Stainless skin beast, или баки "Атласа"

[hcube]

У AD есть интегрированные блоки - 3 ДУСа + 3 акселерометра. 16350 и далее по списку. Они ЕЩЕ меньше, и уже внутри цифровые, на выход просто SPI торчит.

[Андрей Суворов]

У AD есть интегрированные блоки - 3 ДУСа + 3 акселерометра. 16350 и далее по списку. Они ЕЩЕ меньше, и уже внутри цифровые, на выход просто SPI торчит.

Я уже всем рассказывал, расскажу ещё раз.
Все эти блоки "страдают" одним и тем же - у них у встроенного акселерометра одинаковая чувствительность по всем осям, а мне надо по продольной в 20 раз больше диапазон, чем по двум поперечным, а, значит, надо брать с большим диапазоном, и ставить на поперечное ускорение отдельныый датчик. Интеграция тут же портится.

Второй момент - в этом "кубике" использованы гироскопы ADIS16251, у которых нет аналогов в серийно выпускаемых IMU (у "моих" диапазоны 20, 40 и 80 град/с, а у нынешних 75, 150 и 300 град/с, а, значит, для той же ошибки нужно покупать более малошумящие версии, а они дорогие.

Кроме того, благодаря любезности Боба Сканнела и Марка Луни я получил использованные в этом девайсе датчики бесплатно. Кстати, они тоже цифровые и тоже SPI.

[freinir]

Поставлена задача сделать некую уменьшенную копию Атлас-5 или вообще ракету?

Поставлена задача уместить конечный вес ступени в 65 кг, и не использовать при этом запредельные технологии. Заправка чуть больше полутонны, и я веду расчёт из условия использования электронасосного агрегата, причём батарея состоит из трёх секций, вначале все три работают в параллель, через 2 минуты 2 секции сбрасываются, тяга падает вдвое. УИ тоже падает, но конечная масса ступени влияет сильнее. Вакуумный УИ от давления зависит слабо, т.к. в основном он уменьшается из-за ухудшения смесеобразования и полноты сгорания при меньшем давлении, но это, в общем, немного.
Камера весит 5 кг, это известно б/м достоверно. батарея весит по 5 кг каждая секция. это тоже известно достаточно достоверно, из анализа продукции на рынке для пилотажных электровертолётов (сейчас уже есть батареи рейтинга 35С/65С). На систему наддува вместе с гелием я кладу 6 кг, тоже по известным данным (титановый баллон 8 л/320 атм весит 4 кг)

Для нержавейки бак можно набрать в виде пакета из бесшовных тонкостенных труб.

Настолько тонкостенные трубы серийно не выпускаются У Центавра толщина полотна обечайки 0,127 мм - лишь в полтора раза толще бритвы. При пропорциональном уменьшении диаметра ракеты толщина листа тоже должна уменьшаться.

Напишите какие минимальные давления наддува в баках и какие размеры.

[Андрей Суворов]

Напишите какие минимальные давления наддува в баках и какие размеры.

Диаметр блока баков - 0,4572 м. Длина без днищ - 3,830 м. Нижнее днище с радиусом сферы 0,915 м, верхнее - полусферическое (но это подлежит уточнению. Минимальное давление наддува в начале в нижнем баке 2,8 атмосферы, в конце - 2,5 атмосферы. В верхнем - в начале 2,1 атмосфера, в конце - 1,9 атмосферы.

[Дмитрий В.]

Напишите какие минимальные давления наддува в баках и какие размеры.

Диаметр блока баков - 0,4572 м. Длина без днищ - 3,830 м. Нижнее днище с радиусом сферы 0,915 м, верхнее - полусферическое (но это подлежит уточнению. Минимальное давление наддува в начале в нижнем баке 2,8 атмосферы, в конце - 2,5 атмосферы. В верхнем - в начале 2,1 атмосфера, в конце - 1,9 атмосферы.

А в чем сакральный смысл днищ разного радиуса? :shock:

[Андрей Суворов]

Напишите какие минимальные давления наддува в баках и какие размеры.

Диаметр блока баков - 0,4572 м. Длина без днищ - 3,830 м. Нижнее днище с радиусом сферы 0,915 м, верхнее - полусферическое (но это подлежит уточнению. Минимальное давление наддува в начале в нижнем баке 2,8 атмосферы, в конце - 2,5 атмосферы. В верхнем - в начале 2,1 атмосфера, в конце - 1,9 атмосферы.

А в чем сакральный смысл днищь разного радиуса? :shock:

Верхнее полусферическое, значит, не требует шпангоута - моментов нету. Кроме того, диаметр обтекателя и головного блока меньше диаметра первой ступени. Снизу шпангоут неизбежен, на него передаётся тяга от КС, поэтому днище более "плоское". Я надеюсь верхнее днище сделать более тонким. Ну там, протравить после сварки щёлочью АМг...

[Дмитрий В.]

А в чем сакральный смысл днищь разного радиуса? :shock:

Верхнее полусферическое, значит, не требует шпангоута - моментов нету. Кроме того, диаметр обтекателя и головного блока меньше диаметра первой ступени. Снизу шпангоут неизбежен, на него передаётся тяга от КС, поэтому днище более "плоское". Я надеюсь верхнее днище сделать более тонким. Ну там, протравить после сварки щёлочью АМг...[/quote]

Классика жанра гласит, что минимальная масса бакового отсека (при наличии межбака) достигается при радиусе днища Rдн=(1,2...1,3)*Rобечайки.
К тому же, на верхнем днище все равно необходимо некое подобие шпангоута% во-1-х для стыковки со смежным отсеком, во-2-х учтем, что кольцевые напряжения цилиндрической обечайки (а значит и деформации) вдвое выше, чем в полусферическом днище  :wink:

[Андрей Суворов]

Классика жанра гласит, что минимальная масса бакового отсека (при наличии межбака) достигается при радиусе днища Rдн=(1,2...1,3)*Rобечайки.

Зачем нам кузнец межбак? На Атласе без него обошлись, и мы обойдёмся. Запеним донышко с обеих сторон, а со стороны кислорода ещё и фольгу приклеим на пену. И - нормально, спирт замёрзнуть не успеет!

К тому же, на верхнем днище все равно необходимо некое подобие шпангоута% во-1-х для стыковки со смежным отсеком, во-2-х учтем, что кольцевые напряжения цилиндрической обечайки (а значит и деформации) вдвое выше, чем в полусферическом днище  :wink:

Ну так я и хочу это донышко протравить! Чтоб не было лишней массы. Как я понимаю, в теории, чтоб делать из листа одинаковой толщины донышко и обечайку, радиус кривизны донышка должен быть вдвое больше радиуса кривизны обечайки? А почему тогда минимум массы приходится на 1,2..1,3? донышко тоньше, шпангоут легче?

[Дмитрий В.]

А почему тогда минимум массы приходится на 1,2..1,3? донышко тоньше, шпангоут легче?

Минимальная суммарная масса баков и МБО. Но при отсутствии МБО оптимум стремится, по моим прикидкам, к полусферическому днищу.

[Дмитрий В.]

Как я понимаю, в теории, чтоб делать из листа одинаковой толщины донышко и обечайку, радиус кривизны донышка должен быть вдвое больше радиуса кривизны обечайки?

При этом кольцевые напряжения в обечайке будут равны напряжениям в сфере, а меридианальные - вдвое меньше. К тому же, при этом возникает распор и установка шпангоута становится еще более разумной. Даже и при расчете по безмоментной теории, а уж если считать по моментной - то тем более.

[Андрей Суворов]

Как я понимаю, в теории, чтоб делать из листа одинаковой толщины донышко и обечайку, радиус кривизны донышка должен быть вдвое больше радиуса кривизны обечайки?

При этом кольцевые напряжения в обечайке будут равны напряжениям в сфере, а меридианальные - вдвое меньше. К тому же, при этом возникает распор и установка шпангоута становится еще более разумной. Даже и при расчете по безмоментной теории, а уж если считать по моментной - то тем более.

Про шпангоут-то понятно... я, конечно, считать его не умею, но, думаю, найдётся, кому помочь.

[mahor11]

Андрей, я извиняюсь, что вмешиваюсь в Вашу беседу. Знакома ли Вам книга "Лизин, Пяткин . Расчёт тонкостенных конструкций" ? Если нет, то могу выложить. В этой книге методом последовательного приближения рассмотрены все вопросы расчёта ступеней ракет.
Второй вопрос: если у Вас бак будет из алюминия, то как Вы в него установите ЖРД двигатель из стали? Обычно, методом сварки трением, делают два кольца: сталь-алюминий.
Варить алюминиевый бак надо электронно-лучевой сваркой, а вот нержавейку можно варить любым аппаратом  (сварочным) постоянного тока....

[Дмитрий В.]

Андрей, я извиняюсь, что вмешиваюсь в Вашу беседу. Знакома ли Вам книга "Лизин, Пяткин . Расчёт тонкостенных конструкций" ? Если нет, то могу выложить. В этой книге методом последовательного приближения рассмотрены все вопросы расчёта ступеней ракет.
Второй вопрос: если у Вас бак будет из алюминия, то как Вы в него установите ЖРД двигатель из стали? Обычно, методом сварки трением, делают два кольца: сталь-алюминий.
Варить алюминиевый бак надо электронно-лучевой сваркой, а вот нержавейку можно варить любым аппаратом  (сварочным) постоянного тока....

Как я понимаю, ЖРД - не утопленник, и будет прикреплен к топливному отсеку через разъемное сондинение.
Алюминиевые сплавы неплохо варятся также электродуговой сваркой в среде защитных газов (аргон, к примеру).

[Андрей Суворов]

Андрей, я извиняюсь, что вмешиваюсь в Вашу беседу. Знакома ли Вам книга "Лизин, Пяткин . Расчёт тонкостенных конструкций" ? Если нет, то могу выложить.

Выкладывайте!

Варить алюминиевый бак надо электронно-лучевой сваркой, а вот нержавейку можно варить любым аппаратом  (сварочным) постоянного тока....

АМг6 в аргоне тоже неплохо варится, к тому же, для сварки полмиллиметрового нержавеющего листа встык нужно иметь немалую квалификацию. Можно внахлёст, роликовой сваркой, но такой шов будет тяжелее.

Как я понимаю, ЖРД - не утопленник, и будет прикреплен к топливному отсеку через разъемное сондинение.

Безусловно. И у нижнего днища будет шпангоут безо всяких сомнений. И ферма движка будет крепиться к нему обычными болтами

Алюминиевые сплавы неплохо варятся также электродуговой сваркой в среде защитных газов (аргон, к примеру).

Есть мастерские по ремонту велосипедных рам из алюминия и титана, там отлично умеют варить, правда, детали поменьше. Но титановый штуцер к титановому шар-баллону нам приварили, и давление в 50 атмосфер после этого он держал беспроблемно

[freinir]

Андрей, я извиняюсь, что вмешиваюсь в Вашу беседу. Знакома ли Вам книга "Лизин, Пяткин . Расчёт тонкостенных конструкций" ? Если нет, то могу выложить.

Выкладывайте!

Варить алюминиевый бак надо электронно-лучевой сваркой, а вот нержавейку можно варить любым аппаратом  (сварочным) постоянного тока....

АМг6 в аргоне тоже неплохо варится, к тому же, для сварки полмиллиметрового нержавеющего листа встык нужно иметь немалую квалификацию. Можно внахлёст, роликовой сваркой, но такой шов будет тяжелее.

Как я понимаю, ЖРД - не утопленник, и будет прикреплен к топливному отсеку через разъемное сондинение.

Безусловно. И у нижнего днища будет шпангоут безо всяких сомнений. И ферма движка будет крепиться к нему обычными болтами

Алюминиевые сплавы неплохо варятся также электродуговой сваркой в среде защитных газов (аргон, к примеру).

Есть мастерские по ремонту велосипедных рам из алюминия и титана, там отлично умеют варить, правда, детали поменьше. Но титановый штуцер к титановому шар-баллону нам приварили, и давление в 50 атмосфер после этого он держал беспроблемно

Да там 0.5 мм для АМг6 достаточно будет.

[Дмитрий В.]

Да там 0.5 мм для АМг6 достаточно будет.

Для чего? Для обечайки или днища?

[Дмитрий В.]

0,5 мм, да еще и для любительской конструкции, - это явно мало. По технологическим соображениям (в т.ч. с учетом возможного смещения свариваемых кромок) я бы толщину оболочек меньше 1,5-2 мм не делал.

[Андрей Суворов]

Придётся. Нижний бак можно из 1,5 мм АМг6, а верхний надо из 1,0 мм листа... И среднее днище придётся из него же...

Или вообще делать бак горючего из двух слоёв СВМ на эпоксидке... Но это "последний резерв главного конструктора"

[Матрос]

Вот это да! Класс (извините что эфир засоряю)...Эдак вы километров на 60 собрались??А когда ваша фирма заказы начнет принимать ?Была бы как наша отечественная "каппа"

[Андрей Суворов]

Вот это да! Класс (извините что эфир засоряю)...Эдак вы километров на 60 собрались??А когда ваша фирма заказы начнет принимать ?Была бы как наша отечественная "каппа"

Launch mass      627,55         
Payload      0,57         
               
      I   II   III   IV
Full mass      506   68,46   38   4,52
Empty mass      0   68   6   1,27
Isp (atm) (s)      200   1   110   110
Isp (vac) (s)      238   1   287   285
Thrust (vac) (t)      0,835   0,000005   0,5987   0,19
Fuel consumption      3,508403361   0,005   2,086062718   0,666666667
         Pause      
II stage ignition at launch         0      
               
Fairing mass      10         
Fairing jettison (s)      117         

---------------------------------------------------
Perigee (km)      129,7
Apogee (km)      215,2
Inclination      48,4
      
Period (min)      87,79