Frage:
Warum bricht Dragon 2 mit angeschlossenem Kofferraum ab?
Potatoswatter
2015-05-07 15:11:27 UTC
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Beim gestrigen Abbruchtest von Dragon v2 wurde der Kofferraum mit seinem drucklosen Kofferraum im Schlepptau abgehoben und dann am Apogäum ausgeworfen. Ist das das echte Abbruchprofil? Wäre es nicht einfacher, ohne Kofferraum wegzuziehen?

Wenn es sich um das tatsächliche Profil handelt, warum sollte die Kraftstoffmasse ausgegeben werden, um die Ladung zu retten?

Wenn nicht, wie würde das ( beeindruckend) Beschleunigung des ersten Tests im Vergleich zu einem realistischen Szenario, in dem die Motoren gegen den Luftwiderstand kämpfen, aber weniger Masse ziehen?

Ich würde mir vorstellen, dass der Kofferraum ein wenig Stabilität beim Abbruch bietet, so dass es tatsächlich einfacher ist, mit dem Kofferraum abzubrechen als ohne. Die Motoren sind für eine treibende Landung ausgelegt, sodass sie ohnehin einen übermäßigen Schub liefern können und das Gewicht des Kofferraums kein Problem darstellt. Nur Spekulationen meinerseits
@neelsg Abort legt den maximalen Schubbedarf der Motoren fest. Sie müssen die vollgetankte Kapsel + den Kofferraum bei 6 G ziehen, verglichen mit der Landung einer leeren Kapsel allein bei etwa 1 G.
Ein Teil der Gewichtsstrafe des Kofferraums hängt von der Masse der Ladung im Kofferraum zum Zeitpunkt des Abbruchs ab. Ich kann mir nicht vorstellen, dass der Kofferraum während des Abbruchs maximal brutto war.
Drei antworten:
ReactingToAngularVues
2015-05-07 15:47:55 UTC
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Es ist ein Aerodynamikproblem. SpaceX hat beide Dragon-Kapseln so konzipiert, dass sie für den Wiedereintritt von Natur aus stabil sind. Sollte sich die Kapsel aufgrund eines Draco-Motorschadens nicht aktiv orientieren können, orientiert sie sich beim Wiedereintritt passiv mit dem stumpfen Hitzeschild nach vorne in den Geschwindigkeitsvektor. Dies minimiert das Risiko und stellt sicher, dass der Hitzeschild zum Abstieg immer in die Atmosphäre zeigt. Dies ist eine inhärente Eigenschaft des Wiedereintrittskörpers Kegelstumpf.

Dieses Design hat jedoch einen Nachteil: Wenn Sie in einem Szenario auf einen Fehlermodus stoßen, dessen Leben gefährdet ist Wenn die Astronauten an Bord der Dragon sind und Sie der Rakete entkommen müssen, möchten Sie dies so schnell wie möglich tun und auf den geringsten aerodynamischen Widerstand wie möglich stoßen. Dies bedeutet, dass Sie den Nasenkonus nach vorne und den Hitzeschild nach hinten richten müssen, was genau dem aerodynamischen Design von Dragon entgegengesetzt ist.

Die von SpaceX gewählte Lösung bestand darin, den Kofferraum während des abbrechen. Beachten Sie, dass der Kofferraum selbst die Kapsel nicht nach vorne zeigt, sondern die Flossen am Kofferraum . Sie formen den Luftstrom um die Kapsel so, dass er stabil in den Geschwindigkeitsvektor hineinragt.

Dragon Pad Abort Dragon beginnt sofort, sich nach dem Entfalten zu drehen, bevor Drogue Chute Jettison. sup>

All dies können Sie während des Pad Abort-Videos sehen. Sobald sich der Kofferraum entfaltet und vom Fahrzeug trennt, beginnt sich die Kapsel sofort zu drehen und versucht, sich mit dem Hitzeschild nach vorne zu stabilisieren.

Außerdem ist der Kofferraum unglaublich leicht. Der Drache wiegt ungefähr 8000-9000 kg. Der Kofferraum ist weniger als 1000 kg. Ein kleiner Nachteil, klar, aber wen interessiert es, wenn Sie das Leben der Crew im Inneren retten.

Vielen Dank! Ich habe eine [Referenz] gefunden (http://science.house.gov/sites/republicans.science.house.gov/files/documents/HHRG-114-SY16-WState-GReisman-20150227.pdf), aber ich frage mich immer noch : 1. Warum nicht einfach die Lamellen im Federball-Stil an der Kapsel befestigen - oder eine andere Art von Widerstand erzeugendem Gerät einsetzen? 2. Der Kofferraum ist nur leicht, wenn er leer ist. Beschränkt dies seine maximale Belastung?
@Potatoswatter Wenn die Flossen die Kapsel spitz zulaufen lassen, möchten Sie sie nicht auf die Kapsel legen. Denken Sie daran, dass die Idee darin besteht, im Falle eines Fehlers wieder sicher einzutreten. Einziehbare Lamellen sind mechanisch komplexer als Sprengbolzen, und Sie möchten wirklich nicht, dass die Kapsel festsitzt, wenn sie versucht, wieder einzutreten. Wenn Sie die Flossen auf dem Kofferraum belassen, können Sie ein wenig mehr Gewicht verlieren (Sie müssen die Flossen nicht in den Weltraum bringen; sie werden nach dem Start nicht verwendet), und es wird sichergestellt, dass die Kapsel selbst in den Hitzeschild zurückkehrt Fehlerfall.
@anaximander Nicht einziehbar oder ähnliches. Stellen Sie sich die Flossen vor, wo sie sich jetzt befinden, aber mit Wurzeln, die bis zu explosiven Bolzen reichen, die denen benachbart sind, die den Kofferraum bereits befestigen. Übrigens, das ist der einzige Weg, um zu vermeiden, dass sie in den Weltraum gebracht werden. Derzeit ist ihr Gewicht * nicht * vergossen, weil der Kofferraum * in den Weltraum * geht.
@Potatoswatter ... ja. Irgendwie habe ich diesen Teil vergessen! Ich denke, am Ende liegt es am Prinzip, die Dinge einfach zu halten. Mehrere Flossen mit jeweils eigenen Entkopplern würden die Komplexität erhöhen. Eine separate Lamellenbaugruppe, die groß genug ist, um Lamellen mit geeigneter Größe zu tragen, und die separat zum Kofferraum abgeworfen werden kann, würde nur Gewicht und Komplexität (und möglicherweise verschwendete Innenräume) erhöhen und nicht viel Nutzen bringen. In fast allen Fällen, in denen Sie die Flossen benötigen, benötigen Sie den Kofferraum (oder zumindest die Strafe dafür, dass der Rest des Kofferraums sowie die Flossen minimal sind).
Ist "weniger als 1000 kg" Masse des Kofferraums mit oder ohne Nutzlast? Hatten sie Ballast, um eine Nutzlast während des Abbruchs zu simulieren?
@Philipp yep; Jede Ladung ist zusätzlich zum Kofferraumgewicht.
@Potatoswatter schränkt die Last wahrscheinlich nicht ein. Die SuperDraco-Motoren wurden entwickelt, um das Gewicht von Dragon mit bloßer Kraft zu überwinden.
"Bisherige Kapseln von Raumfahrzeugen erforderten alle eine aktive Kontrolle, um beim Wiedereintritt eine stabile Ausrichtung aufrechtzuerhalten." Ich glaube nicht, dass das wahr ist. Tatsächlich glaube ich, dass das Gegenteil der Fall ist.
@Erik, gut, dann geben Sie eine Quelle an und bearbeiten Sie sie.
Ich brauche das nicht wirklich, da es nicht meine Antwort ist und Kegelstümpfe bekanntermaßen aerodynamisch stabil sind und ihr stumpfes Ende nach vorne zeigen.
@EchoLogic, siehe das Zitat über ballistische Raketen von 1958. "Andere Tests zeigten, dass sich die Kapsel, wenn sie wie ein Kegelstumpf geformt wäre, beim Wiedereintritt automatisch wieder aufrichtet, selbst wenn das Bordsteuersystem ausfällt" von http: //www.airspacemag. com / space / wie-das-Raumschiff-seine-Form-bekam-137293282 /
Byron Jones
2015-12-28 21:15:38 UTC
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Ich würde auch denken, dass bei einem Ausfall, bei dem die Rakete entweder explodiert oder gezündet werden muss, das Anbringen des Kofferraums als Schutz vor eindringenden Trümmern dienen könnte. Es würde nur ein kurzes Fenster geben, in dem dies erforderlich sein könnte, und es scheint mit der Dauer zusammenzufallen, in der der Kofferraum befestigt bleibt.

AZRule110
2018-05-24 00:00:22 UTC
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Ich dachte, es wäre eine Anstrengung, CG vor CP zu halten, damit Dragon von Natur aus stabil ist und unter Strom vorwärts fliegt. Dragon möchte sich zunächst selbst am Hitzeschild orientieren. Hinweis Boeing Starliner hat auch ein Drücker-Abbruch-System, aber keinen langen Kofferraum ...



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