SpaceX - Diskussion

Die Tanks LOX und He sind doch aber im Inneren der Rakete. Eine Explosion dort müßte also die Hülle aufreißen und m/o/w einen gerichteten Feuerstrahl ergeben ? Aber nicht einen in Microsekunden vorhandenen Feuerball neben der Rakete?

Naja, wenn die Explosion aber an der Oberfläche des Helimutanks startet gibt wahrscheinlich erst einmal eine der Rohrleitungen, Flansche usw. nach die damit verbunden sind. So dürfte es den Anschein haben, das der Beginn der Explosion außerhalb liegt, obwohl im Inneren eigentlich schon die Hölle losgebrochen ist (im Millisekunden Augenblick versteht sich) 
Ich sehe die Explosion im Nachhinein wirklich positiv, so hatte man nochmal die Chance etwas zu ändern und auf daas eigentliche Problem überhaupt erst einmal zu kommen. Nicht auszudenken, wenn das bei einer bemannten Dragonmission passiert wäre.

Die Antwort paßt nicht zur Frage. Wenn ohne zusätzliche Wärmeabfuhr das He lediglich netto von 400 bar RT her auf 300 bar entspannt wird, kühlt es sich nicht ab.
Die Wärmeabfuhr im Tank ist viel zu langsam.
Gruß
Hermes

Wird der Tank denn wirklich gleich mit 300 bar beaufschlagt???
Ich gehe mal davon aus das der Anfangsdruck im Heliumtank ja bei ca 1bar ist. Wenn die jetzt mit 300bar den leeren Tank beaufschlagen ist da ein doch deutliches Druckgefälle da sich das Gas ja erst einmal deutlich entspannt, was mit Sicherheit zur Temperaturreduzierung führt. Die Frage ist nur ob das Helium mit 300bar in den leeren Tank gelassen wird, oder ob der Druck langsam erhöht wird? Das denke ich wissen wir aber nicht. Die Tankanlage ist aber bestimmt etwas komplizierter aufgebaut als ein Tank außerhalb der Rakete steht, der über eine Leitung und ein Ventil den Tank in der Rakete befüllt.

Die Antwort paßt nicht zur Frage. Wenn ohne zusätzliche Wärmeabfuhr das He lediglich netto von 400 bar RT her auf 300 bar entspannt wird, kühlt es sich nicht ab.
Die Wärmeabfuhr im Tank ist viel zu langsam.
Gruß
Hermes

Also durch den Joule-Thompson-Effekt sollte es sich ganz leicht erwärmen. Aber wenn das Helium mechanische Arbeit verichtet, sinkt die Temperatur. Vielleicht gibt es da kleine Effekte durch die Dehnung von Leitungen/Tank etc.. aber insgesamt kann man sicher sagen, dass die Temperatur ungefähr gleichbleiben sollte.

Aber dann bleibt die Frage, wie das Helium so kalt wurde, dass der Sauerstoff gefriert. In einem Interview hat Elon Musk auch was von flüssigem Helium erzählt, allerdings weiß man nicht, ob er sich da versprochen hat.

Musk said “it basically involves liquid helium, advanced carbon fiber composites, and solid oxygen. Oxygen so cold that it actually enters solid phase.”

http://www.theverge.com/2016/11/5/13533900/elon-musk-spacex-falcon-9-failure-cause-solved

Vielleicht ist ein Teil des Heliums flüssig?

Die Frage ist nur ob das Helium mit 300bar in den leeren Tank gelassen wird, oder ob der Druck langsam erhöht wird? Das denke ich wissen wir aber nicht.

Der Druck im Heliumtank erhöht sich ja erst als Folge des einströmenden Gasvolumens. Und da der Durchmesser der Leitung schon aus Gewichtsgründen nicht allzu groß sein kann, steigt der Druck im Behälter zwangsläufig relativ langsam an. Auch wenn am anderen Ende der Leitung 400 bar ansteht und kein explizites Drossel- oder Druckminderelement dazwischen wäre. Wenn man einen Reifen aufpumt, dauert es auch eine Weile, obwohl der "volle Druck" im Vorratsbehälter von Anfang an schon da ist.

Eben. Und damit sind wir wieder zurück bei der Frage, ob das He am Pad außerhalb der Rakete vorgekühlt wird.
Gruß
Hermes

Ob Helium, Wasserstoff, Stickstoff oder Sauerstoff in welchen Aggregatzustand vorliegt hat etwas mit den Druck zu tun.

Ob Helium, Wasserstoff, Stickstoff oder Sauerstoff in welchen Aggregatzustand vorliegt hat etwas mit den Druck zu tun.

Nicht ganz.
Von der Kombination Druck und Temperatur.

Grüße aus dem Schnee

Ob Helium, Wasserstoff, Stickstoff oder Sauerstoff in welchen Aggregatzustand vorliegt hat etwas mit den Druck zu tun.

Auf welches konkrete Thema bezieht sich das? Das zuletzt hier behandelte Helium wird im Flug natürlich im gasförmigen Zustand benötigt und daher sicher auch so vor dem Start aufgefüllt.

Das Helium wird als Druckmittel benutzt aber für was, für RP-1 oder den Sauerstoff.

Für beides, und zum Hochfahren der Turbopumpen. Der Druck alleine entscheidet nicht über den Aggregatszustand.
Gruß
Hermes

Das Helium wird als Druckmittel benutzt aber für was, für RP-1 oder den Sauerstoff.

Das ist in dem Fall egal, man muß im Tank das das ausströmende Medium ersetzen und darüber hinaus den benötigten Druck erzeugen. Da wird viel Gas benötigt, die Verdampfung reicht nicht und außerdem - wo soll die Verdampfungswärme so schnell herkommen.

Andere Trägerhersteller setzten den Sauerstofftank durch Sauerstoff unter Druck. Dieser Sauerstoff wird an den Triebwerke erwärmt und in den Tank zurückgeleitet. Das haben schon die Konstrukteure der Saturn-V durchgeführt. Der PR-1-Tank bei der 1. Stufe der Saturn-V wurde durch Helium unter Druck gesetzt, dieses Helium befand sich in Flaschen im Sauerstofftank. Gelagert wurde dieses bei 213 bar.
Bei 300 oder auch 400 bar, was für eine Temperatur hat denn das Helium?

Wenn´s lange genug dauert, die Temperatur vom umgebenden LOx.
Ansonsten ist genau das die Frage!

Hallo,

da Helium erst bei extrem tiefen Temperaturen überhaupt flüssig wird (Kritischer Druck = 2,27 bar, Kritische Temperatur = −267,95 °C (5,2 K)) liegt wohl in allen möglichen Fällen während und nach dem Betanken ein Gas vor. Und da Helium sich erst unter 40 K durch Ausdehnung abkühlt (Sauerstoff wäre da schon längst fest) wird sich seine Temperatur wohl während des ganzen Prozesses an die Umgebung anpassen (Im Tank am Ende die Temperatur des unterkühlten LOX). Vor dem Tanken wird das Helium wohl schon etwas vorgekühlt werden (meinetwegen sogar bis unter -150 °C), um einen extremen Temperaturschock zu verhindern.

So richtig kann ich mir die Temperatur des Helium als Grund für die Entstehung von festem Sauerstoff in den Carbonfasern nicht vorstellen.

Gruß

Mario

Widerspruch, es ist superkritisch, d.h. der Uebergang von Gas zu Fluessigkeit ist fliessend. Das hat aber (wohl/vermutlich/eventuell) keinen Einfluss auf die Temperatur bei Entspannung (aufgrund des Auffuellens). Helium sollte, egal (solang mehr als 50K) bei welcher Temperatur es eingefuellt wird, keine nennenswerten Temperaturwechsel machen.

Ein Fundstueck aus dem Nasaspaceflight Forum:


Fuer Informationsbeduerftige:
https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=41252.1160

Ich fuer meinen Teil hoffe, das wir einen netten Unfallreport zu sehen kriegen, vielleicht sogar ein wissenschaftliches Paper um auch Anderen in der Branche helfen einen solchen Unfall in Zukunft zu vermeiden.

meines Erachtens ist es sicher vorgekühlt, alleine schon deshalb weil die sonst warmen Heliumtanks wie Wärmflaschen wirken und das LOX zu stark erwärmen würden. Wenn das Helium von meinetwegen 300bar in die leeren Heliumtanks strömt, dort erst einmal expandiert und so die Temperatur der Wandung des Heliumtanks herabsetz,t ist es doch möglich, das an der Heliumtankaußenseite das ohnehin kurz vor dem gefrieren befindliche LOX in den gesättigten Kohlefasern gefrieren zu lassen. Das dürfte aber wirklich beim Beginn des Befüllvorgangs vom Helium stattfinden. Die Zeit vom durchwirken der niedrigeren Temperatur durch die Tankwandung mal dazugerechnet. Die Heliumtanks haben ja ein doch nicht gerade kleines Volumen, da fällt die Temperatur mit Sicherheit erst einmal ab.
Ich sehe nicht, wieso das nicht so gewesen sein sollte.

wenn sich Helium beim expandieren über 40k erwärmt, vielleicht kühlt es sich dann beim verdichten dann ab
Dann könnte ja mit steigendem Druck im raketenseitigem Heliumtank dieser immer kälter werden und so zum gefrieren des LOX geführt haben?

Die ca. 40k beim umgekehrten Joule-Thompson-Effekt für Helium gelten aber auch nur bei normalem Umgebungsdruck, welche Drücke und Temperaturen wann im Heliumtank geherrscht haben wissen wir einfach nicht.
Ich halte daher die ganze Sache als Erklärung für die Explosion für sehr naheliegend.

wenn sich Helium beim expandieren über 40k erwärmt, vielleicht kühlt es sich dann beim verdichten dann ab
Dann könnte ja mit steigendem Druck im raketenseitigem Heliumtank dieser immer kälter werden und so zum gefrieren des LOX geführt haben?

Helium wird aber nicht verdichtet, es  sei den ich verpasse was (Im Nasaspaceflight forum behaupten das auch welche).

Es koennte natuerlich einen Verdichtungsstoss geben, wenn durch abruptes Oeffnen des Ventils Helium im Tank ankommt. Sehr instationaer mit vernachlaessigbarem Einfluss auf den Sauerstoff ausserhalb des Tanks.

Die fluiddynamische Verdichtung (Hoher Druck im Speichertank ==> niedriger Druck in der Leitung ==> geringfuegig hoeherer Druck im COPV) nach Bernoulli existiert zwar, erzeugt aber ein im Vergleich zum Gesamtdruck nur geringen Druckanstieg - selbst wenn mit Ueberschall befuellt wird, dazu ist die Waermekapazitaet von Helium auch einfach viel zu gross.

Edit: es sei den es gaebe einen Verdichter (am COPV....), um das bei geringem Druck gelagerte Helium in den Hochdruck-COPV zu pressen.  

Es wird durch das betanken verdichtet.

Im Tank ist nichts anderes als Helium und der Tank hat eine fixe Größe (mal von der minimalen Ausdehnung durch den ansteigenden Innendruck abgesehen).
Das Helium  ist nicht von jetzt auf gleich drinn, sondern wird über einen gewissen Zeitraum (wenige Minuten) eingeleitet.
Folglich ist Anfangs wenig drinn, also weniger Druck. Helium wird laufend zugeleitet, wodurch der Druck steigt.
(Ausgleich dieses Druckanstieges wäre nur durch radikale Temperaturänderungen möglich, was unrealistisch ist)

Grüße aus dem Schnee

Helium wird aber nicht verdichtet, es  sei den ich verpasse was (Im Nasaspaceflight forum behaupten das auch welche).

Ich glaube, die "Verdichtungsfraktion" (ich auch) denkt sich das folgendermaßen:

1) COPV ist leer, Helium strömt ein, und entspannt sich von 400bar auf annähernd 1bar
2) COPV füllt sich langsam, der Druck darin steigt. Dadurch wird
   a) die Enspannungsdifferenz des einströmenden Heliums geringer
   b) das bereits im COPV vorhandene Helium wird verdichtet

Keiner weiß was wirklich, aber alle wissen es ganz genau....

Keiner weiß was wirklich, aber alle wissen es ganz genau....

Hmm, Ingo sagt, er versteht die Ansichten einer Gruppe von Leuten nicht, was die Druckverhältnisse beim Befüllen eines im Prinzip x-beliebigen Behälters betrifft. Und die Schneefüchsin und ich versuchten es ihm nahezubringen. Das es dabei sowohl zur Entspannung, als auch zur Verdichtung des Gases kommt. Ein sachliches Gegenargument dazu wäre willkommen.

Dazu, was wirklich die Ursache der Explosion war, habe ich in dieser Diskussion noch kein Wort gesagt. Dazu fehlen mir sowohl Informationen, als auch das nötige theoretische Rüstzeug. Nur dazu, was jeder beim eigenen Reifen an der Tankstelle  nachmessen und mitverfolgen kann.

In der Schule würde es jetzt heißen:
Hermes du bekommst eine 6 im Aufsatz, Thema verfehlt!

Ja Du hast jetzt grade noch gefehlt.
Falls Du Dich erinnerst, wir begannen gestern mit der Frage, ob das He beim Einfüllen zusätzlich gekühlt wird, oder nicht. Zusammen mit der Feststellung, woher das He Gas in welchem Zustand kommt. Ausgehend davon kamen gut 30 Posts, Vermutungen in verschiedene Richtungen, teilweise in sich widersprüchlich. Der einzige Fakt war die Timeline.

Wenn Du die Antwort auf die Frage hast (was ich nicht glaube), raus damit.
Gruß
Hermes