ЦитироватьВ некоторых случаях масса стрингеров, шпангоутов может составлять значительную часть от общей массы обечайки — до 40-60% и более от массы всей силовой конструкции корпуса, в зависимости от того, как распределяются нагрузки (например, при большой изгибающей нагрузке может потребоваться усиленный набор).
понятно, что гладкая обечайка без усиления и/или без наддува сложится.
Действительно ли элементы повышения устойчивости увеличивают массу конструкции до 2х раз и выше?
Вафли это касается в той же степени?
Есть ли какие то цифры для примера?
Метилу выпил, вафлей закусил
Цитата: blik от 02.12.2025 11:31:04например, при большой изгибающей нагрузке может потребоваться усиленный набор
Чем выше градус, тем больше изгибающая нагрузка. Угол тангажа надо выдерживать, чтоб не упасть, усиленная опора нужна
Стрингеры так же держат вертикальную нагрузку, так что в два раза тяжелее получается только у совсем криворуких конструкторов.
Цитата: Шлангенциркуль от 02.12.2025 15:03:22Стрингеры так же держат вертикальную нагрузку, так что в два раза тяжелее получается только у совсем криворуких конструкторов.
Это у пустых баков, но они все наддуты. К тому же запас продольной прочности бака в 2 раза выше, чем поперечный. Подозреваю, что стингеры именно для работы на сжатие и не нужны /избыточны. Нужны только для устойчивости.
В цилиндрических конструкциях большого удлинения, а именно такие сейчас практикуются в качестве корпусов РН, наддува уже не хватает, чтобы компенсировать вышестоящий вес с учетом ускорения. А бакам, полностью работающим в режиме растяжения, элементы жесткости обычно вообще не нужны.
Цитата: blik от 02.12.2025 11:31:04ЦитироватьВ некоторых случаях масса стрингеров, шпангоутов может составлять значительную часть от общей массы обечайки — до 40-60% и более от массы всей силовой конструкции корпуса, в зависимости от того, как распределяются нагрузки (например, при большой изгибающей нагрузке может потребоваться усиленный набор).
понятно, что гладкая обечайка без усиления и/или без наддува сложится.
Действительно ли элементы повышения устойчивости увеличивают массу конструкции до 2х раз и выше?
Вафли это касается в той же степени?
Есть ли какие то цифры для примера?
А где голосовалка? Такие вопросы нужно решать или демократическим большинством (устарело), или модным ныне несогласным меньшинством!
(https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?action=dlattach;attach=63536;image)
Вот , правильные баки. 8)
Цитата: Alex-DX от 03.12.2025 07:46:18(https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?action=dlattach;attach=63536;image)
Вот , правильные баки. 8)
Некоторые даже вафельные!
Цитата: blik от 02.12.2025 11:31:04ЦитироватьВ некоторых случаях масса стрингеров, шпангоутов может составлять значительную часть от общей массы обечайки — до 40-60% и более от массы всей силовой конструкции корпуса, в зависимости от того, как распределяются нагрузки (например, при большой изгибающей нагрузке может потребоваться усиленный набор).
понятно, что гладкая обечайка без усиления и/или без наддува сложится.
Действительно ли элементы повышения устойчивости увеличивают массу конструкции до 2х раз и выше?
Вафли это касается в той же степени?
Есть ли какие то цифры для примера?
Читайте Лизина-Пяткина и конспекты лекций по прочности ЛА.
Если баки под действием давления наддува растянуты на всех этапах эксплуатации, то никакие подкрепления не нужны, и гладкие баки будут самыми лёгкими.
Если есть сжатие, возникает риск потери устойчивости, а значит, тогда, если несущая способность баков ниже нагрузок, требуется их подкрепление. При низком уровне сжимающих напряжений может оказаться достаточным установка промежуточных шпангоутов, при высоком - уже необходимо подкрепление в виде вафли или стрингеров и шпангоутов.
По поводу массы: при высоком уровне сжимающих нагрузок вафельная оболочка может быть легче гладкой на 20...30% или даже больше. При этом применение подкреплений позволяет снизить давление наддува до уровня, обеспечивающего бескавитационную работу насосов ТНА. Соответственно, уменьшается масса системы наддува.
Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 10:09:10Соответственно, уменьшается масса системы наддува.
А если у нас в двигатель встроен теплообменник (кипятильник), а газ наддува (азот) хранится в жидком виде, так ли уж велика масса системы наддува, по сравнению с массой бака?
Зато гладкий надувной бак проще в изготовлении, а это и время и деньги и даже безопасность (с вафли больше хлама нападает чем с гладкого бака)
Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 09:57:49Некоторые даже вафельные!
Оптимальные.
А в основном сферические крышки.
Для сравнения.
(https://imgur.com/dsyzcv0.jpg)
Цитата: Буцетам от 03.12.2025 11:37:55Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 10:09:10Соответственно, уменьшается масса системы наддува.
А если у нас в двигатель встроен теплообменник (кипятильник), а газ наддува (азот) хранится в жидком виде, так ли уж велика масса системы наддува, по сравнению с массой бака?
Зато гладкий надувной бак проще в изготовлении, а это и время и деньги и даже безопасность (с вафли больше хлама нападает чем с гладкого бака)
если нагреть до 100С азот, то его нагрузочная способность будет ниже чем у алюминиевого сплава B95 (приблизительно то, что сейчас на Фальконе)
для усилия 100000Н и длины 1м
масса азота 0,882 кг
масса алюминия 0,7кг
но это без учета запаса и дополнительной массы на устойчивость алюминиевой стенки.
ПС а вот для гелия и водорода все гораздо лучше
Цитата: Буцетам от 03.12.2025 11:37:55Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 10:09:10Соответственно, уменьшается масса системы наддува.
А если у нас в двигатель встроен теплообменник (кипятильник), а газ наддува (азот) хранится в жидком виде, так ли уж велика масса системы наддува, по сравнению с массой бака?
Зато гладкий надувной бак проще в изготовлении, а это и время и деньги и даже безопасность (с вафли больше хлама нападает чем с гладкого бака)
Самая лёгкая система наддува в общем случае - гелиевая газобаллонная с погружными баллонами. Она же наиболее универсальная, поскольку может производить наддув и при неработающих ЖРД. В частном случае может оказаться легче комбинированная СН (например, ЖК наддувается гелием, а ЖВ - испарённым водородом).
Цитата: Шлангенциркуль от 02.12.2025 16:44:49В цилиндрических конструкциях большого удлинения, а именно такие сейчас практикуются в качестве корпусов РН, наддува уже не хватает, чтобы компенсировать вышестоящий вес с учетом ускорения.
Для ф4м и избыточного давления в 1атм сила, создаваемая наддувом - около 125тс. 4атм - 500тс.
Для ф9м - около 630тс и 2500тс.
ЦитироватьА бакам, полностью работающим в режиме растяжения, элементы жесткости обычно вообще не нужны.
Шпангоуты могут быть нужны, чтобы держать сам наддув.
Цитата: blik от 03.12.2025 12:26:07если нагреть до 100С азот, то его нагрузочная способность будет ниже чем у алюминиевого сплава B95 (приблизительно то, что сейчас на Фальконе)
для усилия 100000Н и длины 1м
масса азота 0,882 кг
масса алюминия 0,7кг
Диаметр какой? С ростом диаметра ситуация не поменяется на обратную?
Цитата: Буцетам от 03.12.2025 13:11:25Цитата: blik от 03.12.2025 12:26:07если нагреть до 100С азот, то его нагрузочная способность будет ниже чем у алюминиевого сплава B95 (приблизительно то, что сейчас на Фальконе)
для усилия 100000Н и длины 1м
масса азота 0,882 кг
масса алюминия 0,7кг
Диаметр какой? С изменением диаметра ситуация не поменяется на обратную?
если не учитывать устойчивость стенки, то массы от диаметра не зависят. Только от усилия и длины.
Если учитывать устойчивость, то масса алюминия будет увеличиваться при увеличении диаметра за счет стрингеров/шпангоутов/вафли.
Что возвращает к заглавию темы.
Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 10:09:10При этом применение подкреплений позволяет снизить давление наддува до уровня, обеспечивающего бескавитационную работу насосов ТНА.
Это как - снижение давления в жидкости подавляет кавитацию? Данное утверждение противоречит физике процесса.
Цитата: Streamflow от 03.12.2025 13:30:02Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 10:09:10При этом применение подкреплений позволяет снизить давление наддува до уровня, обеспечивающего бескавитационную работу насосов ТНА.
Это как - снижение давления в жидкости подавляет кавитацию? Данное утверждение противоречит физике процесса.
Для каждого насоса ТНА существует минимальное давление на входе, при котором обеспечивается бескавитационная работа. Давление это равно давлению насыщенных паров + давление на кавитационный запас. Соответственно, давления наддува в баке выбирается так, чтобы на протяжении всего полёта выполнялось это условие (с учётом прогрева компонентов). Я ясно изложил?
Цитата: vlad7308 от 03.12.2025 12:47:47Цитата: Шлангенциркуль от 02.12.2025 16:44:49В цилиндрических конструкциях большого удлинения, а именно такие сейчас практикуются в качестве корпусов РН, наддува уже не хватает, чтобы компенсировать вышестоящий вес с учетом ускорения.
Для ф4м и избыточного давления в 1атм сила, создаваемая наддувом - около 125тс. 4атм - 500тс.
Для ф9м - около 630тс и 2500тс.
ЦитироватьА бакам, полностью работающим в режиме растяжения, элементы жесткости обычно вообще не нужны.
Шпангоуты могут быть нужны, чтобы держать сам наддув.
Нет. Шпангоуты, конечно, воспринимают часть растяжения от наддува, но с ними масса получается выше, чем без них. С внутренним избыточным давлением гладкая оболочка прекрасно справляется без подкреплений.
Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:47:34Цитата: Streamflow от 03.12.2025 13:30:02Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 10:09:10При этом применение подкреплений позволяет снизить давление наддува до уровня, обеспечивающего бескавитационную работу насосов ТНА.
Это как - снижение давления в жидкости подавляет кавитацию? Данное утверждение противоречит физике процесса.
Для каждого насоса ТНА существует минимальное давление на входе, при котором обеспечивается бескавитационная работа. Давление это равно давлению насыщенных паров + давление на кавитационный запас. Соответственно, давления наддува в баке выбирается так, чтобы на протяжении всего полёта выполнялось это условие (с учётом прогрева компонентов). Я ясно изложил?
Вы просто в первоначальном тезисе опустили слово "минимального".
Цитироватьснизить давление наддува до минимального уровня, обеспечивающего бескавитационную работу насосов ТНА.
Ну а Стримфлоу - он же не читатель, а писатель.
Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:49:18ЦитироватьШпангоуты могут быть нужны, чтобы держать сам наддув.
Нет. Шпангоуты, конечно, воспринимают часть растяжения от наддува, но с ними масса получается выше, чем без них. С внутренним избыточным давлением гладкая оболочка прекрасно справляется без подкреплений.
Тогда вообще непонятно, зачем они нужны.
Только для пустого ненаддутого бака, что ли?
Цитата: vlad7308 от 03.12.2025 13:55:22Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:49:18ЦитироватьШпангоуты могут быть нужны, чтобы держать сам наддув.
Нет. Шпангоуты, конечно, воспринимают часть растяжения от наддува, но с ними масса получается выше, чем без них. С внутренним избыточным давлением гладкая оболочка прекрасно справляется без подкреплений.
Тогда вообще непонятно, зачем они нужны.
Только для пустого ненаддутого бака, что ли?
Совершенно верно. Ракета нагружается не только в полёте, но и при наземной эксплуатации. Бывает, наземные расчётные случаи оказываются тяжелее полётных.
Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:47:34Цитата: Streamflow от 03.12.2025 13:30:02Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 10:09:10При этом применение подкреплений позволяет снизить давление наддува до уровня, обеспечивающего бескавитационную работу насосов ТНА.
Это как - снижение давления в жидкости подавляет кавитацию? Данное утверждение противоречит физике процесса.
Для каждого насоса ТНА существует минимальное давление на входе, при котором обеспечивается бескавитационная работа. Давление это равно давлению насыщенных паров + давление на кавитационный запас. Соответственно, давления наддува в баке выбирается так, чтобы на протяжении всего полёта выполнялось это условие (с учётом прогрева компонентов). Я ясно изложил?
Нет. Второе ваше утверждение противоречит первому.
Цитата: Streamflow от 03.12.2025 14:00:18Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:47:34Цитата: Streamflow от 03.12.2025 13:30:02Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 10:09:10При этом применение подкреплений позволяет снизить давление наддува до уровня, обеспечивающего бескавитационную работу насосов ТНА.
Это как - снижение давления в жидкости подавляет кавитацию? Данное утверждение противоречит физике процесса.
Для каждого насоса ТНА существует минимальное давление на входе, при котором обеспечивается бескавитационная работа. Давление это равно давлению насыщенных паров + давление на кавитационный запас. Соответственно, давления наддува в баке выбирается так, чтобы на протяжении всего полёта выполнялось это условие (с учётом прогрева компонентов). Я ясно изложил?
Нет. Второе ваше утверждение противоречит первому.
Ну, тогда почитайте учебники. А противоречий нет никаких.
А если в тексте что- то пропущено, то так и надо отвечать, а не юлить, изображая оскорбленного знатока с помощью от сутяжников-любителей
У вас либо проблемы с логикой, либо дислексия.
Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:58:15Бывает, наземные расчётные случаи оказываются тяжелее полётных.
У совсем криворуких конструкторов.
Цитата: Шлангенциркуль от 03.12.2025 15:01:59Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:58:15Бывает, наземные расчётные случаи оказываются тяжелее полётных.
У совсем криворуких конструкторов.
Тогда получается, все конструкторы криворукие.
ЗЫ. По словам одного из специалистов ЦНИИмаш, прочность Протона-К определялась именно наземной эксплуатацией (транспортировка по ж/д).
Увольнять, я так понимаю, их уже поздно?
Цитата: Шлангенциркуль от 03.12.2025 15:15:20Увольнять, я так понимаю, их уже поздно?
Предлагаю уволить железную дорогу ;D
Цитата: vlad7308 от 03.12.2025 13:55:22Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:49:18ЦитироватьШпангоуты могут быть нужны, чтобы держать сам наддув.
Нет. Шпангоуты, конечно, воспринимают часть растяжения от наддува, но с ними масса получается выше, чем без них. С внутренним избыточным давлением гладкая оболочка прекрасно справляется без подкреплений.
Тогда вообще непонятно, зачем они нужны.
Только для пустого ненаддутого бака, что ли?
Шпангоуты укрепляют стрингеры, вместе работают на продольную прочность.
Цитата: Шлангенциркуль от 03.12.2025 15:01:59Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:58:15Бывает, наземные расчётные случаи оказываются тяжелее полётных.
У совсем криворуких конструкторов.
Конструктора этими вопросами не занимаются.
Цитата: A.E от 03.12.2025 15:34:41Цитата: vlad7308 от 03.12.2025 13:55:22Цитата: Дмитрий В. от 03.12.2025 13:49:18ЦитироватьШпангоуты могут быть нужны, чтобы держать сам наддув.
Нет. Шпангоуты, конечно, воспринимают часть растяжения от наддува, но с ними масса получается выше, чем без них. С внутренним избыточным давлением гладкая оболочка прекрасно справляется без подкреплений.
Тогда вообще непонятно, зачем они нужны.
Только для пустого ненаддутого бака, что ли?
Шпангоуты укрепляют стрингеры, вместе работают на продольную прочность.
Тогда замена шпангоутов на треугольные укосины для стрингеров облегчила бы конструкцию, при сохранении устойчивости стрингеров. Так?
Цитата: A.E от 03.12.2025 15:34:41Шпангоуты укрепляют стрингеры, вместе работают на продольную прочность.
Шпангоуты и сами по себе работают на продольную прочность. Они делят колбасу на отрезки, а короткий отрезок лучше держит сжатие чем длинная колбаса.
Впрочем, это не прочность а устойчивость
Цитата: blik от 03.12.2025 15:48:36Тогда замена шпангоутов на треугольные укосины для стрингеров облегчила бы конструкцию, при сохранении устойчивости стрингеров. Так?
Если соединить укосинами все стрингеры на одном уровне, то получится шпангоут.
В судостроении есть две системы набора корпуса судна: при поперечной шпангоуты соединяют стрингерами, а при продольной наоборот. Это упрощённо
Цитата: Буцетам от 03.12.2025 16:06:00Цитата: A.E от 03.12.2025 15:34:41Шпангоуты укрепляют стрингеры, вместе работают на продольную прочность.
Шпангоуты и сами по себе работают на продольную прочность. Они делят колбасу на отрезки, а короткий отрезок лучше держит сжатие чем длинная колбаса.
Впрочем, это не прочность а устойчивость
Ага, так значит это для устойчивости колбасу перевязывают ;)
Ещё бытовой пример гармошка - "шпангоуты" есть, а "устойчивости" маловато, как ни надувай 8)
Конечно, я не настоящий сварщик, но возможно, что набор каркаса по спирали может оказаться легче по массе, чем продольно- поперечный...
Цитата: A.E от 04.12.2025 00:52:08Конечно, я не настоящий сварщик, но возможно, что набор каркаса по спирали может оказаться легче по массе, чем продольно- поперечный...
Поздравляю, вы только что изобрели башню Шухова!
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/389708.jpg)
Цитата: A.E от 04.12.2025 00:52:08набор каркаса по спирали может оказаться легче по массе, чем продольно- поперечный...
Набор по спирали вызовет кручение при сжатии. Но если спираль двойная, то усилия от каждой полуспирали могут компенсироваться. Но это в целом. А в малой области усилия всё-таки будут. Одна полуспираль будет скручивать бак в одну сторону, вторая полуспираль - в другую. Оболочка бака будет нагружена, плохая идея
Цитата: Буцетам от 04.12.2025 01:21:55Оболочка бака будет нагружена, плохая идея
Оболочка в любом случае будет нагружена.
Цитата: nonconvex от 04.12.2025 01:16:18Поздравляю, вы только что изобрели башню Шухова!
Ах оставьте , всё ж прозрачно, её и представлял и не претендую :-[