Wiederverwendbarkeit und Landefähigkeit der Falcon-Familie

Kann man wirklich das komplette Gebilde so perfekt simulieren? Also gerade nach einigen Strukturbedingten Rückschlägen würde ich als EM auch mal das ganze Ding zusammenbauen und durchschütteln. ... Übertriebene Simulationsgläubigkeit Wahr doch wohl schon öfter von Nachteil.

Aber wie soll man einen FH-Strukturtest im Maßstab 1:1 überhaupt praktisch durchführen ? Okay, ich spinne jetzt einfach mal rum: Eine Falcon Heavy auf den Teststand in McGregor hieven. Dann hält man den mittleren Core fest und lässt die Booster außen feuern. Wäre das nicht schon der ganze Strukturtest? Wäre das praktikabel (das Risiko für den Teststand eingeschlossen, wenn die Struktur dann versagt...)?

Denn ich kann mir nicht vorstellen, dass man sich nur für einen Strukturtest mit solch gigantischen Teilen einen neuen eigenen Prüfstand leisten möchte. Denn oft macht man Strukturtests sicher nicht. Einmal verifizieren sollte ja eigentlich reichen, oder vielleicht noch nach größeren Änderungen, okay, aber gewiss nicht jede FH einzeln.

Oder gibt es vielleicht schon einen fertigen Prüfstand für solche Tests? Hat die NASA da etwas Passendes (Stennis o.ä.)?

Reichen nicht eh Strukturtests im kleineren Maßstab, 1:4, 1:10 oder so? Wenn man nicht allzu weit weg von 1:1 geht, sind die Ergebnisse ja sicher übertragbar? Schließlich ist das "nur" Mechanik und nicht sowas Un-Schlechter-Berechenbares wie Fluiddynamik.

Der neue aktuelle Prüfstand in McGregor ist eigentlich dafür gebaut wurden eine komplette Falcon Heavy zu testen.

Der neue aktuelle Prüfstand in McGregor ist eigentlich dafür gebaut wurden eine komplette Falcon Heavy zu testen.

Aha, wusste ich nicht, danke. Und was genau testet der?

Einen ausgesprochenen "Strukturtest-Prüfstand" würde ich mir jedenfalls so vorstellen, dass eine Hydraulik (oder was weiß ich - jedenfalls etwas sehr gut Kontrollierbares und sehr schnell Abschaltbares) eine komplette Falcon Heavy auf Biegen und (Zer)brechen belasten kann, buchstäblich bis zum Bruch.

Einen ausgesprochenen "Strukturtest-Prüfstand" würde ich mir jedenfalls so vorstellen, dass eine Hydraulik (oder was weiß ich - jedenfalls etwas sehr gut Kontrollierbares und sehr schnell Abschaltbares) eine komplette Falcon Heavy auf Biegen und (Zer)brechen belasten kann, buchstäblich bis zum Bruch.

Genau so stelle ich mir das auch vor. Etwas realistischer vielleicht senkrecht angeordnet und mit gefüllten Tanks, alerdings nicht mit Treibstoff natürlich. Noch realisticher mit etwas Gerüttel. Bis zum Bruch. Dann ist klar, wie weit man von den realen Belastungen entfernt ist, und wo die schwächste Stelle ist. Block 5 Entwickler werden sich freuen.  Die max.real vorkommende Biegebelastung ergibt sich aus dem maximalen Schub des Boosters mal kurzer horizontaler Arm (bis zum Gelenkpunkt) durch den langen Arm zu oberen Widerlager. Wenn unten kein Drehmoment abgebaut wird, was technisch lösbar ist. (Ohne ist allerdings einfacher = leichter = billiger)

Das scheint mir das wichtigste zu sein, was testbar ist. Die obere gegenseitige Abstützung ist auslegungsmäßig unkritisch, die untere Aufhängung ebenfalls, also was die Festigkeit betrifft, denke ich. Die Trennung selbst ist am Boden natürlich untestbar und bleibt kritisch.

PS / EDIT: Etwas knifflig dürfte sein, daß die Verbindungen nicht nur im Flug und in senkrechter Lage vor dem Flug halten müssen, sondern auch der horizontale Transport und das Aufstellen irgendwie abgedeckt sein müssen. Und die Verbindungen gleichzeitig gut lösbar sein müssen. Das sind Anforderungen, die sich etwas widersprechen.

És gibt einen Strukturteststand in McGregor. In dem können Stufen tatsächlich mechanisch gerüttelt werden. Das hat man mit einer zentralen Stufe gemacht und dabei werden sicher berechnete maximale Belastungen überschritten. Das gleiche hat man mit einer Seiten Stufe gemacht. Obwohl die ja identisch ist mit den bewährten F9 Stufen. Aber die Belastungen sind andere, also wurde nochmal getestet, entsprechend den bei der Heavy erwarteten Belastungen. Der Stand ist aber nicht dafür ausgelegt, den Verbund von 3 Cores zu testen.

Es gibt auch den Hotfire Teststand. Der sieht so aus, daß er eine ganze Heavy testen könnte, er wurde sicher ursprünglich dafür ausgelegt. Man hat aber keinen TE gebaut, mit dem man sie aufrichten könnte. Da die Stufen ja am Boden festgehalten werden, wäre das Schwingungsverhalten auch nicht fluggerecht. Es geht da hauptsächlich um die Triebwerke. Ein Heavy Test würde nicht viel bringen.

sehr gute Hintergrundinformationen,  danke

Ja, danke für die Infos.

Es gibt auch den Hotfire Teststand. Der sieht so aus, daß er eine ganze Heavy testen könnte, er wurde sicher ursprünglich dafür ausgelegt. Man hat aber keinen TE gebaut, mit dem man sie aufrichten könnte. ...

Was bedeutet das, "nicht aufrichten"? Die Stufen liegen horizontal? Oder nur, dass sie mit einem Kran hochgezogen werden?

Jedenfalls könnte man im Prinzip ja auch mit einem Hotfire-Teststand statt einer Hydraulik die Struktur der drei Cores testen, indem man eben nur den inneren Core fixiert und nur die äußeren Cores feuern lässt. Bis zum Zerbrechen geht man dann natürlich nicht, sondern nur bis zu 100% + x.

Die Frage wäre, wie groß ist das Risiko, dass es trotzdem zum Bruch kommt und die Rakete den ganzen Teststand schrottet?

Könnte man sich "rantasten", also z.B. alle kritischen Teile mit Sensoren pflastern und beim geringsten Anzeichen von Gefahr "schnell" die Triebwerke abschalten? (SInd ja keine Solids.)

Oder verlässt man sich eben auf die Single-Core-Einzeltests aus dem Strukturteststand?

Stufen werden da zum testen mit dem Kran aufgerichtet. Das klappt aber nicht mit drei integrierten Stufen einer Heavy. Es gibt wohl auch keinen Hangar, in dem man die drei integrieren könnte und nichts, womit man drei integrierte Stufen zum Flammgraben/Teststand transportieren könnte.

Jedenfalls könnte man im Prinzip ja auch mit einem Hotfire-Teststand statt einer Hydraulik die Struktur der drei Cores testen, indem man eben nur den inneren festhält und nur die äußeren feuern lässt. Bis zum Zerbrechen geht man dann natürlich nicht, sondern nur bis zu 100% + x.

Das könnte man, wenn man dafür die technischen Voraussetzungen hätte. Ich sehe aber neben den Vorteilen des "etwas näher am Realeinsatz" und dem gleichzeitigen Test aller Verbindungen eigentlich nur Nachteile: die echten Grenzbelastungen bleiben unbekannt, die Kosten, natürlich das Risiko.

Könnte man sich "rantasten", also z.B. alle kritischen Teile mit Sensoren pflastern und beim geringsten Anzeichen von Gefahr "schnell" die Triebwerke abschalten? (SInd ja keine Solids.)

Ich vermute, daß das Hauptrisiko (bis zur Trennung) die Knickfestigkeit der Stufe ist. Das ist aber ein Zerstörungsmuster, welches nicht so gemütlich vor sich geht, wie das z.B. bei einer Zugbeanspruchung der Fall ist. Es ist selbstverstärkend, in dem Moment, wenn es losgeht, ist kein halten mehr. Die Außenwand springt nach innen und die Gesammtfestigkeit nimmt drammatisch und schlagartig ab.

Die Verbindungsteile, die beim "hydraulischen Knicktest" nicht mitgetestet werden, sind relativ handlich und die Kräfte sind bekannt. Sie können auf Prüfständen unter Dach ohne Probleme maltretiert werden. Und ohne, daß dann wieder bunte Bilder in den Medien zu sehen sind, mit der Überschrift "Schon wieder eine Explosion bei SpaceX". 

Bei dem Start von Echostar 23 ist ja bekanntermaßen wegen des Satellitengewichts von etwa 5500 kg eine Landung der Erststufe nicht möglich. Der Satellit Intelsat 35A, der möglicherweise im April gestartet werden soll hat ein Gewicht von etwa 6000 kg und soll ebenfalls in den GEO transportiert werden. Wird da wieder auf eine Landung der Erststufe verzichtet? Eigentlich hat ja SpaceX angekündigt keine weiteren Starts ohne Landung durchzuführen.

Eigentlich hat ja SpaceX angekündigt keine weiteren Starts ohne Landung durchzuführen.

Offensichtlich werden sie hier durch ihr eigenes Business eingeholt. Sie werden sicherlich nicht sagen: "Nein, wir starten deinen Satelliten nicht und nehmen nicht dein Geld, denn wir haben vor zwei Jahren angekündigt, immer alle Stufen zu landen." Das wird sicherlich nicht passieren. Vor allem nicht nach den RUDs.

Es könnte natürlich sein, dass man nach der Verfügbarkeit der FH einige dieser Nutzlasten mit der FH fliegt. Ich persönlich glaube aber, dass das erst passieren wird wenn die FH auch auf Block 5 basiert. Block 5 hat ja vor allem Verbesserungen für die Wiederverwendung erhalten. Ich denke das sich erst ab diesem Zeitpunkt der Einsatz der FH (mit Wiederverwendung aller drei Cores) gegenüber einem F9 Wegwerf-Core rechnen wird. Ist aber nur meine Vermutung.

Mane

Das sehe ich genauso. Derzeit weiß man ja schon das ein Aufarbeiten von Block 4, vier Monate gedauert hat, ohne die Block 5 Verbesserungen wird zumindest eine Seelandung nicht sehr viel einsparen. Die Angekündigten +10% sollte dann zumindest für 5,7t für eine Seelandung ausreichend sein.

Aktuelle Spekulationen bei NSF/reddit/FB: Die Erststufe B1026, die JCSat-16 in eine Umlaufbahn befördert hat, wurde mutmaßlich ausgeschlachtet, eingemottet und liegt nun in McGregor im Freien um Platz im Hangar zu schaffen.





Quelle: http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=39182.400

Sicher das es die von JCSAT-16 ist? Die von JCSAT-14 wurde doch so oft getestet. Wenn die eingemottet wird wär das eher nachvollziehbar. Würde ja eh schon angekündigt. Aber falls es die JCSAT-16 Stufe wäre, muss man sich Fragen, ob der steile Reentry dafür verantwortlich ist. Hoffentlich werden solche Probleme bei Block 5 behoben.

So genau wird das sicher keiner sagen können. JCSAT-16 sollte ja eigentlich noch weitere Full Duration Tests mit machen. Daher kommt wohl die Vermutung, daß es JCSAT-14 sein könnte.

Es wird mit großer Wahrscheinlichkeit die JCSAT-16 sein. Sie wird außerhalb des Hangar X "langzeitgelagert" (was auch immer das heißen soll ). Die JCSAT-14 wird nach 10 delta Qualifizierungstests in Mc Gregor in den Ruhestand versetzt.

https://www.reddit.com/r/spacex/wiki/cores

Lim said, with the new process in place, SpaceX no longer will have to send boosters to a company facility in Texas for testing.

"They will be staying in Florida — outside of a quick trip to outer space," Lim said.

Within a few months, rocket refurbishing times will be cut to two to four weeks, down from the current six to eight weeks, Lim said.

http://www.floridatoday.com/story/tech/science/space/spacex/2017/03/22/spacex-super-excited-port-canaveral-complex/99483242/

Die Aufbereitung von F9-Erststufen soll in Zukunft deutlich schneller gehen. 2-4 Wochen sind geplant. Dazu gibt es einen neuen Hangar am Hafen am Cape. Bisher muss die erste Stufe immer nach McGregor transportiert werden.

Ich dachte immer, in Boca Chica wird mal alles insgesamt gemacht. Hat aber doch nicht die Priorität ?
Oder hab ich das falsch gesehen ? Vermute ich fast inzwischen....

In Boca Chica starten in den naechsten Jahren nur Seemoewen 

Ich nehme an, dass Texas eher die Low-Cost (guenstig da weniger Infrastruktur, billiger) Startrampe wird. Die teuren NROL, Manned etc werden in Florida bleiben, die Massenabfertigung der evt. SpaceX Internetsatelliten dort.
EM sagte zwar irgendwo, dass auch von dort irgendwann die ITS starten soll, aber bis dahin bin ich vermutlich Grossvater

EM sagte zwar irgendwo, dass auch von dort irgendwann die ITS starten soll, aber bis dahin bin ich vermutlich Grossvater

Vorsicht mit solchen Äußerungen! Das geht manchmal schneller als man denkt .

Nun Ingo hat ja nicht veröffentlicht wie alt seine Kids sind, es könnte also sehr bald sein. Anders als die Zeitangaben in der Raumfahrt wird in aller Regel nach 40 Wochen geliefert.

Obwohl EM eigentlich verkündet hat, dass keine Erststufe mehr "baden geht" wird die F9 für Inmarsat 5 F4 wieder (wie Echostar 23) im Ozean verschwinden. Gleiches ist voraussichtlich im Mai bei Intelsat 35e zu erwarten, da dieser Satellit ebenfall ein Gewicht um die 6000 kg auf die Waage bringt. Bis auf die Booster Stufen der FH (eigentlich auch nur eine - Thaicom 8 ) habe ich bisher keine weiteren Ankündigungen für die Wiederverwendung einer F9 gefunden.

Hat eventuell Jemand seine Suche erfolgreicher abgeschlossen?

Es gibt doch noch genug geplante Starts für dieses Jahr, bei dem die Erststufe wieder landen soll:
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Falcon-9-Raketenstarts#Geplante_Starts
Oder hab ich Dich gerade irgendwie falsch verstanden?

Ja es soll noch viele Starts in diesem Jahr geben. Es sind auch noch einige Erststufen vorhanden (z.B. CRS-9, CRS-10, Iridium Next F1). Ich finde nur nirgedwo einen Hinweis darauf, dass eine weitere F9 wiederverwendet werden soll (mit konkretem Hinweis auf wann und wo).

https://www.reddit.com/r/spacex/wiki/cores

Ach das meinst Du. Vielleicht will man erstmal SES10 abwarten, und dann erst genauer mit wiederverwendeten Stufen planen.