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 Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]

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David L.




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 18:58

Hadéen a écrit:
Malheureusement en anglais, mais un article vraiment intéressant de Spacenews :

http://spacenews.com/spacexs-musk-says-sabotage-unlikely-cause-of-sept-1-explosion-but-still-a-worry/

Lecture conseillée effectivement.
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montmein69




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 19:46

Ai-je bien compris ?
La pratique d'utiliser des COPV immergés dans un liquide cryogénique n'est utilisée que par Space X scratch ?
Citation :

Is the use of Composite Overwrapped Pressure Vessels (COPVs), the material of construction of the helium tank, a new practice?

No, the technology isn’t new. It has been used at least since the 1980s on several launchers and spacecraft. But to my knowledge they have never been used in such a cryogenic, unsteady environment. In a cryogenic environment you have thermal gradients that are not always oriented in the same way from the interior to the exterior of a structure, or the exterior toward the interior.
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Henri
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 19:58

Hadéen a écrit:
Malheureusement en anglais, mais un article vraiment intéressant de Spacenews :

http://spacenews.com/spacexs-musk-says-sabotage-unlikely-cause-of-sept-1-explosion-but-still-a-worry/
Il y a un passage sur la difficulté de produire les COPv sans variations de leur qualité...
Citation :
But his kind of multilayer, resin-coated winding is never totally reproducible. The big problem in serial production of this kind of manufacturing is to be able to identify the drift and defects, during quality control inspections, in an operating mode that is representative of the intended use — with margin, as necessary. That is not easy for severe cryogenic uses.
Inquiétant, ça signifierait que cet accident aurait pu arriver au premier étage ou sur n'importe quel autre lanceur utilisant cette techno...

Par ailleurs, une erreur de procédure opérationnelle (refroidissement trop rapide et hétérogène) peut être la cause de l'accident.
Citation :
If you make a slight mistake — for example, if you perform a sharp cooling too rapidly — it can deform and cause a kind of fold in the geometry of the metal being contacted as it tries to follow the thermal gradients.
An overly brutal, sharp gradient can deform a metal’s elementary geometry. It’s the same for the composite vessels. A strong, abrupt gradient can cause a loss of the structure’s homogeneity.
Et en plus c’est difficile à reproduire d'après la suite de l'article... Evil or Very Mad Sinon plein de choses intéressantes dans l'article, comme ce délai de 100 ms comparable au temps d'allumage d'un moteur kérolox... Normal comme il y a certainement eu rupture de l’inter-réservoir lorsque les débris du COPv l'ont frappé.
Encore une fois, je trouve étonnant que personne dans les divers articles ne s'émeuve de la fragilité du deuxième étage face à la robustesse du premier... (cf les multiples ré-allumages d'un premier étage récupéré)

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bob bimon




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 19:59

Ce n'est pas le principe d'immerger les COPV dans un liquide cryogénique qui est nouveau, mais les gradients thermiques très brutaux appliqués récemment dans les procédures de remplissage "au plus tard" dans le but d'éviter un report de tir.
Les experts cités dans l'article de Spacenews parlent d'un risque élevé de délamination des matériaux composants le COPV, donc d'une intrusion de LOX.

"unsteady environment" = environnement instable.

Citation :
Is this COPV technology incompatible with high-pressure cryogenic environments?
It’s more subtle than that. Let’s say it’s not compatible with huge and scattered thermal variations that are required by the use of cryogenic LOX filling. It’s not the cold per se that raises issues, it’s the transition from heating up by helium compression to 66 Kelvin cycling. When the liquid oxygen hits the surface the transition occurs very quickly. You start at the bottom of the tank and finish by the top, and the gradient is very large and fully heterogeneous and scattered.


Par ailleurs, les mêmes experts disent qu'on ne peut totalement écarter l'explosion d'un COPV fragilisé par ces gradients thermiques lors du remplissage du réservoir, dans le cas de l'accident en vol de juin 2015, et que la rupture de la biellette support, certes de mauvaise facture, n'est peut-être que la conséquence de l'explosion, et non pas la cause. C'est ce qu'avait souligné l'Inspecteur Général Qualité de la NASA dans son rapport indépendant.

Citation :
The question is whether the strut was really the origin of the June 2015 failure. The struts were of below-specified quality, but it was not demonstrated that this was the root cause of the failure.
It remains possible that a helium bottle burst in June 2015 and that, in parallel, the struts supporting it were of poor quality.
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 20:31

Cet article est bien documenté en tout cas, c'est toujours bon d'écouter des gens qui savent de quoi ils parlent.
Ce COPV a l'air d'être un vrai enjeu technologique...
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Henri
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 20:36

J'ai comme un doute, mais en juin 2015 je ne suis pas sûr que le LOX sur-refroidit était déjà utilisé par SpaceX...

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bob bimon




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 21:50

Exact, la version v1.2 (dite Full Thrust) avec le subcooling date de décembre 2015.
https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9_Full_Thrust
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Henri
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 22:03

bob bimon a écrit:
Exact, la version v1.2 (dite Full Thrust) avec le subcooling date de décembre 2015.
https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9_Full_Thrust
Donc difficile de retenir l'hypothèse des trop grands gradients de températures subits par le COPv lors du remplissage du réservoir en LOX, à supposer que comme l'insinuent certains, que ce serait ce dernier qui aurait directement cédé en juin 2015...

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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 22:19

Henri a écrit:
bob bimon a écrit:
Exact, la version v1.2 (dite Full Thrust) avec le subcooling date de décembre 2015.
https://en.wikipedia.org/wiki/Falcon_9_Full_Thrust
Donc difficile de retenir l'hypothèse des trop grands gradients de températures subits par le COPv lors du remplissage du réservoir en LOX, à supposer que comme l'insinuent certains, que ce serait ce dernier qui aurait directement cédé en juin 2015...

Je crois que cela reste un détail. Ce qu'il faut retenir c'est que des bouteilles composites immergées dans un fluide cryotechnique, c'est trés rare dans le spatial. On pouvait légitimement le pensait quand on connaît les contraintes d'utilisation du bobiné carbone. C'est le concept qui semble à défaut d'être un point faible, être une singularité peu explorée et à l'évidence peu robuste.
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 23:37

Hadéen a écrit:
Henri a écrit:

Donc difficile de retenir l'hypothèse des trop grands gradients de températures subits par le COPv lors du remplissage du réservoir en LOX, à supposer que comme l'insinuent certains, que ce serait ce dernier qui aurait directement cédé en juin 2015...

Je crois que cela reste un détail. Ce qu'il faut retenir c'est que des bouteilles composites immergées dans un fluide cryotechnique, c'est trés rare dans le spatial. On pouvait légitimement le pensait quand on connaît les contraintes d'utilisation du bobiné carbone. C'est le concept qui semble à défaut d'être un point faible, être une singularité peu explorée et à l'évidence peu robuste.
Je savais que le concept permettait de stocker plus d'hélium dans le COPv. Les bouteilles composites sont-elles aussi immergées dans le LOX sur-refroidit dans le premier étage ?

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Space Opera
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Lun 17 Oct 2016 - 23:40

Oui.
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 0:43

Hadéen a écrit:
Je crois qu'il est important de préciser que SpaceX et ses lanceurs ne sont pas les seuls à utiliser l'oxygène sous refroidi. Si l'on part du principe que le LOX est normal à 91K, de nombreux lanceurs l'utilisent sous refroidi à 77K. La particularité de SpaceX est de le sous refroidir jusqu'à 66K. 
et d'après SFN ce soir, Orbital ATK utilisait du LOX à -383°F soit 42,6K ! pour les anciens moteurs AJ26 de son Antares (il y a 2 ans)


SFN précise aussi que les bouteilles de pressurisation à l'hélium sont immergées dans les réservoirs d'ergols de l'Antares 230 de ce soir : donc elles devaient être également immergées il y a 2 ans, dans du LOX à 42,6 K (?)

.
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Hadéen
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 4:25

Gergovi a écrit:
Hadéen a écrit:
Je crois qu'il est important de préciser que SpaceX et ses lanceurs ne sont pas les seuls à utiliser l'oxygène sous refroidi. Si l'on part du principe que le LOX est normal à 91K, de nombreux lanceurs l'utilisent sous refroidi à 77K. La particularité de SpaceX est de le sous refroidir jusqu'à 66K. 
et d'après SFN ce soir, Orbital ATK utilisait du LOX à -383°F soit 42,6K ! pour les anciens moteurs AJ26 de son Antares (il y a 2 ans)


SFN précise aussi que les bouteilles de pressurisation à l'hélium sont immergées dans les réservoirs d'ergols de l'Antares 230 de ce soir : donc elles devaient être également immergées il y a 2 ans, dans du LOX à 42,6 K (?)

.

Immergées dans l'oxygène solide. De plus en plus fort ces américains megalol


Dernière édition par Hadéen le Mar 18 Oct 2016 - 6:48, édité 1 fois
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Giwa
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 6:37

Hadéen a écrit:
R
Gergovi a écrit:

et d'après SFN ce soir, Orbital ATK utilisait du LOX à -383°F soit 42,6K ! pour les anciens moteurs AJ26 de son Antares (il y a 2 ans)


SFN précise aussi que les bouteilles de pressurisation à l'hélium sont immergées dans les réservoirs d'ergols de l'Antares 230 de ce soir : donc elles devaient être également immergées il y a 2 ans, dans du LOX à 42,6 K (?)

.

Immergées dans du LOX solide. De plus en plus fort ces américains megalol
Laughing Effectivement !  ...à moins que ce soit du SOX liquide ! D'accord tout çà, c'est antinomique ! scratch
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Gergovi




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 7:46

Ah !!!

ils ont dû se tromper "un peu" en rédigeant dans le live ? c'est à 0h06 : 

"One change introduced by the Antares 230 rocket is the elimination of "sub-cooled" liquid oxygen, which was chilled and densified at minus 383 degrees Fahrenheit for the Antares rocket's old AJ26 engines. The RD-181s consume the oxidizer at its boiling point."
http://spaceflightnow.com/2016/10/17/oa-5-mission-status-center/

sur le coup c'est ce que je m'étais dit, ça me semblait énorme, tellement plus bas que ce que fait SX, mais ils ne rectifiaient pas ...

je savais qu'une société employait du LOX sous-refroidi et avait abandonné, mais je ne me rappelais plus que c'était Orbital
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montmein69




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 10:46

On peut s'interroger sur l'apparente fiabilité sans faille du premier étage qui n'a connu aucun ennui avec les COPV bobinés immergés dans le LOX , comparée au second étage qui a connu deux défaillances dont la dernière serait imputable aux contraintes induites par les gradients de température lors du remplissage.

Peut-on envisager (?) que le volume plus réduit du réservoir, influant sur la vitesse à laquelle le LOX "noie" le COPV lors du remplissage ait pu "défavoriser" le second étage ?

Hadéen a écrit:
Ce qu'il faut retenir c'est que des bouteilles composites immergées dans un fluide cryotechnique, c'est trés rare dans le spatial. On pouvait légitimement le pensait quand on connaît les contraintes d'utilisation du bobiné carbone. C'est le concept qui semble à défaut d'être un point faible, être une singularité peu explorée et à l'évidence peu robuste.

Comme il est peu probable que Space X abandonne le LOX à 66 K (indispensable pour avoir assez d'ergols pour les charges lourdes en GTO, et pouvoir assurer la récupération du premier étage), quelle alternative auraient-ils pour remplacer ou améliorer les COPV bobinés ? Avec les propriétés oxydantes du LOX .... ce doit être galère de trouver un matériau résistant et sans (trop) augmenter la masse scratch
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 11:06

Comme tu le dis montmein69 trouver autre chose sans augmenter la masse, galère !
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 11:54

Peut-être que le problème peut être résolu en modifiant juste la procédure de remplissage, non ?
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montmein69




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 12:12

Peut-être.
Mais il faudra avoir un moyen de contrôle que l'intégrité des COPV est "béton" lorsque le remplissage est terminé. En effet une détérioration lente (puisque la matrice en résine et les filaments de carbone peuvent être lésés de façon peu perceptible) aurait des conséquences aléatoires pouvant évoluer (ou pas) dans les minutes suivant le remplissage et y compris jusqu'aux phases du lancement qui peuvent aggraver les contraintes (vibrations, maxQ* ...).
Ce ne serait pas satisfaisant d'avoir un tel risque (encore moins en vol habité)

* Moment of maximum aerodynamic pressure
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bob bimon




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 12:15

Très vraisemblablement.
Mais il faudra que SX ralentisse la vitesse de remplissage, et donc accepte une chronologie négative plus longue, donc un risque de report de tir en cas de tir pour aléa météo ou autre externe au lanceur.
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 12:31

montmein69 a écrit:
On peut s'interroger sur l'apparente fiabilité sans faille du premier étage qui n'a connu aucun ennui avec les COPV bobinés immergés dans le LOX , comparée au second étage qui a connu deux défaillances dont la dernière serait imputable aux contraintes induites par les gradients de température lors du remplissage.

Peut-on envisager (?) que le volume plus réduit du réservoir, influant sur la vitesse à laquelle le LOX "noie" le COPV lors du remplissage ait pu "défavoriser" le second étage ?


Effectivement un réservoir plus petit avec une inertie thermique moins grande pourrait amplifier les fluctuations thermiques et les contraintes.
De plus peut-être que la fabrication même avec un bobinage plus serré -puisque le réservoir est plus petit, donc avec un rayon de courbure plus petit - fragilise les fibres de carbone et les rend plus vulnérables justement à ces fluctuations thermiques.
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 13:42

Giwa a écrit:
montmein69 a écrit:
On peut s'interroger sur l'apparente fiabilité sans faille du premier étage qui n'a connu aucun ennui avec les COPV bobinés immergés dans le LOX , comparée au second étage qui a connu deux défaillances dont la dernière serait imputable aux contraintes induites par les gradients de température lors du remplissage.

Peut-on envisager (?) que le volume plus réduit du réservoir, influant sur la vitesse à laquelle le LOX "noie" le COPV lors du remplissage ait pu "défavoriser" le second étage ?


Effectivement un réservoir plus petit avec une inertie thermique moins grande pourrait amplifier les fluctuations thermiques et les contraintes.
De plus peut-être que la fabrication même avec un bobinage plus serré -puisque le réservoir est plus petit, donc avec un rayon de courbure plus petit - fragilise les fibres de carbone et les rend plus vulnérables justement à ces fluctuations thermiques.
Problème, les réservoirs des deux étages ont le même diamètre seule la longueur est différente, ce qui implique que lors de phase d'immersion des COPv dans le LOX durant la montée du LOX au fond du réservoir, les gradients thermiques des COPv devraient être les mêmes... Ensuite, les COPv du premiers étage sont-ils plus grands ou plus nombreux ? (ou les deux à la fois ?)

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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 14:29

bob bimon a écrit:
Très vraisemblablement.
Mais il faudra que SX ralentisse la vitesse de remplissage, 
j'avais été très surpris par la vitesse à laquelle SX remplissait les réservoirs ; pour ce qui est du remplissage de l'Antares hier soir avec du LOX "normal" ils précisaient bien "remplissage lent" : Low-flow loading of liquid oxygen into the first stage has begun
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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 16:18

Il est certain que nous manquons tous ici d'énormément de données pour se faire une idée claire de ce qui se passe réellement dans le réservoir d'oxygène liquide du second étage du F9-FT. On peut se risquer, sans garanties aucunes à avancer quelques considérations:

- Au regard du design du réservoir, on a l'impression que les COPV sont localisés dans le bas du réservoir. C'est un point important dans la mise en froid. Parce que quelle que soit la nature de l'oxygène liquide (normal ou sous refroidi), dans le transitoire de début de mise en froid du réservoir du lanceur, l'oxygène se répand voire est projeté sur les structures chaudes (à température ambiante) du lanceur. Les viroles du réservoir, les fonds, les COPV, les tuyauteries etc... L'oxygène se vaporise donc, et crée des boil-off. L'oxygène dans ce transitoire est donc globalement sur sa courbe de changement d'état à 91 K. Par contre, combien de temps cette phase dure-t-elle ? Quel est la nature exacte de l'oxygène reçue transitoirement sur les parois des COPV ? Mystère ... 

- D'autre part, et c'est surtout vrai pour un étage supérieur, le transitoire de mise en froid en oxygène est composé d'une succession de micro geysers. L'article de Spacenews l'évoque d'ailleurs. Cela peut (je dis bien peut car on n'en sait rien) provoquer de puissants jets d'oxygène liquide sur des parois encore trés chaudes. C'est peut-être en soi une singularité du second étage. Les micro geysers sont ils plus ou moins puissants en fonction de la vitesse de remplissage, incontestablement. Mais rien d'évident pour dire dans quel sens cela varie scratch
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Elon Musk




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 20:27

En tout cas, il est certain que les fusée Proton attirent BEAUCOUP moins l'attention lorsqu'elles explosent que les essais statique de spaceX.
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bob bimon




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MessageSujet: Re: Lancement Falcon-9 - Amos-6 - CC AFS 40 - 3 septembre 2016 [Echec]   Mar 18 Oct 2016 - 20:32

Pas si sûr...
Ici ils en sont à 133 pages sur la fusée Proton...
http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum13/topic312/


Dernière édition par bob bimon le Mer 19 Oct 2016 - 10:55, édité 1 fois
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