IXV auf Vega VV04 vom ZLV Kourou

[tobi]

Das Intermediate eXperimental Vehicle(IXV) ist ein experimentelles Vehikel der ESA, das Wiedereintrittstechnologien testen soll. Es soll 2012 auf der VEGA starten und auf eine Höhe von 480km gebracht werden. Anschließend soll es mit einer Geschwindigkeit von 26850km/h wieder in die Erdatmosphäre eintreten. Das Projekt macht offenbar gute Fortschritte und das preliminary design review soll im November 2008 abgeschlossen sein. Projekt Phase C/D soll dann im Januar 2009 beginnen.

Bereits 2010 soll ein Vorgängertestvehikel namens "Expert " mit einer Volna von einem russischem U-Boot im Pazifik gestartet werden. Es soll anschließend in Kamtschatka am Fallschirm landen. Experts Critical design review ist für Ende des Jahres gepant.


Eine neue Videoanimation gibt es hier:
http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?collection=&mission=&keyword=+--%3E+Keyword&idf=SEMWAF9FTLF&Ic=on&Vc=on&Ac=on&Gc=on&subm3=GO

Quelle:
http://www.esa.int/SPECIALS/Launchers_Home/SEMQDO4N0MF_0.html
http://www.flightglobal.com/articles/2008/10/09/317206/esas-intermediate-experimental-vehicle-begins-major-design.html

Siehe auch hier im ESA-Bulletin:
http://www.esa.int/esapub/bulletin/bulletin128/bul128h_tumino.pdf

[Olli]

Hallo,

na, das ist doch mal ein interessantes Projekt.
Das Vehikel hat etwas Ähnlichkeit mit Phoenix und Klipper finde ich.

Auch wenn dieses Projekt nicht direkt mit ATV-Evolution zu tun hat, könnten sich für die weitere Entwicklung eben diesem wichtige Ergebnisse ergeben.

Interessant finde ich die Steuerung der Flaps, mit denen das Vehikel, das der Form eines Lifting-Body nahe kommt, ohne Flügel Kurven fliegen kann, ähnliche dem Space Shuttle Orbiter.

Wenn man das Video unter dem von Tobi geposteten Link runterlädt (Achtung: ca. 310 mb) ist das Bild größer und mehr Details sind erkennbar...

Ich hoffe, dass das Projekt weitergeführt wird und nicht dem Rotstift zum Opfer fällt, wie die bereits genannten Phoenix und Klipper.

Grüße,
Olli

[trallala]

Hm, das ist doch eigentlich genau das selbe wie X-38 oder?
Nur alles nochmal selber entwickelt ... hätte man das nicht einfach von der NASA kaufen können wenn die das nicht mehr machen wollen und es zuende entwickeln?? Den einzigen technologischen Unterschied den ich gefunden habe war die ominöse "aktive Kühlung" die beim EXV erwähnt wird. Aber das Hitzeschild ist nicht ablativ und was will man im inneren Kühlen? Man kann ja nirgendwo hin mit der Wärme ...
Und wozu will man es Nutzen? Das steht auch nirgendwo... nur als Technologiedemonstrator und zum Raumschiffbau üben?   :-?

[tobi]

Die ESA will doch ein ATV mit Rückkehrkapsel bauen und eventuell auch ein bemanntes ATV.
Man kann so schonmal die Wiedereintrittstechnologie testen.

[rhlu]

Hallo zusammen

Ich find das Video ganz interessant. Mir fallen vor allem die grossen (sehr grossen) Hitzeschutzkacheln auf und ganze vier hintereinandergeschaltene Fallschirme auf.
Kennt jemand die Abmessungen der Kacheln, kann man sowas "kostengünstig" bauen, in Europa?
Der Vorteil der Grösse man bräuchte weniger, Standartmaße scheinen sie zu haben also wenig verschiedene Formen.
Dann die Frage mit den Schirmen 4 Schirme hintereinander. Erhöht sich die Fehlerquote nicht enorm gegenüber drei grossen Schirmen die nebeneinander aufgehen? Oder gibt es bei der Steuerung dann so grosse Unterschiede das man das Risiko in kauf nimmt?

Fragen über Fragen

und ein Gruss

[GG]

Das mit den Schirmen ist so üblich. Die chinesische Landekapsel zieht auch drei Bremsschirme nacheinander heraus und der erste ist mit einem winzigen Schirm versehen. (Das sind im Grunde genommen auch vier.)

Zu den Hitzeschutzkacheln gab es bereits mehrere europäische Projekte. Die von Dir angesprochenen Punkte spielten dabei eine Rolle.

GG

[trallala]

Die immer größer werdenden Fallschirme braucht man, um langsam zu bremsen. Wenn man bei voller Geschwindigkeit gleich den großen Fallschirm aufspannen würde würde der entweder abreißen oder die Befestigung rausrupfen. Deshalb die immer größer werdenden Fallschirme, immer der jeweiligen Geschwindigkeit angepasst.
Vielleicht kennt ja jemand eine schöne Grafik wo Falschirme und Geschwindigkeit und vielleich Bremskraft aufgetragen ist.

[Schillrich]

Mir fallen vor allem die grossen (sehr grossen) Hitzeschutzkacheln auf
...
Der Vorteil der Grösse man bräuchte weniger, Standartmaße scheinen sie zu haben also wenig verschiedene Formen.

Hallo,

das ist doch eher umgekehrt. Durch viele kleine Kacheln kann man jede beliebige Oberfläche nachbauen. Wenn man große Teile nutzt, müssen diese konkret an die Form ihres Einbauorts angepasst werden.
Als Analogie mögen die Polygone in 3D-Spielen gelten. Je mehr man davon hat, desto kleiner sind sie und um so mehr Formen kann man einfach nachbilden.

[Hansjuergen]

Langsam nimmt das ESA- IXV-Projekt fahrt auf, so veröffentlichte jetzt die ESA eine schöne IXV-Animation zum geplanten Erstflug 2012:
http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?collection=&mission=&keyword=+--%3E+Keyword&idf=SEMWAF9FTLF&Ic=on&Vc=on&Ac=on&Gc=on&subm3=GO

Nähere Daten dazu gabs auch vor Jahren schon im ESA-Bulletin:
http://www.esa.int/esapub/bulletin/bulletin128/bul128h_tumino.pdf

Hansjürgen

[rhlu]

Hallo,

das ist doch eher umgekehrt. Durch viele kleine Kacheln kann man jede beliebige Oberfläche nachbauen. Wenn man große Teile nutzt, müssen diese konkret an die Form ihres Einbauorts angepasst werden.

Ich hoff das mit dem zitieren hier grad richtig gemacht zu haben

Hallo Schillrich

ich hab mich da gestern wohl etwas missverständlich ausgedrückt. Ich meinte der Vorteil müsste in der kostengünstigeren Herstellung liegen. Zum Bau sind kleine und viele verschiedene Formen natürlich vorteilhafter. Die angesprochenen anderen europäischen Projekte zu dem Thema kenne ich (ausser Klipper) leider gar nicht.

Grüsse  

[Schillrich]

ch meinte der Vorteil müsste in der kostengünstigeren Herstellung liegen. Zum Bau sind kleine und viele verschiedene Formen natürlich vorteilhafter.

Hallo,

so (fett hervorgehoben im Zitat) ist es ja eben nicht. Durch eine kleine Standardform kann man alle möglichen Oberflächen nachbauen, indem man einfach viele der kleinen Standardteile aneinander reiht. Wenn man das selbe mit weniger großen Formen versucht, dann müssen diese großen Formen vielfältig angepasst werden. Gerade durch kleine Bauteile vermeidet man den speziellen Anpassungsbedarf
Also, durch ein kleine kleine Form kann man in Kombination viele Formen darstellen. Durch ein großes Teil geht das nicht.

[Pirx]

Hallo Daniel,

beim Spaceshuttle sind die vielen kleinen Kacheln doch auch unterschiedlich. Hätte sich das auf eine Standartkachel runterbrechen lassen, hätte man es doch getan, oder?

Gruß

Thomas

[Schillrich]

Hallo Thomas,

mir geht es eigentlich nicht konkret um die Raumfahrt, sondern das allgemeine Prinzip, dass man mit einem kleinen Standardteil mehr Konturen nachbilden als mit einem großen Teil.
Beim Shuttle muss man neben der Form auch beachten, welche Struktur sich jeweils hinter den einzelnen Oberflächenbereichen verbirgt, was auch Einfluss auf die Wahl der Verkleidung hat. Hinzu kommt noch, dass man je nach thermischer Belastung andere Kacheln verwendet.
Runde Konturen sind eh etwas schwierig. Wirkliche einfach Standardteile gehen eigentlich nur/am besten, wenn man plane Flächen hat, welche einfach "gepflastert" werden können. Das führt aber zu spitzen Kanten, was bei der thermischen Belastung wieder ein Problem ist. SHEFEX war so ein Versuchsträger des DLR.

[Pirx]

Klar, Daniel, vom mathematischen Standpunkt verstehe ich das. Ich kann mich noch sehr gut an eine Bahnhofseinfahrt in den Prager Hauptbahnhof 198x erinnern. Die Gleisbögen waren aus einer Vielzahl von geraden Stücken zusammengesetzt. Es sah krude aus, hat aber funktioniert.

Bei der Frage, ob für einen Wiedereintrittskörper wenige grosse oder viele kleine Kachelelemente letztlich mehr Vorteile bringen, werden halt viele Dinge zusammen zu berücksichtigen sein.

Mit einem geeingeten Dichtmaterial und einem geeigneten Kleber könnte man ja Biegungen der Tragstruktur ausgleichen und Fugen zwischen den Kacheln verfüllen. Je kleiner die Kacheln, desto annähernd rund die nachvollzogenen Biegungen auf der Oberfläche... (desto kleiner die Fugen..).

Gruß

Thomas

[rhlu]

Also ich hab mir das Video nocheinmal angeschaut und komme jetzt bei den schwarzen Kacheln auf acht verschiedene Formen inklusive Nosecap.
Das es nur eine Studie ist ist mir bewusst trotzdem nochmal die Frage wie gross sind die Kacheln und kann man sie "kostengünstig" (günstiger als beim Space Shuttle) in Europa fertigen?

[STS-49]

Hi,

Auf den folgenden Bilder aus dem HD Video der ESA kann man alle 30 Kacheln und deren Form sehr gut erkennen.





nico

[tobi]

Hier gibt es ein Interview mit dem IXV Projektleiter Giorgio Tumino inklusive Animation:
http://www.flightglobal.com/blogs/hyperbola/2008/11/video-more-animation-for-esas.html#more

[Roba]

Klar, Daniel, vom mathematischen Standpunkt verstehe ich das. Ich kann mich noch sehr gut an eine Bahnhofseinfahrt in den Prager Hauptbahnhof 198x erinnern. Die Gleisbögen waren aus einer Vielzahl von geraden Stücken zusammengesetzt. Es sah krude aus, hat aber funktioniert.

Bei der Frage, ob für einen Wiedereintrittskörper wenige grosse oder viele kleine Kachelelemente letztlich mehr Vorteile bringen, werden halt viele Dinge zusammen zu berücksichtigen sein.

Mit einem geeingeten Dichtmaterial und einem geeigneten Kleber könnte man ja Biegungen der Tragstruktur ausgleichen und Fugen zwischen den Kacheln verfüllen. Je kleiner die Kacheln, desto annähernd rund die nachvollzogenen Biegungen auf der Oberfläche... (desto kleiner die Fugen..).

Gruß

Thomas

Um diese Unterschiede deutlicher zu betrachten müssen wir etwas zurückblicken.
Zwischen Shuttle und IXV liegen Rund 30 Jahre Fortschritt. Das Shuttle wurde auf dem Reisbrett mit Bleistift, Zirkel und Lineal konstruiert.
IXV auf Modernen CAD-Systemen die für einen Außenstehenden fast unglaubliches leisten können.
Genauso verhält es mit der Fertigung solcher Fahrzeuge. Die Hülle vom  Shuttle wurde, um es Salopp zu sagen, von vielen fleißigen und geschickten Händen an Hand von Zeichnungen mit dem Hammer in Form gedengelt, im Toleranzbereich von +- 1 Millimeter. Da machte es Sinn mit Kacheln in einfachster  Form zu arbeiten.
IVX wird mit Hilfe modernster CNC gesteuerten Maschinen gefertigt im Toleranzbereich von +- 1/100 Millimeter. Da lassen sich Kacheln in entsprechender Form „Relativ“  leicht herstellen.
Das mit Kleber und Dichtungen ist eine sehr heikle Angelegenheit. Um so mehr Kleber zwischen den zu verklebenden Teile ist, um so höher ist die Gefahr das sich diese Teile lösen. Unebenheiten mit Kleber ausgleichen ist in dem Bereich somit eine sehr gefährliche Sache. Genauso verhält es  sich auch mit den Dichtungen.

[Pirx]

Hallo Roba,

Dein Hinweis auf die deutlich weiterentwickelten Fertigungsmöglichkeiten ist völlig gerechtfertigt.

Gruß   Thomas

[tomtom]

zwar nicht zum IXV aber zum Thema SHEFEX und keramische Materialien in der Raumfahrt gibt es einen lesenswerten Artikel in den DLR Nachrichten 121

[-eumel-]

Das Intermediate eXperimental Vehicle (IXV) ist ein Experimentalflugkörper, mit dem neue Wiedereintritts-Technologien erforscht werden sollen.

Der Wiedereintritt - das Abbremsen aus hohen Geschwindigkeiten in der Atmosphäre - ist technologisch immer noch nicht zufriedenstellend gelöst - wie die Columbia-Katastrophe oder auch die letzten beiden "harten" Landungen der Sojus-Kapseln zeigen.

Die ESA hat auf diesem Gebiet in den letzten Jahren und Jahrzehnten bereits geforscht (Atmospheric Reentry Demonstrator,  Phoenix-1,  Sharp Edge Flight Experiment).

IXV soll 2012 auf der neuen Vega von Kourou starten.
Beim Wiedereintritt sollen auch zwei aerodynamische Klappen zum Einsatz kommen, die einen steuerbaren Atmosphärenflug ermöglichen sollen.
Danach wird am Fallschirm im Pazifik gewassert.

Hier gibt´s einen ESA-Artikel dazu:
http://www.esa.int/SPECIALS/Launchers_Home/SEMQDO4N0MF_0.html

Und hier ein sehr schönes Video:
http://a1862.g.akamai.net/7/1862/14448/v1/esa.download.akamai.com/13452/wmv/IXV_Preparing_Return_for_Future_Missions.wmv

Klappt nicht? - Dann hier versuchen:
http://www.esa.int/esa-mmg/mmg.pl?collection=&mission=&keyword=+--%3E+Keyword&idf=SEMWAF9FTLF&Ic=on&Vc=on&Ac=on&Gc=on&subm3=GO
Unbedingt das HD-Video im Vollbild ansehen! (WMV oder MOV) - Leckerbissen!  (aber 377 MB!)

[gorgoyle]

Du hast vergessen auf den coolen Sound hinzuweisen!
Ich freue mich schon auf den Start.

[Schillrich]

IXV soll ja auf einer VEGA gestartet werden. Das dürfte aerodynamisch beim Start eine Herausforderung sein. Auf der Spitze der (kleinen) Vega sitzend, erzeugt das Raumschiff einen einseitigen Auftrieb, und das mit langem Hebelarm. Das wäre schon bei Hermes und der Ariane 5 für die Flugkontrolle kritisch geworden. Das Dyna-Soar-Projekt der USAF wollte das mit sehr großen aerodynamischen Stabilisierungsflächen an der Titan ausgleichen. Generell steigt durch so ein Widerstreit der transversalen Kräfte auch die Belastung der Raketenstruktur erheblich. Normalerweise fliegt man durch den Gravity-turn ein Manöver, um durch 0°-Anstellwinkel jeglichen Auftrieb (und damit Querkräfte) zu vermeiden und die Rakete nicht zu belasten.

Kann die VEGA das wirklich handhaben, kompensieren und aushalten?

[hesaenger]

Hallo

Eigentlich ist es eine Frage der Pfeilung der Flügel. Wenn das gesamte Leitwerk des Fahrzeugs, wie bei dem Lockheed Entwurf für das Constellation Programm, hinter dem Überschallstoß der Nase sitzt, sollte es funktionieren.

[Schillrich]

Auftrieb wird doch immer noch erzeugt, auch wenn die Strömungsgeschwindigkeit etwas herabgesetzt wird.