Aktiv styring af LES
Vil der være aktiv styring på LES?
Hvad vil der sker hvis hovedraketten kommer til at flyve næsten vandret som HEAT 1X og I først der skyder LES af sted der?
Henrik
Her mandag skulle vi gerne få afskibet en masse dele med fragtmanden. Det er alle komponenterne til den store aluminiums oxygen tank til HEAT 2X.
De skal til Smed Hansens vej 11 i Lem i Vestjylland - hvor alt det rigtigt svære TIG svejsearbejde på den foregår.
Vi svejser selv i huset - og har en slags uformel hotline til medarbejdere hos Force når et eller andet skal belyses. Det er fuldkommen uden ansvar - men der er altså nogen vi kan ringe til og få et godt råd. Om vi følger det - blander man sig ikke i - men det gør vi altså når overhovedet muligt.
Sammen med VST Industries - det er dem i Lem - har vi derfor både en praktiske og teoretiske venner udi den mere avancerede svejseteknik.
For selv at kunne - laver vi prøvestands tanken til testmotoren - som også er i alu - mens flight fidelity hardwaren altså laves i Jylland. De har noget specialiseret Q værdi derovre - og den er vi glade for at få lov at få lidt af.
I går lørdag kørte vi igen test på den lille LES motor - denne gang to gange med en hurtig optankning mellem.
Vi har ingen svingninger, og vi har forbrændingseffektivitet på 80 - 90 % på de motorer - ISP ligger på 180 - 190 sek og tændings delayet er på under 20 msek. Eter fire test har vi grund til at tro det ikke er begynderheld.
Foto: CS. BABY LES test #4, det fungerer bare !
Grafik: Flemming Nyboe. Målinger viser at motoren tænder yderst kontant og ikke svinger. Det bliver ikke meget bedre.
LES motoren i fuld størrelse er under bygning - og dens 19 huls gummiklods er nu ved at være klar til støbning. Vi har gummi til den ( kun 38 kg skal der til ) og vi støber den omkring paprør - og i meget små portioner af gangen. Det skulle meget gerne blive til en fin klods uden de problemer vi fik med den store TM2 klods.
Den store klods - vi umiddelbart anser for brokket - er kommet ud af røret og det ser faktisk slet ikke så galt ud. Vi vil helt sikket bruge den - hvilket betyder at vi kan gennemteste 2X meget store motor med op til 8 statiske test inden opsendelsen. Af forsigtigheds grunde vil vi bare gerne lave en ny så vi ikke tager nogen chancer. Vi skal også kunne støbe dem perfekt - ellers kan vi jo ikke satse på det i fremtiden.
Klodsen og røret skal damprenses og affedtes inden der støbes ny klods - og den udtagne klods vil til sin tid skulle limes i med en fuge på 6.5 mm. Det er lidt en chance - så derfor venter vi altså med bonus test og laver en ny. Men det vil da være smukt, hvis den alligevel viser sig at kunne bruges.
Den store LES motor bygger på alle måder på Babyen som har vis sig så pålidelig og effektiv. Den vil faktisk rumme to motorer - en stor en der giver over 90 kN ( meget mere end HEAT ) i 3 sekunder - og en mindre en til at opnå sikker separation omkring toppunktet i banen hvor hastigheden bør være lavest.
Noget af kraften tabes pga de vinklede dyser - men løftet bliver omkring 70 kN på nogle millisekunder efter tænding.
LES motoren er nøjagtigt sådan som pressen ønsker en raket skal være. Man kan offentliggøre et tændings tidspunkt, og bang, inden for brøkdele af sekund vil man kunne forudsige hvornår skuddet går. Ikke noget pjat med tryksætning, kølespiraler og tændingsprocedurer. Det er en ægte faststof emulator vi har fået ud af dette lille ekstra projekt.
N20 / PUR i stål motor indpakning kunne være en kandidat til HEAT hvis det ikke var fordi indpakningen vejer for meget. Der er
altså gode grunde til at vi bruger så meget krudt på at arbejde med LOX, det er ganske enkelt muligt at bygge en meget lettere raket med dette højeffektive drivmiddel.
Muligheden for at lave små projekter i projektet er meget dejlig for os. Det er meningsfuldt, og det skaber en kreativ adspredelse. Derfor er den rette linje ikke altid den korteste vej i et udviklingsarbejde.
Der sker hele tiden ide spinoff fra små sideprojekter til hovedsagen - og det er rigtigt godt.
Kølespriralen som gør LOX raketter mindre tidskritiske er f.eks. spinoff fra væskeraketforsøgne i efteråret.
Det - ganske fikse - ventilløse tændingssystem der nu er gennemtestet til LES brug kunne godt komme over i HEAT. Det ville fjerne flere komplekse komponenter og fejlkilder - manøvrelufttank - ventil aktuator - elektronisk timing af tid mellem pyro tænding og ventil åbning - varmelegemer...
Alle disse ting kan brækkes ud af designet, fjerne vægt, og fjerne fejlkilder. Vi snakker en del om nøjagtigt hvordan - det er et ping pong mellem min kære motor co -designer Niels Foldager og jeg selv.
Der skal stadig være et meget pålideligt abort system - og der skal stadig være en høj robusthed mod fejl. Det kan f.eks. betyde at tændsatsen skal kunne indsættes meget sent for liftoff, og at der gøre en særlige indsats for at beskytte tændledningen mod fejlstrømme. Men det er enkelt - og gennemsigtigt. Kan vi kontrollere spændingen mellem de to ledere i tændkablet er vi sikre. I dag har nogle meget sikre, men også mere komplicerede systemer - trafiklyset fra Sputnik er en del af dette. Umiddelbar teknisk gennemskuelighed er en høj prioritet for de som bemander Sputnik. En fejlaffyring af LES eller HEAT vil kunne "sterilisere" dækket af det fartøj, så vi tager ingen chancer.
2X bliver meget meget spændende fordi den flyver aktiv styring - og fordi den har meget større højde potentiale end 1X havde. Vi er meget mere trygge ved sea launch nu hvor vi har prøvet det - så vi vil kunne løfte niveauet et hak og sige at nu vil vi ikke bare af rampen - nu vil vi højt.
Jeg er mildt bekymret for vores fremtid - har de som støtter projektet tålmodigheden det kræver - tænker folk at vi har for mange griller og laver for meget "sjov og ballede" ?
Jeg håber det holder hele vejen med vores model - og jeg håber at folk forstår at netop "griller" og "sjov og ballede" dybest set er død alvorlige komponenter i en plan - som fører til at alle de mange ting man skal mestre for at have en chance i bemandet rumfart - mestres.
Et Launch Escape System - flere motor tests - dybe overvejelser omkring en større MLP - ingen af disse julelege er for sjov - men de er drøn interessante at rode med.
Jeg håber folk også forstår det ikke bliver mindre interessant at følge fordi der sker mange ting - tværtimod.
Uden sammenligning overhovedet tror jeg at noget af det der i sin tid dræbte NASAs udforskning af månen var den tilsyneladende rutine ( månelandinger bliver ALDRIG rutine, men det kan man ikke se når det går godt igen og igen )
Det samme med rumfærgen - folket - der i sidste ende betaler - skal kunne se en rød tråd, en plan - et formål med det hele.
Så længe den er der - har rumfarten den nødvendige opbakning - men rundt og rundt og rundt i LEO har bare ikke samme apeal som man har med forskellige missioner.
I 1960erne brugte NASA fem forskellige boostere - Redstone, Atlas, Titan, Saturn 1B og Saturn V - og prøvede alt af - suborbital, kredsløb, EVA, dokking i LEO, dokking i lunar orbit, rundt om månen, landing, ud at gå, ud at køre.
Med rumfærgen og ISS er det begrænset hvor meget der ser nyt ud for ikke eksperter. Skindet bedrager - men hvad hjælper det hvis folk ikke kan se den højere mening med udgifterne ?
Rumfarten står over for et paradigmeskift - og på makroniveau ser vi nu Space X få fart på mod dokking med ISS - og salg af sommerhusgrunde på Mars. Jeg er altså gald for dem, selvom det ikke er en Space X support at melde sig ind i.
Vi har gudskelov en masse forskellige problemer og missioner foran os fordi vi i en amatør kontekst skal få det hele til at virke for en tusindedel.
Det er en fantastisk udfordring - og den bliver interessant at følge - hvis vi står sammen og står fast og bevarer vores vilje til at ville.
Peter Madsen
14. aug 2011 kl 19:34
Vil der være aktiv styring på LES?
Hvad vil der sker hvis hovedraketten kommer til at flyve næsten vandret som HEAT 1X og I først der skyder LES af sted der?
Henrik
Nej, som udgangspunkt er LES raketten med kapsel passivt stabil på samme måde som HEAT 1X var. Derfor kan den også ende i en tilsvarende bene.
Men en undtagelse dog - farten. LES motoren bringer ikke kapslen på på de 1300 km/t som HEAT afleverede TYCHO BRAHE i, og som var unrecoverble...
Farten er omkring det halve - og vi håber selvsagt at dens retning er tættere på lodret. Så kan tyndekraften spise det meste af den kinetiske energi inden skærmene skal igang.
Der findes også med såden et kataputsæde situationer som ikke kan håndteres. Men - som tilfældet med HEAT 1X kunne astronauten have reddet sig ved at bruge de 41 sekunder med bremset faldt til at stå af i egen skærm. Det vil man også kunne i den nye kapsel.
Det handler om at øge chancer, ikke andet.
Mercury og Apollo´s LES systemer var heller ikke aktivt styrede.
Peter Madsen
Peter, det er netop alle de spændende projekter og drømmen om, hvad de kan føre til, der gør det bydende nødvendigt for mig og mange andre at blive ved med at støtte jeres leg. Det er ikke vigtigt for mig, om I lykkedes med det ene eller det andet - det er processen og det dejlige ved at I GØR de ting, andre bare drømmer om. Så længe vi har nye tiltag og problemer at læse om og deltage i, er jeg sikker på, at der vil være funding til det.
14. aug 2011 kl 21:44
Har i overvejet at lave en test med HEAT 2X hvor i laver et dysse system med 3-5 dysser i stedet for en stor, for at se om det kan fjerne svingningerne.
Hvorledes har i lavet dyssesystemet til LES?
Hvis HEAT 2X køre men mister styringen vil LES være hurtig nok til at accelerere fra HEAT 2X ?
Vil HEAT 2X ikke indhente rumskibet når LES er brændt ud hvis i ikke kan styre LES og kapsel ud af HEAT 2X!s ballistiske bane?
14. aug 2011 kl 21:49
'We choose to go to the moon. We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win, and the others, too.
It is for these reasons that I regard the decision last year to shift our efforts in space from low to high gear as among the most important decisions that will be made during my incumbency in the office of the Presidency.
In the last 24 hours we have seen facilities now being created for the greatest and most complex exploration in man's history. We have felt the ground shake and the air shattered by the testing of a Saturn C-1 booster rocket, many times as powerful as the Atlas which launched John Glenn, generating power equivalent to 10,000 automobiles with their accelerators on the floor. We have seen the site where the F-1 rocket engines, each one as powerful as all eight engines of the Saturn combined, will be clustered together to make the advanced Saturn missile, assembled in a new building to be built at Cape Canaveral as tall as a 48 story structure, as wide as a city block, and as long as two lengths of this field.'
Ingen politisk appel har, siden det, haft nærheden af det format. Det er det vi leder efter, når vi støtter CS. Det er derfor mine 6 kopper har kostet mere end dine. Q-faktor kalder den gode Hr. Madsen det. Jeg kalder det format.
14. aug 2011 kl 22:13
Peter,
Kunne man ikke lave en statisk test som er en toejret test?
Altsaa hvor kapslen er bundet til jorden men kan loeftes 20 cm eller lignende over jorden?
Peter
14. aug 2011 kl 23:49
Har i overvejet at lave en test med HEAT 2X hvor i laver et dysse system med 3-5 dysser i stedet for en stor, for at se om det kan fjerne svingningerne.
Har i overvejet at lave en test med HEAT 2X hvor i laver et dysse system med 3-5 dysser i stedet for en stor, for at se om det kan fjerne svingningerne.
<Pedantisk>
Man lavede dysser i stenaldereren, Madsen og co laver dyser.
</Pedantisk>
SLBM Polaris har netop 4 dyser på et kammer. Hver har en ring ved exit som kan dreje om en akse, hvorved Polaris altså kan om styre tre akser. Rul, op - ned, højre - venstre.
Har haft hovedet inde under en på Imperial war museum, London.
Men det er ikke for at hæmme forbrændingsinstabilitet.
Vi har grund til at tro - ud fra alle vores test - at når trykfaldet fra tank til brændkammer er over 50 % som i tilfældet med Baby les, HATV PUR og andre stabile affyringer så svinger de ikke.
Vi har oplevet svingninger i næsten alle vores design - altid når trykfaldet er under 50 % og aldrig når det er over 50 %.
Det er en ganske forventelig indikation af at lige gyldigt hvor elendigt vi i øvrigt designer injektorer - så kan man altid klare svingninger ved at
øge trykfladet over injektoren.
Vi havde ikke den mulighed mellem HEAT 1XP statisk test og 1X flyvningen. Den oprindelige tank kunne ikke godkendes til over 24 bar, og brændkammertrykket måtte ikke være under 15 bar ved liftoff. Vi skulle bruge alle de 65 kN trykkraft vi kunne klemme ud af 1X.
Umiddelbart efter tænding svingede den faktisk ikke, men tanktrykket faldt ( som vi har set mange gange ) til omkring 20 bar hvor Pc stadig var 14 - 15 bar - og - ganske som før, kommer vi ind i motorens ustabile område.
Det er en temmelig klar tendens - der siger høj trykfald = ingen svingninger = problem kan løses med stump vold.
Så det gør vi med TM2 ( som er test versionen af 2X )
Vores væskemotorer er noget andet - de har overlevet og ikke svinget med ned til 10 % trykfald - men det er også en anden teknologi.
Svingninger i hybrider er sjældent destruktive - mens det kan få en væskemotor til at eksplodere.
Mr. Kennedy nævner F1. Denne Saturn V hovedmotor var voldsomt forfulgt af sving, og ingen har siden forsøgt at bygge en så stor et kammer væskemotor.
Space X planlægger at gøre det. ( Overrasket - nej vel ? )
Man skal opfatte sving som noget digitalt noget - over en vis grænse kommer det,1. under en vis grænse er det væk. 0. Vores grænse synes at ligge der hvor vi har noget under 50 % trykfald over injektoren.
Ikke et ord mere om oscilationer herfra !
Peter Madsen
Det er netop det med at holde sig igang og ikke falde tilbage i den gamle gænge. At se at der kommer resultater ud af det som der bliver lavet og hvad der bliver påtænkt at blive lavet i CS
Nok har jeg kikket på det prospekt af SpaceX og det siger mig absolut ingenting da det mere eller mindre ligner NASA om igen.
Det I laver er kun dejligt at læse CS blog. Jeg glæder mig til at læse den hver eneste gang der kommer nyt op om projektet.
Venligst
Sune Jensen
CSS-medlem
15. aug 2011 kl 08:58
Nogle gange må jeg indrømme at jeg er lidt delt imellem "hurtigt til rummet" og "nye projekter".
Jeg har dog kunne mærke den senere tid at min interesse for jeres blog er klart størst når I laver nye projekter der udfordre både jeres og vores (læsernes) opfattelse, af hvad der er muligt i et lille land som Danmark.
Jeg tror det jeg er nået frem til ved at læse denne blog, er at jeg hellere vil se jer bygge hvad end i nu har lyst til". Om så i finder på at bygge en Aerospike der vist nok aldrig få relevans for jer, fordi det endnu ikke er en testet og gennemprøvet teknologi eller en gummibåd som i sikkert også kunne få sådan en ind under CS konceptet :-)
Så længe i tager os med på rejsen og bliver ved med at udfordre os og vores fantasi...
Keep up the good work
Chrsitian
Så længe i bygger raketter, så længe har i min støtte.
Proud CSS member.
15. aug 2011 kl 10:08
Jeg er enig i konklusionen: Stort trykfald = stabil forbrænding. Så når LOX - trykket falder gennem et burn, mens trykket i brændkammeret er konstant eller svagt faldende, så vil systemet jo have en tendens til at nærme sig oscillation. Vi står lige og mangler en god ide til at holde tanktrykket oppe, ikke?
Det bliver spændende at følge jeres test.
Og så helt urelateret, så undersøger NASA muligheden for at ændre deres "bonecrusher" MLAS system for Orion: "NASA considers liquid rocket engine for MPCV escape system": http://www.examiner.com/dc-in-...stem
Det er vist kun for at kunne styre systemet under brug, men måske skulle I sætte et pænt brev sammen hvor I foreslår et hybrid LAS...
15. aug 2011 kl 10:30
Om pyroteknik: Det lyder besnærende hvis I kunne lave det så der kun er to knapper på kontrolpulten: En grøn til start og en rød til abort. Ingen ballade med tilfrosne ventiler og så videre.
Men hvad skal man så gøre med den resterende LOX under abort? Skal I cutte trykket (en sprængplade oppe i He - området) eller skal I dumpe LOX'en via nogle porte der leder væsken udenfor brændkammeret?
Jeg stemmer for at cutte trykket, men kan I ikke teste det under den sidste af de statiske tests I planlægger? Hvad sker der hvis trykket forsvinder men der stadig er åbent fra LOX tank til brændkammer?
Det kunne blive ubehageligt...
Hej Peter,
Vi vil netop aborte ved at åbne i den forreste ende af LOX tanken.
Sker dette, vil tanktrykket falde exponentielt i løbet af meget kort tid. Kammertrykket - og dermed rakettens trykkraft aftager tilsvarende.
Når thrust bliver mindre end drag, vil accelerationen blive negativ, og hele ladningen af LOX vil ryge frem i tanken. Den vil derved dumpes overbord mens resterende He strømmer ud gennem injektoren og bidrager til LOX dump.
Det virker ganske rart alt i alt.
Peter Madsen
15. aug 2011 kl 11:32
, som Peter Madsen siger. Saa laenge i fra CS skriver gode blog historier som dette skal i ikke vaere bange for at miste min stoette (gennem CSS)...
Mvh Bjorn
Vi vil netop aborte ved at åbne i den forreste ende af LOX tanken.
Sker dette, vil tanktrykket falde exponentielt i løbet af meget kort tid. Kammertrykket - og dermed rakettens trykkraft aftager tilsvarende.
15. aug 2011 kl 12:06
Hvis der laves fremadrettede afkast, så vil den udstrømmende LOX vil også medvirke til at reducere boosterens fart, så faren for senere sammenstød med kapslen i den ballistiske bane reduceres.
15. aug 2011 kl 12:28
70 kN er jo en ganske stor kraft. Hvor meget vejer kapslen? Det virker da umiddelbart som et ganske ubehageligt katapultsæde.
Men OK. Hvis det handler om overlevelse, og man ligger i en fin stol, så kan man jo klare en del.
/Kristian
Den vejer ca. 500 kg - LES motoren er også en svær dame på 250 kg loaded. Det vil sige vi snakker 10 g, som er det mindste vi tør til et redningsystem. 10g i 3 sek er ok i liggende stilling.
Peter Madsen
15. aug 2011 kl 15:19
Hvorledes vil aborten forløber? skyder LES først eller dumper i LOX først.?
Hvis i dumper LOX først får i en spetakulær flamme når LSE Starter eller hvad?
15. aug 2011 kl 19:30
Du skal lige holde raketten og LES ude fra hinanden. Indtil nu er de jo ikke sammenkoblede. Dumpning af LOX sker kun på raketten ved abort.
15. aug 2011 kl 21:08
Mit spørgsmål går jo på: når hele skibet har haft liftoff og der så skal foretages en ABORT:starter LES så først og LOX dumpes, eller Dumpes LOX og LES startes? Forskellen er rimelig stor, både i tid men også i hvilken processer startes og hvad er konsekvenserne af dem. Eller vil man ikke dumpe LOX efter en affyring ?
16. aug 2011 kl 11:23
Måske taler vi ved siden af hinanden, så jeg prøver at være mere tydelig:
HEAT - 2X er raketten og et rumskib, der skal adskilles før rumskibet lander i havet. Ved abort har man hidtil brugt en stor ventil til at lukke for LOX tilførslen. Dette kan måske klares uden ventil men med en sprængplade til at lukke overtrykket i LOX tanken ud så motoren stopper af sig selv. Der er ikke noget til at løfte rumskibet væk fra raketten, men sekvensen er typisk: Stands raket, adskil raket og rumskib, vent til farten bliver lav, udfold faldskærme.
LES er et selvstændigt projekt der ikke har meget at gøre med HEAT - 2X (endnu i hvert tilfælde). Her skal en lille raket løfte en lille "Apollo- formet" kapsel et passende stykke op. Her vil der ikke være nogen mulighed for abort når man først har startet motoren.
Håber det er mere tydeligt nu.
16. aug 2011 kl 11:38
Måske taler vi ved siden af hinanden,
16. aug 2011 kl 12:47
Vi taler helt forbi hinanden.
Mit spørgsmål går på i hvilken rækkefølge man vil starte processen.
Forudsætninger:
1.Rumskib med LES monteret på HEAT x2
2.Katastrofal fejl efter lift off ,men i fligth, HEAT X2 stadig aktiv
3 Aktivering af ABORT system herunder start af LES
Jeg ved godt at LES ikke kan standses når den først er startet.
Mit spørgsmål går på:
1.Kan LES accelerere fra HEAT X2 eller vil HEAT X2 indhente og støde ind i kapslen når LES er brændt ud?
2I hvilken rækkefølge vil ABORT sekvensen køre?Hvis LOX udløses fremad samtidig med LES starter vil rumskibet vel brænde op?
Som jeg ser det er ABORT med HEAT X2 (eller hvad den endelige motor kommer til at hedde) aktiv en meget vanskelig process.
En ABORT på rampen er jo meget mere simpel 8)) : start LES, Dump LOX
og efter at motoren er brændt ud lige så simpelt : Start LES og accelerer fra motoren.
Efter LES er brændt ud skal skærmen så deployeres men det er jo et andet projekt.
16. aug 2011 kl 13:19
Tommy Johansson:
1. Rumskib med LES monteret på HEAT x2
16. aug 2011 kl 14:18
Ok.
Hvornår regner i så med at flyve med LES?Jeg forstod at LES skulle på den første nye kapsel, og den skulle flyve til næste år på HEAT 2X.
Ok.
Hvornår regner i så med at flyve med LES?Jeg forstod at LES skulle på den første nye kapsel, og den skulle flyve til næste år på HEAT 2X.
16. aug 2011 kl 14:50
En egentlig rumflyvning med den "apolloide" kapsel ligger ret langt ude i horisonten - den vil kræve en raket, der er MEGET større end HEAT - måske et cluster af 7 * HEAT ??
En egentlig rumflyvning med den "apolloide" kapsel ligger ret langt ude i horisonten - den vil kræve en raket, der er MEGET større end HEAT - måske et cluster af 7 * HEAT ??
... og hører for nuværende til kategorien "fantastiske idéer".
En egentlig rumflyvning med den "apolloide" kapsel ligger ret langt ude i horisonten - den vil kræve en raket, der er MEGET større end HEAT - måske et cluster af 7 * HEAT ??
... og hører for nuværende til kategorien "fantastiske idéer".
16. aug 2011 kl 17:05
Hvad er tanken så med næste affyring? HEAT 1½X med aktiv styring og MAX-1?
17. aug 2011 kl 09:39
- som en forsikring om at alt er hvad det plejer at være..
(== Apollo selvfølgelig)
Men imponerende ser det ud:
http://www.parabolicarc.com/20...est/
Hvad er tanken så med næste affyring? HEAT 1½X med aktiv styring og MAX-1?
Jeg kan læse andre steder at HEAT bliver updatet senere til 3X eller 4X er dette korrekt læst ?