Starship (B4 + S20) - Campagne d'essais - BC (Starbase) (1/2)

wettnic a écrit:Je crois que Musk lui-même n’y crois pas trop. Dans la communauté des fans de l’espace il doit bien y avoir quelqu’un qui détient la solution! Nous devrions tous poster des idées. Ce serait interessant d’y discuter.

Perso, mais attention je n'ai aucune base technique concernant les tuiles et autres matériaux de ce type, je chercherais à développer plutôt une mousse épaisse avec ce qu'il faut d'élasticité pour encaisser les contraintes, et de grande dimension (rouleaux de 3x15 m par exemple) pour coller des bandes horizontales entières.

Intéressant

Moi je me dis que si ils en sont là c'est que les autres techniques ne sont pas viable actuellement... Un bouclier thermique ça fonctionne (navette, capsules etc...)
Si ils avaient autre choses comme solution ça serait en test...

A la difference que, sauf erreur, les boucliers thermiques qu'on a pu voir jusqu'a maintenant sont sur des appareils qui n'embarquent pas de carburant refrigéré.
On a ici potentiellement des contractions du metal des parois supportant les tuiles.
La navette avait des tuiles dessous, et les differentes capsules idem, on ne peut donc avoir que de la dilatation lors de la rentree.
J'ai faux ou pas ? 

cz67 a écrit:Moi je me dis que si ils en sont là c'est que les autres techniques ne sont pas viable actuellement... Un bouclier thermique ça fonctionne (navette, capsules etc...)
Si ils avaient autre choses comme solution ça serait en test...

Peut être qu'ils utilisent des tuiles "standard" / connues pour les tests et qu'ils ont autre chose dans les cartons.
Nous verrons bien, mais perso je le sens pas trop avec ces tuiles pour une version finale du starship.

Tout à fait. Si il y a ionisation, le plasma est chargé. Le dévier par un écran électromagnétique serait une solution. Quid de la source. Comme il y a du méthane liquide, un métal poreux pourrait faire l’affaire. Transpirer du silicone serait aussi une solution. Elle avait été étudiée lors du projet Orion nucléaire pour la protection du bouclier. Le problème est que toutes ces solutions ne sont pas pour demain. Donc pour Musk ça va être… la tuile!

il est vrais que , a ma connaissance, c'est la premier fois qu'on fait un bouclier aussi grand et sur une véhicule subissant autant de delta thermique.

une solution pour éviter la dilatation thermique aurais était l'emploi de réservoir en matériau composite (aramide ou bien sur carbone) qui a un coefficient de dilatation 10 a 20 fois moindres. mais bon je vois mal spaceX repartir de zero pour abandonner l'acier

la solution de TNTN peut être applicable mais il ne faut pas remplacer le bouclier thermique par de la mousse (pour l'instant on a pas de matériau élastique ayant l’émissivité et la tenu thermique pour jouer le rôle de bouclier)  mais plutôt placer un matériau élastique entre le bouclier et la structure pour absorbé  la dilatation de l'un sans affecté l'autre. cette solution est utilisé sur des étage de propulsion solide avec une caoutchouc qui jour aussi le role de protection thermique entre la poudre et la structure. mais bon on est sur les même échelle de taille et de température. 

une derniere solution serait de dimensionner le bouclier thermique pour un starship au plus froid (ergol cryogenique donc ~-100°C) et de refroidir a cette température la structure pendant toute la rentré atmosphérique. ainsi , il y aura un espace entre les tuiles a chaque fois que le starship est plus chaud mais elle reviens en place a chaque refroidisment. par contre sa implique un systeme de refroidisement dedier en plus.




Au faite , est qu'il y a moyenne de retrouver les conversation sur le développement du starship de décembre 2018 (le passage a l'acier) . A l’époque il était annoncé que le starship n'aurais pas de bouclier thermique et qu'un jet de gaz devant les partie les plus critique suffirait. sa a bien evolué depuis.

Par rapport aux photos, il est clair que c'est pas qu'un probleme de "vent" c'est surtout visible , sur les sections du bas

anthoemt a écrit:Par rapport aux photos, il est clair que c'est pas qu'un probleme de "vent" c'est surtout visible , sur les sections du bas

Peux-tu préciser? De quelles sections du bas parles-tu (notamment sur la photo)?

vidéo ou l'on voit bien que les tuiles partent bien à cause d'un "pfiut"

https://twitter.com/DrChrisCombs/status/1442848561390096387

Sur ce coup (SN20 BN4) le plus important, c'est : 

- voir le booster réussir à décoller sans abîmer le stage zéro. 
- voir les 29 moteurs fonctionner correctement
- voir l'ensemble de l'engin (booster et SS) s'envoler à très haute altitude. et pourquoi pas réussir à atteindre l'apogée fixée pour cet essai.
- voir le starship 20 se détacher convenablement du booster et allumer ses moteurs
- que les moteurs se comportent au '' nominal ''

si toutes ces étapes sont réussites. c'est déjà un franc succès. Pour la dernière étape, un retour raté à cause d'un groupe de tuiles ne serait pas si dommageable. C'est le premier vol d'essai. Donc, il est possible que les équipes de SpaceX n'y mettent pas tout leur savoir faire sur ce proto, c'est juste une couverture pour voir par la suite les résultats. ils ont d'autres aspects à tester sur ce vol.

Quesqui me fait dire ça, la façon d'ont ils ont collé les premières tuiles le 04 Août dernier, ça ressemblait à des écoliers pressés de terminer un devoir urgent et collant au mieux leur maquette pour faire plaisir au proff le lendemain. Bref, on a vu que ça craquait rapidement par la suite, et mon Dieu la perte de temps qui a suivi (coloris verts rouges, réparation.. etc). Les tuiles ne sont pas une priorité pour CE test.

Concernant le problème des tuiles, pourquoi n'utilisent-ils pas des modèles qui se chevauchent, comme les tuiles d'un toit ou les écailles d'un poisson? Il n'y aurait plus de problème de lié à la dilatation thermique, au prix d'un surcoût pondéral très resonnable... quelle est la raison pour laquelle ils n'utilisent pas cette solution qui semble si évidente ?

taolanglais a écrit:Concernant le problème des tuiles, pourquoi n'utilisent-ils pas des modèles qui se chevauchent, comme les tuiles d'un toit ou les écailles d'un poisson? Il n'y aurait plus de problème de lié à la dilatation thermique, au prix d'un surcoût pondéral très resonnable... quelle est la raison pour laquelle ils n'utilisent pas cette solution qui semble si évidente ?

Je crois que cela rendrait beaucoup plus difficile le remplacement des tuiles brisées.

Avec une telle disposition, les tuiles s'en iraient comme celles d'un toit un jour de tempête...

AlexSSC a écrit:Le vrai test pour les tuiles sera le premier allumage des raptor.

Dans ces conditions, il n'est peut-être pas utile de remplacer les tuiles manquantes pendant la campagne de tirs statiques de SN20. La restauration du boulier thermique ne pourrait-elle pas attendre jusqu'aux derniers jours précédant le vol orbital ?

Illuminati a écrit:

taolanglais a écrit:Concernant le problème des tuiles, pourquoi n'utilisent-ils pas des modèles qui se chevauchent, comme les tuiles d'un toit ou les écailles d'un poisson? Il n'y aurait plus de problème de lié à la dilatation thermique, au prix d'un surcoût pondéral très resonnable... quelle est la raison pour laquelle ils n'utilisent pas cette solution qui semble si évidente ?

Je crois que cela rendrait beaucoup plus difficile le remplacement des tuiles brisées.

Cela serait un peu plus dur en effet, mais loin d'être impossible. Et le but c'est justement d'éviter que ça casse...

taolanglais a écrit:Concernant le problème des tuiles, pourquoi n'utilisent-ils pas des modèles qui se chevauchent, comme les tuiles d'un toit ou les écailles d'un poisson? Il n'y aurait plus de problème de lié à la dilatation thermique, au prix d'un surcoût pondéral très resonnable... quelle est la raison pour laquelle ils n'utilisent pas cette solution qui semble si évidente ?

Le problème principal est qu'il faut que le plasma soit "chassé" le plus librement possible vers l'extérieur du bouclier. Avec ce type de configuration, cela crée des marches au niveau desquelles le plasma va "turbuler" et créer un point chaud. Les tuiles actuelles sont bien trop épaisses

La réponse de Musk sur twitter reprend cette problématique:

https://twitter.com/elonmusk/status/1442636642985160708

Il dit cependant que ça ne serait pas forcément impossible avec des tuiles composées d'une alternance de fines couches métalliques + un isolant avec la structure principale.

BBspace a écrit:Avec une telle disposition, les tuiles s'en iraient comme celles d'un toit un jour de tempête...

Il ne peut y avoir arrachage que si les tuiles offrent une prise au vent. Or, les tuiles seraient ici serrées les une aux autres, comme un toit en ardoise. Il conviendrait tout de même de s'assurer que lors de la manœuvre retour, le vaisseau pointe très légèrement le nez vers le bas.

Syl35 a écrit:

taolanglais a écrit:Concernant le problème des tuiles, pourquoi n'utilisent-ils pas des modèles qui se chevauchent, comme les tuiles d'un toit ou les écailles d'un poisson? Il n'y aurait plus de problème de lié à la dilatation thermique, au prix d'un surcoût pondéral très resonnable... quelle est la raison pour laquelle ils n'utilisent pas cette solution qui semble si évidente ?

Le problème principal est qu'il faut que le plasma soit "chassé" le plus librement possible vers l'extérieur du bouclier. Avec ce type de configuration, cela crée des marches au niveau desquelles le plasma va "turbuler" et créer un point chaud. Les tuiles actuelles sont bien trop épaisses

La réponse de Musk sur twitter reprend cette problématique:

https://twitter.com/elonmusk/status/1442636642985160708

Il dit cependant que ça ne serait pas forcément impossible avec des tuiles composées d'une alternance de fines couches métalliques + un isolant avec la structure principale.

Ah merci je comprends mieux, j'imaginais un problème du genre mais j'avais oublié à quel point les tuiles actuelles sont épaisses. J'en déduis que si on pouvais se contenter de tuiles très fines, cette solution deviendrait jouable.
Pas simple...

Sans forcément le système d'écailles, un système similaire à des lattes de plancher avec un encastrement au niveau central, et un agencement spécifique pour pouvoir les retirer rapidement et facilement (alternance de tuiles en T et en _|_) l'espace entre les tuiles est toujours important, mais les intervalles sont protégés. Après ça ne marche qu'avec des tuiles relativement épaisses et ça limite la modularité...

Je trouve certaines réactions quelque peu excessives... En effet, c'est finalement la première fois qu'un starship est entièrement recouvert de tuiles puis testé à températures cryogéniques. Globalement, la protection thermique semble avoir très bien résisté à ce premier test, non ? Cela ne veut pas dire que tout va bien, il y a bien eu une perte (spectaculaire !) de tuiles en partie haute, mais pour un premier essai je trouve ça plutôt prometeur. Le problème rencontré est limité au nez qui est sans doute la zone la plus difficile à protéger thermiquement (attaches, réservoir de tête, évents, ailerons, géométrie complexe...) et qui va subir les plus fortes contraintes.
S20 n'est qu'une étape, on voit comment SpaceX apprend avec agilité de ses essais grandeur réelle et de ses échecs, je ne vois pas dans ce test intermédiaire une raison de remettre en cause dès à présent la solution actuellement mise en oeuvre par SpaceX.

Je suis d'accord que nous sommes encore loin d'une rentrée atmosphérique réussie à la deuxième vitesse cosmique, B4+S20 n'est qu'une étape pour laquelle les objectifs sont limités.
Pour ma part, voir l'ensemble B4+S20 quitter convenablement le pas de tir (avec le plein accord de la FAA !) et passer maxQ me suffirait pour considéder que c'est un succès.

SpaceX ne perd pas de temps sur S20, ils apprennent en testant au sol un maximum de choses en attendant que le pas de tir orbital soit prêt et que la FAA donne son autorisation de tir.

Sinon ils pourraient doubler la peau inox du ventre de la baleine en laissant un certain espace 10-20 cm rempli d'isolant thermique haute performance. Ainsi, la peau extérieure serait beaucoup moins sujette aux dilatations & contractions.
Ça alourdirait pas mal l'ensemble, mais il y a moyen d'optimiser (en mettant de la tôle moins épaisse sur cette partie puisqu'elle sera structurellement plus résistante). 
Après, peut être que cela poserait des problèmes d'équilibre (si un côté est plus massif / lourd que l'autre).

C'est un incident gênant pour le vol en lui-même mais ça peut aussi être vue comme un "cadeau", en effet si l'on a des tuiles à enlever plutôt que les découper, il suffit de les "souffler" par dessous et le tour est joué. Le soucis est, là, de trouver comment éviter que ça se reproduise, un joint de mastic entre la tôle et la tuile ?un tube débouchant à la surface de la couche de tuile ?

La réponse de Musk me rassure. Il envisage des tuiles métalliques avec un isolant dessous. Ça, ça va marcher ! La céramique à mon avis c’est une fausse bonne idée.

wettnic a écrit:La réponse de Musk me rassure. Il envisage des tuiles métalliques avec un isolant dessous. Ça, ça va marcher ! La céramique à mon avis c’est une fausse bonne idée.

Effectivement ! En tout cas cela montre que Musk possède une grande fluidité d’esprit pour se réadapter rapidement aux écueils qu’il rencontre  dans son projet 

wettnic a écrit:La réponse de Musk me rassure. Il envisage des tuiles métalliques avec un isolant dessous. Ça, ça va marcher ! La céramique à mon avis c’est une fausse bonne idée.

Oui mais à part la céramique il y a peu de matériaux qui permettent une réutilisation rapide (qui est l'objectif final du Starship). La solution des tuiles métalliques fonctionne peut-être mieux mais pour un seul vol uniquement.