https://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium_alloy
bezny hlinik nestoji za rec. Pevnost do 80MPa, hustota 2,7kg/m3
takze meter dlhy drat, na medzi pevnosti na ktorom visi 100kg by vazil .......33g
(extremna)zliatina 7068 pevnost 710MPa, hustota 2,85 kg/m3
takze meter dlhy drat, na medzi pevnosti na ktorom visi 100kg by vazil .......4g
Bezna nerez na pevnost 850MPa, takze bezpecne, hustota 7,8kg/m3
takze meter dlhy drat, na medzi pevnosti na ktorom visi 100kg by vazil .......9g
Nerezovy drat extremna pevnost 1780MPa, hustota 7,8kg/m3
takze meter dlhy drat, na medzi pevnosti na ktorom visi 100kg by vazil .......4,3g
Samozrejme sa nepocita s medzou pevnosti, ale medzou klzu a ta je priaznivejsia a predvidatelnejsia u oceli.
Ale v principe vzdy som sa cudoval, ze sa uprednostnuje hlinik.
Treba si este ale uvedomit konstrukcne hrubky. stena z nerezu rovnako pevna ako hlinkova bude nasobne tensia. a to moze byt technologickyproblem. Tento problem ale odpada pri Mega raketach, lebo su vacsie a hrubsie.
Edit: alchy ma predbehol, ale ja to mam aspon trochu detailnejsie [upraveno 15.12.2020 20:51]
Díky, já jsem chtěl původně josrovi napsat, že ze dřeva by to bylo ještě lehčí, ale nechtěl jsem prudit
A hlavně, o volbě materiálu, resp. o vývoji volby materiálu Starship jsou nejen tady toho TUNY kde je vše probráno ze všech možných stran a pak toto...
Někdy mi přijde, že někteří kolegové plesknou nějaké moudro na stranu č. 160, niž by se obtěžovali přečíst snad cokoliv dříve nejen diskutovaného (protože pročítání diskuzí může být únavné), ale ani publikovaného:
elonx.cz/vse-o-super-heavy-starship/ [upraveno 15.12.2020 21:35]
citace: https://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium_alloy
bezny hlinik nestoji za rec. Pevnost do 80MPa, hustota 2,7kg/m3
takze meter dlhy drat, na medzi pevnosti na ktorom visi 100kg by vazil .......33g
(extremna)zliatina 7068 pevnost 710MPa, hustota 2,85 kg/m3
takze meter dlhy drat, na medzi pevnosti na ktorom visi 100kg by vazil .......4g
Bezna nerez na pevnost 850MPa, takze bezpecne, hustota 7,8kg/m3
takze meter dlhy drat, na medzi pevnosti na ktorom visi 100kg by vazil .......9g
Nerezovy drat extremna pevnost 1780MPa, hustota 7,8kg/m3
takze meter dlhy drat, na medzi pevnosti na ktorom visi 100kg by vazil .......4,3g
citace:
Díky, já jsem chtěl původně josrovi napsat, že ze dřeva by to bylo ještě lehčí, ale nechtěl jsem prudit
Nechci prudit, ale uvedené čísla potvrzuji to co jsem napsal. Nerez je 2,8 krát těžší než hliník!
Nechci se bavit o hmotnosti prototypu nebo jednorázově verze Starshipu, ale plně vybavené lodi stejně jako raketoplán. Tepelný štít, vnitřní vybaveni pro posádku atd.…
Samozřejmě nerez má vetší pevnost než hliník, ale bavíme se o vícekrát použitelně meziplanetární lodi. Která bude několik krát vystavena během startu, přistáni a pobytu ve vesmíru mechanickému nebo tepelnému namáháni v rozpětí několik stovek stupňů celsia. Jak tenký plech bude stačit?. Tenký plech se použil u stupňů Atlasu nebo ET nádrže u raketoplánu, ale jen na jedno použití.
citace:...Nechci prudit, ale uvedené čísla potvrzuji to co jsem napsal. Nerez je 2,8 krát těžší než hliník!...
Ak predavaju 1kg sunky za 8 Euro, tak nebudem predsa jasat ak v akcii bude 600g za 7 Euro, ze usetrim 1 Euro.
okrem hmotnosti musis zvazit:
Medzu pevnosti, medzu klzu
Medzu unavy
Pruznost a Taznost
Razova huzevnatost
bezpecnostny koeficient
vlastnosti za vysokych teplot
vlastnosti za nizkych teplot
chemicku odolnost a stabilitu
Starnutie materialu
Koroziu materialu a zvarov
radiacnu odolnost a tieniace vlastnosti
Technologicku spracovatelnost
zvaritelnost
Narocnost na pracovne kapacity
Dostupnost na trhu
cenu materialu, cenu vyroby, vplyv na velkost rakety a udrzbu
...
EDIT: osobitnu pozornost by som venoval zvarom... pevnosti, vlastnosti, kontrolovatelnosti, opravitelnosti,... zvar si zije svoj zivot...
[upraveno 16.12.2020 01:05]
Když to vezmeme hodně "globálně" , tak to vychází tak , že podobné parametry ( "ocel" / "hliník") dosáhneme zhruba při stejné hmotnosti konstrukce. Takže hmotnost nerozhoduje, rozhodují vlastnosti, které jsou pro daný účel použití rozhodující nebo limitující.
citace:Dovolim si pár odpovědí a několik upřesnění:
- dlaždice tepelné ochrany na SN8 byly, cca 6 kusu na lemu u motorů
- U Starship je zpevňující žebrování pouze na lemu motoru a válcové části nákladového prostoru, nádrže jej nemají
- v boosteru bude v LOx nadrzi, ale trochu jiné, pricna zebra a podelníky, jako u Falconu, metanova nadrz bude bez něj
- tloušťka plechu je u obeho zatím stejná
- středové potrubí vedoucí metan rozhodne nemůže přenášet žádnou váhu, důvody přesně vystihl milantos, další by byl zřejmý, vedlo by to k trhání dna nadrze v důsledku zmen namáhání, statikovi by to melo snad byt jasné, ten vlnovec tam skutečně je, nedávno ho zrovna Mary nafotila
- sestavování prototypu SN11 a výše a BN1 od konce listopadu úplně stojí, podle všeho čekali na let SN8 a uvolnění mista
Pane Šída, děkuji za informace.
Jak píšu, jsem nepozorný a nemám čas koukat po netu, co se kde objeví.
Potřeboval bych nějaký software, co mi sbírá informace z netu.
Nevíte o nějakém?
Chci si udělat představu o SN a BN a následně BFR.
S těmi výztuhami u BN to bude zajímavé. Je k dispozici někde obrázek?
Tuto diskusi společně s Elonx.cz a kosmonautix.cz považuji za to nejlepší, co na českém netu je k SpaceX.
Děkuji.
PS: Někteří kluci mě tu trochu matou svými příspěvky (a já je), ale společně se pravdy dobereme.
Nikdo není dokonalý.
Je to diskuse.
citace:Když to vezmeme hodně "globálně" , tak to vychází tak , že podobné parametry ( "ocel" / "hliník") dosáhneme zhruba při stejné hmotnosti konstrukce. Takže hmotnost nerozhoduje, rozhodují vlastnosti, které jsou pro daný účel použití rozhodující nebo limitující.
Martine, děkuji. Jde vidět, že jsi strojař odborník.
josr- děkuji za informaci k rozvoji letadel, který ale díky covidu prozatím skončil.
Kompozity budou patrně v budoucnu převažovat.
Ještě jedna věc mne zaujala.
Kde používají karbon, kde sandwitch, kde skelná a kde hliník.
Bylo by zajímavé to vyzkoušet na kompletu. Ale drahé.
Třeba s tím Elon příjde na finále....:-)
Samozřejmě platí rozbor Martina Jediného.
Musí být splněny všechny podmínky.
Fyziku neočůráte...
citace:Martine, děkuji. Jde vidět, že jsi strojař odborník.
josr- děkuji za informaci k rozvoji letadel, který ale díky covidu prozatím skončil.
Kompozity budou patrně v budoucnu převažovat.
Ještě jedna věc mne zaujala.
Kde používají karbon, kde sandwitch, kde skelná a kde hliník.
Bylo by zajímavé to vyzkoušet na kompletu. Ale drahé.
Třeba s tím Elon příjde na finále....:-)
Samozřejmě platí rozbor Martina Jediného.
Musí být splněny všechny podmínky.
Fyziku neočůráte...
[upraveno 16.12.2020 02:54]
Třeba je vidětm, že 787 má hliníkové náběžné hrany - hlavní důvod je ohřev pro odmrazování, dalším důvodem může být snadná výměna při poškození (střet s ptákem, kroupy) a lepší vodivost - úder bleskem, Eliášův oheň.
Hmm, hmm zajímavé, Ervé.
Letadla mám rád. Jsou to vymakané stroje.
Starship s BFR bude obdobně vymakaný.
Je pravda, že kompozity jsou nevodivé na rozdíl od nerezu.
citace:Hmm, hmm zajímavé, Ervé.
Letadla mám rád. Jsou to vymakané stroje.
Starship s BFR bude obdobně vymakaný.
Je pravda, že kompozity jsou nevodivé na rozdíl od nerezu.
Beechcraft Starship s tím měl potíže. Do kompozitů se lepí měděná mřížka pro zajištění vodivosti, ale velký proud (blesk) ji může poškodit a s ní i kompozit - takže pak musíte vyměnit celý díl. Výhody kompozitů jsou největší u velkých dílů, které jsou ale zase náročné na výměnu a drahé. Některé díly můžou klidně vyjít lehčí z duralu, než z kompozitu - kompozit má minimální tloušťku 1 mm, duralový plech 0,4 mm.
Takovou UI bych si taky nechal líbit, zelbohu zatím člověk musí vystačit se svoji
U BN jsou zatím vidět výztuhy jenom na fotkách dílu z letadla, na fotkách ve vlákně na kosmonautiku jsou, kvalita je úměrná vzdálenosti, systém bude dost podobný motorové části, je tam i vidět díly metanové nádrže bez vyztuh
výstuhy tam majú skôr ako ochranu proti prehnutiu dlhej steny a následne zborteniu steny, než kvôli samotnému zaťaženiu. Preto ich na krátkej stene nepotrebujú / nepoužívajú.
Myslím, že porovnávat celkovou potřebnou hmotu u raket mezi ocelí a hliníkovými slitinami jen podle pevnosti v tahu není správné. Jak už uvedl Martin Jediný, pro podobnou hmotu a stejnou pevnost v tahu by vycházela stěna nádrží násobně slabší a její pevnost ve vzpěru násobně menší, než mnohem silnější stěna z Al-slitin, kde leze použít technologii Isogrid. Ovšem je třeba vzít v úvahu pevnost ve vzpěru celého válce.
U vysokých raket a zvláště jejich prvých stupních to platí zvláště. Vzpomeňme si na raketu Atlas Able s ocelovým pláštěm, která před naplněním musela být tlakována, aby se nezbortila. Na druhé straně, kde jsou malé průměry, síly a hmoty a navíc práce ve vakuu, jako je např. vrchní stupeň Centaur, s výhodou používají velmi slabé, hladké ocelové nádrže.
U SH/SS využívají to, že mají velké hmoty paliva, tím velké průměry a síla stěny může být velká. Ale Saturn 5 měl ještě větší průměr a měl stěny z Al-slitin. Musí se brát také v úvahu cena materiálu a hlavně cena jeho zpracování – např. Isogrid. Ocel v tomto ohledu vede.
citace:výstuhy tam majú skôr ako ochranu proti prehnutiu dlhej steny a následne zborteniu steny, než kvôli samotnému zaťaženiu. Preto ich na krátkej stene nepotrebujú / nepoužívajú.
Řekl bych ze to spolu souvisí, ta stěna by se prohla i v důsledku zatizeni, lox nádrž boosteru ponese celou váhu a zároveň je nejdelší
Výztuhy najdete i na krátkých dílech Starship, tam to souvisí s tím, ze jde o netlakovane kusy, u nákladového prostoru pravda o nesenou váhu nejde, tam hraje roli tuhost konstrukce při pádu
pri tychto vasich uvahach zatial nezaznel hlavny argument, ktory bol prezentovany pri prechode Starship z kompozitu na ocel. A to su vlastnosti pri velkom rozsahu teplot.
Ocel moze hmotnostne vychadzat horsie, ale velmi dobre zvlada vysoke aj nizke teploty, cim prekonava dural aj kompozit.
SpX tvrdi ze v konecnom dosledku je to aj najlahsi variant (kvoli znizeniu narokov na tepelnu ochranu) - ale to uz asi nikdy nezistime ako by vysla kompozitova Starship. Kazdopadne ale SpX moze preskocit radu inzinierskych problemov, ktore by s inymi materialmi museli riesit, takze je to aj urcity tradeoff medzi hmotnostou a rychlostou vyvoja.
citace:pri tychto vasich uvahach zatial nezaznel hlavny argument, ktory bol prezentovany pri prechode Starship z kompozitu na ocel. A to su vlastnosti pri velkom rozsahu teplot.
To je jedna věc, a druhá, která tu nezazněla (anebo jsem si toho nevšiml), je cena. Starship měla být původně z úplně jiných materiálů, ale E.M. se svého času jasně vyjádřil, že klíčovým rozhodovacím ukazatelem je cena oceli v porovnání s kompozity nebo čímkoliv jiným. Jestliže chce vytvořit flotilu tisíc lodí (ať už si o tom každý myslí, co chce), tak je každý dolar na kilogram znát.
citace:pri tychto vasich uvahach zatial nezaznel hlavny argument, ktory bol prezentovany pri prechode Starship z kompozitu na ocel. A to su vlastnosti pri velkom rozsahu teplot.
To je jedna věc, a druhá, která tu nezazněla (anebo jsem si toho nevšiml), je cena. Starship měla být původně z úplně jiných materiálů, ale E.M. se svého času jasně vyjádřil, že klíčovým rozhodovacím ukazatelem je cena oceli v porovnání s kompozity nebo čímkoliv jiným. Jestliže chce vytvořit flotilu tisíc lodí (ať už si o tom každý myslí, co chce), tak je každý dolar na kilogram znát.
shrneme-li to, kompozit je sice lehký, ale drahý a má velmi nedobré chování při vysokých i nízkých teplotách, takže vyžaduje mnoho tepelné ochrany navíc, a i tak hrozí selháním, protože stačí aby se pokazila jedna věc a vše jde do kytek (Columbia)
hliník je na tom hodně podobně
ocel je sice těžší, ale v celém rozsahu mnohem odolnější = nižší hmotnost tepelné ochrany a hlavně větší robustnost, pokud selže část tepelné ochrany, tak hrozí že odepíšete loď, ale je větší naděje na to, že to přežije posádka (u hliníku, či kompozitu nemyslitelné)
když to hodně přeženu, tak ani propálená díra do hlavní nádrže by nemusela celý systém vyřadit ...
V popise finálnej konštrukcie je tuším uvedené, že oceľový povrch má byť pri aerodynamickom brzdení z vnútornej strany chladený prúdiacim tekutým metánom.
V takom prípade je tenký oceľový povrch výhodnejší ako hliníkový - jednak je tenšou vrstvou rýchlejší prestup tepla (aj v prípade lepšej tepelnej vodivosti hliníku) a jednak je oceľ výrazne tepelne odolnejšia - stráca pevnosť pri násobne vyššej teplote ako hliník a hliníkové zliatiny.
Tiež odolnosť voči pôsobeniu kyslíku a dusíku "za tepla" (tj. horeniu pri aerodynamickom brzdení) a erózii prúdiacimi horúcimi plynmi je u ocele výrazne vyššia.
citace:když to hodně přeženu, tak ani propálená díra do hlavní nádrže by nemusela celý systém vyřadit ...
Na internete by sa mali dať nájsť obrázky rôznych dielov (obvykle rôzne nádrže) z "deorbitovaných" častí družíc a stupňov rakiet.
S trochou snahy by sa dali dohľadať, určiť z čoho pochádzajú, a ďalej dohľadať použitý materiál, rozmery, hmotnosť a určiť prierezové zaťaženie. Takže by sa dalo určiť či odhadnúť, ako intenzívne v atmosfére brzdili... A z fotiek vizuálne odhadnúť aké poškodenia utrpeli.
Děkuji, velmi zajímavá diskuse.
Kompozity tedy kvůli ceně a malé teplotní odolnosti ne.
SS je bez vnitřních výztuh a funguje jako natlakovaná plechovka od coly.
BN1 bude v nádržích také bez výztuh? 1400 tun postavených na plechovce s hromadou paliva je trochu jiný oříšek. Tipl bych si, že to bude bez výztuh. Pardon, jen v dolní a horní části budou výztuhy...
Plechovka je velmi stabilní.
Mně to přijde spíš jako připojení na rampu (rychlospojkované trubky a elektrické vedení).
Obdobně to měli starší rakety (třeba Mercury Redstone). To až Saturn a raketoplán měli těch připojení tolik, že na to byli speciální přípojné desky (zatahované při startu do ochranných krytů)
Zajímalo by mně, jakou technologii svařování nyní používají, včetně těch výztuh.
Také jestli někdo neví, jak svařovali prvý stupeň Saturnu 5, jehož průměr byl ještě trochu větší. Myslím, že tenkrát ještě nebylo známo svařování rotačním nástrojem.
[upraveno 15.12.2020 20:51] 