Warum bricht Dragon 2 mit angeschlossenem Trunk ab?

Beim gestrigen Dragon v2-Abbruchtest hob er mit seinem drucklosen Rumpf im Schlepptau ab und warf den Rumpf dann im Apogäum aus. Ist das das echte Abbruchprofil? Wäre es nicht einfacher ohne Kofferraum wegzufahren?

Wenn es das wahre Profil ist, warum die Treibstoffmasse ausgeben, um die Ladung zu retten?

Wenn nicht, wie würde sich die (beeindruckende) Beschleunigung des ersten Tests mit einem realistischen Szenario vergleichen, in dem die Motoren gegen den Luftwiderstand ankämpfen, aber weniger Masse ziehen?

Ich könnte mir vorstellen, dass der Rüssel beim Abbruch etwas Stabilität bietet, also könnte es tatsächlich einfacher sein mit dem Rüssel abzubrechen als ohne. Die Motoren sind für eine treibende Landung ausgelegt, daher können sie ohnehin übermäßigen Schub liefern, und dann ist das Gewicht des Rumpfes kein Problem. Nur Spekulation meinerseits
@neelsg Abort legt die maximale Schubanforderung der Motoren fest. Sie müssen die vollgetankte Kapsel + den Kofferraum mit 6 G ziehen, verglichen mit der Landung einer leeren Kapsel allein mit etwa 1 G.
Ein Teil der Gewichtsstrafe des Kofferraums hängt von der Masse der Ladung im Kofferraum zum Zeitpunkt des Abbruchs ab. Ich kann mir nicht vorstellen, dass der Kofferraum während des Abbruchs maximal brutto war?

Antworten (3)

Es ist ein aerodynamisches Problem. SpaceX hat beide Dragon-Kapseln so konstruiert, dass sie für den Wiedereintritt inhärent stabil sind; Sollte sich die Kapsel aufgrund eines Draco-Triebwerksausfalls nicht aktiv orientieren können, orientiert sie sich beim Wiedereintritt passiv mit dem stumpfen Hitzeschild nach vorne in den Geschwindigkeitsvektor. Dies minimiert das Risiko und stellt sicher, dass der Hitzeschild beim Abstieg immer in die Atmosphäre zeigt. Dies ist eine inhärente Eigenschaft des Kegelstumpf -Wiedereintrittskörpers.

Dieses Design hat jedoch einen Nachteil: Wenn Sie ein Szenario haben, in dem Falcon 9 auf einen Fehlermodus stößt, der das Leben der Astronauten an Bord der Dragon gefährdet, und Sie aus der Rakete fliehen müssen, möchten Sie dies so schnell wie möglich tun auf möglichst wenig aerodynamischen Widerstand stoßen. Dies bedeutet, dass Sie den Nasenkegel nach vorne und den Hitzeschild nach hinten richten müssen , was dem aerodynamischen Design von Dragon genau entgegengesetzt ist.

Die von SpaceX gewählte Lösung bestand darin, den Trunk während des Abbruchs eingeschaltet zu lassen. Beachten Sie, dass der Rumpf selbst die Kapsel nicht nach vorne zeigt, sondern die Flossen am Rumpf . Sie formen den Luftstrom um die Kapsel herum so, dass sie sich stabil in den Geschwindigkeitsvektor einfügt.

Dragon Pad-Abbruch Dragon beginnt unmittelbar nach dem Ausfahren des Rumpfes, vor dem Abwerfen des Drogue-Schirms, zu rotieren.

All dies können Sie während des Pad Abort-Videos sehen. Sobald sich der Kofferraum entfaltet und vom Fahrzeug trennt, beginnt sich die Kapsel sofort zu drehen und versucht, sich mit dem Hitzeschild nach vorne zu stabilisieren.

Außerdem ist der Kofferraum unglaublich leicht. Dragon wiegt etwa 8000-9000 kg. Der Kofferraum wiegt weniger als 1000 kg. Ein kleiner Nachteil, sicher, aber wen interessiert es, wenn Sie das Leben der Besatzung im Inneren retten.

Vielen Dank! Ich habe eine Referenz gefunden , aber ich frage mich immer noch: 1. Warum nicht einfach die Flossen an der Kapsel befestigen, wie ein Federball – oder eine andere Art von Widerstand erzeugendem Gerät einsetzen? 2. Der Kofferraum ist nur leicht, wenn er leer ist, schränkt dies seine maximale Zuladung ein?
@Potatoswatter Wenn die Flossen dazu führen, dass die Kapsel mit dem spitzen Ende zuerst geht, möchten Sie sie nicht auf die Kapsel legen. Denken Sie daran, die Idee ist, im Falle eines Fehlers wiedereintrittssicher zu sein. Einziehbare Flossen sind mechanisch komplexer als Sprengbolzen, und Sie möchten wirklich nicht, dass die Kapsel feststeckt und so konfiguriert ist, dass sie mit der Spitze zuerst geht, wenn sie versucht, wieder einzutreten. Wenn Sie die Flossen am Kofferraum belassen, können Sie ein wenig zusätzliches Gewicht verlieren (Sie müssen die Flossen nicht in den Weltraum bringen; sie sind nach dem Start nutzlos) und es stellt sicher, dass die Kapsel zuerst wieder in den Hitzeschild eintritt, sogar in Fall des Scheiterns.
@anaximander Nicht einziehbar oder so. Stellen Sie sich die Flossen vor, wo sie jetzt sind, aber mit Wurzeln, die sich bis zu explosiven Bolzen erstrecken, die denen benachbart sind, die bereits den Stamm befestigen. Übrigens, das ist der einzige Weg, um zu vermeiden, sie in den Weltraum zu bringen. Derzeit wird ihr Gewicht nicht abgeworfen, da der Kofferraum in den Weltraum geht .
@ Potatoswatter ... das tut es, ja. Irgendwie habe ich das Teil vergessen! Ich denke, am Ende liegt es an dem Prinzip, die Dinge einfach zu halten. Mehrere Finnen mit jeweils eigenen Entkopplern würden die Komplexität erhöhen. Eine Art separate Flossenbaugruppe zu haben, die groß genug ist, um Flossen in geeigneter Größe zu tragen und separat in den Kofferraum geworfen werden zu können, würde nur Gewicht und Komplexität (und möglicherweise verschwendete Innenräume) erhöhen, ohne viel Nutzen zu bringen. In fast jedem Fall, in dem Sie die Flossen benötigen, benötigen Sie den Rumpf (oder zumindest ist der Nachteil, den Rest des Rumpfes sowie die Flossen zu haben, minimal).
Ist „weniger als 1000 kg“ Masse des Kofferraums mit oder ohne Zuladung? Hatten sie Ballast, um eine Nutzlast während des Abbruchtests zu simulieren?
@Philipp ja; jede Ladung kommt zum Kofferraumgewicht hinzu.
@Potatoswatter es schränkt die Last wahrscheinlich nicht ein. Die SuperDraco-Motoren wurden entwickelt, um das Gewicht von Dragon mit schierer Kraft zu überwinden.
„Frühere Raumfahrzeugkapseln haben alle erforderlichen aktiven Steuerungen, um eine stabile Ausrichtung während des Wiedereintritts beizubehalten.“ Ich glaube nicht, dass das stimmt. Tatsächlich glaube ich, dass das Gegenteil der Fall ist.
@Erik, gut, dann gib eine Quelle an und bearbeite sie.
Ich brauche das nicht wirklich, da es nicht meine Antwort ist und Kegelstümpfe mit ihrem stumpfen Ende nach vorne bekanntermaßen aerodynamisch stabil sind.
@EchoLogic, siehe das Zitat über ballistische Raketen von 1958 "Andere Tests haben gezeigt, dass sich die Kapsel selbst, wenn sie wie ein Kegelstumpf geformt wäre, beim Wiedereintritt automatisch selbst aufrichtet, selbst wenn das Bordsteuersystem ausfällt" von airspacemag.com/space/how -das-raumschiff-hat-seine-gestalt-137293282

Ich würde auch denken, dass bei einem Fehler, bei dem die Rakete entweder explodiert oder zur Detonation gebracht werden muss, das Anbringen des Rumpfes als Schutz vor eindringenden Trümmern dienen könnte. Es würde nur ein kurzes Fenster geben, in dem dies erforderlich sein könnte, und es scheint mit der Dauer zusammenzufallen, in der der Kofferraum angeschlossen bleibt.

Ich dachte mir, dass es ein Versuch war, den Truck befestigt zu halten, um CG vor CP zu bringen, damit Dragon unter Strom natürlich stabil vorwärts fliegt. Dragon möchte zuerst den Hitzeschild ausrichten. Beachten Sie, dass Boeing Starliner auch ein Pusher-Abbruchsystem hat, aber keinen langen Kofferraum hat ...

Warum bricht Dragon 2 mit angeschlossenem Trunk ab?
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