Sirip grid

Sirip kisi (atau Grid fin. sirip grid) adalah jenis kendali permukaan penerbangan yang digunakan pada roket dan bom, terkadang menggantikan permukaan kendali yang lebih konvensional, seperti sirip planar. Rudal ini dikembangkan pada tahun 1950-an oleh tim yang dipimpin oleh Sergey Belotserkovskiy [ru] dan digunakan sejak tahun 1970-an dalam berbagai desain rudal balistik Soviet seperti SS-12 Scaleboard, SS-20 Sabre, SS-21 Scarab, SS- 23 Spider, dan SS-25 Sickle, serta N-1 (roket yang dimaksudkan untuk program bulan Soviet). Di Rusia, sirip ini sering disebut sebagai sirip kotak Belotserkovskiy.

Sirip kisi juga telah digunakan pada rudal dan bom konvensional seperti rudal udara-ke-udara Vympel R-77; keluarga rudal jelajah 3M-54 Klub (SS-N-27 Sizzler); dan bom konvensional berkekuatan besar American Massive Ordnance Air Blast (MOAB), dan pada perangkat khusus seperti sistem pengiriman Quick-MEDS dan sebagai bagian dari sistem pelarian peluncuran untuk pesawat ruang angkasa Soyuz.

Pada tahun 2014, SpaceX menguji sirip kisi pada kendaraan uji demonstrasi tahap pertama dari roket Falcon 9 yang dapat digunakan kembali, dan pada tanggal 21 Desember 2015, sirip tersebut digunakan selama bagian atmosfer berkecepatan tinggi saat masuk kembali untuk membantu memandu Falcon komersial. 9 tahap pertama kembali mendarat untuk pendaratan booster orbital pertama yang berhasil dalam sejarah penerbangan luar angkasa.

Tahap pertama roket Hyperbola-1 milik perusahaan swasta Tiongkok i-Space muncul pada 25 Juli 2019 dan dilengkapi dengan sirip jaringan yang dapat dikendalikan untuk pengendalian sikap.

Pada tanggal 25 Juli 2019, Tiongkok meluncurkan versi modifikasi dari Long March 2C yang menampilkan sirip jaringan di atas tahap pertama untuk mengontrol masuknya kembali tahap roket bekas jauh dari orang-orang di kota-kota terdekat.

Karakteristik desain

Sirip kendali planar konvensional berbentuk seperti sayap mini. Sebaliknya, sirip kotak adalah kisi-kisi permukaan aerodinamis kecil yang disusun dalam sebuah kotak. Penampilannya terkadang membuat mereka disamakan dengan penghancur kentang atau pembuat wafel.

Sirip kotak dapat dilipat, dimiringkan ke depan (atau ke belakang), menempel pada badan silinder rudal secara lebih langsung dan kompak dibandingkan sirip planar, sehingga memungkinkan penyimpanan senjata yang lebih kompak; Hal ini penting jika senjata diluncurkan dari tabung atau untuk pesawat yang menyimpan senjata di ruang internal, seperti pesawat siluman. Umumnya, sirip kisi-kisi bergerak maju/mundur menjauhi badan segera setelah rudal berhasil melewati pesawat penembakan.

Sirip kotak memiliki tali busur yang jauh lebih pendek (jarak antara tepi depan dan belakang permukaan) dibandingkan sirip datar, karena sirip ini sebenarnya merupakan sekelompok sirip pendek yang dipasang sejajar satu sama lain. Pengurangan akordnya mengurangi jumlah torsi yang diberikan pada mekanisme kemudi oleh aliran udara berkecepatan tinggi, memungkinkan penggunaan aktuator sirip yang lebih kecil, dan rakitan ekor yang lebih kecil secara keseluruhan.

Sirip kisi bekerja sangat baik pada kecepatan subsonik dan supersonik, tetapi buruk pada kecepatan transonik; aliran tersebut menyebabkan gelombang kejut normal terbentuk di dalam kisi, menyebabkan sebagian besar aliran udara melewati seluruh sirip alih-alih melewatinya dan menghasilkan hambatan gelombang yang signifikan. Pada angka Mach yang tinggi, sirip kisi mengalir sepenuhnya supersonik dan dapat memberikan hambatan yang lebih rendah serta kemampuan manuver yang lebih besar dibandingkan sirip planar.

Aplikasi pada kendaraan peluncuran yang dapat digunakan kembali

Sirip kisi digunakan pada roket Falcon 9 untuk meningkatkan presisi dan akurasi dalam mengendalikan lokasi pendaratan untuk kendaraan peluncuran yang dapat digunakan kembali. Oleh karena itu, hal ini membantu roket untuk mendarat di landasan pendaratan atau di kapal drone pelabuhan antariksa otonom dengan lebih tepat dan akurat. Upaya pengembangan sirip jaringan ini merupakan bagian dari program pengembangan sistem peluncuran SpaceX yang dapat digunakan kembali yang telah berlangsung sejak tahun 2012. Uji terbang hipersonik pertama dengan sirip jaringan dilakukan pada bulan Februari 2015, dan sirip jaringan kemudian digunakan pada semua pendaratan uji eksperimental Falcon 9 yang dapat digunakan kembali. dan, pada akhirnya, setelah bulan Desember 2015, semakin banyak pendaratan dan pemulihan tahap pertama yang berhasil.

Iterasi pada desain sirip kisi Falcon 9 berlanjut hingga tahun 2017. CEO SpaceX Elon Musk mengumumkan pada awal tahun 2017 bahwa versi baru sirip kisi Falcon 9 akan meningkatkan kemampuan penggunaan kembali kendaraan perusahaan. Falcon 9 Block 5 memperkenalkan sirip kotak titanium cor dan potong [4] baru. Musk telah mencatat bahwa sirip kotak Falcon 9 asli terbuat dari aluminium. Sirip mengalami suhu mendekati batas kemampuan bertahan hidup maksimum saat masuk kembali dan mendarat, sehingga sirip aluminium dilapisi dengan sistem perlindungan termal ablatif. Beberapa sirip kotak aluminium terbakar saat masuk dan mendarat. Sirip kisi diganti dengan versi titanium, yang memungkinkan pengendalian roket lebih baik dan meningkatkan kemampuan muatan ke orbit dengan memungkinkan Falcon 9 terbang pada sudut serang yang lebih tinggi. Sirip kotak titanium yang lebih besar dan lebih kuat tidak dicat dan pertama kali diuji pada bulan Juni 2017. Sirip tersebut digunakan pada semua tahap pertama Block 5 Falcon 9 yang dapat digunakan kembali sejak akhir 2017.

Lihat pula

• Roket
• Bidang kendali penerbangan