[SpaceX] Actualités et développements de la Falcon 9 et du moteur Merlin

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@montmein69 a écrit:
@Giwa a écrit:


D'après Spaceflight, c'est donc le kérosène qui serait densifié (sans doute en le refroidissant) et non pas le LOX,

[HS : On]
Je repose ici une question que j'avais posée dans le FIL sur Ariane 6 et restée sans réponse.
Cette technique de "densification" d'ergol est-elle inenvisageable pour le premier étage d'Ariane 6 et ainsi obtenir un gain sur la masse de CU à lancer ?
Il est vrai que si cela concerne du kérosène et pas un ergol cryotechnique .... c'est sans objet
[HS : Off]
Effectivement comme Ariane 6  ne carburera pas au kérosène  mais au LH2 .

Toutefois cela resterait intéressant d'envisager de la faire "comburer" au LOX sur-refroidi, surtout que l'on peut expérimenter cela très graduellement.
Quant à sur-refroidir le carburant LH2 , cela me parait très difficile !

Mais bon pour commencer mieux vaut ne pas trop s'aventurer dans ce domaine qui reste à défricher

Giwa
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Je me demande s'il n'y a pas une confusion dans l'article de Spaceflight, à ma souvenance c'était le LOX qu'il était question de densifier par sur-refroidissement, car pour le kérosène on atteint vite des températures de solidification si on le sur-refroidit. La confusion pourrait venir du fait que les Soviétiques en leurs temps bénéficiaient grâce à leur climat d'un léger sur-refroidissement naturel du kérosène de leurs lanceurs améliorant légèrement les performances.

Edit : après quelques recherches, il semblerait que c'est bien le kérosène qui serait sur-refroidit... J'ai également vu que la NASA avait fait en son temps des études sur le sur-refroidissement du LOX pour le X33...

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Une remarque : si on sur-refroidit un des ergols sans faire de même pour l'autre, on modifie les proportions moléculaires de la combustion, donc de ses conditions.
Bon, d'accord le rendement optimal ne correspond pas aux proportions stœchiométriques , mais on risque de s' éloigner un peu de cet optimum.
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Giwa
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le fait de sur-refroidir un des ergols ne fait que diminuer la place occupé mais pas le poids, et ne pense pas que cela diminuerait beaucoup le poids du lanceur.

par contre pour la combustion il suffit de changer les proportions pour rester dans les conditions optimum
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@bernardw a écrit:le fait de sur-refroidir un des ergols ne fait que diminuer la place occupé mais pas le poids, et ne pense pas que cela diminuerait beaucoup le poids du lanceur.

Si je ne me goure pas, l'objectif est d'embarquer plus d'ergol dans un réservoir dont on ne modifie pas la taille. Donc on peut assurer une phase de propulsion plus efficace (durée augmentée ?) Dans le cas de Space X ils visent aussi/surtout (?)  de pouvoir être plus "à l'aise" avec le reliquat d'ergol pour faire la récupération du premier étage.

par contre pour la combustion il suffit de changer les proportions pour rester dans les conditions optimum
oui .... le logiciel de vol saura très bien gérer cela
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Le RTF serait fixé au 8 décembre (?) ;  info qui sera sans doute rapidement confirmée si elle est vraie de vraie


edit : pas de confirmation ; le guy a dû confondre avec le NET : pas avant le 8 décembre


Dernière édition par Gergovi le Ven 13 Nov 2015 - 22:04, édité 1 fois
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Si vous embarquez une masse supplémentaire pour un seul des deux ergols, vous modifiez les conditions de combustion. En effet même si si vous maintenez les proportions grâce à un logiciel,  en fin de fonctionnement vous vous retrouverez avec l'excès de cet ergol en supplément à éjecter.
Rien ne se perd , rien ne se crée ... comme disait Lavoisier ! Bon, d'accord  il a perdu sa tête , mais  les atomes la constituant non pas été perdus .

Non , il est alors mieux de modifier les proportions de combustion, quitte à augmenter les proportions d’imbrûlé dans les éjectas.
La réaction devient moins énergétique, mais la masse moléculaire moyenne de ces éjectas diminue : ce qui permet malgré tout une vitesse d'éjection plus grande.!
 Non, l'optimum n'est pas en en respectant les proportions stœchiométriques de la combustion, mais dans la recherche de la plus grande vitesse d'éjection.
D'ailleurs , c'est bien le cas pour les fusées comme Ariane utilisant comme carburant le dihydrogène , elles fonctionnent avec un excès de H2 imbrûlé abaissant la masse moléculaire de l’éjectât avec une vitesse d'éjection plus grande . Il y a bien sûr une proportion optimale car à la limite si on éjectait plus que du dihydrogène, il n'y aurait plus de réaction chimique pour produire l'énergie et  les éjectas seraient froids, donc il y aurait peu de pression et une vitesse d'éjection faible.
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@Giwa a écrit:Si vous embarquez une masse supplémentaire pour un seul des deux ergols, vous modifiez les conditions de combustion. En effet même si si vous maintenez les proportions grâce à un logiciel,  en fin de fonctionnement vous vous retrouverez avec l'excès de cet ergol en supplément à éjecter.
Rien ne se perd , rien ne se crée ... comme disait Lavoisier ! Bon, d'accord  il a perdu sa tête , mais  les atomes la constituant non pas été perdus .

Non , il est alors mieux de modifier les proportions de combustion, quitte à augmenter les proportions d’imbrûlé dans les éjectas.
La réaction devient moins énergétique, mais la masse moléculaire moyenne de ces éjectas diminue : ce qui permet malgré tout une vitesse d'éjection plus grande.!
 Non, l'optimum n'est pas en en respectant les proportions stœchiométriques de la combustion, mais dans la recherche de la plus grande vitesse d'éjection.
D'ailleurs , c'est bien le cas pour les fusées comme Ariane utilisant comme carburant le dihydrogène , elles fonctionnent avec un excès de H2 imbrûlé abaissant la masse moléculaire de l’éjectât avec une vitesse d'éjection plus grande . Il y a bien sûr une proportion optimale car à la limite si on éjectait plus que du dihydrogène, il n'y aurait plus de réaction chimique pour produire l'énergie et  les éjectas seraient froids, donc il y aurait peu de pression et une vitesse d'éjection faible.

Cela ne permet-il pas de baisser aussi la température aux parois dans la chambre de combustion, comme en jouant sur le contrôle de la richesse sur un moteur à piston en aviation légère?
L'excédant de kérosène faisant refroidir les paroi en s'évaporant.

Par ailleurs en augmentant le rapport kero/Lox ils s'assurent peut-être de mieux "bruler" le Lox et donc limiter l'effet oxydant sur la chambre, le col et la tuyère en vue d'une meilleure réutilisation?
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Syl35

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Dans le cas de Space X, la "fin de combustion des ergols" sera lors de la phase de d'approche du premier étage vers la barge et son atterrissage. Du coup ils sont peut-être moins soumis à la tyrannie de la vitesse d'éjection, cruciale dans une phase de satellisation ? Leur but c'est de ne pas se retrouver à cours d'ergols à quelques mètres d'altitude au-dessus du ponton.
Si c'est le cas, la technique n'a pas d'intérêt pour un vol "classique" où on veut pousser au maximum la CU, donc conserver la combustion optimale.
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@Syl35 a écrit:

Cela ne permet-il pas de baisser aussi la température aux parois dans la chambre de combustion, comme en jouant sur le contrôle de la richesse sur un moteur à piston en aviation légère?
L'excédant de kérosène faisant refroidir les paroi en s'évaporant.

Par ailleurs en augmentant le rapport kero/Lox ils s'assurent peut-être de mieux "bruler" le Lox et donc limiter l'effet oxydant sur la chambre, le col et la tuyère en vue d'une meilleure réutilisation?
Effectivement , on se retrouve ainsi en atmosphère moins oxydante et moins chaude  - donc moins corrosive pour les parois - avec une petite proportion de monoxyde de carbone CO (combustion incomplète) qui par ailleurs a une masse moléculaire de 28g/mol au lieu de 42 g/mol pour CO2 , donc qui augmente  la vitesse d'éjection.
@montmein69 a écrit:Dans le cas de Space X, la "fin de combustion des ergols" sera lors de la phase de d'approche du premier étage vers la barge et son atterrissage. Du coup ils sont peut-être moins soumis à la tyrannie de la vitesse d'éjection, cruciale dans une phase de satellisation ? Leur but c'est de ne pas se retrouver à cours d'ergols à quelques mètres d'altitude au-dessus du ponton.
Si c'est le cas, la technique n'a pas d'intérêt pour un vol "classique" où on veut pousser au maximum la CU, donc conserver la combustion optimale.
C'est aussi à envisager. Mais seule l'expérience permettra d'en savoir plus.
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Giwa
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Ce qui compte ça n'est pas la vitesse d'éjection, c'est la quantité de mouvement. Le principe d'action - réaction se fiche pas mal de la vitesse de ce qui sort, seul son produit avec la masse éjectée est importante. Dire qu'il vaut mieux éjecter du LH2 vite que du LOX lent est faux dans l'absolu. Dans la pratique on peut préférer ce choix, mais il n'a pas de raison de primer à priori.
On pourrait très bien éjecter des éléphants à quelques m/s et obtenir une Isp et un rendement équivalent à de l'hydrogène à plusieurs km/s. :)
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@Space Opera a écrit:Ce qui compte ça n'est pas la vitesse d'éjection, c'est la quantité de mouvement. Le principe d'action - réaction se fiche pas mal de la vitesse de ce qui sort, seul son produit avec la masse éjectée est importante. Dire qu'il vaut mieux éjecter du LH2 vite que du LOX lent est faux dans l'absolu. Dans la pratique on peut préférer ce choix, mais il n'a pas de raison de primer à priori.
On pourrait très bien éjecter des éléphants à quelques m/s et obtenir une Isp et un rendement équivalent à de l'hydrogène à plusieurs km/s. :)

Avec un moteur à l'éléphant, j'aurais peur que l'on se trompe...   :iout: et je vais prendre une tisane Elephant...  :iout: :iout: :iout:
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@Space Opera a écrit:Ce qui compte ça n'est pas la vitesse d'éjection, c'est la quantité de mouvement. Le principe d'action - réaction se fiche pas mal de la vitesse de ce qui sort, seul son produit avec la masse éjectée est importante. Dire qu'il vaut mieux éjecter du LH2 vite que du LOX lent est faux dans l'absolu. Dans la pratique on peut préférer ce choix, mais il n'a pas de raison de primer à priori.
On pourrait très bien éjecter des éléphants à quelques m/s et obtenir une Isp et un rendement équivalent à de l'hydrogène à plusieurs km/s. :)
:)
Oui , mais si on éjecte des éléphants, la masse initial du lanceur sera très lourde et le rapport de masse très faible , quotient de la masse finale sur la masse initiale.
Or si on veut éviter des fusées - ménageries gargantuesques , il vaut mieux éjecter des souris très vite que des éléphants lentement. 

Sinon plus sérieusement , il faut se rappeler l'équation de Tsiolkovski liant le rapport de masse à la vitesse d'éjection et le ∆V ,soit:


    ∆V = ve ln (mf/mi)
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Tu as raison que le rapport de masse n'est pas en faveur des éléphants, je voulais juste revenir au principe physique sous jacent. Et c'est tant mieux pour cette espèce d'ailleurs. :)
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Booster sur le pas de tests la nuit passée, Mac Gregor, Texas 
https://twitter.com/StephenClark1

[SpaceX] Actualités et développements de la Falcon 9 et du moteur Merlin - Page 9 CTY7p3JW4AAphFr

le full duration burn test viendrait tout juste d'avoir lieu et ce serait bien passé (reddit)

(les photos de jour du 31 postées le 3 nov étaient vraisemblablement un test du 2ème étage)
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Un article de NSF relate les divers essais réalisés dans le cadre de l'aménagement du pad 39-A

Titre : SpaceX conducts test rollout for 39A Transporter/Erector

http://www.nasaspaceflight.com/2015/11/spacex-conducts-rollout-39a-te/
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@peronik a écrit:pour faire suite a ton analyse des vue du site de mac gregor
https://www.google.fr/maps/place/SpaceX+Rocket+Development+Facility/@31.3940694,-97.461418,1522m/data=!3m1!1e3!4m2!3m1!1s0x0000000000000000:0x51f861fbdc84008e!6m1!1e1

en regardant un peut plus au nord de ta photo j'ai remarqué un gros carneaux  ainsi que un pad avec carneau (qui n’apparait pas sur les vu Google Earth de février 2015)
Oui bien vu 

je pense que la zone de ton repère rouge (avec le gros carneau donc) correspond à la dernière photo postée (de nuit) puisqu'on a le réservoir d'eau à droite et la grosse structure métallique à gauche (que l'on retrouve sur Google)
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Pas très optimiste ça pour la tentative de récupération de décembre - s'il y en a une - , voire des prochaines  car il pense que - seulement - dans l'année prochaine ils seront capables de poser l'étage de façon intacte !

" I think within the next year, we'll be able to land the rocket intact" 

http://www.fool.com/investing/general/2015/11/11/spacex-ceo-we-may-land-a-rocket-within-the-next-ye.aspx
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Photo prise par K. Wallace hier 13 novembre vers 17h locale, Mac Gregor :
[SpaceX] Actualités et développements de la Falcon 9 et du moteur Merlin - Page 9 11988741_1035142829837430_3448846110625126526_n

l'étage pour le RTF est toujours là-bas ...

(pensées pour tous les morts et les blessés de cette nuit à Paris :-(((
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@Gergovi a écrit:Pas très optimiste ça pour la tentative de récupération de décembre - s'il y en a une - , voire des prochaines  car il pense que - seulement - dans l'année prochaine ils seront capables de poser l'étage de façon intacte !

" I think within the next year, we'll be able to land the rocket intact" 

http://www.fool.com/investing/general/2015/11/11/spacex-ceo-we-may-land-a-rocket-within-the-next-ye.aspx

Peut-être une certaine humilité dans les déclarations, ce qui est assez raisonnable à mon avis.
On ne pourra qu'être agréablement surpris si ces tentatives marquent des progrès, ou même réussissent .... jusqu'à obtenir une fiabilité, seule capable de réellement valider l'opération.
On verra après, si la suite des opérations techniques à réaliser pour permettre un nouveau vol, valide le concept du point de vue économique (il faudra avoir aussi des clients qui acceptent de faire lancer leurs satellites avec les lanceurs équipés de premiers étages re-conditionnés)
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Je pense que la réutilisation de ces étages récupérés se fera d'abord dans le cadre de lancements de satellites expérimentaux de SpaceX (Internet, Com, satellites relais martiens, ou même atterrisseurs martiens très simple pour valider d'éventuels futures sites d'expériences ISRU) ou des lancements bon marché comme atterrisseurs lunaires dans le cadre du concours GoogleX ou autres démonstrateurs privés ou gouvernementaux.
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@Atlantis a écrit:Je pense que la réutilisation de ces étages récupérés se fera d'abord dans le cadre de lancements de satellites expérimentaux de SpaceX (Internet, Com, satellites relais martiens, ou même atterrisseurs martiens très simple pour valider d'éventuels futures sites d'expériences ISRU) ou des lancements bon marché comme atterrisseurs lunaires dans le cadre du concours GoogleX ou autres démonstrateurs privés ou gouvernementaux.
À mon avis, les premier étages récupérés seront consciencieusement passés au peigne fin avec moult examens aux rayons X (voire par imagerie neutronique*) de toutes les pièces, histoire d'évaluer leur fatigue...

* par exemple en France : http://www-llb.cea.fr/neutrono/radio-neut.html

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SpaceX vient de gagner son premier contrat pour envoyer des GPS, au détriment de ULA qui avait jeté l'éponge (je ne sais pas pourquoi).
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@ Henri
Je faisais référence à ces premières tentatives de réutilisation dans le cadre où les premiers étages à revenir sur Terre aient déjà passer (avec succès) par cette même inspection minutieuse. Il fut d'ailleurs un temps où ces premiers étages étaient prévus pour subir des test intensifs au Nouveau Mexique au Space Port América, avec notamment des essais répétés de lancement et de récupération jusqu'à 90 km d'altitude. Ces tests semblent néanmoins avoir été, pour l'instant, mis en veilleuse.
Il faut remarquer que si la première tentative de récupération de ce premier étage avait réussit en Janvier dernier, le démontage de celui-ci et l'examen de la fatigue de certains des supports de réservoirs d'hélium (semblables au(x) support(s) qui a lâché sur le deuxième étage en Juin) aurait peut-être évité l'échec du lancement de CRS-7.
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@Space Opera a écrit:[...] au détriment de ULA qui avait jeté l'éponge  (je ne sais pas pourquoi).

A cause de l'indisponibilité des RD-180 pour les lancements militaires d'Atlas V après 2019.

Trop chère, la Delta-IVM ne doit pas être assez compétitive face à la Falcon-9...


Dernière édition par David L. le Mar 17 Nov 2015 - 11:01, édité 1 fois
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@Giwa a écrit:
@Space Opera a écrit:Ce qui compte ça n'est pas la vitesse d'éjection, c'est la quantité de mouvement. Le principe d'action - réaction se fiche pas mal de la vitesse de ce qui sort, seul son produit avec la masse éjectée est importante. Dire qu'il vaut mieux éjecter du LH2 vite que du LOX lent est faux dans l'absolu. Dans la pratique on peut préférer ce choix, mais il n'a pas de raison de primer à priori.
On pourrait très bien éjecter des éléphants à quelques m/s et obtenir une Isp et un rendement équivalent à de l'hydrogène à plusieurs km/s. :)
:)
Oui , mais si on éjecte des éléphants, la masse initial du lanceur sera très lourde et le rapport de masse très faible , quotient de la masse finale sur la masse initiale.
Or si on veut éviter des fusées - ménageries gargantuesques , il vaut mieux éjecter des souris très vite que des éléphants lentement. 

Sinon plus sérieusement , il faut se rappeler l'équation de Tsiolkovski liant le rapport de masse à la vitesse d'éjection et le ∆V ,soit:


    ∆V = ve ln (mf/mi)

Bonjour et merci pour cette belle explication imagée, j'aime  Super.

Pour l'équation de Tsiolkovki serait-il possible de préciser:
Ve =?
ln = ?

Merci beaucoup
achille777
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