Was tut die NASA, um den Überschallfallschirm für den dritten LDSD-Test zu verbessern?

Der dritte Test des Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD) fand nie statt, das Programm wurde 2016 aufgrund einer Budgetlücke gekürzt . Das Papier " Reconstructed Parachute System Performance During the Second LDSD Supersonic Flight Dynamics Test " bietet jedoch eine eingehende Analyse des Fallschirmsystems während des Tests, einschließlich einiger großartiger Grafiken wie dieser:

Hier ist der relevante Abschnitt des Papiers, in dem die Ursache des Fallschirmversagens diskutiert wird:

D. Bewertung des Fallschirmversagens

Nach Überprüfung der Daten zum Ausfall des SSRS auf SFDT-2 berief das LDSD-Projekt ein Treffen von Experten der Fallschirmgemeinschaft ein, um eine gemeinsame Bewertung des Ausfallmechanismus des Fallschirms und seiner Ursachen durchzuführen. Das Gremium aus Experten und LDSD-Projektingenieuren stellte vier führende Hypothesen für das Fallschirmversagen in SFTD-2 auf:

1. Eine asymmetrische, unkontrollierte Entfaltung verursachte Schäden an der Kappe vor dem Aufblasen. Dieser Schaden wurde durch Inflationslasten verschlimmert und breitete sich über die gesamte Kappe aus, was zum Versagen führte.

2. Die Auswirkungen der Trägheit des Gewebes und der Flüssigkeit verursachten während des Aufblasens eine vorübergehende Belastung der Kappe, die über die durch Vortestanalysen vorhergesagten Werte und über die Fähigkeiten der Kappenmaterialien hinausging.

3. Eine vorübergehende Belastung aufgrund von Druckwellen während des Überschallaufblasens führte zu Bereichen mit höherer Belastung der Kappe. Die Beanspruchung in diesen Bereichen überstieg die Möglichkeiten des Materials und die in der Konstruktionsanalyse zulässigen Toleranzen und führte zum Versagen.

4. Die Festigkeit der Skelettelemente unter hochfrequenten, dynamischen Belastungsbedingungen war viel geringer als die Ergebnisse statischer Materialtests vermuten ließen. Während des Aufblasens führte die hohe Einsetzrate der Belastungen auf die umlaufenden Skelettelemente zum Versagen.

Infolgedessen hat das Projekt die folgenden Schritte unternommen, um die Ursache des Versagens zu ermitteln und die Analyse von Lasten und Spielräumen bei zukünftigen Konstruktionen zu verbessern:

1. Durchführung dynamischer, außeraxialer Festigkeitstests der Umfangselemente in einer Überdachung, insbesondere in der Nähe der Region der Überdachung, in der das SFDT-2-Versagen auftrat. Diese dynamischen Festigkeitswerte können dann verwendet werden, um die Ränder an den SFDT-2-Überdachungselementen neu zu berechnen.

2. Untersuchung der dynamischen Belastungen der Kappe während des Aufblasens aufgrund von Stoff- und Fluidträgheit mit analytischen Werkzeugen.

3. Untersuchung der dynamischen Belastungen der Kappe während des Aufblasens durch wandernde Druckwellen während des Aufblasens mittels Final Element Analysis Software (LS-DYNA)

Ein viel neueres Papier "Overview of the Mars 2020 Parachute Risk Reduction Activity" enthält weitere Informationen, die Schlussfolgerungen aus dem LDSD-Test ziehen:

Zusammenfassend hatte LDSD die folgenden Auswirkungen auf traditionelle Methoden, die verwendet wurden, um zu überprüfen, ob ein Fallschirm ein Überschallaufblasen bei oder unter seiner Fluggrenzlast überleben könnte:

• Es zeigte, dass die Spitzenspannung in der Kappe nicht unbedingt mit der Spitzenlast korreliert und dass die von der Kappe erzeugte Widerstandskraft möglicherweise überhaupt nicht gut mit der Kappenspannung korreliert.

• Es zeigte sich, dass in der Überdachung deutlich höhere Spannungen erzeugt werden können als durch quasistatische Analysen einer vollständig geöffneten Überdachung vorhergesagt, selbst wenn die quasistatische Belastung erheblich verstärkt wird, um zu versuchen, die zusätzliche Dynamik und Asymmetrien zu kompensieren, die während auftreten können eine Überschallinflation.

• Es zeigte sich, dass ein Unterschallüberlastungstest der vollständig geöffneten Kappe keinen ausreichenden Beweis dafür liefert, dass die Kappe ein Überschallaufblasen bei oder unter der Fluggrenzlast übersteht.