمه تاشوی بدنه موشک، باز شده و سقوط می کند. زمانی که در موقعیت قرار گرفت، محموله از پایه ی دوم جدا شده و در نهایت بدنه موشک و پایه دوم هر دو بر روی زمین می افتند.

نتایج آماری:

مقدار کلی پیشرانه: ۳.۸ میلیون پوند

حداکثر وزن محموله: ۱۱۷۰۰۰ پوند

تعداد موتورها: ۲۸ عدد

اندازه ی بدنه: ۴۵ فوت طول در ۱۷ فوت قطر

منبع : popsci
مطلبی که مطالعه نمودید ترجمه کامل از لینک منبع می باشد و هرگونه اشتباه در جزییات به عهده مرجع می باشد

qr-code

دنیای فناوری - بهترین ها در زمین
ملت
برچسب ها سفارش تبلیغ برچسب ها تماس با ما
برچسب ها تمامی برچسب ها برچسب ها لیست تمامی کاربران