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星舰在40km空中翻滚的受力情况

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有看法认为,星舰超重组合体在自毁前,空中翻滚3圈未解体,结构强度经过了考验。
但觉得这个说法有些武断。
结构的抗压能力,和纵向受力有关,应该是在燃料烧空后的最大加速时刻,通过了考验。
结构的抗弯能力,和横向受力有关,可高空翻滚会带来很大的横向受力么?
不考虑气动问题、升力阻力的话,火箭在空中做20s周期的匀速翻滚(注意不是20s的盘旋机动),这个动作几乎不会引发弯曲形变。
有影响的,只是喷管摆动会有一定影响,但实际飞行看,尾焰并没有剧烈偏转。且剧烈的喷管摆动,会让舰体加速翻滚,而不是视频中的匀速缓慢翻滚。
那么更大的考验也许来自气动影响。
问题是在40km高空,大气密度是地面的千分之一数量级,30km高空是百分之3左右,2倍音速的横飞,会有很大风阻么?
而且横飞过程中,如果要产生弯曲力矩,前提也必须是舰体各位置升力、阻力不均匀。
比如两头阻力大,中间阻力小,那么会有弯折趋势,反之也是。
如果是头部阻力大、尾部阻力小,那么在产生弯折趋势时,也会导致舰体加速翻滚,但视频中也没有发现这个情况。
但空舰基本是个均匀圆柱体,如果阻力分布均匀,那引发的只是侧面的压力,而不会产生弯折趋势。
实际上,火箭空中翻滚的还是有些先例的,但翻滚期间解体的,只记得有17年的质子M,其一二级间结构完好,在二三级间脆弱部发生了断裂,从断裂方向和喷管摆动方向看,是低空高速飞行气动阻力不均衡导致的结构破坏。
其他的比如前段时间失败的萤火虫、以及西昌炸地,在自毁或坠地前,都保持了结构完整。
那么这个事情应该怎么论呢?
另外,好奇这个高度速度下的具体气动受力,
于是让chatGpt算下宽10m、长100m的大平板,在35km高度以2000km/h速度飞行整体受到的阻力。
倒是给算了,哈哈,不过算法很简易,结果大约30吨力,相当于地面70km/h、八级风受力。
这个。。。专业点的算法,有会算的吗?
其他的,是一些问题,从视频中看不真切,自毁前,舰体是在做圆锥摆动还是一会头向前一会头向后的翻滚?
另外在翻滚前,空x给了个2级发动机的镜头,且突然间烟雾缭绕,是这个时候启动了一二级分离但未成功吗?
然后一级按照预定动作开始做返回发射场的调头?


IP属地:辽宁1楼2023-04-25 18:09回复