Re: [SpaceX] Actualités et développements de la Falcon Heavy

**Gabriel_** Messages : 45 Inscrit le : 30/10/2016

Bonsoir,
Pourriez-vous me dire pourquoi Elon Musk ne met pas de moteurs plus puissant sur sa FH au lieu de mettre 27 moteurs?

**chaba** Messages : 41 Inscrit le : 05/11/2016 Age : 63 Localisation : Krakow

Gabriel_ a écrit:Bonsoir,
Pourriez-vous me dire pourquoi Elon Musk ne met pas de moteurs plus puissant sur sa FH au lieu de mettre 27 moteurs?

Parce que SpaceX n’a pour le moment pas de moteur plus puissant que le Merlin. Il faudrait en acheter un à l’extérieur de l’entreprise.

Parce que l’actuel Merlin s’est montré très fiable et que fabriqué en grande série (SpaceX produit de l’ordre de 2 moteurs par semaine…) il ne doit pas (relativement bien sûr) leur couter très cher.

Parce qu’il faudrait adapter la fusée (études de structures, vibrations, etc…) chose qui coute cher et prend du temps (deux années de 2014 à 2016 par exemple pour Orbital ATK pour changer les moteurs de son Antares), et que le temps et l’argent sont deux choses précieuses qu’il ne faut pas gaspiller.

Parce qu’avec 9 moteurs, la fusée Falcon est capable de poursuivre sa mission même avec la perte de l’un d’entre eux, et même éventuellement d’un second (pas dans les premières secondes du lancement pour le second). Une fusée avec un petit nombre de moteurs ne peut généralement pas encaisser la perte de l’un d’entre eux (et les configurations monomoteur, on n’en parle même pas…)

Parce que pour le retour/récupération du premier étage de la fusée Falcon, le niveau de poussée nécessaire est faible en comparaison de l’instant du décollage, car l’étage est vide et que sa masse n’est plus que celle des moteurs et de sa coque en aluminium. Ainsi un seul des 9 moteurs Merlin est alors généralement utilisé pour ralentir et freiner l’étage. Si au lieu des 9 Merlin actuels, on installe un seul moteur X, il faudrait que ce moteur soit capable de régler finement sa puissance entre 10 et 100%, une souplesse probablement pas à la portée de beaucoup de moteurs…
.

Gabriel_ a écrit:Bonsoir,
Pourriez-vous me dire pourquoi Elon Musk ne met pas de moteurs plus puissant sur sa FH au lieu de mettre 27 moteurs?

Parce qu'il n'en a pas d'autre sur l'étagère (le Raptor n'en est qu'à un stade peu avancé de son développement et nécessiterait de changer d'ergols et donc de redessiner tout le lanceur pour des raisons de masses volumiques différentes du méthane et du kérosène)... Plus sérieusement les moteurs sont la pièce névralgique d'un lanceur qui coûtent à eux seuls plus de 40 % des coûts de développement du lanceur et nécessitent des années de R&D. La deuxième raison est qu’aujourd’hui le mode de défaillance majoritaire des moteurs est l'extinction et non plus l'explosion (en bonne partie grâce au monitoring en temps réel de leur fonctionnement qui permet de les éteindre avant que ça ne parte en sucette), il est donc devenu judicieux d'utiliser beaucoup de moteurs ; si l'un tombe en panne il suffit de faire fonctionne les autres un peu plus longtemps (et éventuellement en éteindre le symétrique de la baie de propulsion pour garantir l’équilibre de la poussée). La troisième raison est que fabriquer en série de nombreux "petits" moteurs revient moins cher que de fabriquer une poignée de gros, courbe d'apprentissage et dilution des coûts de R&D aidant...

Grillé par chaba :face:

J'aurais pour ma part un autre angle à proposer ... sans que cela remette en cause ce qui a été dit.

La stratégie de Space X c'est de ne gérer qu'une version de core (le premier étage) de la Falcon 9 qu'on retrouve à trois exemplaires sur la (probable ?) Falcon Heavy. Et aussi mettre au point une stratégie de récupération maximale : tous les premiers étages de F9, 2 et probablement 3 cores pour la Falcon Heavy.

Mais le vol inaugural de ce lanceur "lourd" n'a pas encore eu lieu alors que Space X avait "vendu" largement l'engin en surfant sur ses premières réussites, et commencé à remplir son carnet de commandes.
Or lancer de "gros satellites" en GTO n'était pas vraiment inscrit dans les gênes de la F9, et c'est la Falcon Heavy qui devait prendre en charge les missions difficiles (GTO pour grosses charges).

La stratégie a alors évolué en "poussant" la F9 pour augmenter sa capacité (réglage des moteurs ~~Raptor~~ Merlin, allongement réservoir du deuxième étage, utilisation de LOX sur-refroidi) tout en préservant la récupération. Ce qui permet de satisfaire les commandes en élargissant les limites de masse de CU.
Le premier exemplaire de la Falcon Heavy est censé voler au premier semestre 2017 (nous dit-on) ... avec des cores ancienne version qui seraient déjà assemblés. Peut-être, mais il parait peu prévisible que ce ne soient pas les nouveaux dans leur configuration récente qui deviendront le modèle standard. C'est la stratégie pour ne gérer qu'un seul modèle de core pour tous les lanceurs, à la fois technique et financière.

Les soucis actuels suite à l'accident, ont forcément une incidence sur la disponibilité de la Falcon Heavy "standard" qui sera commercialisée. Elle devra attendre que la F9 FT revole sans problème, et il y aura certainement des adaptations de l'avionique pour utiliser la configuration avec trois cores FT accolés. AMHA après le vol inaugural (s'il a bien lieu début 2017) il y aura un délai avant que les vols commerciaux utilisant la FH standard prennent la suite.

Aucune place dans la stratégie industrielle et financière du groupe pour changer de moteur.

@montmein69

Merlin, pas Raptor... Sinon, SpaceX s'est vite rendu compte que le core central de la Falcon Heavy devra être sensiblement modifié par rapport aux cores latéraux pour des raisons structurelles. Sinon, maintenant qu'on sait qu'en interne ils utilisent la nomenclature des blocs numérotés, il apparait évident qu'il y a eu souvent des chevauchements de versions.

Henri a écrit:si l'un tombe en panne il suffit de faire fonctionne les autres un peu plus longtemps (et éventuellement en éteindre le symétrique de la baie de propulsion pour garantir l’équilibre de la poussée).

Même pas obligé, la robustesse des asservissements aujourd'hui doit permettre de s'affranchir de cette obligation... Pour ce qui est des capacités des asservissements, voir par exemple Atlas 5 version 1 booster, pas rigolote à piloter puisque nativement dissymétrique et qui pourtant vole plutôt bien.

Oui tu as raison MarsSurfaceWanderer l'Atlas V version a un booster est l'exemple type de la poussée asymétrique voulue dès la conception du lanceur et comme tu le dis cela fonctionne plutôt bien. Mais attention pour la Falcon il ne faut pas qu'en cas de panne on ne passe en mode : cela pousse moins que cela ne "pèse" :???:

Oui, c'est l'exception que citait Henri. La perte de deux moteurs au décollage est intolérable.

Astro-notes a écrit:Oui tu as raison MarsSurfaceWanderer l'Atlas V version a un booster est l'exemple type de la poussée asymétrique voulue dès la conception du lanceur et comme tu le dis cela fonctionne plutôt bien. Mais attention pour la Falcon il ne faut pas qu'en cas de panne on ne passe en mode : cela pousse moins que cela ne "pèse" :???:

C'est pour cela qu'elle est retenue au sol jusqu’au fonctionnement nominal des neuf moteurs.

"of course" Henri.

Tableau récapitulatif des performances de la Falcon Heavy :

Merci David L pour ce tableau .

Une remarque pour les R (Recovery pour récupération) : sur la présentation de Space X , ils font revenir la fusée centrale du premier étage à terre - et non pas sur barge- comme pour les fusées latérales : les performances indiquées pour la Falcon Heavy correspondent-elles à ce cas ?

En tout cas cet étage central reviendra de plus haut et devra sans doute utiliser plus d'ergols lors du premier freinage lors de la rentrée dans les couches denses atmosphériques pour passer en subsonique ... et encore de plus haut si l'étage central est réalimenté par les latéraux avant leurs largages (par contre ceux-ci en compensation retomberont de moins haut)

PS: au fait ces performances correspondent-elle à des ergols sur refroidis plus denses - comme maintenant exploités pour la Falcon L (Light ;) ) pour augmenter les performances dans les cas limites- ou un retour à un LOX moins froid plus facile à gérer, mais moins performant ?

tant que la FH n'a pas le "feed" les boosters latéraux ne seront largués que quelques secondes avant le central donc on peut imaginer qu'ils reviendront tous les 3 à terre
quand le "feed" sera en place les latéraux seront vidés beaucoup plus vite et du coup il y aura un gros écart entre les largages et à ce moment là on peut difficilement imaginer que le central reviendra à terre, ou alors pour de très petites charges

bed31fr a écrit:tant que la FH n'a pas le "feed" les boosters latéraux ne seront largués que quelques secondes avant le central donc on peut imaginer qu'ils reviendront tous les 3 à terre
quand le "feed" sera en place les latéraux seront vidés beaucoup plus vite et du coup il y aura un gros écart entre les largages et à ce moment là on peut difficilement imaginer que le central reviendra à terre, ou alors pour de très petites charges

Disons pour de plus petites charges car elles seront quand même importantes ! ;)

Sinon en fonction des charges utiles et de l'orbite à atteindre beaucoup de cas sont envisageables. Même avec le "feed" (réalimentation de la fusée centrale du premier étage par les latéraux), une partie de cette réalimentation pourrait servir au rebroussement vers la base de lancement , certes avec une réduction par rapport à un retour au large sur barge sans rebroussement, mais dans ce dernier cas avec une récupération plus sujette aux conditions climatiques en mer et avec un retour sur la terre ferme différée.
Tout çà se fera à l'expérience pratique et selon les circonstances !

C'est vrai que le tableau de David L laisse à réfléchir. La fourchette des pertes de charge utile va de 0 à presque 50%, ce n'est pas rien !

bed31fr a écrit:tant que la FH n'a pas le "feed" les boosters latéraux ne seront largués que quelques secondes avant le central donc on peut imaginer qu'ils reviendront tous les 3 à terre
quand le "feed" sera en place les latéraux seront vidés beaucoup plus vite et du coup il y aura un gros écart entre les largages et à ce moment là on peut difficilement imaginer que le central reviendra à terre, ou alors pour de très petites charges

Le booster central ne devrait pas dépasser les 70% à plein régime, donc il devrait y avoir plusieurs dizaines de secondes entre les latéraux et le central, et c'est des secondes précieuses où l'accélération sera importante (car étage à moitié vide) et où la vitesse sera aussi importante (d'où un fort décalage en position et la difficulté de rentrer sur terre).
Par ailleurs, la version avec cross-feed ne devrait pas voir le jour avant plusieurs années. SpaceX a confirmé ne plus travailler dessus depuis pas mal de temps, et ne pas recommencer à travailler dessus tant que la FH ne vole pas de façon régulière.

Astro-notes a écrit:C'est vrai que le tableau de David L laisse à réfléchir. La fourchette des pertes de charge utile va de 0 à presque 50%, ce n'est pas rien !

Dans le pire des cas, on est à 12 tonnes en GTO, soit en plein dans le cœur de marché et même avec un peu de marge.

Space Opera a écrit:
bed31fr a écrit:tant que la FH n'a pas le "feed" les boosters latéraux ne seront largués que quelques secondes avant le central donc on peut imaginer qu'ils reviendront tous les 3 à terre
quand le "feed" sera en place les latéraux seront vidés beaucoup plus vite et du coup il y aura un gros écart entre les largages et à ce moment là on peut difficilement imaginer que le central reviendra à terre, ou alors pour de très petites charges
Le booster central ne devrait pas dépasser les 70% à plein régime, donc il devrait y avoir plusieurs dizaines de secondes entre les latéraux et le central, et c'est des secondes précieuses où l'accélération sera importante (car étage à moitié vide) et où la vitesse sera aussi importante (d'où un fort décalage en position et la difficulté de rentrer sur terre).
Par ailleurs, la version avec cross-feed ne devrait pas voir le jour avant plusieurs années. SpaceX a confirmé ne plus travailler dessus depuis pas mal de temps, et ne pas recommencer à travailler dessus tant que la FH ne vole pas de façon régulière.

Effectivement cela parait plus raisonnable de ne passer à la ré-alimentation croisée vers le propulseur central que plus tard quand tout sera bien rodé car çà augmente la complexité , donc les risques de panne.
Quant à ce propulseur central, même avec retour sur barge, il retombera donc de plus haut et plus vite et il sera quand même nécessaire de prévoir un premier freinage plus important pour le retour dans les couches denses atmosphériques

Giwa a écrit:
Effectivement cela parait plus raisonnable de ne passer à la ré-alimentation croisée vers le propulseur central que plus tard quand tout sera bien rodé car çà augmente la complexité , donc les risques de panne.

A ma connaissance aucun autre lanceur en activité composé de cores en fagot n'utilise le cross-feeding (ni la Delta IV Heavy, ni l'Angara 5). Je ne sais pas non plus d'ailleurs si cela a déjà été utilisé avec succès dans l'histoire (qui commence à être longue) du spatial.
Donc c'est un challenge pour Space X de mettre cela au point.
Et si la Falcon Heavy en version normale peut faire les missions demandées* .... il n'y a pas urgence de mettre le paquet* sur le cross-feeding.

* tout dépend bien sûr de ce qu'ils veulent lui demander :scratch:
** d'autant qu'il y a le vaisseau martien ITS à développer, ce qui n'est pas rien.

je ne sais pas pourquoi spaceX continue à communiquer sur les capacités avec crossfeed puisque de toute façon cela ne verra sans doute jamais le jour. Elon Musk lui même a avoué il y a quelques temps que c'était beaucoup plus complexe que ce à quoi ils s'attendaient. Venant de sa bouche (lui pour qui tout est simple et se développe en 2j, j'exagère à peine) cela équivaut quasiment à un abandon
[edit]je viens de me souvenir que j'ai confondu avec son commentaire sur le fait de faire une fusée à 3 cores, je ne sais pas si on a eu un commentaire sur la difficulté à "crossfeeder"

donc en résumé il ne faut pas du tout regarder les perfs en expandable et il ne faudra pas regarder les perfs en crossfeeding avant très longtemps

bed31fr a écrit:
donc en résumé il ne faut pas du tout regarder les perfs en expandable [...]

En LEO et GTO, peut-être pas, mais sur une trajectoire de libération, donc vers Mars, je ne pense pas que la version consommable soit à écarter d'un revers de la main.

montmein69 a écrit:

A ma connaissance aucun autre lanceur en activité composé de cores en fagot n'utilise le cross-feeding (ni la Delta IV Heavy, ni l'Angara 5). Je ne sais pas non plus d'ailleurs si cela a déjà été utilisé avec succès dans l'histoire (qui commence à être longue) du spatial.

Pour les lanceurs utilisant des propulseurs latéraux à liquides, je compte, en plus de la Delta IV Heavy et l'Angara-5 :
- la famille R-7, Vostok, Soyouz, bien sûr,
- les Ariane 42L, 44LP, 44L,
- les GSLV MkII et MkIII.

Je ne pense pas que le cross-feeding ait jamais été mis en oeuvre par le passé.

David L. a écrit:En LEO et GTO, peut-être pas, mais sur une trajectoire de libération, donc vers Mars, je ne pense pas que la version consommable soit à écarter d'un revers de la main.

j'imagine qu'au pire dans ce cas de figure c'est uniquement le central qui serait perdu non?
mais il me semble que Musk avait dit que l'intérêt économique de la FH n'était avéré qu'en cas de récupération, il faudrait retrouver la citation exacte mais je suppose qu'il faisait référence aux 3 cores, n'oublions pas que son prix public est à 90M à peine.

Space Opera a écrit:

Astro-notes a écrit:C'est vrai que le tableau de David L laisse à réfléchir. La fourchette des pertes de charge utile va de 0 à presque 50%, ce n'est pas rien !
Dans le pire des cas, on est à 12 tonnes en GTO, soit en plein dans le cœur de marché et même avec un peu de marge.

C'était la performance visée initialement par l'AR-5 ECB puis ME.

D'après la première version du manuel de l'utilisateur, l'Ariane 64 permettra 11,0 t en GTO classique. Elle pourra lancer 12,1 t en sub-GTO, avec l'apogée descendue à 23200 km (au lieu de 35786 km).

David L. a écrit:
montmein69 a écrit:

A ma connaissance aucun autre lanceur en activité composé de cores en fagot n'utilise le cross-feeding (ni la Delta IV Heavy, ni l'Angara 5). Je ne sais pas non plus d'ailleurs si cela a déjà été utilisé avec succès dans l'histoire (qui commence à être longue) du spatial.

Pour les lanceurs utilisant des propulseurs latéraux à liquides, je compte, en plus de la Delta IV Heavy et l'Angara-5 :
- la famille R-7, Vostok, Soyouz, bien sûr,
- les Ariane 42L, 44LP, 44L,
- les GSLV MkII et MkIII.

Je ne pense pas que le cross-feeding ait jamais été mis en oeuvre par le passé.

Rappel intéressant que cette liste de lanceurs utilisant des "propulseurs latéraux à liquide"
Je ne pense pas toutefois, qu'en ce qui concerne les lanceurs cités, qui ont des "propulseurs latéraux à liquides" que je qualifierai de "capacité modeste" - donc qui sont de bien moindre capacité que l'étage central -, on ait envisagé de transférer des ergols de ces propulseurs latéraux vers le central. Le schéma classique c'est qu'ils "aident" au décollage et après consommation totale des ergols ils sont largués pour diminuer la masse.
L'intérêt - au moins supposé-, du cross-feed c'est de combiner des "avantages" : çà pousse, puis cela transfère des ergols vers le core central et on largue de la masse morte en s'en séparant. Ainsi le core central peut moduler sa poussée et généralement pousser plus longtemps le lanceur "allégé" et la charge.
Dans le cas (encore hypothétique sur la maîtrise de cette technique par Space X) ce transfert pourrait comme cela a été dit aider au retour du core central.(?)

montmein69 a écrit:
Giwa a écrit:
Effectivement cela parait plus raisonnable de ne passer à la ré-alimentation croisée vers le propulseur central que plus tard quand tout sera bien rodé car çà augmente la complexité , donc les risques de panne.

A ma connaissance aucun autre lanceur en activité composé de cores en fagot n'utilise le cross-feeding (ni la Delta IV Heavy, ni l'Angara 5). Je ne sais pas non plus d'ailleurs si cela a déjà été utilisé avec succès dans l'histoire (qui commence à être longue) du spatial.
Donc c'est un challenge pour Space X de mettre cela au point.
Et si la Falcon Heavy en version normale peut faire les missions demandées* .... il n'y a pas urgence de mettre le paquet* sur le cross-feeding.

* tout dépend bien sûr de ce qu'ils veulent lui demander :scratch:
** d'autant qu'il y a le vaisseau martien ITS à développer, ce qui n'est pas rien.

Je ne crois que l'on puisse parler de "cross-feeding" au sens où on l'entend dans ce fil de discussions. Maintenant il me semble qu'Ariane 4, au sens littéral du terme, faisait du "cross-feeding". Les moteurs VIKING du premier étage L220 et des PAL utilisaient du N2O4, de l'UDMH et... de l'eau ! Or, seul le L220 embarquait de l'eau déminéralisée. Les PAL, en vol, recevaient donc leur eau précieuse du corps central par le DAAV. Ma remarque s'applique donc aux versions 44L, 44LP, et 42L.

Hadéen a écrit:
montmein69 a écrit:

A ma connaissance aucun autre lanceur en activité composé de cores en fagot n'utilise le cross-feeding (ni la Delta IV Heavy, ni l'Angara 5). Je ne sais pas non plus d'ailleurs si cela a déjà été utilisé avec succès dans l'histoire (qui commence à être longue) du spatial.
Donc c'est un challenge pour Space X de mettre cela au point.
Et si la Falcon Heavy en version normale peut faire les missions demandées* .... il n'y a pas urgence de mettre le paquet* sur le cross-feeding.

* tout dépend bien sûr de ce qu'ils veulent lui demander :scratch:
** d'autant qu'il y a le vaisseau martien ITS à développer, ce qui n'est pas rien.

Je ne crois que l'on puisse parler de "cross-feeding" au sens où on l'entend dans ce fil de discussions. Maintenant il me semble qu'Ariane 4, au sens littéral du terme, faisait du "cross-feeding". Les moteurs VIKING du premier étage L220 et des PAL utilisaient du N2O4, de l'UDMH et... de l'eau ! Or, seul le L220 embarquait de l'eau déminéralisée. Les PAL, en vol, recevaient donc leur eau précieuse du corps central par le DAAV. Ma remarque s'applique donc aux versions 44L, 44LP, et 42L.

Intéressant. Quel était le rôle de l'eau ?

Dim 6 Nov 2016 - 22:19

Dim 6 Nov 2016 - 23:05

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Lun 7 Nov 2016 - 20:02

Lun 20 Fév 2017 - 14:49

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