Wie würdet ihr denn mit eurem jetzigen Erfahrungsstand die Bergung aus großer Hohe (>50km) bewerkstelligen?

Gruß Marco

Hallo!

Gute Frage.

Ich denke ich würde mehre "Stufen" bauen. Als erstes ein kleiner Schirm damit der Abstieg schneller geht und der Wind die Rak nicht so weit abtreibt und dann große Schirme.

Mehr fällt mir nicht ein.

LG
Blackpuma

Hi,

das ist eine gute Frage.
Ich würde mir erstmal Infos besorgen, wie es da oben denn so ist. Die Luft ist dünner, das ist klar, aber wie dünn? Es gibt Atmospherenmodelle die relativ gut die Druckverteilung wieder geben.



Damit kann man dann die Bergung schon mal grob auslegen.
Eberhardt hat mal bei seinem Level 3 Projekt das Problem angesprochen, das der Mangel an Sauerstoff in der Atmosphere und die Kälte dort oben, die Ausstoßladungen beeinflußen. Die gleiche Menge SP wie hier unten würde da oben nicht mehr funktionieren. Es müssen also Überlegeungen gemacht werden, wie man das Problem angehen oder umgehen kann. So wäre z.B. eine rein mechanische Ausstoßung eine Alternative. Diese wäre von dem Sauerstoffmangel nicht betroffen. Man sollte aber in alle Fälle die Fallschirme vorher trocknen, damit diese nicht durch die Feuchtigkeit im Gewebe zusammen frieren. Evtl. alles pudern. Bei sehr niedrigen Temperaturen muss berücksichtigt werden, das viele Materialien spröde werden. Daher wäre eine Konstruktion aus Aluminium evtl. nicht verkehrt. Aluminium kommt mit Kälte besser zurecht.



Aluminium sieht in etwa so aus wie die obere Kurve, die meisten anderen Materialien eher wie die mittlere. Wenn also die Temperatur während des Fluges die Temperatur unterschreitet wo diese Stufe in der Kurve ist, kann es sein, das beim öffnen des Schirm durch den Schock einfach der Bolzen durchbricht.

Die Frage ist auch wie man die Höhe, also den Gipfelpunkt erkennen möchte. Man wird wohl Sensoren nehmen die sehr niedrige Drücke noch messen können. Das ganze mit einer sehr guten Auflösung, da kleine Druckunterschiede nach oben hin immer größere Höhenunterschiede bedeuten.
Daher sollte unbedingt Redundanz mit verschieden Prinzipien gemacht werden. Erdmagnetfeld kann da evtl. auch nicht funktionieren weil der normale Unterschied der Feldlinien bei 50km schon enorm sein kann. Timer und Beschleunigungssensoren wären gut.

Da es da oben so ungemütlich ist, sollte man schnell runter kommen, also erst mit kleinem Schirm auf geringe Höhe und dort dann mit einem größeren Schirm langsamer werden. Evtl. sogar eine dreistufige Bergung anstreben.

Eine Rakete die 50km hoch fliegen kann, wird auch sehr weit fliegen können wenn diese vom Kurs abkommt. Daher wäre die Überlegung, ob man die nicht auch sprengen können sollte.

Das war jetzt nur grob angedacht und bestimmt noch Ausbau und Veränderungsfähig.

Gruß

Neil

Zitat:

---

Original geschrieben von Neil

Hi,

das ist eine gute Frage.
Ich würde mir erstmal Infos besorgen, wie es da oben denn so ist. Die Luft ist dünner, das ist klar, aber wie dünn? Es gibt Atmospherenmodelle die relativ gut die Druckverteilung wieder geben.

%Bild1

Damit kann man dann die Bergung schon mal grob auslegen.
Eberhardt hat mal bei seinem Level 3 Projekt das Problem angesprochen, das der Mangel an Sauerstoff in der Atmosphere und die Kälte dort oben, die Ausstoßladungen beeinflußen. Die gleiche Menge SP wie hier unten würde da oben nicht mehr funktionieren.

---

Wieso nicht? Den Sauerstoff hat das SP doch mit. Der Temperatur kann man doch mit Isolierung entgegenwirken. Zumindest den Behälter für die Ausstossladung.

Zitat:

---

Es müssen also Überlegeungen gemacht werden, wie man das Problem angehen oder umgehen kann. So wäre z.B. eine rein mechanische Ausstoßung eine Alternative. Diese wäre von dem Sauerstoffmangel nicht betroffen. Man sollte aber in alle Fälle die Fallschirme vorher trocknen, damit diese nicht durch die Feuchtigkeit im Gewebe zusammen frieren. Evtl. alles pudern. Bei sehr niedrigen Temperaturen muss berücksichtigt werden, das viele Materialien spröde werden. Daher wäre eine Konstruktion aus Aluminium evtl. nicht verkehrt. Aluminium kommt mit Kälte besser zurecht.

---

Also ich würde -56°C nicht gerade als übertrieben kalt beschreiben. Wie lange ist denn die Rakete diesen Temperaturen ausgesetzt? Laut der Formel wird es ab 25km wieder wärmer.

Zitat:

---

http://www.wsp.fh-mannheim.de/Dynamisch%20PSW300-Dateien/image002.gif

Aluminium sieht in etwa so aus wie die obere Kurve, die meisten anderen Materialien eher wie die mittlere. Wenn also die Temperatur während des Fluges die Temperatur unterschreitet wo diese Stufe in der Kurve ist, kann es sein, das beim öffnen des Schirm durch den Schock einfach der Bolzen durchbricht.

Die Frage ist auch wie man die Höhe, also den Gipfelpunkt erkennen möchte. Man wird wohl Sensoren nehmen die sehr niedrige Drücke noch messen können. Das ganze mit einer sehr guten Auflösung, da kleine Druckunterschiede nach oben hin immer größere Höhenunterschiede bedeuten.
Daher sollte unbedingt Redundanz mit verschieden Prinzipien gemacht werden. Erdmagnetfeld kann da evtl. auch nicht funktionieren weil der normale Unterschied der Feldlinien bei 50km schon enorm sein kann. Timer und Beschleunigungssensoren wären gut.

---

Kann man nicht GPS verwenden? Bis in welche Höhe funktioniert das denn? Die Satelliten sind doch in 36000 km Höhe oder nicht?

Zitat:

---

Da es da oben so ungemütlich ist, sollte man schnell runter kommen, also erst mit kleinem Schirm auf geringe Höhe und dort dann mit einem größeren Schirm langsamer werden. Evtl. sogar eine dreistufige Bergung anstreben.

Eine Rakete die 50km hoch fliegen kann, wird auch sehr weit fliegen können wenn diese vom Kurs abkommt. Daher wäre die Überlegung, ob man die nicht auch sprengen können sollte.

---

Ja aber wohin fallen die Teile und in welchem Radius kommen die wieder runter?

Geändert von Blackpuma am 11. Juli 2007 um 10:49

Hi,

nutze mal das Tool von Tr0815. Damit kann man die Flugweite einer Rakete berechnen. Es ist immer noch besser in einem bengrenzten Gebiet viele kleine Teile herunter kommen zu lassen, als ein großes sehr schnell weit weit weg. Was 50km hoch fliegen kann, wird mehr als 50km weit kommen. Solche Aktionen wird man nur da machen können wo keiner mehr wohnt. Es wurden z.B. mal Raketen von Cuxhafen aus auf vergleichbare Höhen gebracht. Die sind über dem Meer runter gekommen. Anderes findet oben im Polarkreis statt.

Man sollte die Temperaturänderung nicht unterschätzen. Es reicht ja schon wenn der Deckel zufriert oder alleine durch thermische Ausdehnung klemmt.
Die Temperaturen wo Metalle spröde werden, haben wir im Praktikum mit einer Kühltruhe hergestellt und der Effekt war schon messbar.

Das mit dem SP habe ich auch erst nicht geglaubt, aber es ist anscheinend so das es da oben nicht so gut funktioniert wie hier.

Gruß

Neil

Geändert von Neil am 11. Juli 2007 um 11:29

Zitat:

---

Original geschrieben von Zaphod

Wie würdet ihr denn mit eurem jetzigen Erfahrungsstand die Bergung aus großer Hohe (>50km) bewerkstelligen?

---

In etwa so wie eine Bergung aus 500m Höhe: zweistufig mit Drogue am Apogäum.

2 Sachen muss man mit Sicherheit beachten:
Eine einfache SP-Ladung kann dort oben versagen (das Problem kann schon bei wenigen km Höhe auftreten). Das Problem ist hierbei nicht, wie oben vermutet, der fehlende Sauerstoff oder die niedrige Temperatur sondern der niedrige Umgebungsdruck. Die Abbrandgeschwindigkeit steigt mit dem Druck. SP ist im Gegensatz zu Nitropulver schon bei Umgebungsdruck brauchbar. Wenn man es noch zusätzlich verdämmt wird die Reaktion noch heftiger. Ein einfacher Trick ist es deshalb das SP einigermaßen druckdicht/druckfest zu verpacken. Ein Amerikaner (ich weiß seine Seite nicht mehr) hat dazu einfach ein Stück Kunststoffschlauch (z.B. Treibstoffschlauch vom Moped) zur Aufnahme des SP verwendet und diesen beidseitig mit Kabelbindern abgeklemmt. Das hat bei seinen Tests mit einem evakuierten Rohr dann auch ganz gut funktioniert. Eine andere Alternative sind Systeme die CO2 verwenden.
Weiters muss man damit rechnen, dass die Rakete in einem großem Gebiet landen kann. Da reicht es unter Umständen nicht wenn man den Hauptschirm barometergesteuert in 150m Höhe auswirft, weil die Rakete z.B. auf einem Berg landet. Wenn die Rakete aber sowieso aus einer derart großen Höhe herunterkommt, ist es auch schon relativ egal wenn der Hauptschirm schon in einem Kilometer Höhe oder noch weiter oben rauskommt.

Etwas wo ich mir nicht so sicher bin ist die thermische Belastung des Vorschirms. Durch die niedrige Dichte der hohen Atmosphäre wird die Rakete trotz Vorschirms zeitweise sehr schnell werden. Unter Umständen zeichnen sich die gleichen Probleme die sich bei einem Wiedereintritt aus dem Orbit in unvergleichbar heftigerer Weise ergeben, auch schon bei einer Fallschirmlandung aus 50km Höhe ab. Das CSXT hatte bei seinem SpaceShot die Rakete mit einem Kevlarschirm aus über 100km Höhe geborgen. Aus welchem Grund sie diesen letztendlich gewählt hatten entzieht sich aber meiner Kenntnis.

Gruß
Reinhard

Wäre es nicht möglich eine Schirmbergung mit einer Art Parasailing Schirm zu machen? Lässt sich das dann irgendwie ein wenig steuern? So ähnlich wie ein Paragleiter.

Ich würde mal sagen:

Möglich: Ja
Einfach: Nein
Zuverlässig: ???

Hat nicht die NASA zu diesem Zweck früher einmal mit Rogallos experimentiert?

Gruß
Reinhard

Ein GPS gesteuererter ParaGlideSchirm an dem ne Rok hängt...Das wär mal was!

Gruß Andy

Eines der wenigen Bergungssysteme, das ich kenne, ist das von den Boostern der Ariane5. Was ich darüber hinaus noch weiß, ist, daß die Fallschirmkanister aus Aluminium bestehen. Desweiteren besitzen einige Bergungssysteme Heizungen um den Fallschirmkanister vorzuwärmen.

Beim Ariane5 Booster läuft das in etwa so ab:

ca. 10km : Im Controlsystem des Boosters wird die 1. Sicherheitsstufe freigeschaltet
ca. 60km : Abkopplungsmanöver, Scharfschaltung 2. Sicherheitsstufe freigeschaltet
ca.150km : Gipfelpunkt erreicht
27km-8km : Iinitiierung des Höhenerkennungssystem 3. Sicherheitsstufe freigeschaltet
ca. 5km : Zünden des Strömungskörpers, zünden der Sprengbolzen, Der Nose-cone wird
abgestoßen und der Hilfsschirm gezogen (Dieser dient auch zur Bergung des Nose-cone).
Dieser zieht die drei Drogues heraus. Mittels pyrotechnischen Messern werden
bei allen Dreien in 4 Stufen die Reffschnüre gekappt.
2,8km-1,3km : Der Haltebolzen der Drogues wird pyrotechnisch gesprengt und zieht dabei
den Hauptschirm+Zusatzschirm aus dem Kanister und am Ende aus seinem
Packsack.
2,6km-1,2km : Beim Hauptschirm wird wie bei den Drogues zuvor ebenfalls in 4 Stufen die Reffschnüre
pyrotechnisch gekappt.
0km : Wasserung bei v<27m/s

Bei der Soyuz läuft das ä kleines bißl anders ab, ist aber im wesentlichen das selbe System.

Gruß Marco

Geändert von Zaphod am 11. Juli 2007 um 14:13