EFT-1 Delta IV Heavy mit Orion

Zitat von: Caladaris am 05. Dezember 2013, 01:24:35

Ist das LAS für EFT-1 nicht nur eine Attrappe? Ich meine das mal gelesen zu haben.
Und auf den Bildern steht ja auch groß "INERT" (= inaktiv). Vielleicht täusche ich mich aber auch.

Jein, der Feststoff fuer den Abbruchsantrieb ist inaktiv, aber es gibt noch den Feststoffantrieb zum Abtrennen des LAS nach dem Start. Dieser wird auf jeden Fall zum Einsatz kommen. Auf NSF gibt es ausserdem...

Und die NASA schreibt selbst: "Aerojet’s jettison motor will be the only active motor on the Launch Abort System (LAS) during the uncrewed EFT-1 flight, ...". ATKs Trennmotor wird der einzige aktive Motor des LAS bei der ohne Besatzung fliegenden Mission EFT-1 sein.

Quelle: http://www.nasa.gov/sites/default/files/orionmar-feb2013.pdf

Gruß   Pirx

Wenn ich mich richtig erinnere, dann startet die in diesem Thread diskutierte Delta IV Heavy ohne Feststoffbooster, die "normale" Version dagegen üblicherweise mit ihnen.

Die Delta IV Heavy startet nie mit Feststoffboostern, die normale Delta IV meistens schon.

Also natürlich kann eine Feststoffrakete explodieren, z.B. auf dem Pad. Das ist den Brasilianern vor ein paar Jahren passiert, mit vielen Toten.

Bei Feststoff ist außerdem das Problem, dass der Booster amok laufen kann, wenn z.B. das Kontrollsystem versagt. In diesem Fall bringt ein LAS die Kapsel zwar weg aber was ist, wenn der amoklaufende Booster (siehe z.B. Challenger) die Kapsel wieder einholt und bei der Kollision zu Kleinholz verarbeitet?

Ja, die Katastrophe in Brasilien ist mir bekannt, sie entstand aber nicht durch eine eigentliche Explosion, sondern durch die Selbstzündung einer der Raketen. Feststoffraketen sind eigentlich sehr betriebssicher und stabil (die Booster der Challanger überstanden sogar die Explosion des Außentanks und flogen getrennt weiter). Nur die wenigsten Fehlstarts gingen auf das Konto von Feststoffboostern.

Es ist zudem durchaus möglich, eine Feststoffrakete zu stoppen. Man kann sie sprengen, wie bei Challanger. Da durch die Sprengung der Druck in der "Brennkammer" schlagartig abfällt, stoppt dadurch die Verbrennung sofort. Bei Ares bzw SLS könnte man die Booster direkt nach dem Auslösen des Rettungssystems sprengen, um zu verhindern, das ein außer Kontrolle geratener Booster die Kapsel trifft. Man muss sie dafür nicht klassisch in Stücke sprengen, es genügt, die seitlich aufzusprengen. Muss man lediglich sicherstellen, das die LH2 / LOX Oberstufe nicht mit hochgeht und auch sonst keine Trümmer die Kapsel treffen.

...
Es ist zudem durchaus möglich, eine Feststoffrakete zu stoppen. Man kann sie sprengen, wie bei Challanger. Da durch die Sprengung der Druck in der "Brennkammer" schlagartig abfällt, stoppt dadurch die Verbrennung sofort. ...

Bei einem Abort auf einer Flüssigkeitsrakete kann ich ´nen definierten Brennschluß hinbekommen, wenn ´ne Kapsel noch dran ist. Nen´ Solid-Booster in Stücke sprengen kommt erst in Frage, wenn eine bemannte Kapsel einen gewissen Sicherheitsabstand erreicht hat.

So pauschal würd´ ich die Sache mit dem Druck nicht unterschreiben - und an Unterschiede im Verhalten bei unterschiedlichen Außendrücken denken.

Beispiele für ganz und gar nicht gestoppte Verbrennung:





Gruß   Pirx

Ein Explosion entsteht immer durch eine "Zündung". Hier ist der BBC Bericht:
http://news.bbc.co.uk/2/hi/americas/3175131.stm

One of the rocket's four motors caught fire, triggering an explosion which caused the launchpad to collapse as technicians were carrying out final tests.

The explosion was so intense that the exact number of victims and their identities have been difficult to establish.

[...]

The blast happened at 1330 (1630 GMT) on Friday and was heard dozens of kilometres away in the town of Sao Luis. Brazil's Globo television showed footage of a plume of smoke rising over the base.

Also einer der 4 Feststoffmotoren hat Feuer gefangen, worauf die gesamte Rakete (=die anderen Feststoffmotoren) in die Luft geflogen ist.

Nirgends steht nichts davon, dass die Rakete nur aus versehen gestartet ist und dann noch ihre Kreise gedreht hat, wie die Challengerbooster. Die Explosion war gigantisch laut, mehrere Dutzend Kilometer entfernt hat man sie noch gehört.

Darüber hinaus kann Feststoff explodieren, wenn es einen Riss im Treibstoff gibt. Dadurch erhöht sich die Oberfläche und damit die Abrandrate und der Brennkammerdruck. Bei einem Sicherheitsfaktor von 1,1-1,5 reißt die Druckhülle dann auch schnell.

Außerdem kann mit Einsetzen der plastischen Verformung der Hülle der Festtreibstoff eventuell weiter fragmentiert werden, was zu einem weiteren Druckanstieg führen kann.

Ein Explosion entsteht immer durch eine "Zündung". ...Nirgends steht nichts davon, dass die Rakete nur aus versehen gestartet ist und dann noch ihre Kreise gedreht hat, wie die Challengerbooster. Die Explosion war gigantisch laut, mehrere Dutzend Kilometer entfernt hat man sie noch gehört. ...

Gibt bewegte Bilder. Eben gefunden:



So etwas werden wir bei EFT-1 keinesfalls zu sehen bekommen.

Gruß   Pirx

Darüber hinaus kann Feststoff explodieren, wenn es einen Riss im Treibstoff gibt. Dadurch erhöht sich die Oberfläche und damit die Abrandrate und der Brennkammerdruck.

Das ist richtig, das war in der Anfangszeit der Feststoffantriebe ein großes Problem.
Wenn der Treibstoff schneller abbrennt als die Gase die Düse verlassen können, geht die Umsetzung des Treibstoffs von einer kontrollierten Deflagration in eine Detonation über.
Genau das passiert bei einem Riss im Treibsatz.
Deshalb haben viele Feststoffantriebe eine G-Anzeige um Stoßbelastungen während des Transports zu erkennen.
Wenn die G-Anzeige ausgelöst hat, muss der Treibsatz geröntgt werden.

So etwas werden wir bei EFT-1 keinesfalls zu sehen bekommen.

Nein, die Delta 4 Heavy setzt keine Feststoff-Booster ein, sondern arbeitet durchgehend mit LH2 / LOX als Treibstoff. Bei Flüssigkeitsraketen sind hauptsächlich die Triebwerke das Problem. Heute kommt es zwar kaum noch zu irgendwelchen Explosionen der Triebwerke, aber schon ein Leistungsverlust in einem Triebwerk genügt, so das der Träger seine Mission nicht mehr erfüllen kann. Allerdings kündigen sich Probleme schon bei der Zündung der Triebwerke an bzw bauen sich langsam auf. Es gibt als eine gewisse Vorwarnzeit, in der ein EDS Gegenmaßnahmen treffen kann. Werden kritische Parameter des Triebwerks im Flug überschritten, kann man das Triebwerk noch abschalten, bevor es zu einer Explosion kommt und dann das Rettungssystem auslösen. Bei der Zündung kann man ebenfalls Probleme erkennen und sogar noch kurz vor dem Abheben die Triebwerke wieder abschalten und den Träger am Boden lassen.

Feststoff-Booster sind grundsätzlich sehr nützlich. Bei unbemannten Trägern wie den EELVs sind sie sehr hilfreich, weil man die Träger dadurch skalieren kann. Auch bei bemannten Systemen wie dem Shuttle gab es aus meiner Sicht mehr Vorteile als Nachteile. Durch die sehr schubstarken Booster konnte der Shuttle in jedem Fall eine gewisse Höhe erreichen, so das zumindest in der Theorie eine Notlandung denkbar war. Die Challanger-Katastrophe laste ich dabei nicht mal den Boostern an, die Probleme der Dichtungen bei tiefen Temperaturen waren lange vorher bekannt. Schon nach dem damaligen Kenntnisstand hätte die Challanger an diesem Tag nie fliegen dürfen.

Die Delta IV Heavy startet nie mit Feststoffboostern, die normale Delta IV meistens schon.

Ich verstehe: Du hattest meine Aussage auf die Delta IV Heavy dieser speziellen Mission bezogen. Das war nicht so gemeint, und ich wollte das schon generell so verstanden wissen, das die Delta IV Heavy niemals mit Boostern, die normale Delta IV dagegen fast immer mit Boostern startet - wie du es ja auch geschrieben hast.

Zitat von: Nitro am 07. Dezember 2013, 14:34:22

Die Delta IV Heavy startet nie mit Feststoffboostern, die normale Delta IV meistens schon.

Ich verstehe: Du hattest meine Aussage auf die Delta IV Heavy dieser speziellen Mission bezogen. Das war nicht so gemeint, und ich wollte das schon generell so verstanden wissen, das die Delta IV Heavy niemals mit Boostern, die normale Delta IV dagegen fast immer mit Boostern startet - wie du es ja auch geschrieben hast.

Ups, ja, genauso war's gedacht.

(die Booster der Challanger überstanden sogar die Explosion des Außentanks und flogen getrennt weiter).

Habe ich nicht just in diesem Forum irgendwo gelesen, die Challenger sei eigentlich gar nicht explodiert, sondern aus der stabilen Fluglage geraten und von den aerodynamischen Kräften zerrissen worden, während der Flüssigtreibstoff mehr oder weniger "nur" verpuffte?

Zitat von: MR am 07. Dezember 2013, 16:37:02

(die Booster der Challanger überstanden sogar die Explosion des Außentanks und flogen getrennt weiter).

Habe ich nicht just in diesem Forum irgendwo gelesen, die Challenger sei eigentlich gar nicht explodiert, sondern aus der stabilen Fluglage geraten und von den aerodynamischen Kräften zerrissen worden, während der Flüssigtreibstoff mehr oder weniger "nur" verpuffte?

Hallo,

so habe ich es auch noch im Kopf  Der defekte Feststoffboster hatte die untere Halterung zum Externen Tank aufgeschweißt.Daraufhin löste sich auch der Boden des Externen Tank...Flüssigwasserstoff trat jetzt in großen Mengen aus.Gleichzeitig bekamm dadurch der Wasserstoffbehälter einen Schub nach oben und schob sich Richtung Sauerstofftank.Der defekte Booster drehte sich über seine obere Halterung und die Spitze tauchte in den Sauerstofftank ein.Das alles rasend schnell,die jetzt schnell freigesetzten Mengen an Flüssigwasserstoff und Flüssigsauerstoff konnten sich nicht zu einem Hochernergetischen "Knallgas" vermischen.Das war mehr oder weniger eine Verpuffung. Im Moment als der Externe Tank zerbrach löste sich natürlich der Orbiter vom Tank.Durch die dabei unkontrollierte Fluglage zerbrach Challenger.

in der BBC Doku kann man das alles sehr gut sehen.

gruß jok

Zitat von: Marauder am 09. Dezember 2013, 11:18:47

Zitat von: MR am 07. Dezember 2013, 16:37:02

(die Booster der Challanger überstanden sogar die Explosion des Außentanks und flogen getrennt weiter).

Habe ich nicht just in diesem Forum irgendwo gelesen, die Challenger sei eigentlich gar nicht explodiert, sondern aus der stabilen Fluglage geraten und von den aerodynamischen Kräften zerrissen worden, während der Flüssigtreibstoff mehr oder weniger "nur" verpuffte?

Hallo,

so habe ich es auch noch im Kopf  Der defekte Feststoffboster hatte die untere Halterung zum Externen Tank aufgeschweißt.Daraufhin löste sich auch der Boden des Externen Tank...Flüssigwasserstoff trat jetzt in großen Mengen aus.Gleichzeitig bekamm dadurch der Wasserstoffbehälter einen Schub nach oben und schob sich Richtung Sauerstofftank.Der defekte Booster drehte sich über seine obere Halterung und die Spitze tauchte in den Sauerstofftank ein.Das alles rasend schnell,die jetzt schnell freigesetzten Mengen an Flüssigwasserstoff und Flüssigsauerstoff konnten sich nicht zu einem Hochernergetischen "Knallgas" vermischen.Das war mehr oder weniger eine Verpuffung. Im Moment als der Externe Tank zerbrach löste sich natürlich der Orbiter vom Tank.Durch die dabei unkontrollierte Fluglage zerbrach Challenger.

in der BBC Doku kann man das alles sehr gut sehen.

gruß jok

Ja, der Orbiter selbst ist nicht explodiert und die Booster auch nicht.
Beim Externen Tank würde ich das aber nicht bloß "Verpuffung" nennen.
Ob der Orbiter jetzt durch die Explosion direkt (Druckwelle, Fragmente) oder eher "indirekt" durch die aerodynamischen Kräfte zerstört wurde - im Resultat ist es gleich. (Die Details kenne ich hier nicht, habe auch die Doku nicht gesehen.)
Die aerodynamischen Kräfte entstehen ja auch nicht ohne Grund - entweder ist die Flugbahn durch die Explosion massiv geändert worden, oder eine extreme seitliche Anströmung aufgetreten, oder der Orbiter war nicht mehr steuerbar, usw. - oder alles zusammen...
Aber egal - letztendlich muss ein Rettungssystem die Kapsel (o.ä.) mit den Raumfahrern in kurzer Zeit möglichst weit von der Explosion wegbringen (z.B. schafft man mit 15g Beschleunigung etwa 300m in 2s).

Es ging ja eigentlich speziell in dem Punkt eher um die Frage, ob die Booster nun eine Explosion überstanden haben, wie MR schrieb, oder "nur" eine Verpuffung. Für ein LAS sollte man freilich vom Worst Case einer "richtigen" Explosion einer vollbetankten Rakete ausgehen.

Hallo hier und Guten Tag,

ich lese hier schon seit lägerem mit und muss sagen ein tolles Forum

Zur Frage der Challanger Explosion habe ich im Regierungsbericht vom 6. Juni 1986 noch einmal nachgelesen und da steht auf Seite 21:

"The  Orbiter, under severe aerodynamic loads, broke into  several  large sections which emerged from the fireball."

Also ganz klar ist der Orbiter nicht durch eine Explosion zerstört worden.

Gruß Klaus

Also ganz klar ist der Orbiter nicht durch eine Explosion zerstört worden.

Er wurde aber durch die Explosion des Außentanks massiv beschädigt. Nach meiner Timeline des Unfalls explodierte der Außentank 73,4 s nach dem Abheben, nachdem bereits ab 72,5 s der LH2 Tankdruck abfiel und die Triebwerke ab 73 s auf sinkenden Eintrittsdruck reagierten. Das Abschalten der Triebwerke 1 und 3 wurde noch registriert, ehe 73,6 s  die Telemetrie komplett ausfiel. Kurz darauf, bei 74,6 s detonierten die Treibstofftanks des vorderen Lageregelungsblocks, zu erkennen durch einen hellen Blitz am Orbiterbug und eine Braunfärbung der Explosions-Wolke durch das NTO. Da die Kombi MMH/NTO nicht sonderlich brisant ist, müssen die Tanks des Lageregelungsblocks durch die Explosion stark beschädigt wurden sein. Nur so konnten sich die Treibstoffe so schnell mischen, um innerhalb so kurzer Zeit eine so starke Entzündung zu bewirken, dass sie innerhalb der Hauptexplosionswolke zu sehen war.

Gehts hier jetzt eigentlich noch um EFT-1 oder eher um die Challenger-Katastrophe und das allgemeine Risiko von Feststoffraketen?

Eigentlich haben wir ja einen eigenen Thread zum Challenger Unglück.
Aber das was du da sagst muss man schon etwas präzisieren.
Schon bei 62 bei Sekunden nach dem Start waren in der Telemetrie nicht normale Steuereingriffe des Flight Controll Systems zu sehen (verursacht durch den geringeren Schub des rechten Boosters durch das Leck).
Bei 64,660 Sekunden nach dem Start ist auf dem Videomaterial eine abrupte Farbänderung des Abgasstrahls zu sehn. Zu diesem Zeitpunkt hatte die seitliche Flamme des Boosters den Wasserstofftank seitlich strukturell beschädigt und Wasserstoff ist ausgetreten, der mit dem Abgasstrahl in Wechselwirkung getreten ist und die Farbänderung bewirkt hat. Explodiert ist da aber noch nichts.
Erst 8 Sekunden später bei genau 72,2 Sekunden Flugzeit ist durch den strukturell geschädigten Wasserstofftank die untere Aufhängung des Boosters gebrochen. Der Booster hat danach unkontrollierte Rotationsbewegungen um die obere Aufhängfung gemacht. Noch immer keine Explosion.
Auch dabei hat das Flight Controll System versucht die Bahnabweichung zu korrigieren. Allerdings war es damit überfordert. Die Aerodynamische Belastung aufgrund der abnormalen Fluglage hat dann dafür gesorgt, dass der Sauerstofftank strukturell nachgegeben hat. Auch das sieht man auf den Bildern. Bei 73,124 Sekunden Flugzeit ist weißes Gas an der Unterseite des ET zu sehen. Fast zur gleichen Zeit ist die Spitze des Boosters oben in den Wasserstofftank eingeschlagen und schlussendlich ist der gesamte Untere Teil des Sauerstofftanks abgebrochen, was zu massiv austretendem Sauerstoff geführt hat. Das hat quasi für einen zusätzliche Schub gesorgt, so dass der Sauerstofftank nach oben den Intertank Bereich durchschlagen hat. 

Die Explosion war also die Folge des strukturellen Versagens, nicht die Ursache.
Auch ist der Orbiter trotz der Schäden nach der Explosion strukturell im Wesentlichen in Takt geblieben und ist erst später durch die aerodynamischen Kräfte auseinander gebrochen.
Die einzelnen Sektionen, also Flügel, Payload Bay und Cockpit konnten optisch eindeutig identifiziert worden als sie aus der Explosionswolke austraten.

Gruß,
KSC

P.S. das führt an dieser Stelle wirklich zu weit, das weiss ich.
Aber über das Challenger Unglück wird so viel falsches verbreitet, dass ich das hier unbedingt richtig stellen wollte.

Hallo KSC,

schön wieder etwas von dir zu hören .

Fast zur gleichen Zeit ist die Spitze des Boosters oben in den Wasserstofftank eingeschlagen und schlussendlich ist der gesamte Untere Teil des Sauerstofftanks abgebrochen, was zu massiv austretendem Sauerstoff geführt hat. Das hat quasi für einen zusätzliche Schub gesorgt, so dass der Sauerstofftank nach oben den Intertank Bereich durchschlagen hat.

Hmmm, hast du hier vielleicht Sauerstoff- und Wasserstofftank im ET vertauscht? Zumindest liest es sich für mich "verkehrt herum".

Hast natürlich recht, ist genau verkehrt herum 
Offenbar ist die Kombination von lange zurückliegender Shuttle Ära einerseits und zunehmenden Alter andererseits nicht grade glücklich 

Gruß,
KSC

Hier mal ein paar Bilder zum Processing der Orion Hardware für den Testflug im Herbst dieses Jahres
Im Operations and Checkout Building wird  hier (im Bildvordergrund) die Fairing um das Servicemodul  angebracht.



Das Bild zeigt eines von drei Fairing Elementen vor der Montage an das Service Modul.



Auf diesem Bild erkennt man ganz gut die Größenverhältnisse gegenüber dem Techniker der da im Vordergrund an der Fairing arbeitet.



Hier Arbeiten am Crew Modul, dass man allerdings in dem extra für diesen Flug gebauten Clean Room kaum sieht.



Einbau des Fallschirms ins Crew Modul



Der Orion Hitzeschild vor der Montage



Fertigung des Delta IV Heavy Trägers für den Testflug.


Gruß,
KSC

Sieht doch schonmal gut aus. 

Nur noch 7 1/2 Monate, bis wir das erste mal Orion (in der abgespeckten Basisversion) im Einsatz sehen. 
Hoffentlich läuft alles gut.

Im Operations and Checkout Building wird  hier (im Bildvordergrund) die Fairing um das Servicemodul  angebracht.

Also ein Servicemodul im klassischen Sinne soll bei diesem Flug doch gar nicht zum Einsatz kommen? Dafür bleibt die Delta IV-Oberstufe die ganze Zeit mit der Orion verbunden und übernimmt Antrieb, Steuerung und Energieversorgung. Erst unmittelbar vor dem Reentry löst sich die Oberstufe von Orion.

N'abend,

Also ein Servicemodul im klassischen Sinne soll bei diesem Flug doch gar nicht zum Einsatz kommen?

Rischtisch. um aber ein besseres Verständnis des Schwingungsverhaltens von Orion während des Starts zu gewinnen, simuliert man das Service Modul massemäßig so gut wie möglich. Basisdaten über den generellen Aufbau des S/M und die grobe Masseverteilung sind aus den bisherigen Arbeiten von EADS (ich kann mich an Airbus Space & Defence nicht gewöhnen) verfügbar. Ist ja weitgehend an ATV angelehnt.

Gruß
roger50

ich kann mich an Airbus Space & Defence nicht gewöhnen)

Ich auch nicht. Blöd ist auch, daß es schon ASD – Aerospace & Defence Industries Association of Europe gibt, also ist nix mit abkürzen.