¿Por qué el SpaceX Falcon 9 tiene cuatro patas en lugar de tres?

Vamos por lógica. Así es como la primera etapa del Falcon 9 se acerca al aterrizaje.

Aproximadamente, el ángulo (wrt el suelo) al que se acerca es de 75 a 80 °. No está haciendo un aterrizaje perfecto de 90 °. Diseñar solo para un aterrizaje de 90 ° es una mala idea porque siempre hay fuerzas de perturbación que influyen en el cohete. Por lo tanto, el mecanismo de aterrizaje también debe diseñarse para condiciones no nominales.

En el enfoque de aterrizaje anterior, las dos patas delanteras (wrt el suelo) harán el impacto primero y segundo. Una vez que la tercera pata golpea, el cohete se estabiliza por el impacto de la cuarta pata.

Sin embargo, si vamos a tener solo tres patas y cuando una pata toca el suelo primero y luego las otras dos tienen que seguir, el cohete se volcará por caída debido al desequilibrio de fuerza.

La motivación principal para tener 4 patas es lograr un equilibrio de aterrizaje dinámico y evitar el vuelco. El uso de 3 piernas impone muchos riesgos.

Esta es la explicación no matemática más simple que podría proporcionar.

Con tres patas, a menos que sean particularmente radialmente largas, es sorprendentemente fácil terminar con suficiente velocidad horizontal para que el cohete caiga “entre” dos de las patas. No pensarías que la diferencia entre 120 grados y 90 grados sería tan significativa, pero resulta que sí. Kerbal Space Program es una gran herramienta para jugar con diseños y ver qué sucede. Mis aterrizadores de tres patas eran realmente susceptibles.

3 es muy poco para la estabilidad y 5 no son necesarios.

También 4 funciona bien con una estructura de empuje que sostiene 8 motores radialmente [1], maximiza la simetría.

Si la estructura de empuje sostuviera 10 radialmente, 5 sería una mejor opción que 4, y si contuviera 6 o 9 motores, entonces tres o seis lentes serían mejores opciones.

1 – el noveno motor está en el centro