NASASpaceFlight.com berichtet, dass das DragonFly-Testfahrzeug zu Testzwecken in McGregor, TX, eingetroffen ist .
Sie diskutieren, dass die FAA sie für erste Tests auf 80 Fuß über dem Boden beschränkt. Dass sie es an einem großen Kran aufhängen und die SuperDracos testen werden, während sie an einem Kran hängen.
Das Problem ist, dass die 8 SuperDracos JEDEN 16 Klbf Schub (Vakuum) haben!
Das Dragon V2-Fahrzeug hat eine Masse von etwa 14.000 Pfund, die dem Artikel zufolge Stahlbeine enthält, die zum Testen angebracht sind. Ich bin mir nicht sicher, wie weit Sie einen SuperDraco drosseln können, aber selbst wenn ein SuperDraco feuert, wird das Ding wie eine Fledermaus aus der Hölle fliegen.
Die SuperDracos sind in die Seite eingebettet und stoßen nicht direkt nach unten, sodass das Abfeuern von nur einem wahrscheinlich keine Option ist, wenn Sie das Testfahrzeug nicht zerstören möchten.
Wie werden sie diesen Test sinnvoll durchführen? (Da sie eindeutig einen Plan haben ...)
Wie jeder gute Abstiegsmotor drosselt SuperDraco stark; Wikipedia sagt bis zu 20% .
Verschiedene spekulative Quellen setzen den Schubwinkel irgendwo zwischen 25º und 35º, was Kosinusverluste bestimmt. Der Seitenwandwinkel beträgt 15º und der Schubwinkel ist größer. Teilen Sie die Differenz und nehmen Sie an, dass sie 30º für 0,87 Kosinus beträgt.
Ich kann keine solide Referenz für den Unterschied zwischen Meeresspiegel und Vakuumschub finden. Wikipedia sagt 240s ISP bei SL, und einige nicht beschaffte Referenzen aus dem Jahr 2013 schlugen ein Vakuum von 300s vor, was plausibel erscheint (wenn auch etwas niedrig). Nehmen wir also an, der Meeresspiegelschub beträgt 80% des Vakuums.
73 kN x 8 x 0,2 x 0,87 x 0,8 = 81 kN Gesamtschub, was im Bereich von 18.000 lbf liegt. Wenn eine so starke Drosselung nicht ausreicht, müssen sie möglicherweise 4 oder 6 der Motoren abschalten.
Mit nur 2 laufenden Triebwerken würden sie eine Achse der Differentialschubsteuerungsautorität verlieren, obwohl die Draco RCS-Triebwerke wahrscheinlich dafür sorgen können.
Wikipedia hat die Trockenmasse von Dragon V2 bei 9300 lbs und Ihr verlinkter Artikel bei 14000. Das Treibmittel fügt weitere 4000 lbs oder so hinzu, was zu Beginn des Tests zu einer Gesamtmenge von etwa 18000 lbs führt.
Im Januar 2016 veröffentlichte SpaceX ein Video eines Schwebeflugs auf einem Kran vom November 2015, das einen erfolgreichen Schwebeflug zeigt. Von SpaceX veröffentlichte Informationen zu diesem Test behaupten einen Gesamtschub von 147 kN , was eine Drosselung von etwa 36 % und eine stark ballastierte Kapsel impliziert.
Stellen Sie sich das so vor: Wie würden Sie das Fahrzeug ohne Kran testen? Sie testen die motorisierten Landefähigkeiten, also ist die Idee, mit langsamen, glatten Flugbahnen zu arbeiten, die größtenteils vertikal sein können, aber offensichtlich auch eine gewisse seitliche Bewegung beinhalten.
Wenn irgendetwas schief gehen sollte, könnte das Fahrzeug wild vom Kurs abweichen und wahrscheinlich eine Selbstzerstörung erfordern. Stattdessen ermöglicht Ihnen der Kran, das Fahrzeug mit (idealerweise) minimaler Reaktion zwischen dem Kabel und dem Fahrzeug festzuhalten.
Natürlich reagiert das Kabel ohne Schub, wenn das Fahrzeug hängt, aber sobald der Test durchgeführt wird, wird die Spannung wahrscheinlich auf ein Minimum eingestellt (während darauf geachtet wird, dass es nicht völlig locker wird).
Die Gesamtidee ist, als würde man seinem Hund eine Leine anlegen, damit er nicht wegläuft, aber dem Hund trotzdem Spielraum lässt, damit er bequem herumlaufen kann (zumindest wenn dein Hund nicht versucht, dich wie meinen herumzuziehen!).
Was den Gesamtschub und die Drosselung betrifft, so ist dieses System so konzipiert, dass es mit einem Schub arbeitet, der sich auf weniger als 1 g Beschleunigung reduziert (andernfalls wäre die Landung zu gefährlich, da Sie beim Sinkflug auf kürzere Verbrennungen mit hohem Schub angewiesen wären). Der Artikel, auf den Sie verlinken, gibt tatsächlich an, dass das Trockengewicht 14000 Pfund beträgt. Wenn Sie also 4000 Pfund Treibmittel berücksichtigen, haben Sie am Ende eine Masse von etwa 8100 kg, also eine Beschleunigung von etwa 1 g.
BEARBEITEN:
Dieses Dokument enthält einige weitere Details zum DragonFly-Fahrzeug, obwohl es sich hauptsächlich um die anschließenden 4 Testphasen nach dem Einsatz des Krans handelt.
Aus diesem Dokument können wir diese Nummern herausziehen:
Trockenmasse = 6364 kg
Treibmittelmasse = 1756 kg (unter der Annahme eines vollen 400-Gallonen-Tanks mit 50/50 NTO und MMH, die SGs von 1,44 bzw. 0,88 haben, obwohl es zwischen 1332 und 2180 kg liegen könnte)
Maximaler Schub = 546,7 kN
Auf Seite 97 heißt es: "Die vier Motoren sind als ... modelliert", was nur eine Verwirrung darüber sein könnte, dass die Motoren paarweise konfiguriert sind, aber auch darauf hindeuten könnte, dass sie nur vier der Motoren abfeuern.
Bei den angegebenen Massen bräuchte man zum Schweben einen Schub von ca. 79,7 kN, was einer Drosselung von 14,6 % bei allen 8 Triebwerken bzw. 29,1 % bei 4 Triebwerken entspricht.
geoffc
Russell Borogove