Nach der jüngsten außerplanmäßigen Demontage der Falcon 9 Rapid twitterte Elon Musk: „Es gab ein Überdruckereignis im Flüssigsauerstofftank der Oberstufe. Die Daten deuten auf eine kontraintuitive Ursache hin.“
Dieser Artikel erwähnt „einen potenziellen Hinweis auf die Flaschen des Helium-Druckbeaufschlagungssystems in der zweiten Stufe“ oder „ Composite Overwrap Pressure Vessels “ (COPV). Wo sind diese auf der oberen Bühne? Wie wahrscheinlich ist es, dass dies bei der RUD eine Rolle gespielt haben könnte?
Beim Falcon 9 v1.0, der für die ersten 5 Starts verwendet wurde, befanden sie sich um den Motorbereich herum und erforderten eine Isolierung und einen Schutz vor den Motoren.
Bei der Umstellung auf Falcon 9 v1.1 und die Merlin 1D-Engine haben sie sie auf beiden Stufen in die LOX-Tanks verschoben. Dadurch wurde der Motorbereich erheblich entrümpelt.
COPVs sind notorisch schwierig zu bauen, da sie einen immensen Druck halten (6000 psi in Raketenanwendungsfällen) und wenn sie lecken / platzen / versagen, gehen sie wie Bomben hoch. Mit Schrapnell.
SpaceX kaufte die COPVs früher von einem externen Anbieter, entschied sich jedoch für die Herstellung im eigenen Haus. Während der Entwicklung gab es einen Fehler bei einem von ihnen, und es sah aus wie ein kleiner Bombenschaden.
Sie hatten Flugverspätungen aufgrund von Problemen mit dem Helium-Druckbeaufschlagungssystem auf früheren Flügen.
Der derzeitige Gedanke, der herumschwirrt, ist nicht unbedingt, dass eines der COPV ausgefallen ist (wie es sehr, sehr heftig explodiert ist, als ein 6000-psi-Schiff freigesetzt wird), sondern stattdessen ist eine Komponente von ihnen ausgefallen und das Helium mit einer etwas langsameren Rate ausgetreten.
(Ich habe den IDA-Ausbruch als Hauptursache bejubelt, aber es sieht so aus, als wäre das ausgeschlossen worden. Wenn es die Nutzlast war, nicht der Booster).
Während @geoffc erklärte, wo sie sind, erkläre ich, warum sie dort sind. Diese Tanks enthalten Helium mit sehr hohem Druck. Helium ist ein sehr schwierig zu lagerndes Gas, und wie jedes Gas funktioniert die Lagerung am besten bei niedrigen Temperaturen. Sie in einem Tank mit bereits kaltem LOX zu lagern, macht es viel einfacher zu handhaben, als es außerhalb des Tanks zu lagern.
Aufmerksame Beobachter werden bemerken, dass es bei den Vorbereitungen für den ORBCOMM-Start im Sommer 2014 ein Problem mit den Heliumtanks gab. Unmittelbar vor dem statischen Feuer wurde ein Gas gesehen, das die erste Stufe verließ, was zu einem Stillstand des statischen Feuertests führte .
Es sollte beachtet werden, dass der Fehler in diesem Fall ziemlich anders war als der ORBCOMM-Fehler vor dem Start. Dies scheint damit zusammenzuhängen, dass die Streben nicht wie vorgesehen funktionierten, was der ORBCOMM-Fehler ein Problem mit dem Tank selbst zu sein schien.
Die typischen COPV haben eine innere Metallhülle, im Allgemeinen Aluminium. Die Kohlefaser-Verstärkungsschichten werden bei Umgebungstemperatur auf den Außendurchmesser der Hülle gewickelt, wobei ein Harz verwendet wird, um die Schicht an der inneren Metallhülle des Tanks abgedichtet zu halten, um Heliumlecks zu verhindern. Der heilige Gral der COPV-Fertigung besteht darin, einen Weg zu finden, den Tank ohne die innere Metallschicht-Metallhülle herzustellen. Das ist schwer zu bewerkstelligen, da der Aufbau der Kohlenstoffschicht eine einigermaßen starke Oberfläche benötigt, auf der sich die äußere Kohlenstoffschicht aufwickeln kann. Der Tank benötigt außerdem gewölbte Enden aus Metall, um die Längsinnendruckkomponenten aufzunehmen. Im Allgemeinen erfordern die Tanks einen ziemlich komplexen, fehleranfälligen und QC-intensiven Herstellungsprozess.
Organischer Marmor
DrZ214
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