Форум Новости Космонавтики

Тематические разделы => Средства выведения и другие технические вопросы => Тема начата: Yegor от 22.12.2006 07:48:54

Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Yegor от 22.12.2006 07:48:54
Давно чего то "Ангару" не пинали  :D
Шутка.

А теперь серьезно.
Можно ли на Ангаре обойтись без вафельных баков?

Кто знает какие баки были на первой ступени Атласа-2АС?
Вроде бы гладкие?
Размеры у неё примерно такие же как и у УРМ Ангары:
Атлас: Диаметр 3.05 м, длина 24.9 м
УРМ Ангары: Диаметр 2.9 м длина 25.1 м
http://www.astronautix.com/stages/atlsiias.htm
http://www.astronautix.com/stages/atlma5as.htm
Топливо:
Атлас: 155 тонн.
УРМ Ангары:  133 тонн.
Масса:
Атлас: 11682 кг.

Вопрос:
Если вторую ступень Ангары уменьшить в два раза - до 20 тонн вместо 40 тонн, а первую ступень сделать соотвественно на 10-20 тонн "больше". У Ангары-1 ПН будет немного меньше, зато у Ангары-3 и -5 больше. Снизятся ли при этом нагрузки на первую ступень? И если да, то можно ли будет обойтись без вафельных баков?

ЗЫ: Интересно, насколько вафельные баки дороже гладких?
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 22.12.2006 07:29:38
2 Yegor
Гладкие баки могут быть применены, если выполняется условие (в первом приближении, конечно):
Т экв. сж < =  Рнад*S + Fкр,
Где Т экв. сж – эквивалентная сжимающая сила (зависит от продольной сжимающей нагрузки и изгибающего момента), действующая на бак, Рнад – давление наддува в баке, S – площадь поперечного сечения бака, Fкр – несущая способность бака по критическим напряжениям (т.е. максимальная сила, при действии которой оболочка бака не теряет устойчивость).
Попросту говоря, гладкие баки применимы, когда равнодействующая продольных сил (в том числе при наземной эксплуатации) растягивает бак. На практике это ведет к необходимости надувать бак достаточно большим давлением, в т.ч. и при наземной эксплуатации (как, например, баки «Атласа»). Если наддув при наземной эксплуатации по каким-либо соображениям, не целесообразен, то гладкие баки могут подкрепляться шпангоутами (это повышает устойчивость оболочки, но ведет к увеличению массы и стоимости баков). Вообще же, расчеты показывают, что при одинаковой заправке и одинаковом уровне внешних нагрузок, масса топливного отсека на базе вафельных баков на 25-30% меньше массы «гладкого» топливного отсека. Кроме того, вафельные баки проще при эксплуатации. Учитывая, что доля стоимости баков в стоимости РН и пуска в целом незначительна (наибольший вклад в стоимость РН и пуска вносят двигатели и затраты на эксплуатацию), можно утверждать (или, по крайней мере, предполагать), что вафельные баки предпочтительны для РН в широком диапазоне стартовых масс.
Удлинение баков УРМ-1 и уменьшение длины баков УРМ-2 не приведет к существенному перераспределению нагрузок на 1 и 2 ступени Ангары. В данном случае, нагрузки на УРМ-1 возрастут (по крайней мере, не уменьшаться), но баки УРМ-2, вероятно, можно сделать гладкими. Правда, из-за небольшой размерности УРМ-2 это не даст сколько-нибудь заметного снижения стоимости производства.
С уважением, Дмитрий В.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: avmich от 22.12.2006 23:26:36
ЦитироватьЕсли наддув при наземной эксплуатации по каким-либо соображениям, не целесообразен, то гладкие баки могут подкрепляться шпангоутами (это повышает устойчивость оболочки, но ведет к увеличению массы и стоимости баков). Вообще же, расчеты показывают, что при одинаковой заправке и одинаковом уровне внешних нагрузок, масса топливного отсека на базе вафельных баков на 25-30% меньше массы «гладкого» топливного отсека. Кроме того, вафельные баки проще при эксплуатации.

Вафельные баки по массе меньше, чем гладкие с наддувом? а-ля первые Атласы?
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: mihalchuk от 22.12.2006 23:58:23
Дмитрий не упомянул важный момент - гладкие баки гораздо проще чистить изнутри.

Конечно, можно обойтись и без вафельных баков. Конструкция потяжелеет, масса ПГ снизится. Вопрос в том, допустимо ли снижение массы для Ангары.
Если взять такой вариант: делаем гладкие баки только на боковых блоках, тогда, по моим оценкам, снижение массы ПГ составит 0,89 [/size]т при сохранении прежней стартовой массы, параметров ЦБ и верхней ступени, и утяжелении конструкции каждого бокового блока на 1,2 т.
Для варианта с переливом чувствительность массы ПГ к утяжелению блоков 1-й ступени примерно в 2,4 раза меньше.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 03.01.2007 18:36:44
Цитировать
ЦитироватьЕсли наддув при наземной эксплуатации по каким-либо соображениям, не целесообразен, то гладкие баки могут подкрепляться шпангоутами (это повышает устойчивость оболочки, но ведет к увеличению массы и стоимости баков). Вообще же, расчеты показывают, что при одинаковой заправке и одинаковом уровне внешних нагрузок, масса топливного отсека на базе вафельных баков на 25-30% меньше массы «гладкого» топливного отсека. Кроме того, вафельные баки проще при эксплуатации.

Вафельные баки по массе меньше, чем гладкие с наддувом? а-ля первые Атласы?
При равной несущей способности и удельных характеристиках материала баков, несомненно вафельные баки легче. Разумеется, надо учитывать массу газов и элементов системы наддува.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 03.01.2007 18:38:24
ЦитироватьДмитрий не упомянул важный момент - гладкие баки гораздо проще чистить изнутри.
Ну, вафельные баки бака ЖВ блока Ц 11К25 обезжиривались/мылись хладоном в автоматическом режиме. Проблем, вроде, не было.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: mihalchuk от 03.01.2007 21:00:04
Цитировать
ЦитироватьДмитрий не упомянул важный момент - гладкие баки гораздо проще чистить изнутри.
Ну, вафельные баки бака ЖВ блока Ц 11К25 обезжиривались/мылись хладоном в автоматическом режиме. Проблем, вроде, не было.
Проблемы возникают, когда используются двигатели с окислительной газогенераторной схемой, особенно на ЖК. И проблемы серьёзные. Маленькая частичка металла в 100 мкм и менее способна инициировать пожар в турбине.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 03.01.2007 20:02:37
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьДмитрий не упомянул важный момент - гладкие баки гораздо проще чистить изнутри.
Ну, вафельные баки бака ЖВ блока Ц 11К25 обезжиривались/мылись хладоном в автоматическом режиме. Проблем, вроде, не было.
Проблемы возникают, когда используются двигатели с окислительной газогенераторной схемой, особенно на ЖК. И проблемы серьёзные. Маленькая частичка металла в 100 мкм и менее способна инициировать пожар в турбине.
Блоки А на ЮМЗ мыли вручную -  спиртом и тряпочками. По крайней мере до инцидента 29.10.1988г. Потом вроде Уткин хотел перейти на технологию з-да Прогресс.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 03.01.2007 22:04:21
Чего за бред???
Ради чего отказываться??? Чтобы проиграть на баках в массе???
Вообще к обечайке баков надо относиться наиболее бережно, так как малейшие отклонения уже добавляют сотни килограмм!!!
Откажитесь от вафли, придётся варить в 2, а то и более, раза больше кальцевых швов. Дополнительно, придётся точить N-ное количество шпангоутов.
В стоимости проиграете, в массе и геморроя получите на всю оставшуюся жизнь!!!
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: mihalchuk от 03.01.2007 23:11:04
ЦитироватьБлоки А на ЮМЗ мыли вручную -  спиртом и тряпочками. По крайней мере до инцидента 29.10.1988г. Потом вроде Уткин хотел перейти на технологию з-да Прогресс.
Выяснилось, что никакая технология не решает проблемы полностью.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: чайник17 от 04.01.2007 18:48:55
2fr: есть и альтенативные точки зрения на вафельные баки.
Скажем, вот эти:

http://www.spacex.com/

утверждают, что баки из гладкого листа с приваренными трением ребрами жёсткости не сильно уступают по массе и гораздо дешевле.

Только не надо мне напоминать, что они далеко не улетели. Поживём - увидим. Ангары тоже пока нет.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: avmich от 04.01.2007 21:10:35
ЦитироватьТолько не надо мне напоминать, что они далеко не улетели.

Уж во всяком случае нет претензий к бакам...
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Старый от 04.01.2007 11:10:44
ЦитироватьЧего за бред???
Ради чего отказываться??? Чтобы проиграть на баках в массе???
Чтоб выиграть в  стоимости, естественно.

ЦитироватьВообще к обечайке баков надо относиться наиболее бережно, так как малейшие отклонения уже добавляют сотни килограмм!!!
Вобщето у нормальных людей сухая масса первой ступени мало сказывается на ПН. Ну а если ракета фактически одноступенчатая значит её изобрели не нормальные люди а хруники. И теперь вынуждены удавиться вылизывая граммы чтоб выжать заявленые характеристики. Чем вы можете сами себе помочь? Только изобрести нормальную ракету.

ЦитироватьОткажитесь от вафли, придётся варить в 2, а то и более, раза больше кальцевых швов. Дополнительно, придётся точить N-ное количество шпангоутов.
Вобщето нормальные люи шпангоуты прессуют а то и штампуют. А кто их точит? Неужели опять хруники?

ЦитироватьВ стоимости проиграете, в массе и геморроя получите на всю оставшуюся жизнь!!!
Да уж какже! Чтото пока никто не получил. Геморой получают те кто для тяжёлой ракеты выбирает базовый диаметр меньше чем у Циклона. И ещё до рождения ребёнка мается с лечением гемороя у зародыша.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: avmich от 04.01.2007 21:13:26
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьВообще же, расчеты показывают, что при одинаковой заправке и одинаковом уровне внешних нагрузок, масса топливного отсека на базе вафельных баков на 25-30% меньше массы «гладкого» топливного отсека. Кроме того, вафельные баки проще при эксплуатации.

Вафельные баки по массе меньше, чем гладкие с наддувом? а-ля первые Атласы?

При равной несущей способности и удельных характеристиках материала баков, несомненно вафельные баки легче. Разумеется, надо учитывать массу газов и элементов системы наддува.

Дмитрий, а не будет технологических сложностей сделать вафельные баки при такой толщине стенок? На Атласах - а речь для сравнения о них - толщина стенки была от долей миллиметра до миллиметра с чем-то.

Удастся ли сделать вафельные баки при таких толщинах, чтобы получить массовый выигрыш, но не получить локальных излишних ослаблений материала?
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 04.01.2007 10:27:29
Цитировать
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьВообще же, расчеты показывают, что при одинаковой заправке и одинаковом уровне внешних нагрузок, масса топливного отсека на базе вафельных баков на 25-30% меньше массы «гладкого» топливного отсека. Кроме того, вафельные баки проще при эксплуатации.

Вафельные баки по массе меньше, чем гладкие с наддувом? а-ля первые Атласы?

При равной несущей способности и удельных характеристиках материала баков, несомненно вафельные баки легче. Разумеется, надо учитывать массу газов и элементов системы наддува.

Дмитрий, а не будет технологических сложностей сделать вафельные баки при такой толщине стенок? На Атласах - а речь для сравнения о них - толщина стенки была от долей миллиметра до миллиметра с чем-то.

Удастся ли сделать вафельные баки при таких толщинах, чтобы получить массовый выигрыш, но не получить локальных излишних ослаблений материала?
А зачем вафельные баки делать такой толщины? У Атласа баки из нержавейки - баки из алюминия равной массы будут втрое толще, примерно. Кстати насчет технологичности - на днях вычитал, что заключительная операция изготовления баков Атласа - сварка нижнего днища - шла непрерывно в течение 16 часов. Днище варилось двумя парами рабочих, причем одна пара работала внутри бака. ЕМНИП, каждые 2 или 4 часа происходила пересменка.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: avmich от 04.01.2007 21:39:07
ЦитироватьА зачем вафельные баки делать такой толщины?

Чем толще бак, тем тяжелее, вестимо. А возможность делать настолько тонкими доказана.

ЦитироватьУ Атласа баки из нержавейки - баки из алюминия равной массы будут втрое толще, примерно.

А известно, почему атласовские баки именно из нержавейки делались, а не из алюминия? Кстати, на Центаврах тоже сталь используется?
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 04.01.2007 12:17:28
Цитировать
ЦитироватьА зачем вафельные баки делать такой толщины?

Чем толще бак, тем тяжелее, вестимо. А возможность делать настолько тонкими доказана.

ЦитироватьУ Атласа баки из нержавейки - баки из алюминия равной массы будут втрое толще, примерно.

А известно, почему атласовские баки именно из нержавейки делались, а не из алюминия? Кстати, на Центаврах тоже сталь используется?
Ну, у стали AISI-301 удельная прочность очень высокая - выше, чем у тогдашних сплавов алюминиевых. Вроде, по слухам, американе эту сталь у немцев "строфеили", а те ее для подлодок разрабатывали. На Центаврах - таже сталь.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 04.01.2007 15:35:04
Старый
Ну назовите, на сколько будут дешевле гладкие баки, нежели фрезерованные!!!
Прессованные шпангоуты, это весело..... Вы сначала закажите их у когото и сравните со стоимостью их точения на карусельном станке.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Старый от 04.01.2007 15:55:49
ЦитироватьСтарый
Ну назовите, на сколько будут дешевле гладкие баки, нежели фрезерованные!!!.
Я вам что, бухгалтер?

ЦитироватьПрессованные шпангоуты, это весело..... Вы сначала закажите их у когото и сравните со стоимостью их точения на карусельном станке.
А перед тем как точить заготовку откуда берут?
 Кстати, на Протоне шпангоуты какие?

 Ну а вобще значит гладкие баки делают диверсанты с целью разорить страну? ;)
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 04.01.2007 16:05:40
Ну раз не можете сказать на сколько будет дешевле и будет ли вообще, то не говорите.
Для бака кстати пресованные/штампованные (горячее деформирование) профили и панели не применяются, это если говорить про АМг6Н и 1201АТН (думаю объяснять не надо). А применение 1201АТ уже не целесообразно, так как он по характеристикам хуже АМг6Н.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 04.01.2007 16:20:15
Цитировать2fr: есть и альтенативные точки зрения на вафельные баки.
Скажем, вот эти:

http://www.spacex.com/

утверждают, что баки из гладкого листа с приваренными трением ребрами жёсткости не сильно уступают по массе и гораздо дешевле.

Только не надо мне напоминать, что они далеко не улетели. Поживём - увидим. Ангары тоже пока нет.

Ну первое, что у них есть - это фрикционная сварка!!!
Потом они применили алюминиево-литиевые сплавы (модуль упругости на 10-12% выше чем у АМг6Н)
А снаружи они вроде углеволокно намотали.... (иначе стрингерная панель потеряет устойчивость)
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Лютич от 04.01.2007 16:24:36
ЦитироватьА снаружи они вроде углеволокно намотали.... (иначе стрингерная панель потеряет устойчивость)

Неа.
А панели, кстати, они делают не вгорячую, как вы предлагаете, а по-современному - гидроформовкой.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Старый от 04.01.2007 16:27:40
А в авиации стрингеры и шпангоуты прессовавные. Хотя фрезерованые панели занимают всё большее место.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Старый от 04.01.2007 16:30:36
Можно, кстати, попробовать сравнить абсолютные и удельные характеристики Р-36 (РН Циклон) и Р-36М (РН Днепр) - средоточие соответственно старых и простых и новых и навороченых технологий. Поглядеть много ли они дали.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 04.01.2007 16:36:31
Цитировать
ЦитироватьА снаружи они вроде углеволокно намотали.... (иначе стрингерная панель потеряет устойчивость)

Неа.
А панели, кстати, они делают не вгорячую, как вы предлагаете, а по-современному - гидроформовкой.

Кто так делает??? Какой формовкой???

И Вы с авиацией не сравнивайте, там условия нагружения другие и Д16АТ применяют....
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Старый от 04.01.2007 16:40:00
ЦитироватьИ Вы с авиацией не сравнивайте, там условия нагружения другие и Д16АТ применяют....
У самолёта условия работы конструкции гораздо жёстче чем у ракеты.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 04.01.2007 16:41:34
Цитировать
ЦитироватьИ Вы с авиацией не сравнивайте, там условия нагружения другие и Д16АТ применяют....
У самолёта условия работы конструкции гораздо жёстче чем у ракеты.

Ну.... и что из этого???
Значит надо как в авиации делать?
Нафиг нам высокопрочные сплавы в ракетной технике, когда у нас одно сжатие???
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Лютич от 04.01.2007 16:57:17
ЦитироватьКто так делает??? Какой формовкой???


Вхолодную, водой под давлением. Проскакивала как-то инфа, что Маск закупился соответствующим крупповским оборудованием.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 04.01.2007 17:05:33
Да это гибка....
Как тавр получать будете???
А "хитрое" сечение???
Я пока не слышал, что давлением можно так деформировать материал, чтобы получилась панель или сложное сечение профиля.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Лютич от 04.01.2007 20:08:23
Данную технологию до Маска применяли (и применяют) в автомобилестроении, для производства различной кузовной жестянки.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 04.01.2007 20:20:28
Ну там ведь не панели делают, там гнут и формуют!!! А здесь стоит вопрос - как сделать панель или профиль без горячего деформирования!!!
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Shestoper от 09.01.2007 02:43:44
А кто знает, до какого диаметра бака сейчас возможно формирование "вафли"?
Насколько я понимаю, бак сначала сваривают из толстой плиты, а потом фрезеруют вафельные ячейки. И чем больше диаметр бака, тем больших размеров для стабилизации его оболочки нужны стрингеры и тем толще должен быть исходный лист (для алюминиевых сплавов примерно 1:200 диаметра бака). Для блока Ц Энергии использовали листы в 40 мм, для Сатурна-5 - 50 мм. А чем  толще лист, тем сложнее его сваривать. Одна из причин выбора Королевым для Н-1 подвесных сферических баков с гладкими тонкими стенками - как раз проблема со сваркой толстых листов, необходимых для формирования "вафли".

То есть насколько я понимаю для бака диаметром порядка 20 метров "вафлю" уже не сделаешь, понадобятся традиционный стрингерно-шпангоутный набор?
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Shestoper от 09.01.2007 02:48:53
И еще,  относительно Ангары. Можно применить для баков листы со стрингерами, сформированными при прокате. А шпангоуты уже приваривать. Это  дешевле "вафли", а по весовому совершенству не так уж сильно проигрывает.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 09.01.2007 07:17:53
Первое:
Не вся вафля на станках СВО фрезеруется.
Есть альтернативная технология - плоское фрезерование. Гибка происходит уже после (сварка тоже, при этом толщина сварных кромок меньше). При этом здесь толщина панели влияет в обратную сторону - чем больше диаметр, тем труднее делать с высокими рёбрами.
Второе:
Стрингерые панели будут дороже вафли!!!
Вафлю врезерует 21-шпиндельный станок (последние СВО имеют 6 шпинделей, что в 3,5 раза меньше). А стрингерную панель надо адаптировать для сварки и устаноки шпангоута (не говоря уже об адаптации под приварку снаружи кронштейнов и врезки фланцев). И в дополнение, женщины, которые моют баки, обматерят вас по полной!!!
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Лютич от 09.01.2007 12:31:31
ЦитироватьИ в дополнение, женщины, которые моют баки, обматерят вас по полной!!!

То есть ракеты существуют не для того, чтобы летали, а для того, чтобы их удобнее было мыть?  :twisted:
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Старый от 09.01.2007 12:38:53
Цитировать
ЦитироватьИ в дополнение, женщины, которые моют баки, обматерят вас по полной!!!
То есть ракеты существуют не для того, чтобы летали, а для того, чтобы их удобнее было мыть?  :twisted:
Забота о женщинах, однако! :)
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Игорь Суслов от 09.01.2007 10:42:51
Кстати, химическое "фрезерование" - это что-то из гипотетического ВУЗовского ("спецтехнология") прошлого или процесс имел место?
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 09.01.2007 11:44:47
ЦитироватьКстати, химическое "фрезерование" - это что-то из гипотетического ВУЗовского ("спецтехнология") прошлого или процесс имел место?
Самый что ни на есть реальный поцесс. Даже гладкие обечайки и днища семерки химфрезеруют.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Игорь Суслов от 09.01.2007 10:49:18
ЦитироватьДаже гладкие обечайки и днища семерки химфрезеруют.
Потому, что по ГОСТу не выпускают нужной толщины проката? ;)

Помниться, курсе на IV, я "проектировал" РДТТ, "строго по ГОСТу", как требовал препод, хотя расчеты по строительной механики давали почти 30% экономию сухой массы (как обечайки, так и элементов крепления)... а как в реальности обстоит дело?
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 09.01.2007 12:06:23
Цитировать
ЦитироватьДаже гладкие обечайки и днища семерки химфрезеруют.
Потому, что по ГОСТу не выпускают нужной толщины проката? ;)

Помниться, курсе на IV, я "проектировал" РДТТ, "строго по ГОСТу", как требовал препод, хотя расчеты по строительной механики давали почти 30% экономию сухой массы (как обечайки, так и элементов крепления)... а как в реальности обстоит дело?
Не совсем так. Толщина основного полотна выбирается с учетом снижения прочности в зоне сварного шва (толщина в этом месте для АМГ-6 должна быть процентов на 20 больше). А чтобы "отыграть" массу, остальная часть полотна подвергается химфрезерованию. Прцесс наблюдался лично во время технологической практики на Прогрессе :)
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Игорь Суслов от 09.01.2007 11:21:44
ЦитироватьТолщина основного полотна выбирается с учетом снижения прочности в зоне сварного шва (толщина в этом месте для АМГ-6 должна быть процентов на 20 больше). А чтобы "отыграть" массу, остальная часть полотна подвергается химфрезерованию.
Да, конечно, это я знаю. Ну, по крайней мере, теоретически. По 8 семестрам "спецтехнологии" специальности 1306. Вот меня только беспокоит вопрос о ГОСТовских толщинах? (см.выше)
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дмитрий В. от 09.01.2007 12:27:46
Цитировать
ЦитироватьТолщина основного полотна выбирается с учетом снижения прочности в зоне сварного шва (толщина в этом месте для АМГ-6 должна быть процентов на 20 больше). А чтобы "отыграть" массу, остальная часть полотна подвергается химфрезерованию.
Да, конечно, это я знаю. Ну, по крайней мере, теоретически. По 8 семестрам "спецтехнологии" специальности 1306. Вот меня только беспокоит вопрос о ГОСТовских толщинах? (см.выше)
Конечно, шаг толщин листов АМГ-6 вполне себе дискретный. Грубо говоря, подбор идет так: из расчета на прочность определяется толщина основного полотна, потом определяется толщина в зоне сварных швов, потом подбирается толщина по сортаменту - блтжайшее значение, превышающее толщину в районе шва. Ну, а потом, при изготовлениии - химфрезерование.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Игорь Суслов от 09.01.2007 11:35:39
Вот. Чему я и хотел найти подтверждение. Спасибо. А то я только в теории это знал.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Shestoper от 09.01.2007 18:36:00
ЦитироватьПервое:
Не вся вафля на станках СВО фрезеруется.
Есть альтернативная технология - плоское фрезерование. Гибка происходит уже после (сварка тоже, при этом толщина сварных кромок меньше). При этом здесь толщина панели влияет в обратную сторону - чем больше диаметр, тем труднее делать с высокими рёбрами.

Понятно, что в этом случае толщина свариваемого шва будет немногим больше, чем толщина оболочки в самом тонком месте (процентов на 30, чтобы компенсировать более низкую прочность шва), и намного меньше чем толщина стрингера.

Но поясните вашу последнюю фразу - "чем больше диаметр, тем труднее делать с высокими ребрами"  Может наоборот - чем меньше диаметр тем труднее? Чем меньше диаметр, тем больше кривизна поверхности, и тем сильнее надо при гибке деформировать панель - есть большой шанс что стрингеры сомнуться от напряжений.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 09.01.2007 20:09:58
Цитировать
ЦитироватьПервое:
Не вся вафля на станках СВО фрезеруется.
Есть альтернативная технология - плоское фрезерование. Гибка происходит уже после (сварка тоже, при этом толщина сварных кромок меньше). При этом здесь толщина панели влияет в обратную сторону - чем больше диаметр, тем труднее делать с высокими рёбрами.

Понятно, что в этом случае толщина свариваемого шва будет немногим больше, чем толщина оболочки в самом тонком месте (процентов на 30, чтобы компенсировать более низкую прочность шва), и намного меньше чем толщина стрингера.

Но поясните вашу последнюю фразу - "чем больше диаметр, тем труднее делать с высокими ребрами"  Может наоборот - чем меньше диаметр тем труднее? Чем меньше диаметр, тем больше кривизна поверхности, и тем сильнее надо при гибке деформировать панель - есть большой шанс что стрингеры сомнуться от напряжений.

В зоне сварного шва на фрезерованной панели толщина расчитывается из условия устойчивости широкой пластины.
При плоском фрезеровании конечно требуется соотношение высоты и толщины кольцевого ребра (шпангоута).
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Shestoper от 10.01.2007 02:13:10
Угу, ясно.
Насколько мне известно, существует комбинированная схема подкрепления оболочки.
Делают обычную вафельную оболочку бака - стрингеры и шпангоуты высотой порядка сантиметров, фрезерованные из листа, расположенные с шагом 200-400 мм.
А потом добавляют каркас в виде стрингеров и шпангоутов высотой порядка полметра-метр, двухтаврового или П-образного сечения. Причем для облегчения в этих стрингерах сверлится побольше отверстий. К оболочке они крепятся сваркой или клепкой именно к стрингерам вафельных ячеек.
Жесткость оболочки обеспечивается совместно этим каркасом и фрезерованными ячейками. Причем если стрингеры каркаса имеют высокую жесткость за счет большой высоты, то вафельные ячейки расположены на поверхности бака в несколько раз чаще и служат для передачи усилий на тонкую оболочку.
Насколько я помню, именно такая схема обеспечивает минимальный вес для баков большого диаметра, порядка 10-20 м.
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: Дем от 10.01.2007 02:46:27
ЦитироватьСтрингерые панели будут дороже вафли!!!
Вафлю врезерует 21-шпиндельный станок (последние СВО имеют 6 шпинделей, что в 3,5 раза меньше). А стрингерную панель надо адаптировать для сварки и устаноки шпангоута (не говоря уже об адаптации под приварку снаружи кронштейнов и врезки фланцев). И в дополнение, женщины, которые моют баки, обматерят вас по полной!!!
А почему не сделать её стрингерами наружу?
Т.е. берем кольцевой шпангоут и наматываем на него стенку.
А наружные кронштейны и т.д. можно к стрингерам просто приклепать. На аэродинамику они особо влиять не будут, потому как вдоль потока...
И мыть можно хоть машиной :)
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: freinir от 10.01.2007 05:44:45
Цитировать
ЦитироватьСтрингерые панели будут дороже вафли!!!
Вафлю врезерует 21-шпиндельный станок (последние СВО имеют 6 шпинделей, что в 3,5 раза меньше). А стрингерную панель надо адаптировать для сварки и устаноки шпангоута (не говоря уже об адаптации под приварку снаружи кронштейнов и врезки фланцев). И в дополнение, женщины, которые моют баки, обматерят вас по полной!!!
А почему не сделать её стрингерами наружу?
Т.е. берем кольцевой шпангоут и наматываем на него стенку.
А наружные кронштейны и т.д. можно к стрингерам просто приклепать. На аэродинамику они особо влиять не будут, потому как вдоль потока...
И мыть можно хоть машиной :)

А оборудование внутрибаковое вы к чему приваривать будете?
И аэродинамики я думаю будут другого мнения.....

Но вообще идея интересная, но опять, стрингера надо будет адаптировать....
Название: Можно ли на РН "Ангара" обойтись без вафельных бак
Отправлено: mihalchuk от 10.01.2007 10:34:54
Цитировать
Цитировать
ЦитироватьСтрингерые панели будут дороже вафли!!!
Вафлю врезерует 21-шпиндельный станок (последние СВО имеют 6 шпинделей, что в 3,5 раза меньше). А стрингерную панель надо адаптировать для сварки и устаноки шпангоута (не говоря уже об адаптации под приварку снаружи кронштейнов и врезки фланцев). И в дополнение, женщины, которые моют баки, обматерят вас по полной!!!
А почему не сделать её стрингерами наружу?
Т.е. берем кольцевой шпангоут и наматываем на него стенку.
А наружные кронштейны и т.д. можно к стрингерам просто приклепать. На аэродинамику они особо влиять не будут, потому как вдоль потока...
И мыть можно хоть машиной :)

А оборудование внутрибаковое вы к чему приваривать будете?
И аэродинамики я думаю будут другого мнения.....

Но вообще идея интересная, но опять, стрингера надо будет адаптировать....
Аэродинамика здесь не критична. Но в полёте выступы на корпусе (стрингеры) будут быстрее нагреваться, теряя прочность, при этом они будут растягивать бак, создавая напряжения в оболочке. Да и прочность системы "шпангоуты внутри, стрингеры - снаружи" вызывает сомнения.