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  5. › SpaceX: Falcon 9 soll Mini-Raumschiff…

Zu viel Schub?

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  1. Zu viel Schub?

    Autor: NuclearBeast 08.11.18 - 08:18

    Kann das jemand erläutern? Soweit mir bekannt ist, sind in der 1. und in der 2. Stufe dieselben Triebwerke verbaut? Ausserdem brennen bei der Landung der 1. Stufe doch mehr als 1 Triebwerk? Nicht zuletzt: Das Triebwerk der 2. Stufe ist doch für den Betrieb im Vakuum optimiert und nicht auf Meereshöhe / in der Atmosphäre?

    Wäre es dann nicht zuwenig Schub? Aber ich bin nicht sicher, darum die Frage :)

  2. Re: Zu viel Schub?

    Autor: daTNT84 08.11.18 - 08:33

    Triebwerke lassen sich nicht beliebig drosseln, eigentlich hat das Merlin-Triebwerk schon zu viel Schub um die 1. Stufe zu landen.
    Bei der ersten Stufe erfolgt die Landung durch einen Suicide Burn, das Triebwerk wird genau so gezündet dass die Stufe bei 0m Höhe alle Geschwindigkeit abgebaut hat. Die 1. Stufe ist nicht in der Lage zu schweben.
    Bei der zweiten Stufe wird das Hauptproblem die Vakuum-Düse sein, die wird einen Betrieb in der Atmosphäre nicht aushalten sondern zerbersten.

  3. Re: Zu viel Schub?

    Autor: Psy2063 08.11.18 - 08:35

    Das Triebwerk ist zwar relativ baugleich, aber nicht komplett identisch mit denen der ersten Stufe. Die Vakuum-Optimierung wird sicher auch eine Rolle spielen, aber dabei geht es weniger um die Schubkraft als darum einen längeren spezifischen Impuls zu erreichen.

    Ich schätze das Hauptproblem wird im Verhältnis von möglichem Schub zur abzubremsenden Masse liegen. Die zweite Stufe wiegt nur einen Bruchteil der ersten, das Merlin Triebwerk kann seinen Schub aber nur im Bereich zwischen 60-100% regulieren. Für die erste Stufe ist das ok, da ja nur mit einem Triebwerk gelandet wird, aber die leichtere zweite würde wohl wie ein Gummiball wieder abheben.

  4. Re: Zu viel Schub?

    Autor: NuclearBeast 08.11.18 - 08:36

    Danke :)
    Dann verstehe ich das aber schon richtig: Das Merlin-Triebwerk hat zwar zuviel Schub, der Trick mit dem Suicide Burn würde aber auch mit der 2. Stufe funktionieren.
    Das Hauptproblem bei der ganzen Sache ist aber die falschen Düsendimension / Auslegung / Stabilität

    Zweite Nachricht erst jetzt gesehen:
    Okay, das ergibt sinn :)

    Danke euch



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.11.18 08:37 durch NuclearBeast.

  5. Re: Zu viel Schub?

    Autor: Sensei 08.11.18 - 08:37

    EDIT: zu spät

    Nein, zu viel schub ist schon richtig. Die 2. Stufe wiegt leer einfach viel viel weniger als die 1.
    Da ist die Zeitmarge um noch gut landen zu können einfach viel zu eng. Man will bei der Landung schließlich nicht gleich wieder abheben ;)



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.11.18 08:38 durch Sensei.

  6. Re: Zu viel Schub?

    Autor: chefin 08.11.18 - 08:47

    Das Leergewicht der Stufe 1 einer Falcon 9 liegt bei ungefähr 20t ohne Treibstoff. EIn Triebwerk bringt 45t Schub(es sind 9 Triebwerke verbaut). In wie weit es sich drosseln lässt, dokumentiert SpaceX nicht. Erfahrungen bei anderen Triebwerken dieses Types zeigen, das maximal 50% Drosselung technisch möglich ist, aber dabei schon einiges an Effizienz flöten geht. Ob SpaceX den Kompromiss eingeht, fürs Drosseln auf sagen wir 500kg Nutzlast zu verzichten...möglich, weis man nicht. Meistens wird doch eher auf die Drosselung weniger Wert gelegt und die Nutzlast optimiert.

    Bedeutet, das es wohl um einige Tonnen zuviel Schub liefert. Aber wir haben ja auch noch Resttreibstoff drin, das könnte es durchaus ausgleichen. Immerhin sie landen damit. Möglicherweise mit oben genannter Methode.

    Anders sieht es bei der 2. Stufe aus. Dessen 45t Schub treffen auf nur 5-10t Nutzlast. Selbst mit treibstoff wird daraus kaum 20t werden. Wie man das machen kann, muss man noch austüfteln. Deswegen ja auch der Testflug. Man muss erstmal sehen, welche Kräfte auftreten, welche Bremswirkung da ist. Und dann wird man sich was überlegen, wie man das Triebwerk zum Landen benutzt.

  7. Re: Zu viel Schub?

    Autor: Cassiel 08.11.18 - 09:29

    daTNT84 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Triebwerke lassen sich nicht beliebig drosseln, eigentlich hat das
    > Merlin-Triebwerk schon zu viel Schub um die 1. Stufe zu landen.
    > Bei der ersten Stufe erfolgt die Landung durch einen Suicide Burn, das
    > Triebwerk wird genau so gezündet dass die Stufe bei 0m Höhe alle
    > Geschwindigkeit abgebaut hat. Die 1. Stufe ist nicht in der Lage zu
    > schweben.
    > Bei der zweiten Stufe wird das Hauptproblem die Vakuum-Düse sein, die wird
    > einen Betrieb in der Atmosphäre nicht aushalten sondern zerbersten.

    Wenn ich das richtig verstanden habe gibt es aktuell keinen echten "Suicide Burn", sondern einen Re-Entry sowie einen Landing Burn. Ein echter Suicide Burn ist was der Name suggeriert: Keine Re-Entry-Burn und Landing Burn mehr, sondern nur noch der Suicide Burn kurz vor der Landung. Ist zwar riskanter, spart aber auch erheblich Treibstoff.

  8. Re: Zu viel Schub?

    Autor: DeathMD 08.11.18 - 09:32

    Wie willst du ohne Reentry Burn einen Suicide Burn machen? Ohne Wiedereintritt ist auch keine Landung möglich.

    BRAWNDO: The Thirst Mutilator

    It's got Electrolytes

  9. Re: Zu viel Schub?

    Autor: DeathMD 08.11.18 - 09:36

    Ich glaube kaum, dass sie für das Raumschiff nur Merlin Triebwerke nutzen werden. Es wird vermutlich ein für Vakuum optimiertes Merlin und dann noch 2-3 Super Dracos für die Landung wie sie auch im Crew Dragon genutzt werden.

    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Draco_(rocket_engine_family)#Draco

    BRAWNDO: The Thirst Mutilator

    It's got Electrolytes



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 08.11.18 09:37 durch DeathMD.

  10. Re: Zu viel Schub?

    Autor: Psy2063 08.11.18 - 09:58

    Ich glaube ihr verwechselt ein paar Begriffe. Die Landung erfordert so wie Spacex sie aktuell durchführt drei Schritte.

    Boostback burn: nachdem die Gasdüsen die erste Stufe um ca 180° gedreht haben wird zur Landestelle zurück beschleunigt
    Entry burn: zündung der Triebwerke in den oberen Schichten der Athmosphäre, der einerseits eine Bremsfunktion erfüllt, die Abgase aber auch als eine Hitzeschild fungieren lässt
    Landing burn: die letzte Bremsung kurz vor dem eigentlichen Aufsetzen

    Bei einem Suicide Burn entfallen die ersten beiden Schritte und das Triebwerk müsste so angesteuert werden dass es bis zum Moment des Aufsetzens mit 100% Leistung sämtlichen verbleibenden Treibstoff verbrennt.

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