Big Falcon Hopper - Prototyp in Boca Chica

In die Außenseite werden Kühlkanäle gebort oder angeschweißt, wo das Methan dann zirkuliert. Eigentlich muss es dann über Bord abgelassen werden um die Hitze loszuwerden meiner Meinung nach.

Kann ich mir fast nicht vorstellen. Eine Düse regenerativ zu kühlen ist die eine Sache, eine ganze (oder halbe) Raketenhülle, die Andere. Aber who knows, morgen beginnt eine neuer Twittertag.

Vielleicht wird es ja eine Kombination regenerativ mit Filmkühlung?

Wurde ein solches System schon mal für Hitzeschilde genutzt oder gab es Konzepte?

Wurde ein solches System schon mal für Hitzeschilde genutzt oder gab es Konzepte?

Konzepte gab es aber meines Wissens ist keines davon in den Weltraum geflogen. Der Sache am nächsten kam vielleicht die Lockheed A-12/SR-71, dessen synthetischer JP-7 Treibstoff durch Wärmetauscher zirkulierte um die Wärmelast der Innenräume auf ihn zu übertragen. Kann gut sein das man einen ähnlichen Ansatz bei den diversen Hyperschall Testvehikel findet die derzeit erprobt werden.

Das SSTO-Konzept "Big Onion" von Boeing hatte einen geplanten Hitzeschild aus Titan, der von Innen mit Wasserspray gekühlt werden sollte.







Quellen:
http://www.aerospaceprojectsreview.com/blog/?p=1325
https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=46795.msg1892417#msg1892417

Was hüpft zuerst?

Das 9-Meter Durchmesser Ding von SpaceX oder Callisto von ESA/CNES/DLR/JAXA?

OMG, das ist so spannend!11!!!

Das ist kein Ding, das ist ein fliegender Wasserturm. Bei der aktiven Kuehlung bin ich mir irgendwie nicht so sicher und auch SpaceX scheint da noch ein wenig im Dunklen zu tappen. Ich gehe fest davon aus, dass das oder die ersten BFS keine 1000 Fluege schaffen. Das werden mit Mueh und Not 2 oder 3 werden. Allerdings denke ich, dass mit der Aufgabe auch die Werkstoffbranche angestachelt wird. Oder man aendert das gesamte Eintrittsverfahren, indem man vielleicht in Zukunft Treibstoff im Orbit deponiert, mit welchem man dann einen massiven DeOrbit burn zuendet und so die Eintrittsgeschwindigkeit reduziert. Das macht zwar bei den meisten Raketen keinen Sinn, aber beim BFS sehr wohl.

Da liegst du sicher falsch, man kann sowas sehr gut Simmulieren, dazu reicht mit Sicherheit eine moderne GPU einer Grafikkarte.
Das wichtigste ist das man ein Material hat das trotz hohen Temperaturen stabil bleibt. Offensichtlich hat SpaceX so eine Legierung entwickelt.
Die Kühllung wird um so einfacher, je höher die maximale Temperatur der Legierung sein darf.
Der Grund ist das Kühllung um so leichter ist, je höher die Temperaturdifferenz  zwischen Kühlmedium und Metall ist.

So sehr ich die Innovationsfähigkeit von SpaceX schätze, aber sie haben keine neue Stahllegierung entwickelt, sondern bedienen sich ganz normal am Markt. Weltweit arbeiten tausende von Wissenschaftlern in der Industrie permanent an der Verbesserung der div. Sorten, da macht es keinen Sinn im kleinen Maßstab irgendetwas verbessern zu wollen. Man braucht dafür einfach ein Stahlwerk mit Labor- und Testeinrichtungen und ich glaube nicht, dass SpaceX drüber verfügt, es wäre für die benötigten Mengen auch einfach völlig sinnlos.

So sehr ich die Innovationsfähigkeit von SpaceX schätze, aber sie haben keine neue Stahllegierung entwickelt, sondern bedienen sich ganz normal am Markt. Weltweit arbeiten tausende von Wissenschaftlern in der Industrie permanent an der Verbesserung der div. Sorten, da macht es keinen Sinn im kleinen Maßstab irgendetwas verbessern zu wollen. Man braucht dafür einfach ein Stahlwerk mit Labor- und Testeinrichtungen und ich glaube nicht, dass SpaceX drüber verfügt, es wäre für die benötigten Mengen auch einfach völlig sinnlos.

Also soweit ich die Meldungen verstanden habe, hat die Forschungsabteilung von Space X den Durchbruch produziert. Sie haben wohl neue Legierungen im 300er und 500er Bereich entwickelt. Ob sie jetzt mit einem Stahlwerk zusammengearbeitet haben sei mal dahin gestellt, allerdings bezweifle ich, dass sie sagen, Wir haben es entwickelt, wenn es jemand anderes war und nur sie nur das Produkt einkaufen.

Ein richtiges Stahlwerk brauchen sie nur, wenn sie große Mengen an Stahl herstellen.
Für Experimente reicht auch eine kleine Einrichtung, die gerade mal genug Stahl für die Versuche produziert, also wohl nur zig bis maximal ein paar hundert kg, wobei ich eher ein paar zig kg vermute.
Es bringt nichts eine komplette Charge mit zig Tonnen Stahl von einer experimentellen Stahlsorte herzustellen. die Sie nicht anbieten können (Keiner weiß anfangs sicher was der Stahl kann) oder anbieten wollen (Geheimhaltung)l.

Sobald sie übrigens wissen, wie ihr Wunschstahl hergestellt wird brauchen sie aber wirklich einen Versuchslauf im großen Stahlwerk um zu sehen, ob sich ihre Produktion im kleinen aufs Große übertragen lässt. und wenn es klapt haben sie gleich genug Stahl aus so einer Charge, die ihnen dann für einige Triebwerke (500er Stahl) und vielleicht auch mehr als eine ganze Rakete (300er, wenn der ganze Rumpf daraus wird) reicht.

Grüße aus meinem Verteck in den Tannen

Was hüpft zuerst?

Das 9-Meter Durchmesser Ding von SpaceX oder Callisto von ESA/CNES/DLR/JAXA?

Die Landebeine von Callisto kommen mir irgendwie bekannt vor. 

So sehr ich die Innovationsfähigkeit von SpaceX schätze, aber sie haben keine neue Stahllegierung entwickelt, sondern bedienen sich ganz normal am Markt. Weltweit arbeiten tausende von Wissenschaftlern in der Industrie permanent an der Verbesserung der div. Sorten, da macht es keinen Sinn im kleinen Maßstab irgendetwas verbessern zu wollen. Man braucht dafür einfach ein Stahlwerk mit Labor- und Testeinrichtungen und ich glaube nicht, dass SpaceX drüber verfügt, es wäre für die benötigten Mengen auch einfach völlig sinnlos.

Also SpaceX hat sich aus Bayern einiges an Spielzeug fuer die eigene Metallurgieabteilung schicken lassen. SpaceX hat auch mehrfach betont, dass man an Stahllegierungen arbeitet. Was genau “500er” Stahl ist, was dahinter steckt, duerfte  Staatsgeheimnischarakter besitzen.

Trotzdem glaube ich, dass gerade in dem Bereich noch lange nicht das letzte Wort gesprochen ist. Imho, braeuchte man eine Legierung, die 1700 Grad abkann, Temperaturschocks verkraftet, Sauerstofffest ist und sich die Eigenschaften bei den Temperaturschwankungen nicht veraendern. Dann haette man das Problem mehr oder weniger geloest. Als Alternative bliebe meine Betankung im All mit anschliessendem  DeOrbit burn, oder aktive Kuehlung. Da finde ich interessant, dass beim Shuttle die Duesen dank aktiver Kuehlung keine 100 Grad heiss wurden. Inwieweit man das auf eine ganze Raumschiffkonstruktion uebertragen kann, weiss ich nicht. Allerdings haette aktive Kuehlung im besagten Temperaturbereich einen enormen Vorteil. Die Waermeausdehnung wuerde sich auf ein Minimum beschränken. Aber Wasser sollte in einem Wasserturm nicht das Problem sein.    Es wird noch etwas Wasser die Goeltzsch hinunterfliessen, bis SpaceX das Problem ausreichend im Griff hat.

Bis jetzt steht da nur ein stählerner Blechmantel herum.

Und wie bekommt SpaceX jetzt entsprechend große Treibstofftanks da hin (d= 9m) ??

Auflösung des Rätsels am 2.1. durch eine Twitter-Message von 'The Elon'. Und hier verstecken sich dann diverse Foristen unterm Tisch....

Wer kennt nicht Elon's bizarren Humor?

Gruß
roger50

Warum verstecken sich dann hier foristen unter dem Tisch?

Und für was braucht das Ding 9m Tanks? Das ist ein verkürzter Flugdemonstrator. Das Ding braucht nicht die Treibstoffmenge des fertigen BFS.

Wer kennt nicht Elon's bizarren Humor?

Ja, wie mit der Idee mit den Tunneln, als er im Stau festgesteckt hat. Eindeutig ein Scherz von Elon. Er treibt den Scherz auf die Spitze, indem er eine Anbindung Innenstadt nach O'Hare baut in Chicago.

Und wie bekommt SpaceX jetzt entsprechend große Treibstofftanks da hin (d= 9m) ??

Auflösung des Rätsels am 2.1. durch eine Twitter-Message von 'The Elon'. Und hier verstecken sich dann diverse Foristen unterm Tisch....

Das Konzept war immer, daß es innenliegende Tanks gibt, die den Treibstoff für die Landung auf dem Mars aufnehmen. Der Wasserturm nimmt keinen Treibstoff auf. Für die vorgesehenen Flüge genügen die Innentanks. Die kann man in Hawthorne bauen und auf dem neuen Teststand in McGregor testen, bevor sie in die Hülle in Boca Chica eingebaut werden.

Ein richtiges Stahlwerk brauchen sie nur, wenn sie große Mengen an Stahl herstellen.
Für Experimente reicht auch eine kleine Einrichtung, die gerade mal genug Stahl für die Versuche produziert, also wohl nur zig bis maximal ein paar hundert kg, wobei ich eher ein paar zig kg vermute.
Es bringt nichts eine komplette Charge mit zig Tonnen Stahl von einer experimentellen Stahlsorte herzustellen. die Sie nicht anbieten können (Keiner weiß anfangs sicher was der Stahl kann) oder anbieten wollen (Geheimhaltung)l.

Sobald sie übrigens wissen, wie ihr Wunschstahl hergestellt wird brauchen sie aber wirklich einen Versuchslauf im großen Stahlwerk um zu sehen, ob sich ihre Produktion im kleinen aufs Große übertragen lässt. und wenn es klapt haben sie gleich genug Stahl aus so einer Charge, die ihnen dann für einige Triebwerke (500er Stahl) und vielleicht auch mehr als eine ganze Rakete (300er, wenn der ganze Rumpf daraus wird) reicht.

Grüße aus meinem Verteck in den Tannen

Auch das hat Elon Musk in einem seiner Tweets gesagt. Es ist ihre eigene Entwicklung.

Für Bleche wird ein Stahlwerk beauftragt, das nach SpaceX Spezifikationen herstellt. Damit bauen sie die Hüllen. Für Gußteile haben sie eine eigene Gießerei. Das ist für Raptor-Komponenten und ermöglicht schnelle Folge von Entwicklungsschritten. Offenbar gehen sie davon aus, daß die Rezepturen für Raptor_Komponenten noch weiter verbessert werden können Richtung Lebensdauer und Richtung 300 bar oder mehr Druck in der Brennkammer.

Sie haben seit einer Weile einen der führenen Materialspezialisten, der da sicher die Entwicklung betrieben hat.

Natürlich hat SpaceX ein sehr gutes Labor für die Analyse von Metallproben und daraus versuchen sie, geeignete Stahlsorten zu testen und evtl. zu optimieren. Aber um eine neue Stahlsorte zu entwickeln, benötigt man Jahre, alleine die Tests auf thermische und mechanische Wechselbelastungen, Versprödung des Materials usw. brauchen so lange.

Und gibt es eigentlich eine Quelle, die das bestätigt? Außer ein Tweet von E. M., aber "Klappern gehört zum Handwerk". 

Ich rede hier nicht von Bauteilen, die im Guss- oder 3-D-Druckverfahren hergestellt werden und die man im Labormaßstab testen kann. Bei großen Bauteilen aus Stahlblech kann man das Verfahren nicht beliebig runterskalieren. Das ist ein komplexer Prozess, der in einem Stahlwerk vom Mischen der Ausgangskomponenten bis zum Walzen unter ständiger Kontrolle passiert.

@ MilleniumPilot: Welches bayrische Spielzeug meinst du?

Ich möchte hier noch gerne ein Detail deutlich machen, welches hier m.M.n. etwas unter die Räder kommt.

Es gibt keine "universell 'tollen' Legierungen". Wenn man irgend eine Eigenschaft auf die Spitze treibt, leiden darunter in aller Regel andere. Typischerweise Zähigkeit/Elastizität gegen Härte. Und es gibt nicht nur die "endgültigen Eigenschaften" der fertigen Teile, es gibt auch Eigenschaften, die "nur" die Herstellung betreffen. Gute Schweißbarkeit oder Verformbarkeit etwa. Daher ist damit zu rechnen, daß die extreme Sauerstoffbeständigkeit der "Raptorlegierung" bei hohen Temperaturen auch irgendwelche ungewollten Nachteile haben wird. Es wäre jedenfalls ein großer Zufall, wenn diese Legierung auch optimal für Bleche wäre, wo keine spezielle Sauerstoffbeständigkeit nötig ist

Daher vermute ich stark, daß die Werkstoff-Neuentwicklung für Raptor nichts, nichts, nichts mit der/den Legierung(en) für Bleche, für den Mantel, oder Behälter zu tun hat.

Bleche werden natürlich "nach Spezifikation von SpaceX" aus dem Stahlwerk bestellt. Das bedeutet aber nicht zwangsläufig, daß diese Spezifikation auch irgend eine ganz neuartige SpaceX-Legierung spezifiziert, schon garnicht diese neue. Die Spezifikation kann natürlich eine beim betreffenden Stahlwerk schon lange verfügbare Legierung betreffen, vielleicht kombiniert mit einem speziellen Walzverfahren, welches sich ja auch auf die Eigenschaften von Blechen auswirkt. (Stichwort "Kaltverfestigung") Diese Details wird man natürlich auch nicht öffentlich machen.

Bei der "Raptor-Legierung" ist SpaceX offenbar gelungen etwas ähnliches zu entwickeln, was schon lange in den russischen Triebwerken verwendet wird, die mit sauerstoffreicher Verbrennung arbeiten. (Korrigiert mich, wenn ich mich hier irre, ist nicht mein Thema.) Diese "strategische" Legierung werden sie sicher unter eigener Kontrolle behalten wollen, daher auch die eigene Gießerei, in der sie die Zusammensetzung unter Kontrolle haben.

Ich habe selber fast 11 Jahre mit Walzwerken direkt zu tun gehabt, das Wälzen selber ist kein großes Problem mehr vor allem dann wenn es keine breiten Walzgerüste von bis zu 5500mm braucht, den das würde extrem teuer und wichtige Teile hatten damals über sechs Jahre Lieferzeit.
Üblicherweise würde man bei so kleinen Mängen eher Coils verwenden die aber immer noch bis zu 45t haben können.
Es würde mich aber nicht wundern wenn SpaceX solche Coils im eigenen Werk wälzt. Das know Show wird man mit großer Sicherheit eh in Europa, vermutlich sogar in Deutschland einkaufen
Das hat den Vorteil das man den gesamten Prozess in eigenen Händen hält und SpaceX will eh viele BFR+S bauen weil es für schnelle Transkoninentalverbindungen einen Markt gibt.
Das Geheimnis ist im ersten Ansatz nicht sich alles selber zu erarbeiten, sondern Spitzenkräfte  einzukaufen, denen viel freie Hand zu geben ohne ständig auf alte Verfahren zurückzugreifen.

Wer kennt nicht Elon's bizarren Humor?

Jaja, der hat immer völlig durchgeknallte Ideen! 

Stellt Euch vor, vor ein paar Jahren hat er getwittert,
dass er die 1.Raketenstufe - die ja beim Start immer verloren geht -
senkrecht stehend auf einem Schiff auf dem Ozean landen will! 

Daher vermute ich stark, daß die Werkstoff-Neuentwicklung für Raptor nichts, nichts, nichts mit der/den Legierung(en) für Bleche, für den Mantel, oder Behälter zu tun hat.

Das hat EM ja schon bestätigt. Sie haben zwei Legierungen entwickelt. Die eine, die im Raptor verbaut werden soll (diese ominöse 500er Legierung) und eine speziell für die Außenhaut, welche eine spezielle 300er sein soll. Das sind Hochtemperatur Edelstahllegierungen.

... Für die vorgesehenen Flüge genügen die Innentanks. Die kann man in Hawthorne bauen und auf dem neuen Teststand in McGregor testen, bevor sie in die Hülle in Boca Chica eingebaut werden.

Klar, kann man, aber ist das auch wirklich nötig? Vielleicht hat ja der untere Teil des "Wasserturms" schon zwei Zwischenböden und eine vertikale Trennwand, so daß kein weiterer Tank notwendig ist. Oder man hängt irgendwelche gebrauchten Tanks rein. Die richtigen, späteren, dürften heute noch "auf dem Brett" sein. Oder/und nur zusammen mit der richtigen Hülle denkbar. Wenn man hier nicht aufs Gewicht achten muß, sind keine besonderen Klimmzüge nötig.

Es geht hier ja wirklich nur um eine preisgünstige Möglichkeit, die komplette "Schwebesteuerung" auszutesten, bevor man ihr den teuren ersten Prototypen anvertraut.

Mittlerweile bin ich sehr skeptisch was das ganze BFR-Projekt anbelangt.
Wenn man jetzt noch nicht weiß welche Materialen man verwenden will bzw. sie ständig wechselt,
dann wird das eine verdammt lange Entwicklungszeit werden.
Zumal man auch viel zu wenig Personal zur Verfügung hat bzw. kein Geld um dieses aufzustocken.
Diese Projekt ist verleichbar mit der Saturn-V und man benötigt sicherlich 5000 - 10000 Mann um hier
in einem angemessenen Zeitraum (10 Jahre) vorwärts zu kommen.