Hallo,
Dann gab es die Überhitzung der Vakuum-Extension der Düse, die zur Drosselung gezwungen hat. Das wird in der Merlin 1D vac behoben, indem die Abgase der Turbopumpe in die Düse geleitet werden.
beim letzten Falconstart war in der nach hinten gerichteten Onboardcam der zweiten Stufe sehr schön die große Düsenglocke des Merlin zu sehen, das Teil hat richtig schön rot geglüht, ich nehme an weil in dem schon fast luftleeren Raum die Wärme nur noch durch Strahlung, nicht aber mehr an die Luft abgegeben werden kann. Dort wo der Auslass der Turbopumpe zu sehen war hat die Düsenglocke allerdings nicht geglüht und war offensichtlich um einiges kühler, ich vermute weil der zwar heisse aber wohl immer noch kühlere Abgasstrahl die Wärme der Düse wo er sie berührt aufgenommen hat. Hatte mir schon gedacht dass das ungünstig ist und es zu Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung in der Düsenglocke kommen könnte.
Ist dieses beobachtete Verhalten also dieses berüchtigte "Konstruktionsproblem" des Merlin 1C-Vac?
Gruß, Gerry
Nicht daß ich wüßte. Es hieß, die Düsenerweiterung wurde zu heiß und es mußte deshalb gedrosselt werden.
Die eigentliche Düse und die Brennkammer werden ja gekühlt, indem der flüssige Treibstoff durch Kanäle im Mantel geleitet wird. Die Düsenerweiterung wird aber nur durch Strahlung gekühlt und wird deshalb viel heißer. Sie ist aus dem Metall Niobium und sehr hitzebeständig, aber nicht genug, deshalb die Drosselung. Beim Merlin 1D vac wird deshalb der Turbopumpenausstoß eingeleitet und bildet einen dünnen Film aus kühlerem Gas, der die Glocke vor Überhitzung schützt. Das soll sehr effektiv sein und es wurde spekuliert, daß man sogar statt Niobium hoch hitzefesten Stahl verwenden kann. Das wäre sehr kostengünstig, auch leichter verarbeitbar. Bestätigt ist das aber nicht.
Ich finde es übrigens faszinierend, wie dünn das Material der Erweiterung ist, etwa so wie eine Coladose. Deshalb konnte sie auch durch einen austretenden Gasstrahl beschädigt werden. Die heißen Gase beim Betrieb hält sie aber aus.
Man wird auch sehen, wie genau man das für Merlin 1D vac modelliert hat. Es gibt ja keine Vakuumtests vor dem ersten Flug. Die NASA hat zwar einen Super-Teststand, in dem man es ausprobieren könnte, aber das ist extrem teuer und SpaceX verzichtet darauf. Ich würde jedenfalls bei den ersten Flügen noch Niobium verwenden und dann wechseln, wenn ich genaue Daten hätte. Aber vielleicht stelle ich mir das viel zu einfach vor und andererseits ist die Modellrechnung genau genug. Offenbar hat man ja auch beim Merlin 1C vor dem Flug das Überhitzungsproblem erkannt.
