Vraag:
Wat zijn de gevolgen van verticale versus horizontale integratie voor SpaceX?
geoffc
2014-03-08 02:13:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een van de problemen die de luchtmacht ondervindt bij het gebruik van SpaceX als lanceerprovider, is dat hun ladingen zijn ontworpen voor verticale integratie. Dat wil zeggen, de booster staat rechtop op de pad en de lading is er bovenop bevestigd.

Falcon 9 en Falcon Heavy zijn geïntegreerd in de hangar, horizontaal, dat wil zeggen liggend op zijn kant.

Wat zijn de gevolgen van het veranderen van deze aanpak?

De payload is verticaal op de payload-adapter geïntegreerd. Vervolgens wordt dat geheel naar horizontaal gedraaid voor de rest van de integratie.
Ariane 6 is supposed tu use horizontal integration too.
Drie antwoorden:
aramis
2014-07-03 14:07:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het belangrijkste probleem met de horizontale integratiebenadering van SpaceX is dat het laadvermogen moet kunnen worden gedraaid.

Horizontale koppeling

De primaire kosten van horizontale integratie zijn de overgangsapparatuur - in wezen een kanteltafel over de lengte van de geassembleerde raket. De raket zelf is niet ontworpen om de horizontale last zelf te dragen, maar is ontworpen met een minimale extra structuur om de rotatie en het gebruik van de horizontale ondersteuning mogelijk te maken. Aangezien de raket sowieso in deze richting moet worden verscheept, is dit geen groot kostenprobleem en moet de rotatie op een bepaald moment gebeuren.

De voordelen van de horizontale integratie, vooral voor de ladingbevestiging, zijn dat de schone omgeving wordt gehandhaafd nabij de vloer, en dat het mogelijk is om volledig niet-kraangebaseerde materiaalbeweging te gebruiken. Dit vermindert de structurele overhead en het risico voor het personeel. Een val van 3 m is een heel ander beest dan een val van 50 m. Dit betekent dat gevallen gereedschappen, vallend personeel en andere incidentele ongelukken veel minder risico met zich meebrengen. Evenzo is een kraan veel potentiële faalpunten meer dan een aangepaste vorkheftruck. (SpaceX gebruikt voor sommige activiteiten wel kranen; ze maken niet optimaal gebruik van het potentieel, omdat bepaalde activiteiten gemakkelijker met een kraan zijn.)

De nadelen zijn echter dat het laadvermogen moet kunnen worden gehandhaafd het is integriteit zowel in de paringspositie als in de lanceerpositie, evenals alle punten ertussen. Dit zijn vooral risico's voor sensoren, antennes en zonnepanelen; de meeste hiervan kunnen worden ontworpen voor de overgang tegen geringe kosten in massa, en in het geval van sensoren kunnen afdekkingen worden toegevoegd voor tijdens het paarproces.

Verticale paring

De voordelen van verticale integratie zijn dat het laadvermogen heel licht kan worden verminderd in massa en enigszins kan worden verminderd in complexiteit, maar dit gaat ten koste van 50+ meter boven de grond werken en alles wat moet worden gehesen door kranen of speciale liften . Verder zorgt de werkomgeving voor een impact met hoge snelheid met gevallen gereedschap, en is er extra structurele massa voor het schone werkgebied op hoogte.

Beweging naar de pad.

Ook horizontaal paren maakt horizontale beweging mogelijk - SpaceX kan de geassembleerde raket horizontaal verplaatsen en op de pad plaatsen in plaats van hem in verticale positie te verplaatsen. Horizontale overdracht is stabieler en gemakkelijker veilig te beheren.

Enkele opmerkingen

Het is goed op te merken dat de raketten over het algemeen pas worden gevoed na het paren van de lading. Dit geldt voor veel raketten, niet alleen voor draken. SpaceX merkt op dat ze de auto alleen van brandstof voorzien voor de natte generale repetitie en de lanceringsdag, en dat ze de brandstof tussen hen ontnemen; het staat al verticaal op de pad.

Merk op dat de drakencapsule verticaal is geladen; in theorie zou dit kunnen worden gedaan na het paren, maar daarvoor zou de aeroshell op zijn plaats moeten worden gekanteld. Loading of Dragon

De Dragon C2 werd verticaal gekoppeld aan de stam voordat hij horizontaal integratie met het Falcon 9 draagraket. De verzamelde missie bevindt zich in een laaghangende hangar. Deze hangar is een goedkopere constructie vanwege de verminderde belasting van de leden dan een verticale. Merk verder op dat de structuur breed genoeg is voor de Falcon 9 Heavy - hij is ongeveer 5x de breedte van het geassembleerde Falcon 9-voertuig en de Falcon 9 Heavy is ongeveer 3,4x zo breed.

Verdere opmerking: de De Dragon 2 bemande capsule is ontworpen om passagiers verticaal op de pad te laden. Het eerder laden zou moeilijk zijn, gezien de zitplaatsen. Dragon 2-interieur http://www.spacex.com/sites/spacex/files/v2_seats.jpg

Ik neem aan dat er iets naar buiten rolt waardoor de booster verticaal in een as wordt verlaagd, zodat verticale integratie op grondniveau kan worden uitgevoerd?
Zelfs in een silo kunnen dingen nog ver vallen en problemen veroorzaken: https://en.m.wikipedia.org/wiki/1980_Damascus_Titan_missile_explosion
Hobbes
2014-07-02 21:09:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bij verticale integratie wordt de kracht van het laadvermogen in dezelfde richting geabsorbeerd als de lanceerkrachten, dus je hoeft de raket alleen sterk genoeg te maken om het laadvermogen in verticale richting vast te houden.
Met horizontale integratie, dat de raket moet worden gebouwd om de buigbelasting van de lading te weerstaan ​​wanneer de raket horizontaal is. Dit betekent doorgaans een zwaardere constructie. Raketten zijn zo licht mogelijk gebouwd. Sommige raketten kunnen alleen hun eigen gewicht dragen als de brandstof- / oxidatietanks onder druk staan.

Verticale integratie in een assemblagegebouw betekent ook dat u de stapel verticaal naar het lanceerplatform moet transporteren. Dit is goed te doen in milde klimaten met voldoende waarschuwing voor slecht weer (Cape Canaveral). Zo heeft Baikonoer zo vaak harde wind dat het verticaal transporteren van de stapel niet haalbaar is.

Bron: "N-1 for the Moon and Mars, a reference guide to the Soviet superbooster"

Je hebt gelijk, mijn antwoord ging meer over de algemene gevolgen van verticale versus horizontale integratie dan over het geval van SpaceX.
De buigbelastingen zouden een klein probleem moeten zijn voor een raket zonder brandstof, ongeveer 10% van het lanceergewicht.
geoffc
2014-03-08 02:23:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een ding waar ik aan dacht, zou de noodzaak zijn van een omhulsel bij de pad.

Shuttle gebruikte het RSS (Rotating Servicing System) dat een monsterlijk ding was dat de hele laadruimte bedekte, terwijl op de pad, mits omgevingscontrole. Zoals je je kunt voorstellen, geen goedkope structuur, die moest overleven met een stuwkracht van bijna 7 miljoen pond toen de shuttle vertrok.

Ariane 5 en Delta hebben een structuur zoals de omgekeerde letter U die rolt over de bovenkant en heeft deuren die sluiten om het voertuig te omsluiten.

Dus het bouwen van een van deze (die eigenlijk SpaceX vernietigde bij LC40 bij CCAFS toen ze het overnamen) zou een kostenpost zijn.

Sojoez in Frans-Guyana heeft ook een mobiele servicetoren, zie het grote gebouw rechts in de hoofdafbeelding: http://www.russianspaceweb.com/kourou_els_design.html
Hier is een mooie video van de werking van de Sojoez-faciliteit in Frans-Guyana: https://www.youtube.com/watch?v=CLhNOa6GBeo
ITYM de roterende servicestructuur. Het Mobile Servicing System is de robotarm van het ISS.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...