Warum hat Crew Dragon auf Berstscheiben statt auf mehrere Rückschlagventile umgestellt?

SpaceX ist dafür bekannt, nach Möglichkeit wiederverwendbare Teile zu bevorzugen. Vor dem Vorfall mit dem Besatzungsdrachen, bei dem ein undichtes Rückschlagventil zu einer Rohrleitungsexplosion führte, wurde festgelegt, dass das Rückschlagventil durch eine Berstscheibe ersetzt werden sollte, die nicht wiederverwendbar ist. Fairerweise muss gesagt werden, dass die Motoren des Crew Dragon nicht mehr für die treibende Landung verwendet werden, sondern nur noch für Notfälle. Warum hat sich SpaceX nicht entschieden, stattdessen 2-3 Rückschlagventile zu verwenden? Bedeutet dies nicht, dass der Super Draco nicht mehr über die Fähigkeit zum mehrfachen Neustart verfügt?

Einige grundlegende Statistiken zeigen, dass die Verwendung von 2 oder 3 die Wahrscheinlichkeit dafür bereits astronomisch unwahrscheinlich macht und die Möglichkeit einer erneuten Zündung des Motors ermöglichen würde.

Die oben genannten "Basisstatistiken" gehen davon aus, dass Ausfälle nicht korreliert sind. Wenn Sie einen Umgebungs- oder Herstellungsfaktor haben können, der alle Geräte gleichzeitig gefährdet, sind diese Statistiken nicht unbedingt gültig. Sehen Sie auch, wie sich die Statistik, die zeigt, dass es möglich war, eine Tranche mit AAA-Rating in einem Bündel von Subprime-Hypotheken zu schaffen, als fehlerhaft herausstellte.
„sind nicht unbedingt gültig“ -> „sind ungültig“

Antworten (1)

Es wäre möglich, eine Rückschlagventilkette mit hoher Schließzuverlässigkeit zu konstruieren, aber dies würde den Durchfluss einschränken und das Risiko erhöhen, dass ein Ventil festsitzt. Sie würden wahrscheinlich auch Drucksensoren zwischen den Ventilen benötigen, um den Systemzustand zu bestimmen, so dass Sie am Ende eine große Anzahl von Rohr-zu-Fitting-Verbindungen haben, die potenzielle Lecks darstellen, und eine Menge unterstützender Elektronik.

Berstscheiben haben den Vorteil, dass sie bis zum Öffnen zuverlässig geschlossen sind und im geöffneten Zustand sehr hohe Durchflussraten bei geringem Einbaugewicht/Volumen zulassen. Sie sind auch einfach zu testen/überwachen, da sie sehr ungewöhnliche Umstände erfordern, um langsame Lecks zu haben, so dass Sie im Allgemeinen nur eine Art grundlegende Integritätsprüfung benötigen, bei der ein Draht durch eine Schleife läuft, anstatt mehrere Druck-/Durchflusssensoren mit zugehöriger Elektronik.

Wenn Ihr Motor also nur einmal und möglicherweise nur für Notfälle verwendet wird, möchten Sie ein System mit minimalem Gewicht, das während des Vorstarts und des Flugs einfach zu überwachen/testen und bei Bedarf hochzuverlässig ist, was Berstscheiben zu einem Problem machen kann gültige Wahl.

Das Shuttle-OMS-Helium-Druckbeaufschlagungssystem hatte parallele Dampfabsperrventile und eine Reihen-/Parallel-Quad-Rückschlagventilanordnung, um diese Art von Explosion ohne Verwendung von Berstscheiben zu verhindern. nasa.gov/centers/johnson/pdf/… p. 2.18-10 Es gab keine zusätzlichen Drucksensoren für diesen Teil des Systems.
@organic Marble, das muss für jemanden eine interessante Design- und Konstruktionsherausforderung gewesen sein. Durchaus möglich, schließlich hat Spacex das ursprünglich so konzipiert. Und sehr wahrscheinlich ist es "besser" mit ihnen - meine Vermutung wäre, dass die Änderung eher darauf abzielt, sich schnell in Richtung menschlicher Bewertung zu bewegen, als auf die optimale langfristige Designwahl.
@GremlinWranger: Ist es nicht wahrscheinlicher, dass die Rückschlagventile ein Artefakt des ursprünglichen Designs waren, das die Triebwerke für Antriebslandungen verwendete?
Das Problem bestand auch darin, dass nach der Bodenabfertigung ein Oxidationsmittelschwall in die Leitung gelangte und durch die schnelle Druckbeaufschlagung in das Rückschlagventil gerammt wurde. Dies könnte möglicherweise immer noch passieren, wenn das Oxidationsmittel in die Verbindungsleitung der Reihenrückschlagventile gelangt, selbst wenn es nicht durch die gesamte Kette gelangt ist. Die Reihenredundanz kann das Problem also möglicherweise nicht wirklich verhindern, während die parallele Redundanz tatsächlich mehr Möglichkeiten dafür bietet.
@ChristopherJamesHuff Ich bin mir nicht ganz sicher, was Sie da sagen, aber die Shuttle-OMS-Pods hatten eine über 30-jährige Aufzeichnung darüber, dass sie aufgrund von Oxidationsmitteldampfmigration nicht explodierten.
@OrganicMarble: Die Shuttle-OMS-Pods waren keine Hochdruck-Abbruchraketen, haben möglicherweise keine Titan-Rückschlagventile verwendet, und der Drache wurde wegen eines flüssigen Oxidationsmittelschwalls zerstört, der während der Bodenverarbeitung in die Leitung gelangte. Ich bin mir nicht sicher, warum Sie die Shuttle-OMS-Pods oder die Dampfmigration ansprechen.
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