Falcon 9

@Steffan307:
Ich halte das Merlin für eines der besten RP-1/LOX Triebwerke die je gebaut wurden, nicht was den ISP betrifft, aber zusammen mit den anderen Eigenschaften:
- ISP
- Schub/Masse
- Kosten
- Zuverlässigkeit
Offensichtlich ist deren Triebwerksentwicklungsteam extrem gut.
Und nochmal, die Annahme das es SpaceX nicht besser als die Konkurrenz kann ist in Anbetracht ihrer Erfolge einfach haltloser Unsinn.
Aber man kann natürlich die Erfolge mit allerlei Scheinargumenten versuchen klein zu reden, ich fragte aber ob du Beweise und keine Vermutungen hast.
Deine Reaktion lässt vermuten das du aber keine Daten hast.

Ich habe selbstverständlich keine Daten die nicht auch der Allgemeinheit zur Verfügung stehen. Aber ich habe gesunden Menschenverstand, außerdem habe ich mich intensiv mit der Geschichte Der Raumfahrt befasst, wobei es hier Leute gibt die sich noch weitaus besser auskennen.
Zu Kerosin/LOX das ist ja ein gerade zu gewöhnlicher Raketentreibstoff. In den USA kam man nach dem F1 davon ab, und hat die Weiterentwicklung vernachlässigt, weswegen man für die Atlas ein Triebwerk in Russland eingekauft hat. Jetzt kommen seit vielleicht 10 Jahren 2 Firmen, SpaceX u Blue Origion,  die ja als besonders Innovativ gelten, auf die Idee diesen Treibstoff in den USA zu einer Renaissance zu verhelfen. Die Gründe dafür würde ich sehr gerne mal Diskutieren aber das gehört nicht hierhin.
Was aber hierhin gehört: Worauf begründet sich der grenzenlose Optimismus der allem entgegengebracht wird was SpaceX anfängt?
SpaceX hat unbestrittener Weise eine technische Pionierleistung vollbracht, die ich auch anerkenne! aber davon abzuleiten das sie jetzt alles besser können als die Konkurrenz ist schlicht naiv!
Das sie es genauso gut können als Triebwerksbauer mit Jahrzehnte langer Erfahrung ist schon eine enorme Leistung!
Von daher ist es schlichte Mathematik das die F9 eine höhere Triebwerks bedingte Ausfallwahrscheinlichkeit hat als Raketen mit weniger Triebwerken gleicher Zuverlässigkeit!
Nochmal ich hatte hier zusätzliche Argumente für das SpaceX Konzept geliefert, weil sie etwas können was andere nicht können...
Alles was ich in frage Stelle ist der "grenzenlose Optimismus"  dem hier einige allem entgegenbringen was Musk "anleiert"...
MFG S

Ich bin mir auch ziemlich sicher, daß man keine komplizierten Verfahren einführt, um die Stufe zu retten, falls etwas schiefgeht. Man wird darauf setzen, daß fast nie etwas schiefgeht

Das denke ich zwar auch, aber Schiefgehen ist nicht gleich Schiefgehen.

und wenn doch, dann fliegt man die primäre Mission und versenkt die Stufe.

Moment. Schneefüchsens Ausgangsszenario ging aber so: Ein Triebwerk fällt derart früh aus, dass auch die Primärmission ohne Landung nicht mehr durchführbar ist. Je nach Nutzlast ist das durchaus möglich.

Das heißt also, die Mission hat gerade erst begonnen, aber es ist bereits sicher, dass Erststufe und Oberstufe UND NUTZLAST verloren sind, trotz voller Tanks und 8 gesunder, störungsfrei laufender Triebwerke.

Ich denke schon, dass man für eine so extreme Situation auch über extreme Maßnahmen wie "Leerbrennen und notlanden" zumindest mal nachdenken kann.

Moment. Schneefüchsens Ausgangsszenario ging aber so: Ein Triebwerk fällt derart früh aus, dass auch die Primärmission ohne Landung nicht mehr durchführbar ist. Je nach Nutzlast ist das durchaus möglich.

Das heißt also, die Mission hat gerade erst begonnen, aber es ist bereits sicher, dass Erststufe und Oberstufe UND NUTZLAST verloren sind, trotz voller Tanks und 8 gesunder, störungsfrei laufender Triebwerke.

Ich denke schon, dass man für eine so extreme Situation auch über extreme Maßnahmen wie "Leerbrennen und notlanden" zumindest mal nachdenken kann.

Ich weiß gar nicht, ob so ein Szenario überhaupt möglich ist. Die Triebwerke wurden in ihrem Schub so oft gesteigert, daß man mit 8 Triebwerken losfliegen könnte. Mit all dem überschüssigen Treibstoff für die Landung sollte man die Primärmission fliegen können. Nicht, daß man das machen würde.

Aber darum ging es mir nicht. Ich bezweifle einfach, daß man so viele mögliche Extremfälle einprogrammiert. Das würde die Software komplexer und ggf. auch störungsanfälliger machen.

Obwohl mir dabei ein Gegenargument einfällt. Bei CRS-7 hätte die Dragonkapsel gerettet werden können, wenn sie den Befehl zum Fallschirm auslösen programmiert gehabt hätte. Obwohl eine solche Situation wohl nie wieder vorkommen wird, hat man Fallschirm auslösen dafür aktiviert. Das war für Crew Dragon aber sowieso vorgesehen, man hat nur die Routine in Betrieb genommen.

Zitat von: Terminus am 06. Juni 2017, 22:07:18

Moment. Schneefüchsens Ausgangsszenario ging aber so: Ein Triebwerk fällt derart früh aus, dass auch die Primärmission ohne Landung nicht mehr durchführbar ist.

Ich weiß gar nicht, ob so ein Szenario überhaupt möglich ist. Die Triebwerke wurden in ihrem Schub so oft gesteigert, daß man mit 8 Triebwerken losfliegen könnte. Mit all dem überschüssigen Treibstoff für die Landung sollte man die Primärmission fliegen können.

Schneefüchsin schreibt was Anderes und in #473 bestätigt auch Hugo diese Darstellung. Je größer die Nutzlast, desto weniger darf schiefgehen. Schlagwort an anderer Stelle: "Engine Out Capacity".

Aber darum ging es mir nicht. Ich bezweifle einfach, daß man so viele mögliche Extremfälle einprogrammiert. ...

Im Moment nicht, das glaube ich auch. Aber nach der Pflicht kommt die Kür, d.h. wenn sie die wahrscheinlichen Sachen erstmal abgedeckt haben, kommen sie eben zu den unwahrscheinlichen.

Obwohl mir dabei ein Gegenargument einfällt. Bei CRS-7 hätte die Dragonkapsel gerettet werden können, wenn sie den Befehl zum Fallschirm auslösen programmiert gehabt hätte. Obwohl eine solche Situation wohl nie wieder vorkommen wird, hat man Fallschirm auslösen dafür aktiviert.

Ja genau, mit solchen kleinen, unaufwändigen Maßnahmen fängt es an.

 

Redet ihr hier an einander vorbei?

Ist das Szenario, um das es hier geht:

"Störung/Ausfall eines Triebwerks -> Nutzlast kann noch in den Orbit gebracht werden aber RTLS ist nicht mehr möglich. ABER eine bisher nicht eingeplante Seelandung wäre noch möglich. -> S1 wäre mit Notfallprogramm noch rettbar"

oder

"Störung/Ausfall eines Triebwerks -> Nutzlast kann nicht mehr in den Orbit gebracht werden -> Nutzlast wäre mit Notfallprogramm noch rettbar, S1 wird geopfert"

Redet ihr hier an einander vorbei?

Ist das Szenario, um das es hier geht:

"Störung/Ausfall eines Triebwerks -> Nutzlast kann noch in den Orbit gebracht werden aber RTLS ist nicht mehr möglich. ABER eine bisher nicht eingeplante Seelandung wäre noch möglich. -> S1 wäre mit Notfallprogramm noch rettbar"

oder

"Störung/Ausfall eines Triebwerks -> Nutzlast kann nicht mehr in den Orbit gebracht werden -> Nutzlast wäre mit Notfallprogramm noch rettbar, S1 wird geopfert"

Letzteres.

Wobei auch die beiden Stufen gerettet werden sollen (müssen!). Voraussetzung: Die Landebeine der Erststufe müssen das Aufsetzen und Stehen des gesamten Stacks aus leerer Erststufe, voller Oberstufe und voller Nutzlast aushalten, wobei es hier vielleicht eine extrem sanfte "Hover"-Landung sein könnte. So die Vision von Schneefüchsin.

Oder, Vision 2.0: Die Oberstufe müsste sich ihrerseits auch noch von der Erststufe lösen, sich ihrerseits leerbrennen und mitsamt der Nutzlast ihrerseits auf ihren eigenen Landebeinen aufsetzen.

So Softwarebelastend wären ein Berg an Notfallplänen gar nicht.

Während des Betriebs überwacht das System, ob alles läuft, wie es soll. Hier spielen irgendwelche Notfallpläne keine Rollen, Die Software würde arbeiten wie jetzt.
Eine Anomalie tritt auf. Nun Prüft das System, welches Verfahren am für diese Anomalie vorgeschrieben wird. (Dies kann von leichten Druckabweichungen bis zu einem Triebwerksausfall reichen)
Diese Prüfung geht recht schnell, und sobald für eine Gegenmaßnahme entschieden wurde wird diese durchgeführt, bis das Problem behoben ist, oder sich zeigt, dass die Maßnahme nicht ausreichend ist.
(zb. Überdruck im Sauerstofftank --> Standardgegenmaßnahme wäre etwa: Drossel Heliumzufuhr damit der Druck nicht weiter ansteigt, tut er es doch öffne die Entlüftungsventile um Druck abzulassen. Funktioniert das nicht und der Druck steigt weiter hast du ein ernstes Problem)

Zur Engine-out-capazität. Passiert es in den letzten Sekunden des Fluges der Erststufe ist es recht egal, da die Triebwerke eh schon gedrosselt werden. hier können die übrigen Triebwerke es ohne Einbußen der Gesamtleistung kompensieren. Aber in der Zeit ist dies eben nicht durch den Rest kompensierbar.
In den ersten Startsekunden ist es sogar besonders schlimm, da der Gravitationsverlust als Hauptverlustquelle nun noch härter zuschlägt daher auch meine Gedanken zu dieser Zeit.

Landen auf dem Starttisch geht übrigens nicht. Grund ist das die Rakete auf Haltebolzen steht, diese sauber einfädeln wäre eine sehr knifflige Aufgabe. Für ITS ist etwas in der Richtung geplant, aber im Moment sind die Toleranzen, in denen man bleiben müsste so gering, das es mehr Glück als verstand ist.

Grüße aus dem Schnee

Es ergibt sich hier eine Fülle von Möglichkeiten nach dem Motto retten was zu retten ist! Knifflig dürfte sein Kriterien festzulegen welches Verfahren man in welchem Fall anwendet. Auch Sensorfehler sind ja nicht auszuschließen... evtl. Doch den Menschen entscheiden lassen?

MFG S

Knifflig dürfte sein Kriterien festzulegen welches Verfahren man in welchem Fall anwendet. Auch Sensorfehler sind ja nicht auszuschließen...

Sensorfehler müssen heute schon von der Software verarbeitet werden. Alle wichtigen Sensoren sind redundant und die Software muss damit umgehen können. Die Sensoren sind ja sozusagen die Augen und Ohren der Rakete. Ohne (redundante) Sensoren ist die Rakete so oder so tot. Software hin oder her.

evtl. Doch den Menschen entscheiden lassen?

Der Mensch entscheidet heute schon praktisch gar nichts während des Flugs. Vor dem Start kann der Mensch den Start abbrechen, danach die Rakete sprengen. Das wars im Prinzip. Ansonsten kann der Mensch nur überwachen. Alle flugrelevanten Entscheidungen treffen einzig und alleine die Flugcomputer. Das geht alles viel zu schnell als das ein Mensch noch irgend eine Chance hätte wirksame Eingriffe vorzunehmen.

Wenn es solche Notfall-Prozeduren jemals geben wird, müssen einzig und allein die Computer die Entscheidungen treffen, welche Maßnahmen zu ergreifen sind. Klar kann aber der Mensch VOR DEM START den Computern sagen, welche Abbruchszenarien zu welcher Zeit möglich bzw. vorzuziehen sind.

BTW: Sowas in der Art (im Kleineren) gibt es heute schon bei den Dragon-Starts. Vor CRS-7 gab es keine Notfallmaßnahmen, was die Kapselrettung betrifft. Nach dem CRS-7 Unfall wurde die Software so geändert, dass bei einem Abbruch die Kapsel abgeworfen und das Fallschirmsystem aktiviert wird um die Nutzlast zu retten.


Mane

Wobei wir ja gerade auf dem Mars erlebt haben das solche Plausibilitätsüberprüfung durch den Computer nicht ohne sind. Dem Mensch steht am Boden auch zusätzliche Informationen zur Verfügung z.b. sieht er die Rakete von außen! Ein Schalter der das Notprogramm Oberstufe abtrennen und mit Nutzlast Notlanden auslöst ist schnell gedrückt!

MFG S

Wobei wir ja gerade auf dem Mars erlebt haben das solche Plausibilitätsüberprüfung durch den Computer nicht ohne sind.

Hier wurde auf große Teile der Tests der Software verzichtet und die angesprochenen Plausibilitätsüberprüfung waren schlicht nicht implementiert. Ein schlechtes Beispiel.

Mane

Dem Mensch steht am Boden auch zusätzliche Informationen zur Verfügung z.b. sieht er die Rakete von außen!

In welchen Szenario wäre das ein Vorteil?

Mane

Gerade wurde das AFTS eingeführt. Wie will da ein flightcontroller noch eingreifen, um einen Nutzlastabwurf durchzuführen -bevor die Kerze gesprengt wird ?
Ich glaube nicht, dass manuelle Eingriffe während der Startphase möglich/sinnvoll sind.
Zumal es ja auch nicht darum geht, allein blos irgendeinen Schalter zu betätigen.
Da muss ja auch noch ein Entscheidungsbaum abgearbeitet werden. Selbst wenn das nur im Kopf des Controllers geschieht: die Zeit, die dabei vergeht ist viel zu lang...

Zitat von: Stefan307 am 08. Juni 2017, 12:05:32

Wobei wir ja gerade auf dem Mars erlebt haben das solche Plausibilitätsüberprüfung durch den Computer nicht ohne sind.

Hier wurde auf große Teile der Tests der Software verzichtet und die angesprochenen Plausibilitätsüberprüfung waren schlicht nicht implementiert. Ein schlechtes Beispiel.

Mane

Bleiben wir bei der visuellen Beobachtung der Rakete von außen, den Rauch am Challanger Booster hätte man sehen können bevor die Sensoren etwas auffälliges vermeldet haben... aber wir kommen vom Thema ab...

MFG S

Abbruch Szenarien mach vor der ITS vermutlich kaum Sinn, erst mit der lässt sich die Nutzlast retten solange sie noch vom Booster wegkommt und zumindest genug Triebwerke funktionieren um sie so lange in der Luft zu halten bis genug Treibstoff verbrannt worden ist, damit sie sicher Landen kann.
Für eine F9 sind die Möglichkeiten, bis auf den Ausfall eines Triebwerks ziemlich eingeschränkt, eine Rettung der Nutzlast ist bis auf die Dragon und X37 kaum möglich.
Bei der FH wird wohl etwas besser.

... das Notprogramm Oberstufe abtrennen und mit Nutzlast Notlanden...

Die Oberstufe kann im Moment nicht landen, es geht um das ganze Paket, also Landung mit Unterstufe. Auch muss das Oberstufentriebwerk mehrere Sekunden vorgekühlt werden. "Chill uper stage Engine" oder so heißt es in den Übertragungen immer.

Wenn ein Triebwerk ausfällt raucht nichts. Wenn Wolken sind, sieht man nichts. Bei einem antriebsstrahl eine Anomalie sicher erkennen ist auch mehr als knifflig.

Dem Controller bringt es nicht wirklich, etwas zu sehen. Und das ein Triebwerk ausgefallen ist oder abgeschaltet werden musste weiß die Rakete eher, als er.
Entweder hat sie es selbst abgeschaltet.
Die Gravitationsbelastung hat nachgelassen.
Druckabfall und Änderungen in der Brennkammer, Turbopumpe, und so weiter.
Ausfall verschiedener Sensoren weil irgendwas Kaput geht.

Auch muss nicht nur erkannt werden, es ist etwas schiefgegangen, sondern auch was. Es gibt viele mögliche Probleme und wie soll der Controller am Boden das rasch entscheiden, was das Problem ist und wie es behoben werden soll? Geschweige denn Mitteilen.
Bedenkt, wir reden zwar über den spezifischen Fall eines frühen Triebwerksausfalls, aber auch anderes kann passieren.

Grüße aus dem Schnee

Für die Phantom-Diskussion bezüglich "Notlandung" gibt es doch diesen neuen Thread:

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=15548

Könnt ihr das nicht dort weiterführen?

Wie wird die Falcon 9 eigentlich auf der Startrampe gehalten? Ich denke, das die Greifer an der Grundplatte das gesamte Gewicht der Rakete tragen und das Strongback für Stabilisierung zuständig ist. Stimmt das so?

Auch wenn es eine Animation von der FH ist, aber das Prinzip sollte das gleiche sein:

https://www.youtube.com/watch?v=4Ca6x4QbpoM?t=16s
Bei 18-20 Sekunden sieht man sogar, wie eine Schutzklappe die Haltegreifer vor dem Feuer schützt.

F9 Block 4 kommt bald, Block 5 Ende des Jahres. Block 4 ist ein Zwischenupdate.

 
Sorry, aber das glaube ich auch erst wenn ich die Block 5 Konfiguration auf dem Pad sehe.

So ganz verstehe ich jetzt Tobis Aussage, bzw. Widergabe des Interviews mit Frau Shotwell auf Reddit nicht. Aktuell hat SpaceX die F9 FT am laufen, die dritte Generation der F9 (F9 v1.0, v1.1 und FT). Nur wie will man Block 4 noch dieses Jahr einführen, wenn das Jahr schon halb rum ist und Block 5 Ende des Jahres kommen soll?
Und was ist Block 4 überhaupt? Die Block 5 Änderungen sind auf Wiki aufgelistet gegenüber FT, aber Block 4?

Wir hatten uns beim letztem "Mitteldeutschem RaumCon Stammtisch" am 17.11. u.a. zum Thema Helium-Tanks der Falcon-9 und deren Aufgabe unterhalten. Aber wir kamen zu keinem sauberen Ergebnis.

Ich habe nachgeforscht und fand heraus, dass das Helium dazu dient Druck im Tank aufzubauen, da die Treibstoffpumpen einen Mindestdruck am Eingang benötigen. So weit so gut.

Nun stellten sich mir eine Reihe von Fragen. Ich hoffe, es gibt hier im Forum kompetente Leute, die diese beantworten können.

1. Das der RP1-Tank ein zusätzliches Druckgas braucht, um den benötigten Druck zu erreichen ist klar. Aber der Sauerstofftank müsste doch durch Erwärmung und Verdampfung des Sauerstoffs auch diesen Druck erreichen können? Warum funktioniert das nicht?

2. Wenn man schon solche Druckgastanks mitführen muss, wäre es vielleicht eine gute Idee, dass die kleinen Steuerdüsen damit betrieben werden könnten. Ist das so?

3. Wir haben noch den Punkt Wiederzündung nach der Freiflugphase besprochen. Nur einen Druck im Tank aufzubauen bringt ja nichts. Der Treibstoff verteilt sich bei Schwerelosigkeit trotzdem im Tank. Ich nehme an, dass kurz vor Zündung des Merlin-Triebwerkes die Stufe beschleunigt wird, so dass sich der Treibstoff schön am Boden ansammelt. Werden dafür ebenfalls die Steuerdüsen (kalt) verwendet? Kommt hierbei das Helium zu m Einsatz?

Vielen Dank im voraus für Eure Antworten!

1. Das der RP1-Tank ein zusätzliches Druckgas braucht, um den benötigten Druck zu erreichen ist klar. Aber der Sauerstofftank müsste doch durch Erwärmung und Verdampfung des Sauerstoffs auch diesen Druck erreichen können? Warum funktioniert das nicht?

Der Sauerstoff könnte theoretisch am Triebwerk erwärmt werden und als heißes Gas in den Tank zurückgeleitet werden um für Druck im Tank zu sorgen. Das ist bei BFR geplant aber die F9 hat dieses Feature noch nicht.

2. Wenn man schon solche Druckgastanks mitführen muss, wäre es vielleicht eine gute Idee, dass die kleinen Steuerdüsen damit betrieben werden könnten. Ist das so?

Das Helium ist nur für die Bedrückung der Tanks vorgesehen. Die Steuerdüsen werden mit Stickstoff betrieben, weil Stickstoff eine viel höhere Dichte hat und so für mehr Schub sorgt.

3. Wir haben noch den Punkt Wiederzündung nach der Freiflugphase besprochen. Nur einen Druck im Tank aufzubauen bringt ja nichts. Der Treibstoff verteilt sich bei Schwerelosigkeit trotzdem im Tank. Ich nehme an, dass kurz vor Zündung des Merlin-Triebwerkes die Stufe beschleunigt wird, so dass sich der Treibstoff schön am Boden ansammelt. Werden dafür ebenfalls die Steuerdüsen (kalt) verwendet? Kommt hierbei das Helium zu m Einsatz?

Vielen Dank im voraus für Eure Antworten!

Ganz sicher bin ich mir nicht aber ich glaube dafür wird auch der Stickstoff verwendet, der in Düsen ausgestoßen wird.

Hallo,

habe mich zu dem Thema auch mal versucht schlau zu machen 

Also wie Tobi schon geschrieben hat. Das Helium dient zur Druckbeaufschlagung der Tanks.

Das Reaction Control System an der Ersten Stufe arbeitet mit Stickstoffbetriebenen Kaltgasdüsen. Damit drehen Sie die Stufe und bremsen sie auch ein wenig ein , mit dieser Verzögerung bekommen Sie den Treibstoff wieder auf den Tankboden von wo er wieder abgezapft werden kann.

Kurz noch zum Thema RCS der Dragon Kapsel. Da sind die hypergolen Treibstoffe in Tanks mit einer Membran , in der einen Seite Treibstoff auf der anderen liegt Helium als Druckgas an, damit hat man den Treibstoff immer an der Abnahmestelle.
Diese Art Tanks waren auch im Orbiter des Space Shuttles verbaut.



...hoffe die Infos stimmen 

schönen Restsonntag
jok

PR-1 könnte kaum soweit aufgeheizt werden das es als Gas vorliegt und hätte auch dann einen eher niedrigen Dampfdruck. LOX kann man für RP-1 aber auch nicht nehmen, es sei den man will die Rakete zum besseren Transport in viel kleine Einzelteile haben. 
Im Prinzip würde RP-1/LOX in den Boostern vielleicht ohne Helium auskommen, aber der Druck wird sicher auch für die Statik benötigt und die Booster haben Freiflugphasen bevor sie wieder gezündet werden und in der Zeit sind beides eben nicht mit Druck in den Leitungen und das wäre sicher nicht so gut bei einer Zündung.
Das man die Steuerdüsen mit Stickstoff betriebt hat vermutlich nichts mit der dichte zu tun, sondern eher damit das N2 nicht brennt. RP-1/LOX ist da ungeeignet und LOX ist einfach viel zu kalt.
Aufwärmen würde zwar gehen, aber da hat man lange zusätzliche Leitungswege und den Wärmetauscher und das geht eh nicht für RP-1.
Bei der Merlin wird das sehr viel einfacher, beide Treibstoffkomponenten sind ziemlich genau bei den selben Temperaturen flüssig/gasförmig man braucht also nur Leitungen von den Tanks zu den Steuerdüsen. Diese betrieb man dann eben nur mit dem Tankdruck. Für die unteren Steuerdüsen ist das noch sehr viel einfacher wenn diese in Höhe der Triebwerksaufhängung angebracht werden, da liegen eh genug Leitungen für beide Gase. der ISP wird dann vermutlich ziemlich lausig, aber man wird eh nicht viel Impuls brauen.