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 A propos de l'isolation des réservoirs du SLS

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peronik




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MessageSujet: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mar 12 Jan 2016 - 10:19

A regarder les dernières images présentant le futur SLS je me pose une question.
 
 La teinte marron clair du core central c'est une peinture singeant les ET de la navette,
 ou alors il vont reprendre le concept de l’isolation thermique externe comme sur l'ET navette ???

Quand on vois les soucis que ça a causer a la navette, plusieurs fois des morceaux qui sont détachés causant au final la catastrophe de 2003.
En mode SLS les risques (d'incident type 2003) sont moindre certes mais quel est l'avantage a avoir l'isolation en externe.

Combien de lanceurs on l'isolation thermique de leurs réservoirs en externe ?
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David L.
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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mar 12 Jan 2016 - 11:04

La couleur marron vient de la mousse utilisée pour l'isolation thermique du réservoir de la navette. Peindre cet étage central pour imiter la navette n'aurait aucun intérêt et alourdirait l'ensemble, réduisant la charge utile satellisable. C'est pour cette raison que seuls les réservoirs externes des missions STS-1 et 2 étaient blancs car peints. A partir de STS-3, il ne fut plus peint.
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montmein69


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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mar 12 Jan 2016 - 11:05

L'isolation des réservoirs d'ergols cryogéniques LH2 et LOX sera en effet calqué sur celui de la navette.
Comme c'est un montage "en ligne" avec la charge utile tout en haut ... pas de risque qu'un éventuel morceau de mousse isolante qui se détacherait remonte pour l'impacter. De plus je crois que l'application de cette mousse a été améliorée pour assurer une meilleure tenue.

Le ventre de la navette et la face inférieure des ailes (et leurs fragiles tuiles de recouvrement) se trouvaient "contre" les réservoirs cryogéniques. Concept qui s'est avéré très dangereux.

Petite remise en mémoire d'un problème jamais résolu :
http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2005/07/28/AR2005072800035.html a écrit:

Despite Efforts, Debris Is Still an Issue

By R. Jeffrey Smith
Washington Post Staff Writer
Thursday, July 28, 2005

Twenty-nine months ago, a loosened piece of fuel-tank foam insulation weighing 1.67 pounds struck the wing of the ascending space shuttle Columbia at a speed of more than 500 mph, precipitating the destruction of the vehicle and its crew when it reentered the atmosphere nearly two weeks later.

The disaster on Feb. 1, 2003, gave rise to an extensive effort by NASA to avoid another instance of "foam shedding" from the insulation that is sprayed on the fuel tank to keep its volatile hydrogen and oxygen fuel in a supercooled, liquid state. Technicians were retrained, and some foam was simply eliminated.

The loss of a substantial chunk of foam during Tuesday's launch of the shuttle Discovery starkly demonstrated that this effort failed. But it was hardly a surprise.
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peronik




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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mer 13 Jan 2016 - 10:18

la peinture du réservoir trop lourde pour la navette  ????? scratch
STS 1 et STS 2 avait leur  ET peint

a partir de STS 3 (en 1982) il n'ont pas peint le ET et gagné de ce fait  272 Kg  masse estimé du ET standard  = 35 000Kg
avec  STS6  (en 1983) le ET subi sa première cure amaigrissement masse estimé du ET alléger       = 30 000Kg gain net 5 000 Kg  eek
avec STS91 (en 1998) le ET subi sa dernière cure amaigrissement masse estimé du ET super alléger = 26 500KG gain net 3500 Kg eek

gain total sur sa carrière 5000 + 3500 = 8500 Kg  soit en environ 24% de gain par rapport au 1er ET Crying or Very sad

ces 272Kg de peinture égalent 0.77% de gain par rapport au 1er ET ou 1.03% du ET super alléger scratch

la construction des fusées s’apparente a de la dentelle en mode industrielle certes
mais il était vraiment impossible de réaliser les missions navette avec un "surpoid" de 1.03% ????? scratch j'en doute
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Space Opera
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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mer 13 Jan 2016 - 10:26

La question n'est pas "pourquoi enlever la peinture" mais plutôt "pourquoi en mettre" ? En général, la peinture a un but de contrôle thermique, rôle que remplit déjà l'ET sans peinture.
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David L.
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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mer 13 Jan 2016 - 11:30

peronik a écrit:
la peinture du réservoir trop lourde pour la navette  ????? scratch
STS 1 et STS 2 avaient leur  ET peint

à partir de STS 3 (en 1982) il n'ont pas peint le ET et gagné de ce fait  272 Kg  masse estimé du ET standard  = 35 000Kg
avec  STS6  (en 1983) le ET subi sa première cure amaigrissement masse estimé du ET allégé       = 30 000Kg gain net 5 000 Kg  eek
avec STS91 (en 1998) le ET subi sa dernière cure amaigrissement masse estimé du ET super allégé = 26 500KG gain net 3500 Kg eek

gain total sur sa carrière 5000 + 3500 = 8500 Kg  soit en environ 24% de gain par rapport au 1er ET Crying or Very sad

ces 272Kg de peinture égalent 0.77% de gain par rapport au 1er ET ou 1.03% du ET super allégé scratch

la construction des fusées s’apparente a de la dentelle en mode industrielle certes
mais il était vraiment impossible de réaliser les missions navette avec un "surpoids" de 1.03% ????? scratch j'en doute

Personne n'a écrit qu'il était "vraiment impossible" de réaliser les missions navette avec un surpoids de 272 kg...  Où as-tu lu cela ? STS-1 et 2 ont bien eu lieu, donc rien d'impossible...

C'était une juste une perte inutile de charge utile, d'où l'abandon de la peinture blanche. 272 kg, cela représente quelques Get Away Special dans la soute de la navette ou du matériel d'expérience dans la cabine ou moins d'ergols consommés à l'issue de la circularisation...
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BBspace
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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mer 13 Jan 2016 - 18:43

peronik a écrit:
A regarder les dernières images présentant le futur SLS je me pose une question.
 
 La teinte marron clair du core central c'est une peinture singeant les ET de la navette,
 ou alors il vont reprendre le concept de l’isolation thermique externe comme sur l'ET navette ???

Quand on vois les soucis que ça a causer a la navette, plusieurs fois des morceaux qui sont détachés causant au final la catastrophe de 2003.
En mode SLS les risques (d'incident type 2003) sont moindre certes mais quel est l'avantage a avoir l'isolation en externe.

Combien de lanceurs on l'isolation thermique de leurs réservoirs en externe ?




 
Il me semble que l'isolation externe est plutôt la règle pour les lanceurs dont le premier étage est à ergols cryogéniques (Delta IV, H2, Ariane 5, etc.) Aucun de ces lanceurs n'a à craindre les problèmes (pas les soucis, des soucis c'est ce qu'on peut ressentir face à des problèmes) que cela a causé à la navette. 
Désolé de faire encore une fois l'ayatollah orthographique/linguistique de service, mais cela me désole à chaque fois de voir notre langue plus ou moins maltraitée.
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josé


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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mer 13 Jan 2016 - 18:55

je ne comprends pas le problème :
il n'y a pas de navette accroche sur le grand réservoir ;
Orion sera au-dessus du lanceur : si une partie de l'isolation venait à se détacher,
aucun risque pour les astronautes : rien à voir avec la défunte navette .
Alors, isolons !

cheers
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bernardw


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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Mer 13 Jan 2016 - 21:04

Sur saturne 5 il y avait des morceaux de glace qui tombait au décollage et cela ne posait pas de problème. Le fait de mettre un isolant permet d'avoir moins de perte entre le remplissage et le décollage. pour ne pas avoir de morceau d'isolant qui tombe il faut bien coller l'isolant au réservoir, et ne pas avoir d'espace entre les deux, où pourrait se former de la glace qui alourdi l'isolant et peut provoquer l'arrachage de l'isolant.
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peronik




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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Jeu 14 Jan 2016 - 11:34

mon problème n'est pas entre isolant ou pas d'isolant
(avec un réservoir d’hydrogène liquide non isolé bonjour les ruissellement d’oxygène liquide, issu de l'air, sur les parois externe des réservoir !!!! chaud )

mais plutôt entre isolation interne ou externe
avec une isolation externe la glace qui se forme sur l'isolant à une possibilité non nul d'emporter des morceaux d'isolant avec elle
dans ce cas la zone endommager isole moins donc est plus susceptible de faire plus de glace qui peut tomber et endommager encore plus l'isolation : c'est une cercle vicieux

avec une isolation interne si la glace est accroché a la "peau" externe du réservoir il est impossible a la glace d’endommager l'isolation même si la glace se détache
 
sur la SATURN  ils avait étudié une isolation externe et avait rejeter ce système pour des raisons de sécurité
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Space Opera
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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Jeu 14 Jan 2016 - 12:38

Le problème des isolants externe n'a jamais été que la glace s'accroche dessus, puisqu'il n'y a jamais de glace dessus. Le réservoir de la navette n'a d'ailleurs jamais été recouvert de glace, et c'est normal c'est justement son rôle.
Le problème c'est que l'isolant supporte mal les contraintes aérodynamiques et s'arrache de lui-même au cours du vol. Et ça n'a absolument rien à voir avec de la glace.

Par ailleurs un réservoir d'hydrogène liquide est de toute façon doublé en interne, quoiqu'il arrive. Et il n'y a jamais de ruissellement d'oxygène liquide (ni d'azote) qui vient de l'air, seulement de la vapeur d'eau qui gèle.
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cosmiste


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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Ven 15 Jan 2016 - 10:23

peronik a écrit:

sur la SATURN  ils avait étudié une isolation externe et avait rejeter ce système pour des raisons de sécurité

Sur Saturn, au départ, seul le réservoir LH2 de l'étage supérieur S-IV devait être isolé. L'étage avait une longue période de transfert en orbite (plusieurs heures de mémoire)  avant le rallumage pour l'injection lunaire et il fallait donc minimiser les pertes de LH2. Une isolation interne a donc été conçu.
 
Le réservoir du S-II, lui, ne devait initialement pas être isolé. On partait du principe que comme pour les réservoirs LOX, bien maitrisé alors, une couche de givre se formerait à l’extérieur qui amène une isolation naturelle très efficace.
Mais les essais ont vite montré qu’il y avait un gros risque de liquéfaction de l’air ambiant qui en suintant le long des parois aurait provoqué des pertes thermiques inacceptables pour le lanceur en période d’attente sur son pas de tir.
North American Aviation s’est donc creusé la tête pour concevoir une isolation externe, d’abord en panneaux de nid d’abeille remplis de polyuréthane mais ceux-ci avaient tendance à se décoller et devait être refroidi à l’hélium, un vrai cauchemar.
NAA a donc changé de technique et utilisé de la mousse projetée puis découpée un peu comme cela se fera sur le réservoir du STS ensuite.
 
http://history.nasa.gov/afj/s-ii/s-ii-insulation.html
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Argonaute




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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Ven 15 Jan 2016 - 15:04

peronik a écrit:
mon problème n'est pas entre isolant ou pas d'isolant
(avec un réservoir d’hydrogène liquide non isolé bonjour les ruissellement d’oxygène liquide, issu de l'air, sur les parois externe des réservoir !!!! chaud )

mais plutôt entre isolation interne ou externe
avec une isolation externe la glace qui se forme sur l'isolant à une possibilité non nul d'emporter des morceaux d'isolant avec elle
dans ce cas la zone endommager isole moins donc est plus susceptible de faire plus de glace qui peut tomber et endommager encore plus l'isolation : c'est une cercle vicieux

avec une isolation interne si la glace est accroché a la "peau" externe du réservoir il est impossible a la glace d’endommager l'isolation même si la glace se détache
 
sur la SATURN  ils avait étudié une isolation externe et avait rejeter ce système pour des raisons de sécurité


    Des ruissellement d'oxygène liquide ? Eh ho c'est juste de l'eau de condensation ...

 
  Pour le reste on sait tous ou mène les tentatives d'isolation extérieure avec un engin soumis a des vitesses supersoniques comme un lanceur : Les isolations en mousse au moindre défaut sont trop facilement arrachées par l'écoulement supersonique de l'air et faire d'éventuels dégats lourds qui seront fatal pour la poursuite de la mission de l'engin ...

   Y a une navette qui a servi d'exemple quand a ou cela mène : )  même si le le papier ça avait l'air génial
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montmein69


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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Ven 15 Jan 2016 - 20:43

Argonaute a écrit:
 
  Pour le reste on sait tous ou mène les tentatives d'isolation extérieure avec un engin soumis a des vitesses supersoniques comme un lanceur : Les isolations en mousse au moindre défaut sont trop facilement arrachées par l'écoulement supersonique de l'air et faire d'éventuels dégats lourds qui seront fatal pour la poursuite de la mission de l'engin ...

   Y a une navette qui a servi d'exemple quand a ou cela mène : )  même si le le papier ça avait l'air génial

S'il y a un domaine où la NASA est bien au courant que c'est une source "de risques" c'est l'isolation en mousse des réservoirs d'ergols cryo.
Sauf - et on l'a déjà dit - que l'on ne sera plus dans la configuration navette avec un montage latéral et des zones couvertes de tuiles "fragiles" en face de la mousse.

Le risque (probablement toujours présent même si un soin particulièrement minutieux est porté à l'application de la mousse) du détachement d'un morceau de mousse, c'est qu'il vienne heurter un des boosters à poudre latéraux. Je ne crois pas que l'on ait rapporté un endommagement sur les enveloppes de boosters pendant la période d'exploitation de la navette (?). Et si on prend en compte ce risque, la résistance des enveloppes sera adaptée.
Les étages supérieurs et la capsule ... sont hors d'atteinte d'un morceau de mousse.
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cosmiste


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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Ven 15 Jan 2016 - 21:01

Space Opera a écrit:
Par ailleurs un réservoir d'hydrogène liquide est de toute façon doublé en interne, quoiqu'il arrive. Et il n'y a jamais de ruissellement d'oxygène liquide (ni d'azote) qui vient de l'air, seulement de la vapeur d'eau qui gèle.
Sur l'EPC d'ariane 5, l'isolant est extérieur : 

  • 20 mm de panneaux en mousse usiné sur l'extérieur du réservoir.
  • feutre aluminisé sur le dome avant.


Rien à l'intérieur du réservoir à ma connaissance.
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Space Opera
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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Ven 15 Jan 2016 - 21:04

Il me semblait que la paroi du réservoir de LH2 était plus épaisse que celle du LOx.
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Argonaute




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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Sam 16 Jan 2016 - 8:22

Space Opera a écrit:
Il me semblait que la paroi du réservoir de LH2 était plus épaisse que celle du LOx.

    Cela serait logique, l'hydrogène étant le gaz le + infime, il nécessite une épaisseur de métal de paroi + importante pour limiter les pertes par porosité au cas ou son stockage est prolongé pour X ou Y raisons

   il me semble qu'il n'existe aucun matériau dans ce monde qui ne laisse pas passer l'hydrogène par porosité, après évidemment on peu toujours palier par les épaisseurs ...
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cosmochris




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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Sam 16 Jan 2016 - 12:18

Argonaute a écrit:
Space Opera a écrit:
Il me semblait que la paroi du réservoir de LH2 était plus épaisse que celle du LOx.

    Cela serait logique, l'hydrogène étant le gaz le + infime, il nécessite une épaisseur de métal de paroi + importante pour limiter les pertes par porosité au cas ou son stockage est prolongé pour X ou Y raisons

   il me semble qu'il n'existe aucun matériau dans ce monde qui ne laisse pas passer l'hydrogène par porosité, après évidemment on peu toujours palier par les épaisseurs ...
Je ne pense pas qu'on stocke un réservoir de type Saturn, STS ou SLS plein. Si le tir n'est pas réalisé, on le vide (detanking).
Si le réservoir LH2 est plus épais que le réservoir LOX, c'est sans doute à cause de la pression plus élevée (230 et 150 kPA, respectivement, pour STS).
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bernardw


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MessageSujet: Re: A propos de l'isolation des réservoirs du SLS   Sam 16 Jan 2016 - 18:06

Argonaute a écrit:

   il me semble qu'il n'existe aucun matériau dans ce monde qui ne laisse pas passer l'hydrogène par porosité, après évidemment on peu toujours palier par les épaisseurs ...
La molécule d’hydrogène est la plus petite elle migre au travers de tous les matériaux.[/quote]
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A propos de l'isolation des réservoirs du SLS
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