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03. August 2020, 14:23:32
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Autor Thema: Wiederverwendbarkeit des Fairings  (Gelesen 99085 mal)

Offline rok

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #275 am: 02. Mai 2018, 21:58:25 »
Das interessante an dieser Konstruktion ist, dass die beiden Geräte nur an einem einzigen Knoten miteinander verbunden sind. D. h. sie können keine Lenkkräfte auf den "Partner" übertragen. Bei früheren Versuchen sah es so aus, dass der Schirm und die Fairinghälfte über mehrere Gurte miteinander verbunden waren, so dass sie gegenseitig ihren Kurs beeinflusst haben.

Früher waren diese Gurte auch deutlich näher am Rand angebracht, dadurch konnten die Lenkbewegungen des Schirms besser auf die Fairinghälfte übertragen werden. In dem aktuellen Video sieht man, dass zumindest die beiden hinteren Gurte viel näher zusammen liegen, sozusagen in der Nähe des Kiels. Dort ist die Position stabiler, als wenn die Gurte an den "wabbeligen" Rändern der Fh. befestigt wären.

Offline Hugo

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #276 am: 02. Mai 2018, 22:28:22 »
Das interessante an dieser Konstruktion ist, dass die beiden Geräte nur an einem einzigen Knoten miteinander verbunden sind. D. h. sie können keine Lenkkräfte auf den "Partner" übertragen.
Ist das sicher? Zum einen ist das ein Gegenlicht-Foto. Mögliche dünnere Steuerleinen wären hier unsichtbar. Zum anderen ist das "Knoten" in der Mitte groß. Sehr groß.

Fakt ist: SpaceX probiert, testest, lernt und verändert. Und das bis heute immer erfolgreich. Es ist somit eine Frage der Zeit, bis das erste Fairing erfolgreich gelandet ist. Bis zur ersten Falcon hat es ja auch gedauert.

Offline rok

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #277 am: 03. Mai 2018, 04:44:51 »
1. Warum sollte man zusätzlich zu den Traggurten noch "Steuerleinen" verwenden?
2. Mit dem "Knoten" meine ich die Stelle, an der die Traggurte zusammenlaufen.
Ich gehe auch davon aus, dass sie die Fairinglandung hinbekommen werden, allerdings sind sie damit im Moment noch nicht erfolgreich.

Offline 26122017

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #278 am: 03. Mai 2018, 15:40:03 »
Das ist ein GPS gesteuerter Falschschirm, damit kann man ziemlich genau Landen. Wird auch so bei der Bundeswehr gemacht.

Offline rok

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #279 am: 03. Mai 2018, 16:28:06 »
Die beiden Partner bei einer Fairinglandung, also das Fluggerät und das Fangschiff (also z.Z. Mr. Steven) werden allerdings dynamisch gesteuert über ein DPS (dynamisches Positionierungssystem), bei dem die beteiligten Geräte extern gesteuert werden und auf Änderungen sofort automatisch reagieren.

Das heißt, dass das Schiff ständig die lokalen Wetterdaten und aus den GPS-Daten die Anflugbahn des Fairings abgleicht und den optimalen Treffpunkt (nach Ort und Geschwindigkeit) selbstständig anfährt, wobei kein Mensch, außer im Notfall, eingreift. Die anfliegende Fairinghälfte ist dabei in der Regel der dominierende Partner, der den Treffpunkt vorgibt und damit auch das Schiff fernsteuert. Dieses System wird bspw. bei Versorgungsschiffen der Marine angewendet, um bei Marschfahrt Material und Treibstoff zu übergeben.

Offline pehy

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #280 am: 03. Mai 2018, 18:41:31 »
Vielleicht liege ich ja falsch, aber so aus dem aerodynamischen Bauchgefühl heraus ist mir die Gleitschirmlösung unsympathisch. Das Fairing wird doch normalerweise so weit oben abgeworfen, dass es fast keiner aerodynamischen Belastung mehr unterliegt. Ich fände eine einteilige Kapsel, von einem reaktiven Antrieb in Flugrichtung weggezogen, besser beherrschbar. Dazu müsste die zweite Stufe für die Separation stoppen und anschließend wieder zünden. Das leere Fairing wäre stabiler, als zwei wabblige Halbschalen und hätte eine Form, die mit kleinen ausklappbaren Steuerflächen eine stabile, gesteuerte Gleitfluglage einnehmen könnte. Um die Geschwindigkeit über dem "Fänger" zu reduzieren,  könnte man einen ungesteuerten Bremsschirm nehmen. Oder, man verwendet zusätzlich superkritische Tragflächen ganz geringer Tiefe und großer Streckung, die beim Start außen an der Verkleidung anliegen und nach Separation ausgeklappt und verriegelt werden. Dank moderner Leichtbaumaterialien wäre das vielleicht machbar. Die erste Variante würde eher einen gesteuerten Absturz mit dem Vorteil der geringeren Anfälligkeit gegen starken Wind bieten. Die zweite würde es wegen des besseren Gleitwinkels vielleicht sogar aus eigener Kraft irgendwie an Land schaffen. Andernfalls müsste sie den mit Maximalgeschwindigkeit gegen den Wind fahrenden Fänger aktiv ansteuern und kann, falls die Geschwindigkeitsdifferenz nicht zu hoch ist, direkt im Fangnetz landen. Andernfalls muss halt auch ein Bremsschirm her.
Nachteil der ganzen Idee wäre ein noch teureres und vielleicht auch schwereres Fairing sowie eine Wiederzündung der zweiten Stufe mehr.

Offline Hugo

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #281 am: 03. Mai 2018, 20:52:47 »
Leider kann kann die 2. Stufe aber nicht einfach mal so eben stoppen. Die Gravitationsverluste sind dafür zu groß.

Offline pehy

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #282 am: 03. Mai 2018, 21:10:34 »
....Die Gravitationsverluste sind dafür zu groß.
Irgendwie war mir schon klar, dass ich was übersehen habe... 🙄

Offline rok

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #283 am: 04. Mai 2018, 06:34:16 »
Auch wenn in der Höhe die Luft schon sehr dünn ist, gibt es durch die hohe Geschwindigkeit doch einen ziemlichen Gegenwind, also müsste man das Teil, das über eine Tonne wiegt, stark beschleunigen, um es möglichst schnell aus dem Weg zu bekommen. Dafür wird man aber keine Feststofftriebwerke einsetzen können, um keine Verschmutzung oder Beschädigung der Nutzlast zu riskieren.

Online blackman

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #284 am: 04. Mai 2018, 08:19:31 »
Von was redet ihr denn? :D die dünne Luft ist überhaupt kein Problem. Die Fairinghälften werden mit Kaltgasdüsen in den oberen Schichten der Atmosphäre gesteuert. So sind sie immer schön ausgerichtet und trudeln nicht während sie wieder in die dichtere Atmosphäre eintreten. Und sobald der Auftrieb reicht wird der Gleitschirm ausgeworfen. Und von da an ist das Ding eh stabil, solange man keine wilden Kurven fliegt oder ein Strömungsabriss provoziert.

Offline pehy

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #285 am: 04. Mai 2018, 09:16:34 »
Auch wenn in der Höhe die Luft schon sehr dünn ist, gibt es durch die hohe Geschwindigkeit doch einen ziemlichen Gegenwind ...
Das kann ich mir angesichts von mit Klebeband befestigten Goldfolien und der bizarren Form vieler Nutzlasten nicht vorstellen. Bei nennenswerter aerodynamischer Belastung würde das so nicht gehen.

Offline 26122017

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #286 am: 05. Mai 2018, 11:53:29 »
Gehört zwar jetzt nicht direkt zu diesem Thema. Aber warum ist eigentlich ein wieder genutzter F9 Booster so „verbrannt“?

Hier ein Foto
https://www.instagram.com/p/Be36GWVAcR5/?taken-by=elonmusk

Da gegen ist das Fairing so weiß wie vorher.

Kommt die Verbrennung von Oberstufen Triebwerk?

Online PaddyPatrone

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #287 am: 05. Mai 2018, 12:25:06 »
Der Booster ist beim Aufstieg und Wiedereintritt/Landung hier und da dem Abgasstrahl, bzw den daraus resultierenden Rußpartikeln ausgesetzt, diese Setzen sich an bestimmten Stellen der Stufe ab. Besonders untere Tank hälfte (RP1?) und Interstage.

Offline Hugo

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #288 am: 05. Mai 2018, 19:21:43 »
Aber warum ist eigentlich ein wieder genutzter F9 Booster so „verbrannt“?
Das ist Ruß von den Triebwerken. Wenn so ein Triebwerk abgeschaltet wird rußt es extremst, wenn es feuert, auch ein klein wenig. Je nach Temperatur der Oberfläche haftet es an der Rakete oder eben nicht. Gerade beim Reentry-Burn, wenn die Rakete rückwärts fliegt und dann die Triebwerke feuern und danach abgeschaltet werden, entsteht viel Ruß.

Da gegen ist das Fairing so weiß wie vorher.
Das Fairing ist nie mit dem verrußten Abgasen in Berührung gekommen. Die Rakete fliegt mit Fairing nur vorwärts.

Offline Duncan Idaho

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #289 am: 07. Mai 2018, 23:10:06 »
#I NEVER WANT TO HOLD/SCRUB AGAIN.

Offline Duncan Idaho

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #290 am: 19. Mai 2018, 11:58:12 »
#I NEVER WANT TO HOLD/SCRUB AGAIN.

Offline Duncan Idaho

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #291 am: 25. Mai 2018, 01:13:57 »
Edit, Fotos von Pauline Acalin fürs Archiv:






https://twitter.com/Teslarati/status/999780122172407808
#I NEVER WANT TO HOLD/SCRUB AGAIN.

Offline tobi

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #292 am: 30. Mai 2018, 09:54:22 »
Zitat
IAF SPACE TRANSPORTATION SOLUTIONS AND INNOVATIONS SYMPOSIUM (D2)
Technologies for Future Space Transportation Systems (5)

Author: Dr. Alberto Sanchez Cebrian
RUAG Space, Switzerland, alberto.sanchezcebrian@ruag.com
RUAG’S APPROACH TO REUSABLE PAYLOAD FAIRINGS IN FUTURE LAUNCHERS
Abstract
Over the last decade, space suppliers have started investigating re-usability for space launch
vehicles. With the first successful recovery of a launcher’s first stage about two years ago, the
trend towards re- usability saw another major boost. Many product suppliers in space industry have
now included in their strategies the development and validation of solutions for recovery and reuse
of their space products. In comparison to today’s expendable products, the recovery and reuse of
space structures is expected to reduce the environmental impact and to contribute towards reduced
cost-of-ownership.
RUAG Space, the leading provider of space products to the European market, is investigating ap-
proaches for recovery and reusability of their Payload Fairings (PLF). These structures protect the
payload against the impact of dynamic pressure and aerodynamic heating during launch through the
atmosphere. At the separation event, the two PLF halves are jettisoned and they re-enter the
Earth’s atmosphere tumbling. RUAG’s approach is based in ensuring a controlled re-entry and thus
ensuring the structural integrity of the two composite halves. Once recovered and refurbished, the
structures would then be available for immediate re-use. Additionally, this approach would be used
as technology pathfinder and could be transferred to other launcher components.
The re-usability strategy developed by RUAG is aiming at environmentally friendly space structures
for the next generation of launchers. RUAG’s approach is divided in two development phases for
recovery and re-usability of space structures. Among others, the topics under research include the
development of an independent instrumentation, end-to-end mission modeling including the re-entry
and prediction of the landing area and the design and development of systems for stabilization and
deceleration for recovery of space structures.
This presentation will provide some insight into our current activities.

Übersetzung nicht notwendig, da nichts wirklich neues. Aber ganz tot scheint die wiederverwendbare Nutzlastverkleidung bei RUAG noch nicht zu sein. Man schickt noch jemanden zum IAC.

Offline MillenniumPilot

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #293 am: 30. Mai 2018, 12:24:59 »
“ist nicht ganz tot”, scheint ein bisschen untertrieben. Mal sehen, welche Aktivitaeten praesentieren werden.

Offline Klakow

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #294 am: 30. Mai 2018, 18:21:15 »
Da wird solange dran Rumgedoktort bis es klappt, da würde ich meinen Hut "in den Ring" schmeißen das dies was wird.
Das mag komplex sein, aber die Lösung eine Rakete auf dem Schiff zu landen war sicher sehr viel komplexer.
Edit: Immer diese Tippfehler....
« Letzte Änderung: 01. Juni 2018, 00:56:54 von Klakow »

Offline Captain-S

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #295 am: 30. Mai 2018, 18:35:35 »
Da wird solange dran Rumgedoktort bis es klappt, da würde ich meinen Hut "in den Ring" scheißen das dies was wird.
Na danke auch für die Schweinerei.  ;D

Aber ich glaube es ging aktuell um RUAG, die jetzt plötzlich festgestellt haben das Zitat: "recovery of space structures"
evtl. doch funktionieren könnte.

Offline startaq

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #296 am: 31. Mai 2018, 21:31:44 »
Weitere Bilder der Iridium-6/GRACE-FO Fairings:







Quelle: https://twitter.com/SpaceX/status/1002268835175518208

Eine der Hälften ist 50 Meter vom Schiff entfernt im Wasser gelandet.


Offline Grassithor

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #297 am: 31. Mai 2018, 21:33:46 »
Endlich mal detaillierte Bilder vom fairing am Fallschirm.

Woher kommen denn diese Schmauchspuren?

Gruß Stefan

Hekto

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #298 am: 31. Mai 2018, 21:44:34 »
Woher kommen denn diese Schmauchspuren?

Denke von der Thermischen Belastung wegen der Reibung mit der „noch“ vorhanden Atmosphäre. Zumindest auf der Nasenspitze. Beim Foto kurz vor der „Ladung“ könnte das der Machkegel gewesen sein welche sich dort „eingebrannt“ hat?


Es gibt Luft, also gibt es einen Mach-Kegel. Wir befinden uns in 80km Höhe in der Mesophäre (oder Wiki).
Druck ca. 1 Pa, Temperatur ca. -90ºC / 183K.

Der dynamische Druck in 80km Höhe ist wohl offenbar schon vernachlässigbar, daher kann und wird ja dann auch das Fairing abgeworfen.
   
Ich kenne mich mit Aerodynamik bei Hypervelocity nicht aus, aber mal angenommen die Formel für Staudruck gilt bei Mach 10. Dann haben wir bei 80km und einer Stirnfläche des Fairings von 21.2m²:
   p = 1/2 * rhoLuft * v²
   T = T0 * (p/p0)(x-1)/x)
   rhoLuft = p * M / (R * T) = 1 * 28.96 / (8.3145 * 183) = 0.019 g/m³ = 1.9*10-5 kg/m³
   v = 10*Ma
   Ma = sqrt(1.402 * 8.3145 * 183 / 0.02896) = 271.4 m/s
   vMa10 = 2714 m/s
   vSES-10 = 2535 m/s (SES-10: youtube.com/watch?v=xfNO571C7Ko&t=22m42s)
   pMa10   = 70 Pa   ==> F ≈ 1483 N
   pSES-10 = 61 Pa   ==> F ≈ 1294 N
   TMa10   = 618K ≈ 346ºC
   TSES-10 = 594K ≈ 322ºC


lngo Hatte mal etwas ausrechnetet.  Aber wie macht man das genau? Hat jemand ein Link zu den Formeln dazu?

Offline tobi

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Re: Wiederverwendbarkeit des Fairings
« Antwort #299 am: 31. Mai 2018, 21:57:31 »
Dass SpaceX diese Bilder jetzt veröffentlicht, deutet daraufhin, dass sie kurz vor einer erfolgreichen Bergung auf dem Schiff stehen.

Und der Staudruck gilt nicht mehr bei Mach 10, da die Luft dann nicht mehr inkompressibel ist.

Stattdessen kann man die Totaltemperatur ausrechenen:

T_nutzlastverkleidung=T_atmosphäre x (1 + 0.2 x Machzahl^2)


https://en.wikipedia.org/wiki/Compressible_flow#/media/File:Isentropic_Flow_Relations_Table.PNG
https://en.wikipedia.org/wiki/Compressible_flow

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