Falcon 9 v1.1 Jungfernflug mit CASSIOPE

Zu dem Düsenendring: Zur Verziehrung wird der ja wohl nicht drauf sein.... Und wenn man bedenkt wie stark die Glockendüse gegen Ende "gewabbelt" hat, also irgendwas hats da wohl schon was gehabt.... Ich gehe davon aus das der Endring durchaus wichtig für die Stabilität der Glocke ist und als der kaputt war kam dann dieses wabbeln. das ging für die letzten Sekunden der ersten Brennphase gut, aber bei der zweiten Zündung wars dann zuviel für die Struktur. Ursache für das brechen des Endrings könnte imho die Überhitzung der Düse gewesen sein, nicht umsonst hat SpaceX eine Wärmebildkamera auf die Düse gerichtet deren Bilder nicht für die Öffentlichkeit betsimmt war, ein gewisses Temperaturproblem hat man hier also durchaus erwartet und versucht zu beobachten.

Beim Merlin 1Dvac um das is hier ja geht ist ja wohl das Problem das man das unter Weltraumbedingungen, also Quasi Vakuum und damit fehlender Kühlung durch Luft, nur im Flug und nicht am Boden testen kann. Oder hat man am Ende so ne riesen Vakuumkammer in der man das Triebwerk 8 Minuten lang laufen lassen kann und das Vakuum aufrecht halten kann?

Das 1D in der Erststufe scheint ja problemlos gelaufen zu sein.

Beim 1Cvac gabs doch auch mal Probleme mit der Glockendüse worauf diese einfach mal eben kürzer geflext wurde.

... Ursache für das brechen des Endrings könnte imho die Überhitzung der Düse gewesen sein,

Imho: Steigende Erwärmung, wachsendes Wabbeln, und irgendwann bekommt der Ring am Düsenende Beschädigungen.

Gruß   Pirx

Ich gehe davon aus, daß dieser Ring, der beim Start des M 1D vac wegflog, nur zur Stabilisierung beim Flug der ersten Stufe vor dem Zünden diente.

Aber am Ende war da wirklich was. Hoffentlich erfahren wir noch, ob das die Ursache des Problems war. Vielleicht hat sich der Ring nicht so gelöst, wie er sollte? Reine Spekulation

Es geht wie Gerry schrieb, um die Vakuum-Erweiterung des Triebwerkes, die man so in der Atmosphäre nicht testen kann. Die ist so dünn wie eine Coladose und würde beim Start in der Atmosphäre in Fetzen fliegen. Ich gehe auch davon aus, daß man diese Erweiterung bei jedem Flug erneuern muß. Ich kann mir nicht vorstellen, daß so ein zerbrechliches Ding den Rückflug übersteht. Wenn denn mal ein Rückflug der 2. Stufe ansteht, das dauert noch.

Beim Merlin 1C gab es da tatsächlich Probleme. Nicht das Ding mit der abgeschnittenen Düse, das war was anderes. Wegen dieser Erweiterung hat das M 1C vac nicht die Leistung gebracht. Man hat sich dann entschieden, statt das Problem am Merlin 1C zu lösen, gleich auf das Merlin 1D zu gehen mit Falcon 9 1.1.

Erklärungsversuch:

Der beabsichtigt abgeworfene Ring beim Triebwerksstart hat eine Macke an der ringförmigen Struktur am Düsenende verursacht, die wegen des Wabbelns schließlich gebrochen ist.


(Quelle Bildauschnitte und Zeitmarken: Webcast SpaceX)

Gruß   Pirx

Danke Pirx für die Aufarbeitung des Bildmaterials, hier sieht mans ja jetzt recht gut. Möglich das es tatsächlich nur ein Fehler war der schon bei Zündung von Stufe 2 und dem anschliessenden absprengen des grossen Stabilisierungsrings der Glockendüse den Vorschaden verursachte welcher schlussendlich die Wiederzündung scheitern liess. Das könnte man wohl schnell beheben und so siehts ja aus nachdem SES-8 nun bald folgen soll (siehe entsprechnden Thread). Ein grundsätzliches strukturelles Problem der Glockendüse von Merlin 1Dvac hätte wohl eine deutlich längere Auszeit für GTO-Missionen erfordert.

Leider gibt es immer noch keine Daten, in welchen Orbit der Cassiope jetzt nun entlassen wurde (hat Space-X da etwa keinen Mumm dazu, die Daten zu veröffentlichen?  )
Das einzige was es gibt, sind 20 Objekte die sich seit dem Start zusätzlich im Orbit befinden, mit einer durchaus breiten Streuung, das sind mehr als nominell da sein sollten.
Merkwürdig nur, daß man bei Norad zwar den später gestarteten Astra findet, aber keinen Cassiope. Wissen sie noch nicht, welcher der 20 Objekte der Cassiope ist?

Zoe

Hallo Zoe, touché - ich geb dir mit den Daten absolut recht! Ich finde es absurd, die Orbitdaten nicht zu publizieren, wenn man sie eh über NORAD bekommen kann. Aber wo man in Europa mit Bildern paranoid ist, ist es man bei SpaceX wohl mit den technischen Daten. Ich denke eine Kombination könnte ideal sein:

Ich halte es für extrem unwahrscheinlich, dass eine kleine Macke am Ende der Düse für das Scheitern der Wiederzündung verantwortlich ist. Ich vermute einen Fehler im Startupvorgang des Triebwerks.

Übrigens sieht man auf Pirx Bildern sehr schön, dass die strahlungsgekühlte Düse am Anschluss zur Brennkammer noch kalt ist. Das liegt am TEG (Turbine Exhaust Gas), dass (wie beim Vulcain 2) in die Düse eingespritzt wird. Das bringt zwei Dinge: 1. die Düse ist dort kühler und 2. mehr Isp, weil das Gas noch in der großen Düse entspannt wird.

Das Merlin 1CVac hatte noch einen separaten TEG Ausgang.

SpaceX hat bekanntgegeben, daß die 2. Stufe nicht zerlegt hat.

Jedenfalls sagt das floridatoday in einem Twitter post.

https://twitter.com/flatoday_jdean/status/385079753922736128

SpaceX statement re. speculation about F9 upper stage anomaly: "our data confirms there was no rupture of any kind on the second stage."

Da heißt es sogar, da gab es keinen Bruch / Riss / Platzer irgend einer Art an der 2. Stufe.

Gruß   Pirx

Nun, aber der Bruch an dem Endring des Merlin 1Dvac wird ja wohl nicht nur uns hier aufgefallen sein. Bin gespannt obs dazu auch noch irgendeine Meldung gibt.

Je nach dem wie der Versteifungsring, der nach der Stufentrennung wie vorgesehen weg fällt, befestigt war, könnte es sich auch nur um Reste von Befestigungsmaterial genau dieses Ringes handeln. Das Befestigungsmaterial könnte sich teilweise lösen und abstehen. Muss also keine Beschädigung an der Düse sein. Schwierig zu sagen bei der niedrigen Auflösung der Bilder.

Beim Merlin 1Dvac um das is hier ja geht ist ja wohl das Problem das man das unter Weltraumbedingungen, also Quasi Vakuum und damit fehlender Kühlung durch Luft, nur im Flug und nicht am Boden testen kann. Oder hat man am Ende so ne riesen Vakuumkammer in der man das Triebwerk 8 Minuten lang laufen lassen kann und das Vakuum aufrecht halten kann?

Die Amerikaner haben glaub ich so eine Vakuumkammer. Aber SpaceX war die zu teuer, daher hat man drauf verzichtet. In Europa gibts auch Vakuumtests fürs Vinci z.B. aber die Kammer kann sicher nicht das Merlin 1D Vac aufnehmen. Das hat viel zu viel Schub für den P4. Vinci hat 180 kN, das Merlin 1D Vac hat 800kN im Vakuum!

@Chewie

interessanter Punkt, könnten also unsere Vermutungen auch nur falscher Alarm gewesen sein und das ganze kaum von Bedeutung sein.

@Tobi

eben das ist es ja, 800kN Schub produziert so viel Gas, eine Kammer die wärend des Burns das Vakuum bei dem vielen heissen Abgas aufrecht erhalten kann ist sicher nicht trivial und sehr teuer. Es geht ja auch ohne, wenn man genug Zeit hat das Triebwerk im Flug zu testen und sich nach und nach im Flug an die Grenzen heranzutasten, ohne das man erheblichen kommerziellen Schaden riskiert.
Ich frage mich, welches Triebwerk hat die NASA in so einer grossen Vakuumkammer getestet? Wars am Ende sogar das J-2 oder das SSME?

Nachdem es nun doch nicht so aussieht das dass Merlin 1Dvac mit der langen Düse so problematiisch/kausal für den gescheiterten Wiederzündungstest ist, nur als Gedankenspiel:

Falls es doch so wäre, würde mich interessieren wieviel Nutzlastverlust ein normales Merlin 1D in der Oberstufe hätte. Denn das hat ja offenbar problemlos wiedergezündet.

Die Amerikaner haben eine Vakuumkammer, wo man alle Weltraumbedingungen (Vakuum, Strahlung, Temperatur etc..) bis auf die Schwerelosigkeit simulieren kann. Da kann man ganze Oberstufen drin versenken und feuern. Die Triebwerksabgase werden abgesaugt vermutlich mit Dampferzeugern wie in Lampoldshausen.

Auch die A5 ME Oberstufe sollte da mal getestet werden, aber stattdessen baut man jetzt den P5.2 in Lampoldshausen (ohne Vakuum).

Link zur NASA Seite geht leider gerade nicht, ist ja Government Shutdown...

Die Amerikaner haben eine Vakuumkammer, wo man alle Weltraumbedingungen (Vakuum, Strahlung, Temperatur etc..) bis auf die Schwerelosigkeit simulieren kann. Da kann man ganze Oberstufen drin versenken und feuern... Link zur NASA Seite geht leider gerade nicht, ist ja Government Shutdown...

Aber unser Forum geht, bzw. auch die Portalseite: http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/09042012142152.shtml

Gruß    Pirx

Je nach dem wie der Versteifungsring, der nach der Stufentrennung wie vorgesehen weg fällt, befestigt war, könnte es sich auch nur um Reste von Befestigungsmaterial genau dieses Ringes handeln. ...

"As the nozzle extension warms, it softens the adhesive that secures the four segments of the nozzle stiffening ring.
They release and fall away, similar to the event on SpaceX’s Falcon 1." schreibt SpaceX zur Ringfestigung anlässlich des allerersten Falcon-9-Starts. Klebstoff, der seine Haftung unter Erwärmung verliert. Ok, andere Rakete, anderes Triebwerk ...

Gruß    Pirx

Die Amerikaner haben glaub ich so eine Vakuumkammer. Aber SpaceX war die zu teuer, daher hat man drauf verzichtet. In Europa gibts auch Vakuumtests fürs Vinci z.B. aber die Kammer kann sicher nicht das Merlin 1D Vac aufnehmen. Das hat viel zu viel Schub für den P4. Vinci hat 180 kN, das Merlin 1D Vac hat 800kN im Vakuum!

Hat das Merlin 1D Vac nicht nur 689 kN Schub im Vakuum? Dennoch für ein Oberstufentriebwerk recht groß, zumindest für einen eher kleinen Träger wie die Falcon 9. Die RL-10 der EELV-Oberstufen haben nur ca 100 kN (je nach Version), für schwere LO-Nutzlasten sind bei der Centauer der Atlas 5 sogar 2 Triebwerke eingeplant (wobei die Centauer früher grundsätzlich immer 2 Triebwerke hatte), wobei die Atlas 5 552 und die Delta 4 Heavy deutlich höhere Nutzlasten haben.

Wenn man ein starkes Triebwerk hat, es aber auf sagen wir mal 20% drosseln kann über längere Zeit, kommt das nicht ähnlich effektiv, als ein schwächeres?
Negativ
- es ist schwerer, also etwas weniger Nutzlast bei gebremsten Betrieb
Plus
- man kommt vlt. "in der Firma" mit weniger Triebwerken aus und spart Entwicklungskosten und später Fertigungslinien. Das gesparte Geld kann man in die Zellenstruktur stecken.

Nun ja , die Fachleute werden mir das schon "ausreden" 
Aber Typenreinheit wird ja sonst auch angestrebt...

"As the nozzle extension warms, it softens the adhesive that secures the four segments of the nozzle stiffening ring.
They release and fall away, similar to the event on SpaceX’s Falcon 1." schreibt SpaceX zur Ringfestigung anlässlich des allerersten Falcon-9-Starts. Klebstoff, der seine Haftung unter Erwärmung verliert. Ok, andere Rakete, anderes Triebwerk ...

Alles was wir hier dazu überlegen ist eh recht spekulativ. Ich glaube aber nicht das es ein großes Problem ist, auch wenn am Rand der Düsenglocke ein Stück raus bricht. Schlimmer wäre ein Riss Richtung Brennkammer. Die Düsenglocke ist sehr dünn, auch wenn man die 2. Stufe wiederverwendet ist das bestimmt ein Teil das ersetzt wird oder man verstärkt es noch etwas an den kritischen Stellen.

Quelle NSF und:
http://www.reddit.com/r/spacex/comments/1nh3o0/we_went_skydiving_next_to_the_falcon_9_v11_during/

Ich musste zwei mal hinschauen, um es zu kapieren. Einfach cool  !

Nun ja , die Fachleute werden mir das schon "ausreden" 

 

Ich bn zwar kein Fachmann, habe in letzter Zeit aber viel zu dem Thema gelesen. Triebwerke haben ihren besten Wirkungsgrad im Bereich ihrer Nennleistung. Schon bei 30% Drosselung läßt der Wirkungsgrad (ISP) nach.

Ein Triebwerk, das sich bis auf 20% drosseln läßt, ist schon grundsätzlich nicht optimal. Man macht das nur, wenn man den großen Drosselbereich braucht, auch auf Kosten des Wirkungsgrades.

Gerade bei Oberstufentriebwerken braucht man aber den bestmöglichen Wirkungsgrad. Da die erste Stufe aber schon genug Geschwindigkeit in senkrechter Richtung produziert hat, kann der Schub eines Oberstufentriebwerkes geringer sein als das Gewicht und ist es auch. Eine typische Oberstufe ist also nicht in der Lage vom Boden zu starten, auch ohne Berücksichtigung der verwendeten Vakuumdüse. Das ist auch der Grund, warum Wasserstofftriebwerke für Oberstufen so interessant sind. Wenig Schub, man braucht aber auch nicht viel, aber hoher ISP.

Jo alles klar 
.
Ich bin halt ein Fan von Typenreinheit 

Die Wiederzündung hat bis 400psi (28 bar Brennkammerdruck) funktioniert, dann gab es abnormale Werte und das Triebwerk hat sich selbst abgeschaltet:
http://www.aviationweek.com/Blogs.aspx?plckBlogId=Blog:04ce340e-4b63-4d23-9695-d49ab661f385&plckPostId=Blog:04ce340e-4b63-4d23-9695-d49ab661f385Post:59d72274-2bb3-4d33-aa94-fd879fe649b2

Die Wiederzündung hat bis 400psi (28 bar Brennkammerdruck) funktioniert, dann gab es abnormale Werte und das Triebwerk hat sich selbst abgeschaltet:
http://www.aviationweek.com/Blogs.aspx?plckBlogId=Blog:04ce340e-4b63-4d23-9695-d49ab661f385&plckPostId=Blog:04ce340e-4b63-4d23-9695-d49ab661f385Post:59d72274-2bb3-4d33-aa94-fd879fe649b2

Soviel dann also zum Thema "SpaceX vermüllt den Raum mit Zweitstufentrümmern"... das hat sich dann wohl erledigt.

So, was kreiden wir ihnen jetzt an? Achja, da war ja noch die Nichtveröffentlichung der ach so schlechten Orbitdaten...