Wie lange kann ein Fahrzeug betankt bleiben, bevor der flüssige Sauerstoff zu warm wird?

Am 28. Februar 2016 versuchte Falcon 9 einen zweiten Start für seinen 22. Flug . Es wurde jedoch um T-01:33 für etwa 20 Minuten angehalten und sein Countdown auf T-11:44 zurückgesetzt, was insgesamt etwa 30 Minuten zwischen Betankung und Zündung ergab. Der flüssige Sauerstoff wird auf -207 °C gekühlt, bevor er in die Rakete geleitet wird, wo er sich, wie ich vermute, zu erwärmen beginnt.

Wie lange dauert es, bis LOX eine Temperatur erreicht, bei der der Start unmöglich wird?

Antworten (2)

Normale Fahrzeuge, die LOX verwenden, verwenden es bei der normalen Temperatur (-183 ° C) und lassen das LOX abkochen und füllen es bis zum spätestmöglichen Zeitpunkt auf, den ihre Hardware zulässt.

Der Falcon 9 1.1 Full Thrust (oder wie auch immer er schließlich genannt wird) verwendet den auf -207 ° C unterkühlten LOX, was ein anderes Problem darstellt. Die Antwort ist unklar und ist offensichtlich etwas, an dem SpaceX gerade arbeitet, um es herauszufinden, da es auf der Grundlage eines Elon Musk- Tweets scheint, dass das Zündproblem auf steigende LOX-Temperaturen zurückzuführen ist.

Interessant. Wie lange würde LOX bei -183 dann dauern? In welchem ​​Temperaturbereich ist LOX einsetzbar? Wird es schnell warm?
Die Antwort auf diese zusätzlichen Fragen wird bis zu einem gewissen Grad von der Konstruktion des Tanks und der Fluggeschwindigkeit abhängen, aber auch von der Dicke einer eventuellen Glasurschicht auf der Tankaußenseite (dh gefroren durch atmosphärischen Wasserdampf) und ihren isolierenden Eigenschaften. Ich habe gesehen, wie sich vor ein paar Tagen jemand auf, ähm, forum.nasaspaceflight.com an einigen Handberechnungen versucht hat , obwohl ich es jetzt nicht finden kann. Aber wirklich, wenn dies Neuland für Startdienste im Allgemeinen ist, dann wird es nur eine Vermutung sein.
@isanae Auf dem Pad sehen Sie die LOX-Entlüftung als weiße Wolke, von dem Moment an, in dem sie beginnen, das Fahrzeug zu füllen, bis es sich bewegt. Die ganze Zeit füllen sie LOX nach, so dass es beim Aufwärmen und Kochen freigesetzt wird (während die Wärme mitgenommen wird und der Rest kühl bleibt). Aber für unterkühlte LOX kann man das nicht ganz so machen.
Warum nicht? Was ist so unterschiedlich zwischen diesen beiden Temperaturen?
@isanae Siedepunkte sind magisch! :) Die Wärme, die die Änderung verursacht, wird in Energie umgewandelt, um von flüssig zu gasförmig zu wechseln, ohne die Temperatur wirklich zu beeinflussen. Am Siedepunkt bleibt die Flüssigkeit also im Wesentlichen auf derselben Temperatur, wobei das verdampfende Gas die überschüssige Wärme abführt. Beim Unterkühlen erwärmt es sich immer weiter, bis es den Siedepunkt erreicht. Also ganz anders,
Okay, -183 ° C ist der Siedepunkt, -218 ° C ist der Schmelzpunkt, Falcon 9 verwendet LOX dazwischen bei -207 ° C. Und wie @Puffin sagt, wir haben nicht viele Informationen darüber, wie schnell sich LOX in dieser Umgebung erwärmt, aber wir wissen, dass 30 Minuten zu viel sind. Richtig? Wenn Sie einige Ihrer Kommentare in Ihre Antwort integrieren könnten, würde ich sie sofort akzeptieren.

Sie unterkühlen den LOX, um mehr Sauerstoff in den Tank zu bekommen. Die niedrigere Temperatur bedeutet etwa 3 % mehr Sauerstoff (nach Gewicht) im gleichen Volumen. Wenn sich der LOX erwärmt, dehnt er sich aus, sodass der Flaschendruck schnell ansteigt, es sei denn, Sie lassen den Sauerstoff ab. Wenn Sie also unterkühlten Sauerstoff verwenden, wird Ihnen durch eine Startverzögerung weniger Sauerstoff zur Verfügung stehen, als Sie benötigen.

Wie Geoff sagte, stabilisiert sich die Temperatur, sobald der LOX seinen Siedepunkt erreicht hat, bis der gesamte Sauerstoff verdampft ist, und Sie können ihn durch Nachfüllen auf dieser Temperatur halten.

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