Abschließende Schlussfolgerung/Beschreibung der Ursache der SpaceX-Anomalie vom 1. September 2016? Was ist eine "Schnalle"?

Ich habe gerade den neuen Artikel von phys.org gelesen, der die Schlussfolgerungen von SpaceX über die Ursache der Anomalie vom 1. September 2016 zusammenfasst.

Ich zitiere in der Nachricht Zitate, die aus einer SpaceX-Ankündigung stammen, in der weitere Ermittler zitiert werden, daher bin ich mir noch nicht sicher, ob ich das richtige Bild bekomme:

„Die Ermittler kamen zu dem Schluss, dass sich supergekühltes LOX in diesen Schnallen unter der Umhüllung ansammeln kann. Unter Druck kann Sauerstoff, der sich in dieser Schnalle angesammelt hat, eingeschlossen werden; brechende Fasern oder Reibung können wiederum den Sauerstoff in der Umhüllung entzünden, wodurch das COPV versagt.“

"Die Ermittler stellten fest, dass die Ladetemperatur des Heliums kalt genug war, um festen Sauerstoff (SOX) zu erzeugen, was die Möglichkeit, dass Sauerstoff eingeschlossen wird, sowie die Wahrscheinlichkeit einer Reibungszündung verschärft."

Frage: Bezieht sich der Begriff "Beulen" auf irgendwelche statischen Einkerbungen in der so hergestellten Aluminiumauskleidung oder auf Zwischenräume, die durch das eigentliche Ausbeulen der Aluminiumauskleidung während des Ladevorgangs entstehen?

Update: Der Florida Today-Artikel 2018 Nach der Explosion der Startrampe im Jahr 2016 schlägt SpaceX, das Falcon 9 für Astronauten aktualisiert, vor, dass es der Panzer war, der angeschnallt war (verringern Sie Ihre Lautstärke, um Werbung zu vermeiden):

Änderungen bei den Heliumladevorgängen verhinderten eine Wiederholung des Problems, von dem angenommen wird, dass es die Explosion verursacht hat: Knicke in Heliumtanks, die matschigen flüssigen Sauerstoff in Lücken zwischen den Tanks und ihren Verbundhüllen einschlossen . Reibung "oder andere Mechanismen" entzündeten Sauerstoff in der oberen Stufe.

Während die Falcon-Starts ziemlich schnell wieder aufgenommen wurden, hat eine neu gestaltete Heliumflasche die Tests noch nicht abgeschlossen und auch nicht die Genehmigung der NASA für Crew-Starts erhalten.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der nächste Starttermin wurde jetzt als 8. Januar 2017 bekannt gegeben, nur noch wenige Tage entfernt. Besteht der Plan, dies in naher Zukunft zu vermeiden, hauptsächlich darin, den Helium-Ladeprozess so zu ändern, dass er nicht so kalt wird, dass flüssiger Sauerstoff in diesen eingeschlossenen Räumen einfach nicht zu festem Sauerstoff (SOX) gefrieren kann, oder doch? Werden Sie auch versuchen zu verhindern, dass sich diese LOX-Taschen zwischen dem Aluminiumliner und der Carbonummantelung überhaupt bilden?


Aluminium in Kontakt mit reinem Sauerstoff, Kohlenstoff in Kontakt mit reinem Sauerstoff, enorme Belastungen, enorme Vibrationen, nur ein bisschen Reibung nötig, um eine Reaktion auszulösen... keine physikalische Barriere?

Er baute sich allmählich zu einem weinenden Zacken auf, während dessen er behauptete, tief berührt zu sein von der Vorstellung eines bewohnten Planeten mit einer Atmosphäre, die darauf aus war, sich heftig mit fast allem zu verbinden, was den Bewohnern lieb und teuer war. Er sprach von der Erde und dem Element Sauerstoff.

„Wenn man darüber nachdenkt, Jungs“, sagte er gebrochen, „ist es das, was uns mehr zusammenhält als alles andere, außer vielleicht die Schwerkraft. Wir wenigen, wir glücklichen wenigen, wir Bande von Brüdern – vereint in der ernsthaften Aufgabe, unsere Nahrung, Unterkunft, Kleidung und unsere Lieben vor der Verbindung mit Sauerstoff zu bewahren.“

--Kurt Vonnegut, Gott segne Sie, Mr. Rosewater (1965)

Ich würde auch gerne mehr über diese "Schnallen" wissen. Wenn sie in den Tank ragen, wie zum Teufel ist das passiert? Ich konnte "Beulen" sehen, die aus dem Tank herausragten, aber "Schnallen"?
Unterschiedliche Kontraktion von Al und CF?
Kein Experte, aber ich habe die "Schnallen" als Hohlräume interpretiert, die nach dem Wickeln zurückgelassen wurden, möglicherweise weil die Verpackung selbst ein wenig geknickt ist. Ich habe Ähnliches gesehen, als ich ein Blatt um einen Zylinder gewickelt habe (obwohl ich hier von Kunst und Handwerk spreche, nicht von Raketenwissenschaft!)

Antworten (3)

In diesem Zusammenhang sind Schnallen Hohlräume zwischen der Umhüllung aus Kohlenstoffverbundwerkstoff und der Aluminiumauskleidung.

Verbundwelt

Hier ist ein Zitat der NASA ASAP:

Die SpaceX-Untersuchung fand keine einzige wahrscheinlichste Ursache für das auslösende Ereignis, sondern identifizierte mehrere glaubwürdige Ursachen, die die COPV-Heliumtanks betreffen. Alle glaubwürdigen Ursachen waren insofern ähnlich, als sie zwischen der Umhüllung und der Auskleidung eingeschlossenes LOX mit anschließender Entzündung durch Reibung oder andere Mechanismen beinhalteten.

Die aus dem Missgeschick gewonnenen Beweise zeigten Hinweise auf Schnallen im COPV-Liner, wo LOX wahrscheinlich gefangen war. Basierend auf den Ergebnissen des Berichts konnte SpaceX während eines COPV-Tests ein Schnallenereignis nachbilden. Zusätzliche Tests ermöglichten es SpaceX, spezifische Bedingungen zu identifizieren, die zu einer Knickung führen und Sauerstoff in der Lücke zwischen der Auskleidung und der Umhüllung einschließen würden.

Unter Verwendung dieser Daten modifizierte SpaceX seine Heliumbeladungskonfiguration, seinen Prozess und seine Kontrollen, um sicherzustellen, dass die COPVs diesen identifizierten Bedingungen nicht ausgesetzt werden, und nahm unter Inkaufnahme jedes Restrisikos die kommerziellen Starts mit dem bestehenden COPV-Design erfolgreich wieder auf. Um die Sicherheit weiter zu verbessern, waren sich SpaceX und die NASA jedoch einig, dass eine Neugestaltung des COPV erforderlich sei, um das Risiko für Missionen mit Besatzung an Bord zu verringern. Basierend auf den Erkenntnissen aus der Unfalluntersuchung gestaltete SpaceX das COPV neu und die NASA startete ein strenges Testprogramm, um das Verhalten des neuen COPV in der kryogenen Sauerstoffumgebung zu charakterisieren.

ASAP-Bericht

Ich habe eine Quelle gefunden, die besagt:

„Jedes COPV besteht aus einem Aluminium-Innerliner mit Carbon-Ummantelung.“

Angesichts der Tatsache, dass die Zugfestigkeit von CF viel höher ist als die von AL, ist es wahrscheinlich, dass AL in geringem Maße nachgab.

COPV-Konstruktion

" Frage: Bezieht sich der Begriff "Beulen" auf irgendwelche statischen Einkerbungen in der so hergestellten Aluminiumauskleidung oder auf Zwischenräume, die durch das eigentliche Ausbeulen der Aluminiumauskleidung während des Ladevorgangs entstehen?" Es sieht so aus, als ob Ihre Quelle es vermeidet, "eine Leere" zu definieren.
Angenommen, die beiden Komponenten waren vor der Bildung der Knicke in Kontakt, welche bewegte sich, um den Hohlraum zu bilden?
Mit ziemlicher Sicherheit würde es der Liner sein, der einknicken würde. COPVs sind typischerweise so gebaut, dass die Umhüllung permanent unter Spannung steht. Unter Verwendung eines Prozesses namens Autofrettage ( en.wikipedia.org/wiki/Autofrettage ) wird das Gefäß nach Abschluss des Umwickelns über die Streckgrenze der Auskleidung hinaus unter Druck gesetzt. Das Endergebnis davon ist, dass, wenn der Druckbehälter entladen wird, die Auskleidung tatsächlich unter Kompression steht. Dadurch wird die Zugspannung des Liners beim Beladen des Schiffes reduziert.

Meine Lesung war, dass die Schnallen in der Kohlefaserhülle waren, aber auf der Unterseite, also die "Schnallen unter der Hülle".

hmm... die Umhüllung ist etwas, das knicken kann? Ich denke, eine Schnalle wie eine Metallschale würde ausreichen. Ist die Kohlefaserumhüllung nicht mit Epoxidharz oder etwas Hartem und Sprödem ausgehärtet?
Ah, Schnalle bedeutet Biegung / Biegung. CF ist steif, aber unter extremen Temperaturen verbiegen sich die Dinge.
Ich habe in diesem Florida Today -Artikel den Satz „ Schnallen in Heliumtanks, die matschigen flüssigen Sauerstoff in Lücken zwischen den Tanks und ihren Verbundstoffhüllen eingeschlossen haben “ bemerkt (verringern Sie Ihre Lautstärke, um lästige Möbelwerbung zu vermeiden). Glaubst du immer noch, dass sich "Schnallen" auf die Umhüllung bezieht und nicht auf den Tank selbst?
Meine Lektüre desselben Materials führte mich zu der Annahme, dass unterschiedliche Kontraktionsraten zwischen den verschiedenen Materialien dazu führten, dass sich die Umhüllungen in einigen Phasen des Füllens lösten. Wenn Sie eine Schnur um einen Ballon wickeln und der Ballon schrumpft, kann sich die Schnur lösen und eine Lücke hinterlassen, wo sie früher eng anliegend waren. So habe ich die Schnallen verstanden.

Ich habe ein paar Schnallen gefunden!

Aus Scott Manleys Video The Dumbest Mistakes In Space Exploration

tl;dr: Der Metalltank knickt nach innen ein

Ja, es war irgendwie lustig , als SpaceX eine Rakete auf dem Pad explodieren ließ, aber der Grund dafür war ziemlich komplizierte Materialwissenschaften und Physik.

Die Objektträger zeigen eine geknickte Wand eines gasgefüllten Metalltanks (mit Kohlenstoffummantelung):

Wenn der Außendruck groß ist, knickt die Wand leicht ein und erzeugt eine Leere.

Da Helium kälter ist, kann der flüssige Sauerstoff zu festem Sauerstoff gefrieren.

Das sagt ganz klar, ja, der Metalltank knickt nach innen ein.

Wenn Helium geladen wird, drückt der ansteigende Druck SOX heraus, das nicht ausströmen kann, wodurch kleine Bereiche auf der Verbundabdeckung zusätzlich belastet werden.

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Guter Fund! Macht endlich Sinn.