Warum brannte die Gitterflosse des CRS-8/SES 10 Boosters?

Nach einem erfolgreichen Wiedereintrittsbrand der Stufe, etwa 10 Sekunden nach dem Abstellen des Triebwerks , leuchtet eine der Lamellen rot und beginnt dann zu brennen. Meine Frage ist, warum dies nach der bereits abgeschlossenen Phase zum Wiedereintrittsbrennen brennen sollte, um es zu verlangsamen. Und wenn diese Gitterflosse zu brennen begann, warum taten es die anderen nicht?

Hier ist ein Bild der Flosse, gerade als sie anfing zu brennen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich weiß, es gab bereits eine Frage, ob die Gitterrippen brennbar sind, aber ich frage mich nur, warum sie brannten, als sie es taten, und was die anderen davon abgehalten hat. Ich habe gelesen, dass SpaceX ablative Farbe auf seinen Gitterflossen verwendet, was erklären würde, warum es überhaupt brennt, aber warum sollte es dies tun, nachdem es für den Wiedereintrittsbrand verlangsamt wurde?

Der Wiedereintritt erfolgt typischerweise in einer Höhe von etwa 70 bis 40 km. Ich konnte keine Daten über die Sinkgeschwindigkeit nach der Verbrennung finden.

@RussellBorogove Diese Frage erklärt nur, warum es keine flammende Ionisation der ersten Stufe gibt und wie schnell sie sich bewegt. Ich bin nur verwirrt darüber, warum die Flosse ablatieren würde, nachdem sie bereits mit dem Wiedereintrittsbrand verlangsamt wurde.
Die Verbrennung beim Wiedereintritt bewirkt nicht den größten Teil der Verzögerung; es tut gerade genug, damit die Stufe den Wiedereintritt überleben kann. Der atmosphärische Widerstand während des Wiedereintritts liefert den größten Teil der Verzögerung.

Antworten (3)

Laut Elon Musk (während der Pressekonferenz nach dem Flug) :

Neues Design für Grid Fin. Wird die größte Titanschmiede der Welt sein. Die aktuelle Grid Fin besteht aus Aluminium und wird so heiß, dass sie Feuer fängt ... was nicht gut für die Wiederverwendung ist.

Nach dem Wiedereintrittsbrand fliegt die Bühne immer noch mit hoher Geschwindigkeit (ich habe keine genaue Zahl, aber es ist immerhin Überschall). Das bedeutet, dass es eine Menge aerodynamischer Erwärmung gibt, insbesondere bei Gegenständen wie den Gitterrippen, die keine aerodynamische Form haben.

Die Gitterrippen sind tatsächlich mit ablativer Farbe bedeckt.

Die 4 Gitterflossen werden unabhängig voneinander gesteuert, um die Flugbahn der Bühne zu steuern. Eine in einem großen Winkel gedrehte Rippe interagiert weniger mit der Luft (bietet dem Luftstrom einen kleineren Querschnitt), sodass sie weniger erwärmt wird. Flossen können auch im Windschatten des Raketenkörpers landen, wenn die Rakete nicht genau in ihre Flugrichtung zeigt. Aus diesem Grund können Sie 1 Gitterflosse erhalten, die stärker verkohlt ist als die anderen.

Die "oberen" Gitterflossen könnten auch durch den Raketenkörper vor der Überschallströmung geschützt werden.
Der Video-Screenshot sagt 17539 km/h ~ 4872 m/s. Ich denke, das qualifiziert sich als Überschall.
Aber das ist Telemetrie aus der zweiten Stufe.
@MichaelKjörling Ich denke, man kann mit Sicherheit sagen, wenn die erste Stufe so schnell in die Atmosphäre käme, wäre sie keine Stufe mehr.
Ich bin mir nicht ganz sicher, was der letzte Absatz Ihrer Antwort zu sagen versucht; Können Sie erläutern, wie sich die Steuerung der Lamellen auf ihre Wärmebelastung auswirkt? Ist es nur so, dass einige ablenken, andere nicht, oder verwenden sie an diesem Punkt des Abstiegs Body Lift und einige der Flossen befinden sich im Windschatten des Raketenkörpers?
Selbst wenn sie die Flossen verschrotten und bei jedem Start neue installieren, werden sie immer noch zur Erde zurückgebracht; und hoffentlich wird das Material recycelt.
Hier gibt es einige Missverständnisse über Gitterflossen. Das aktive Element ist die einzelne Gitterzellenwand: Es ist ein Gitter aus (vielen) Rippen, nicht eine einzelne Rippe, die aus einem Gitter besteht. Der niedrigste Anstellwinkel, der geringste Luftwiderstand, ist senkrecht zur Strömung: Die Drehung von dort aus erhöht die Besetzung, nicht ihre Abnahme. Das dünne, aber weise Gitter versetzt die Stoßheizung hinter dem Gitter in eine Strömung mit hohem Überschalldruck.

Nach der Einfahrt geht es auf der ersten Etappe immer noch ziemlich schnell – etwa 8200 km/h oder Mach 6,6 oder so. Immer noch schnell genug, damit atmosphärische Reibung und Kompressionserwärmung ihren Tribut fordern.

Der Einstiegsbrand reduziert die Geschwindigkeit des Boosters von 8200 km/h auf ~5800 km/h – von tödlich bis größtenteils überlebensfähig. Der Landebrand bremst den Booster nur von vielleicht 900 km/h auf null ab. Die anderen 4900 km/h Verzögerung erfolgen ausschließlich durch Luftwiderstand.

(Alle diese Zahlen stammen aus der Telemetrie des SES-10-Starts aus diesem Video . )

Es verlangsamt sich in 70-40 km Höhe, bevor der Atmosphärendruck zunimmt. Beim Abstieg nimmt die atmosphärische Dichte zu und die Erwärmung nimmt zu, wenn die Geschwindigkeit unverändert bleibt. Siehe Luftdichte vs. Höhe

Warum brannte die Gitterflosse des CRS-8/SES 10 Boosters?
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