Was begrenzt die Anzahl der Neustarts einer mit Flüssigtreibstoff betriebenen Rakete?

Ich weiß, dass die obere Stufe der Falcon 9 einmal neu gestartet werden kann, wodurch unter Umständen, die dies erfordern könnten, ein zusätzlicher Schub möglich ist. Ich verstehe jedoch nicht wirklich den Mechanismus, der die Anzahl der Neustarts begrenzt. Was begrenzt die Anzahl der Neustarts, die eine mit Flüssigbrennstoff betriebene Rakete durchführen kann?

Attitude Thrusters können tausende Male neu gestartet werden. Bitte geben Sie an, welche Motoren Sie im Sinn haben.
Ja, aber die Hauptantriebssysteme scheinen eine begrenzte Anzahl von Neustarts zu haben ...
Verwandte: space.stackexchange.com/questions/2446/… (sieht aus wie ein Betrüger davon)
Ist das wirklich ein Duplikat? Die andere Frage bezieht sich auf die Schwierigkeit des Neustarts bei Null g und befasst sich mit der Platzierung des Treibmittels in den Tanks. Hier wird gefragt, was der *begrenzende Faktor* für die Anzahl der Neustarts ist. Ich würde sagen, die Antwort auf diese Frage ist wirklich, dass die Menge an Zip-Kraftstoff / Spülgas / Batterieleistung für Neustarts begrenzt ist.
Ich stimme eher zu, obwohl es einige Ähnlichkeiten gibt, die zweifellos auf die gleichen Arten von Problemen zurückzuführen sind, ist es nicht sofort klar, dass die doppelte Frage eine Antwort auf diese Frage hat.
Ich habe eine ähnliche, aber allgemeinere Frage gestellt: Praktische Grenzen eines wiederstartbaren Raketentriebwerks . Mich würde immer noch der aktuelle Rekordhalter für die Anzahl der Neustarts im Weltraum interessieren.

Antworten (2)

Laut diesem alten Usenet-Thread gibt es viele Designmöglichkeiten, aber die Hauptprobleme bestehen darin, den Treibstoff im freien Fall zu den Triebwerken zu bringen und nicht-hypergolische Treibmittel zu zünden.

Um den Kraftstoff in die Pumpen / Motoren zu bekommen, können Sie verwenden:

  • Blasendruckbeaufschlagung (was ein Materialproblem bei Kryokraftstoffen ist)
  • Kolbendruckbeaufschlagung (im großen Maßstab schwer durchführbar)
  • kleine Feststoffraketen (von denen Sie eine begrenzte Anzahl haben würden)
  • kleine Füllraumraketen mit flüssigem Kraftstoff (die die gleichen Probleme mit der Kraftstoffversorgung haben, jedoch in einem kleineren und leichter lösbaren Maßstab)
  • Boiloff-Entlüftung von Kryo-Treibstoffen für Freiraum!
  • ein Maschen- oder Membransystem, um durch Kapillarwirkung ausreichende Kraftstoffmengen am Pumpeneinlass zu halten

Um Nicht-Hypergole zu entzünden, können Sie Folgendes verwenden:

  • hypergolische chemische Zünder (von denen Sie eine begrenzte Anzahl haben)
  • elektrische Funkenzünder (die verschmutzen oder sich abnutzen können)
  • Pyrotechnik für feste Brennstoffe (von denen Sie eine begrenzte Anzahl haben und wiederum elektrische Zünder benötigen)
Sie haben Membranen/Kapillarwirkungsmechanismen weggelassen. Zumindest Membranen wurden operativ eingesetzt.
Beantwortet dies wirklich die Frage, den begrenzenden Faktor für die Anzahl der Starts zu definieren?
Ich glaube nicht, dass es aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Motor- / Systemdesigns eine einfache Antwort gibt. dies definiert einige mögliche einschränkende Faktoren.
Bei Kryokraftstoff-Abdampf- und Funkenzündern haben Sie eine Neustartfähigkeit, die nur durch die Fähigkeit begrenzt ist, Kryokraftstoff überhaupt aufrechtzuerhalten. Der Verschleiß der Funkenzünder ist im Vergleich zu den tatsächlichen Notwendigkeiten des Neustarts der Motoren sehr gering - Sie würden bei wiederholten Neustarts Ihren gesamten Kraftstoff verbrauchen, bevor die Zünder ein Faktor würden.

Hinsichtlich der voraussichtlichen Anforderungen in den nächsten Jahrzehnten gibt es keine SINNVOLLE Obergrenze. Die Erhöhung der Wiederanlauffähigkeit erhöht die Komplexität und eine gewisse Menge an Masse, aber Sie können bald zu einem System kommen, dessen Zuverlässigkeit im Wesentlichen begrenzt ist. Zehn bis Hunderte von Neustarts wären mit vorhandener Technologie ohne weiteres möglich.

Als ein einziges Beispiel

Sie können Kaltgas-Triebwerke verwenden, um die Freiraumbestimmung des Haupttankkraftstoffs zu erreichen und die Gasreservoirs bei Bedarf mit Hauptkraftstoff oder Oxidationsmittel aufzufüllen, sobald der Inhalt stabil ist.

Überall außerhalb eines dauerhaften Schattens (der normalerweise ziemlich schwer zu finden ist) können Sie Photovoltaikmodule verwenden, um die Energiespeicher des elektrischen Systems aufzuladen. Vorhandene Batterietechnologien haben Kalender- und Zykluslebensdauern, die weit über dem liegen, was vernünftigerweise benötigt wird.

Das Fehlen von Hypergolizität ist eine Herausforderung, aber wenn die Notwendigkeit besteht, sind kleine Zünder, die mit elektrisch bis zum Verbrennungspunkt erhitzten Hauptbrennstoffgemischen betrieben werden, eine durchaus realistische Lösung.

Es ist wahrscheinlich, dass mit solchen Systemen Dutzende von Neustarts erreicht werden könnten, und es ist unwahrscheinlich, dass in einer wahrscheinlichen Anwendung kurzfristig mehr als diese Anzahl erforderlich wäre. Erweiterung, um zu sagen, dass Hunderte von Neustarts "nur eine Frage der Technik" sind, wobei die Notwendigkeit der Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit mit zunehmenden Neustarts steigt.

Nicht zuletzt wäre die Menge an Treibmittel an Bord ein begrenzender Faktor.
@OrganicMarble In der Tat. Deshalb ist das Wort SENSIBLE fett und in Großbuchstaben und das 4. Wort in geschrieben, da jedes frühere für ein unangenehmes Englisch gesorgt hätte :-). zB SINNVOLLE Beschränkungen auf ... . dh JA , früher oder später wird Ihnen der Treibstoff ausgehen, Meteoriten werden Ihre Tanks durchlöchern, Neutronen werden zerfallen (OK, nicht das), niemand wird sich darum kümmern usw. Aber wenn Sie jetzt 10 Neustarts wollen, ist es "nicht so schwer" - nur a Sache der Technik. 100er werden ärgerlich, da beim Start zusätzlicher Verschleiß auftritt und sich das Massenverhältnis insgesamt usw. auswirkt. Aber es ist im Wesentlichen kein Problem - nur eine technische Gelegenheit :-)
Was begrenzt die Anzahl der Neustarts einer mit Flüssigtreibstoff betriebenen Rakete?
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