[SpaceX] Falcon 9 block 5

Les marges de sécurités et surtout c'est des fusées qui vont être faites pour les vols habités, avec par exemple des turbopompes plus épaisses !

Je suis un peu étonné des résultats attendus de l'évolution incrémentale du block V. Car, passer d'une seule réutilisation à quelque chose compris entre 10 et 100 fois, c'est plutôt une révolution incrémentale.
Or, quand on regarde la liste des améliorations dans l'article mis en lien par ReusableFan, on a du mal à imaginer que cela puisse améliorer autant le taux de réutilisation. Sont-ce encore des annonces marketing fantaisistes selon vous ?

The climate gap a écrit:

Upgrades:

• Black interstage, landing legs, and raceway [24]
  
• Retractable landing legs [24]
  
• Redesigned COPVs – Both to account for Amos-6 disaster and to handle many reuses [16][24]
  
• Redesigned turbopumps. – NASA required SpaceX to redesign its Merlin turbopumps for  crew rating after recaptured units showed stress cracks in the turbopump blades [24]
  
• Other general Merlin engine improvements – Thrust increased to 190,000lbf [16]
  
• Redesign and requalification of active components – Valves for “longer duration and higher levels” [16]
  
• Redesign of octaweb thrust structure – Bolted rather than welded [16]
  
• Optimized for reusability – Can refly a dozen or so times with inspections and up to 100 flights with refurbishments. [16]
  
• “Aiming for two flights within 24 hours”
  

Dans le cas contraire c'est la consécration définitive du réutilisable sur le consommable.

La liste donnée concerne les principales améliorations mais j'avais lu qu'au total il y en avait plus de 100. Allant probablement d'un simple boulon à un redesign complet du réservoir COPV.
L'effort a aussi été fait pour minimiser la maintenance.
L'épaisseur des tuyères a aussi été revu afin de supprimer des microfissures qui auraient pu être pénalisante au dela de 2 vols.
Bref, avec l'expérience de l'expertise de tous les 1er étages récupérés puis réutilisés une seconde fois je pense que les ingénieurs ont à présent une bonne idée de ce dont est capable ce Block V. Maintenant on ne verra qu'à la longue s'ils tiennent leur promesse et je ne doute pas que de temps en temps il faudra malgré tout changer un élément ou deux mais ça restera du domaine du faisable. Je pense que tout le monde sera très à l'affut de ces réutilisations. Wait and see ...

Je me demande si toutes les améliorations pour la réutilisation multiple auraient un effet secondaire positif sur les retours à haute vélocité.
Ce block a une meilleure protection thermique de sa base et de son fuselage, des grid fines en titane et 8% plus de puissance. Ils vont de plus se servir du core lui-même pour générer de portance et de l'aérofreinage. Tout pour réussir des retours ASDS à très grande vitesses de MECO et à plus grandes distances de la côte, et ce sans manquer d'ergols.
Je ne m'attends pas à le constater avant qu'elle soit "human-rated", mais en 2019 je ne serais pas surpris que SpaceX tente des retours sur barge pour des charges limites du consommable.
Actuellement il y a une pénalité de 30% CU en mode récupérable. Ceci demeure vrai peut importe la puissance initiale. Cependant, plus de puissance donne des temps d’allumage de rentrée et atterrissage plus courts et moins de consommation ergols nécessaire.  Ce que je me demande c'est que peuvent donner les autres améliorations thermiques et  l'aérofreinage. Pourrions-nous constater des pertes de CU moindre que 30%? Atteindre 25% ou 20% ???
Votre avis?

J'avais compris que les blocs V manrated étaient 40% au dessus des blocs 4 (pompes plus épaisses, parois octaweb, tuyères....)
mais, en fait, il semble que c'est l'ensemble des blocs V qui soit comme cela, tout booster peut être manrated !
AMHA l'objectif des 10 vols sans maintenance lourde c'est fort possible.
Le premier booster doit quant à lui être démonté pour inspection approfondie dès son retour au port, si j'ai bien tout compris, mais il revolera avant la fin de l'année.

Anovel a écrit:J'avais compris que les blocs V manrated étaient 40% au dessus des blocs 4 (pompes plus épaisses, parois octaweb, tuyères....)

"Les 40 % au dessus" c'est une augmentation de la masse ? du prix ?
C'est la question que je me posais : avec la liste des améliorations apportées, a-t-il été publié un bilan  sur la masse des différentes parties du lanceur ? En plus ou en moins selon les technologies utilisées.
Les renforcements ont-ils un effet significatif ? Est-il compensé par l'amélioration de la motorisation au décollage ?
A-t-il un effet sur la masse de l'étage qu'il faut freiner lors de la rentrée (notamment puisqu'il possède une vélocité supérieure lorsque le second étage est largué).
Tout cela compterait sur la masse d'ergols à conserver pour toutes les opérations de récupération.
Et cela donne la limite de CU qu'on peut lancer notamment en GTO où pour le moment le marché reste ouvert pour les charges élevées. (l'utilisation de la Falcon Heavy ne s'annonce pas  forcément une évidence dans la stratégie de SX, du moins lorsque des assemblages de blocks "anciens" ne seront plus possibles)

Arès F a écrit:Actuellement il y a une pénalité de 30% CU en mode récupérable. Ceci demeure vrai peut importe la puissance initiale. Ce que je me demande c'est que peuvent donnerles autres améliorations thermiques et  l'aérofreinage. Pourrions-nous constater des perte de CU moindre que 30%? Atteindre 25% ou 20% ???
Votre avis?

Je n’ai pas d’information particulière sur ce sujet, mais essayons de raisonner de manière logique.

On peut faire l’hypothèse que les améliorations apportées sont ambivalentes du point de vue de ce taux de perte de charge utile de 30% : 

- d’un côté, le passage de la réutilisabilité expérimentale, donc limitée, à la réutilisabilité industrielle, donc multiple, suppose le renforcement d’un certain nombre de pièces ou constituants ; exemples, les grids en titane sont probablement plus lourds que les anciens en aluminium ; le renforcement de certaines structures contre la chaleur et l’usure peut les alourdir ; donc, il ne serait pas absurde que le poids de l’étage à vide augmente, et que cela joue dans le sens d’une dégradation de la performance pour chaque vol pris séparément; 

- mais en sens inverse, il y a la possibilité, grâce à ces renforcements, d’optimiser la trajectoire pour minimiser la consommation de carburant au retour.

Lequel de ces deux effets l’emporte sur l’autre ? Difficile à dire.

De toute façon, on sait qu’il y a un troisième élément qui l’emporte sur les deux premiers, l’accroissement de la puissance des moteurs. Donc le Block V est globalement plus performant que les précédentes versions. 

Un autre aspect est que probablement, le coût d’un Block V est plus élevé que celui des versions précédentes. Un accident serait donc doublement plus préjudiciable qu’avant : 

- perte du potentiel des vols ultérieurs ; ce potentiel étant l’élément essentiel pour avoir le retour sur investissement du coût de developpement du passage des versions antérieures au Block V ;
 
- perte d’un étage dont les coûts de production sont plus élevés (et d’autant plus élevé que les boosters produits sont moins nombreux du fait de la réutilisabilité - cf. discussion sur d’autres fils où j’ai souligné que cet effet était cependant moins fort à SpaceX qu’ailleurs du fait de la flexibilité et de la mobilisation des salariés polyvalents sur les autres projets BFR et Starlink).

En résumé, le pari du Block V en termes de performance et de coûts sera largement gagnant, mais à la condition que les accidents soient rares et que l’on ne découvre pas que certains étages doivent être envoyés prématurément à la casse ou dans les musées, ou même à la « maintenance lourde » à cause d’une usure trop rapide. Je ne crois pas du tout que ce sera le cas, mais le raisonnement n’est complet que si l’on apporte cette précision.
 

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Pour répondre en simplifiant c'est d'abord les éléments moteurs qui "bénéficient" de ce traitement : turbo-pompe plus robuste, les parois entre les moteurs ont été renforçées, l'octaweb est boulonné (facilité de démontage et élimination des points de fragilités au droit des soudures) renforcement de la protection thermique de la totalité du lanceur.
Ceci est en partie compensé par le passage à un inter-étage en composite, pas de peinture(une centaine de kilogramme?).
Et comme l'a signalé PierredeSedna nouvelle trajectoire ainsi qu'un nouveau plan de vol avec une plus grande adaptation de la poussée aux conditions de vol. Pour plus d'explication voir la vidéo de techniques spatiales il y a des explications plus détaillées !

Une des vidéo de techniques spatiales :
https://www.youtube.com/watch?v=z27tiGa1DF0

Anovel a écrit:Il Pour répondre en simplifiant c'est d'abord les éléments moteurs qui "bénéficient" de ce traitement : turbo-pompe plus robuste, les parois entre les moteurs ont été renforçées, l'octaweb est boulonné (facilité de démontage et élimination des points de fragilités au droit des soudures) renforcement de la protection thermique de la totalité du lanceur.
Ceci est en partie compensé par le passage à un inter-étage en composite, pas de peinture(une centaine de kilogramme?).
Et comme l'a signalé PierredeSedna nouvelle trajectoire ainsi qu'un nouveau plan de vol avec une plus grande adaptation de la poussée aux conditions de vol. Pour plus d'explication voir la vidéo de techniques spatiales il y a des explications plus détaillées !

Une des vidéo de techniques spatiales :
https://www.youtube.com/watch?v=z27tiGa1DF0

Merci d’avoir remis cette vidéo bien qu’elle corresponde au lancement avorté de la veille.
En effet, les explications sur l’évolution de la F9 y sont très intéressantes.
Effectivement le nouveau plan de vol où le retour du premier étage se fait en vol plané avec une finesse aérodynamique (rapport de la portance sur la traînée) atteignant 1 est très importante. Pour aller plus loin et dépasser 1, il faudrait des ailettes , mais cela introduirait des complications.

https://twitter.com/TechSpatiales/status/996388600655831040

Qu'arrive-t-il lors qu'il pleut pendant que le core est en retour sur sa barge et que l'eau s'accumule dans l'inter-étage?

Arès F a écrit:Qu'arrive-t-il lors qu'il pleut pendant que le core est en retour sur sa barge et que l'eau s'accumule dans l'inter-étage?

Je ne pense pas que cela représente un si gros volume d'eau et ils ont peut-être prévu de simples petits trous d'évacuation en bas de la jupe interétage ;)

je pense qu'Arès pensait avoir coincé Musk....  :troll:

Autre question de troll,
Alors que le puissance des Merlins block V sont de 8% supérieur aux précédents, y a-t-il aussi amélioration de l'ISP, ou il s'agit simplement une augmentation du flot des ergols?

Arès F a écrit:Autre question de troll,
Alors que le puissance des Merlins block V sont de 8% supérieur aux précédents, y a-t-il aussi amélioration de l'ISP, ou il s'agit simplement une augmentation du flot des ergols?

Excuse moi, quand je disais Troll, c'était pour me moquer de moi-même, pas de toi !

Arès F a écrit:Autre question de troll,
Alors que le puissance des Merlins block V sont de 8% supérieur aux précédents, y a-t-il aussi amélioration de l'ISP, ou il s'agit simplement une augmentation du flot des ergols?

Ce terme puissance est ambiguë et il doit s’agir de la poussée qui est une force  Il doit s’agir probablement d’une augmentation de la poussée par l’augmentation du débit en ergols sans modification notable de l’ISP qui elle dépend de la vitesse d’éjection.
En tout cas, c’est toujours intéressant d’augmenter la poussée pour réduire les pertes par gravité.

https://fr.m.wikibooks.org/wiki/Méthodes_de_propulsion_spatiale/Principes_fondamentaux_de_la_propulsion

Les fusées brûlent du combustible pour accélérer et pour aller dans une certaine direction en éjectant à grande vitesse des gaz. Et c'est grâce à la loi 3 de Newton ! La fusée va aller dans le sens contraire de l'éjection des gaz... On appelle ceci la poussée.

Quant à la puissance utile exprimée en watts, c’est le produit de le poussée exprimée en newtons par la vitesse de la fusée exprimée en m/s. Elle est nulle au décollage quand la vitesse de la fusée est nulle et augmente ensuite  : voir

rendement propulsif

Le premier vol du block 5 ne sera pas comptabilisé dans les 7 vols nécessaires réussis pour obtenir l’homologation pour les vols habités car la NASA attend la mise en service du nouveau réservoir à hélium plus sûr pour ces vols.

Spaceflight now:

SpaceX is still working on a new, safer helium tank design needed for launches with astronauts, and the debut of the company’s upgraded Falcon 9 Block 5 rocket earlier this month did not count as one of seven successful missions in “crew configuration” NASA says it requires before putting astronauts aboard the vehicle, officials said Thursday.

Pas grave, de toute façon 7 vols ce n'est pas énorme en terme de temps pour SpaceX

Dans l'article de spaceflightnow , il est indiqué que le nouveau réservoir à hélium ne sera utilisé pour la première fois qu'à l'occasion du vol inaugural du Crew-Dragon (donc sans équipage) qui semble toujours prévu en août.

Question : Vu que Spacex est une entreprise privée, ne peut-elle pas envoyer ses propres astronautes sans avoir besoin d'un quelconque accord de la NASA?

Merlin a écrit:Question : Vu que Spacex est une entreprise privée, ne peut-elle pas envoyer ses propres astronautes sans avoir besoin d'un quelconque accord de la NASA?

Ce type de vol est soumis à autorisation expresse du Gouvernement américain, mais pas de la NASA directement.

La réforme réglementaire en cours aux Etats-Unis vise notamment à faciliter les activités privées, mais je ne sais si cela concernera les vols habités.

Quelques photos de coiffes de retour au port. En bien meilleur état que les photos parues il y a quelques semaines !

Mais manifestement le retour sur filet échappe encore à SX... pour l'instant !

https://www.dailybreeze.com/2018/05/23/photos-mr-steven-arrives-in-the-port-of-los-angeles-with-a-spacex-rocket-fairing/

jmontaut a écrit:Pas grave, de toute façon 7 vols ce n'est pas énorme en terme de temps pour SpaceX

Pourquoi faut-il 7 vols ?

Pour saturn V, il n'y en avait eu que 2 : apollo 4 et 6.
La navette spatiale : 0

vp a écrit:Pourquoi faut-il 7 vols ?

Oui, en effet, ce n’est pas juste pour SpaceX, car le problème du réservoir d’hélium qui a provoqué l’accident de septembre 2016 a conduit à la perte d’Amos 6 et non d’Amos 7

6 vols auraient suffi.

Bon, ce n’est pas drôle. :iout:

brexi a écrit:Dans l'article de spaceflightnow , il est indiqué que le nouveau réservoir à hélium ne sera utilisé pour la première fois qu'à l'occasion du vol inaugural du Crew-Dragon (donc sans équipage) qui semble toujours prévu en août.

Je reviens sur ce fil, cette fois sur un mode sérieux, pour exprimer ma surprise.

Souvenons-nous : au départ, lorsque l’on nous a parlé de la Block V pour la première fois, on nous l’a défini comme une variante de Falcon 9 avec comme principale caractéristique un réservoir d’hélium reconfiguré. C’était à la fin de 2016, quand SpaceX avait fini par comprendre ce qu’il s’était passé lors de l’explosion du mois de septembre, et avait pu élaborer une feuille de route pour le retour en vol et l'élimination par étape des points de fragilité. 

Puis, petit à petit, on nous a annoncé que la Block V comporterait d’autres innovations. Récemment, on nous a expliqué qu’il y en avait en tout une centaine et on nous a fait la liste des principales. 

On ne peut que s’en réjouir, car bénéficiant du retour d'expérience des premiers étages réutilisés, et de leur remise en état, SpaceX a mis au point « la multi-réutilisabilité facile », qui est une révolution complète du transport spatial. 

Mais on nous a aussi dit que la Block V était la « der des der » et que la Falcon 9 n’évoluerait plus ensuite.

Et voilà que subitement, on nous apporte des informations contraires. Oui, la Block V est une révolution, mais la première Falcon 9 Block V lancée en mai ne comportait pas le réservoir d’hélium reconfiguré qui était pourtant au départ la justification de la Block V. Par ailleurs, les futures Block V, à partir d’août, le comprendront...

Si j’étais méchant, je dirais que le lanceur qui a mis Bangabandhu-1 sur orbite il y a deux semaines n’était qu’une Block 4,5... Une manière plus positive de présenter les choses est de qualifier les Block V d’après août 2018 avec réservoir d’hélium reconfiguré comme des Blocks 5,5. 

Une autre observation à faire est que SpaceX, décidément, a bien du mal à faire évoluer ce réservoir d’hélium, soit parce que le défi technique est redoutable, soit parce que la NASA est tatillonne sur ce sujet.

Bon, je pense que SpaceX va finalement s’en sortir : si j’ai bien compris, la NASA a fini par se rallier à la méthode du remplissage des réservoirs en carburants surréfrigérés après l’installation des astronautes dans la cabine. C'est donc que le problème de la forme de réservoir d’hélium permettant d’éviter le renouvellement d’incidents d’interférence avec les carburants surréfrigérés (explosions de type AMOS 6) a bien été définitivement réglé.

Comme il s’avère que l’on ne nous dit que des demi-vérités, ce sujet du réservoir d’hélium et de la qualification de la Falcon 9 pour les vols habités reste néanmoins à suivre avec attention.

J'ai compris que les réservoirs d'hélium avait été modifiés dès les derniers block 4 (un bobinage au lieu de toiles de carbones imprégnées),
et qu'en cas ou cela ne suffisait pas ou n'était pas validé par la NASA ils passeraient à des sphères en Iconel