Союз-6

[Дмитрий В.]

Старый написал:
 

fagot написал:
Вам-то откуда знать, вылизывал Маск конструкцию и двигатели или нет. А алюминий-литиевые сплавы все равно используются и будут использоваться в авиапроме.

В авиапроме и углеволокно используется. Может сразу на него перейдём?

Уже! См. РН "Электрон".

[Старый]

Искандер написал:
 Маск годами 'полировал' F-9. Тут дело ведь не только в баках, хотя изменение влияния эффекта криоупрочнения при  переохлаждении кислорода наверное тоже учитывалось и наверняка какие-то изменения были ведь и размеры баков увеличивались. В один момент он правда сказал 'стоп' и дальше только эксплуатационные доработки, как у любого серийного продукта. Но сколько всего изменилось с первого F-9!

Где можно прочитать про "полировку"? Я знаю только о том что он форсировал Ф9 с целью увеличения ПН.

Что может быть проще чем варить нержавейку?

Не знаю. Наверно всё проще. Весь наш заводик сделан из нержавейки и варить её можно не абы как а только аргоном. 

[Serge V Iz]

Алюминий варить сложнее. Даже после расплавления он, зараза, остается внутри прочного мешка из собственного оксида, который не лает слипаться каплям. ) Нержавейка хоть при помощи флюсов от обычных проволочных электродов для нержавейки слипается.

[Max Andriyahov]

Дмитрий В. написал:
Мы говорим про ракеты:

крутая табличка, спасибо! А есть в открытом доступе более актуальные данные? После 2015 года?

[Дмитрий В.]

Max Andriyahov написал:
 

Дмитрий В. написал:
Мы говорим про ракеты:

крутая табличка, спасибо! А есть в открытом доступе более актуальные данные? После 2015 года?

Не видел. Да и эта табличка - с нашего форума.

[fagot]

Старый написал:
В авиапроме и углеволокно используется. Может сразу на него перейдём?

В сухих отсеках уже перешли.

[fagot]

Старый написал:
Кстати. А почему никто не додумался делать из алюмолития Ангару?

Так лепили из того, что было.

[vlad7308]

Старый написал:
Кстати, ещё одно эмпирическое правило основанное на обобщении наблюдений над жизнью:  Если выжимать и вылизывать приходится уже на этапе эскизного проектирования то дела не будет.  

соглашусь в общем. Из личного опыта вывел такое правило - если проект кажется сложным уже на этапе начального проектирования, то он вообще нормально не получится. Если проект кажется простым  на этапе начального проектирования, то он получится, но будет сложным
То же с тонкой оптимизацией кода. Если без нее не работает изначально, то базовая идея не годится.

Старый написал:
Никакого вылизывания конструкции у Маска не было. Были взяты обычные коммерчески доступные материалы и технологии сварки.

ну это либо просто глупость, либо очень неудачная формулировка.
От первого летавшего ф9 до текущего прошло ~4-5 только крупных итераций. И отличаются ракеты очень. И на вид, и конструктивно, и по ТТХ. Это и есть вылизывание.

То что делается с ангарой.. на мой ламерский взгляд это не вылизывание. Это высасывание а союз-5 и 6 - поглядим.
Не удивлюсь, если их обоих не будет вовсе, ибо денег в ближайшее время может не быть. Но бумага все же будет, пожуем и бумагу

[Serge V Iz]

В сложной РЭА "итерации" зачастую даже не "проходят", а параллельно сосуществуют - как объекты разной степени макетности/штатности. Для того, чтобы можно было к ним возвращаться и экспериментировать с техническими решениями на разных уровнях. В больших тяжелых железяках так, конечно, дороговато будет. ) Но сам путь последовательных приближений абсолютно отрицать тоже нельзя.

[Seerndv]

Итак походу это был сплав из серии АЦМ  (типа 1913 ИМХО) :

И.Л. КАЦ

О НЕКОТОРЫХ ПОДРОБНОСТЯХ ИСТОРИИ ВНЕДРЕНИЯ НОВЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СПЛАВОВ. В КОНСТРУКЦИИ САМОЛЁТА 3М и РАКЕТЫ ПРОТОН.


В интервью с академиком И. Фридляндером, опубликованном в журнале «Наука и жизнь» №3 - 2006г., содержатся отдельные упоминания о событиях, связанных с трудностями внедрения новых сплавов в конструкции самолётов, ракет и другой техники.
Некоторые из этих упоминаний особенно интересны тем , кому ещё памятны события полувековой давности, связанные с внедрением сплава В95т в конструкцию самолёта 3М и сплава АЦМ в конструкцию ракеты Протон.
. И.Фридляндер, являвшийся одним из разработчиков высокопрочных алюминиевых сплавов В95т, В96т а также других алюминиевых сплавов., останавливается, главным образом, на своём участии в работах комиссий по разбору катастрофических разрушений в разных областях техники - в качестве представителя от металловедческой службы..
Хорошо известно, что переход к применению нового конструкционного сплава в любой конструкции может привести к неожиданностям, которые могут часто открываться не только при создании этой конструкции, но и в процессе её эксплуатации.
Это относилось и к сплаву В95Т и его американского аналога 75-SТ, созданному в конце 40-х гг.
Привлекательность этого сплава объяснялась его более высоким пределом прочности, по сравнению с пределом прочности широко применявшегося конструкционного алюминиевого сплава Д16Т.
Это превышение, достигающее 15 - 20 и даже более %, позволяет очень существенно уменьшить массу конструкции и повысить лётные характеристики самолётов, в чём всегда очень заинтересованы их создатели.
При этом известно, что при более высоких прочностных характеристиках этот сплав отличается меньшей пластичностью по сравнению со сплавом Д16Т
. По результатам испытаний элементарных образцов разница в величине предельной деформации разрушения у этих двух сплавов не является очень значительной. Но в условиях работы сплава в составе конструкции при сложном напряжённом состоянии, его недостаточная пластичность проявляется в гораздо большей степени..
.  
Одна из задач создателей новых конструкционных сплавов должна состоять в том, чтобы перед их внедрением подготовить конструкторов к правильному использованию этих сплавов.
Но обычно бывает так, что создатели новых сплавов преодолевают трудности внедрения этих сплавов вместе с конструкторами в процессе проявляющихся ошибок их применения.
В процессе разбора таких крупных ошибок обычно происходит столкновение интересов разных служб и ведомств. Поэтому истинные причины таких ошибок не всегда находят полное объяснение. Кроме того, результаты таких рассмотрений не очень публикуются и поэтому не доходят до большой массы исполнителей, часто повторяющих эти ошибки.
Поэтому интересно остановиться на отдельных примерах таких разборов, которые содержатся в воспоминаниях И.Фридляндера.
Так, случай возникновения трещины в стыковом узле крыла истребителя МиГ-25 из-за допущенной конструкторами неправильной ориентации главных напряжений по отношению к направлению волокон поковки является достаточно типичным, но по тем временам он оказался новым и для конструкторов и для материаловедов.
К сожалению, в этом примере не сообщалось не только о металлургических особенностях поковки для узла, но и о применявшейся марке сплава..
Такой же случай разрушения стыкового узла крыла имел место при статических испытаниях самолёта Ту16, о котором также не сообщается, из какого алюминиевого сплава он был изготовлен.
При рассмотрении причины катастрофических разрушений самолётов Ан10 автор сообщает, что они были связаны с развитием усталостных трещин в клёпаной конструкции крыла, останавливаясь на том, как специалисты ВИАМа обнаружили в сечениях стрингеров площадки усталостных повреждений. Но и в этом случае не сообщается, из какого сплава были изготовлены обшивка и стрингеры этой клёпаной конструкции.
. А ведь отработка усталостной прочности этой конструкции и выдача заключения о её достаточности проводилась с участием другого головного института, которому надлежало бы дать более основательное объяснение причины этих повторявшихся разрушений. .

Автор воспоминаний сообщает также об особенностях распространения трещин в клёпаных авиационных конструкциях и о теории их живучести, которая принадлежит по своему научному направлению именно тому другому головному институту. При этом он подчёркивает известное положение о том, что в конструкции такого самолёта, как Ан10, количество заклёпок, каждая из которых могла бы стать источником зарождения трещины, достигает двух - трёх миллионов.
Но в этом и заключается главная задача совместных усилий конструкторов, материаловедов, производственников и головных институтов, отвечающих за выдачу заключений, чтобы обеспечить заданный ресурс эксплуатации именно такой клёпаной конструкции самолёта.
.
Перейдём теперь к некоторым подробностям освоения сплава В95Т в конструкции дальнего стратегического бомбардировщика 3М в ОКБ Генерального конструктора В.Мясищева, о которых И.Фридляндер не упоминает, хотя имел к ним прямое отношение.
. Необходимость применения этого конструкционного сплава была связана с требованием снижения массы конструкции и повышения дальности полёта этого самолёта.
Поэтому активно развернувшиеся работы начались с экспериментальной проверки сплава при испытаниях на сжатие опытных панелей крыла самолёта.
Первые же результаты этих испытаниях показали достаточно высокие уровни критического напряжения , но при этом потеря устойчивости панелей сопровождалась очень хрупким разрушением панелей на большое число осколков, что свидетельствовало о недостаточной пластичности сплава даже при сжатии..
Такой характер разрушения вызывал большие сомнения в том, каким будет поведение сплава при работе панелей конструкции на растяжение.
На этом эпизоде И.Фридляндер в своих воспоминаниях не останавливается, хотя ему после этого пришлось активно заниматься улучшением характеристик сплава совместно со специалистами металлургического завода, поставлявшего необходимые полуфабрикаты
.
После проведения работ по отработке характеристик сплав было принято решение применить его только для верхней (сжатой) панели крыла на одном экземпляре самолёта, получившем обозначение ДМ.
Для нижней ( растянутой ) панели крыла этого самолёта был сохранён сплав Д16Т.
И всё же при создании этого крыла пришлось столкнуться с неожиданным случаем на последнем этапе окончания его производства.
Этот случай произошёл в результате лёгкого удара молотком при извлечении неточно поставленного болта рядового крепления стенки к поясу лонжерона из сплава В95т., приведшего к образованию трещины в этом поясе.
Эту трещину пришлось допустить в практически готовой конструкции крыла после засверливания её концов.
Дальнейшую эксплуатацию этого единственного экземпляра самолёта приходилось проводить под постоянным контролем конструкторов, повторявших всё это время фразу: " жизнь дала трещину ".
Но на таких «мелких» эпизодах автор воспоминаний не останавливался..
Несмотря на всё это, в том же году было принято решение начать производство крыла серийного самолёта 3М с применением сплава В95 не только для верхней, но и для нижней панели крыла, так как необходимость в облегчении конструкции оставалась очень острой.
Для обоснования этого решения были проведены необходимые экспериментальные и конструкторские проработки, обеспечившие, в дальнейшем, достаточный уровень статической прочности, а также достаточно длительный ресурс эксплуатации самолётов 3М.
Правда не обошлось при этом тем, что при статических испытаниях это крыло разрушилось при 87% расчётной нагрузки из-за мелкой ошибки неудачно выполненного крепления крышки лючка заправочной горловины на нижней (растянутой) панели крыла, Эту ошибку, приведшую к местной концентрации напряжений, удалось лёгко исправить, и прочность крыла была признана достаточной.
Странно при этом, что автор воспоминаний считает первым внедрением сплава В95т в конструкции самолёта О.Антонова.

Упоминание И.Фридляндера о причине катастрофы самолёта Ту144 представляло бы для широкого круга конструкторов гораздо больший интерес, если бы оно было описано более подробно.
Но даже сообщение о том, что в конструкции крыла была применена монолитная панель, изготовленная фрезерованием из толстой плиты длиной в 15 метров, представляет особый интерес. В этом случае также не сообщается, из какого сплава была изготовлена эта плита.
Эта подробность интересна также тем, что конструкторы ОКБ Туполева решились на применение таких монолитных панелей, не отличающихся, как известно, свойством «живучести», возможно потому, что хотели осуществить герметичные внутренние объёмы крыла Для такой же цели были применены толстые плиты в корневой части крыла на модификации тяжёлого бомбардировщика В52Е в 1958 году. ..
При этом уместно напомнить, что заливные ( герметичные) объёмы не только крыла, но и фюзеляжа, были реализованы гораздо раньше в широких масштабах ещё в 1957 году на тяжёлом сверхзвуковом стратегическом бомбардировщике М50 Генерального конструктора В.М.Мясищева.
Создание такой конструкции оказалось возможным, благодаря широкому применению в ней прессованных ребристых панелей. Способ получения и применения таких панелей были впервые предложены в 1953 году именно в этом ОКБ, после чего этого началось их промышленное производство в конце 1955г. и широкое применение не только в авиационной, но и в ракетной технике.
Так что И.Фридляндер опять ошибается, неверно приписывая конструкторам ОКБ О.Антонова первенство в создании конструкций из прессованных панелей.
Интересно при этом отметить, что монолитные панели (фрезерованные и прессованные) перестали впоследствии находить применение в конструкциях пассажирских воздушных лайнеров после того, как в 60- е гг. в конструкции крыла из прессованных панелей американского самолёта Локхид Электра стали развиваться усталостные трещины. В результате этого случая возникла и стала широко распространяться теория о том, что клёпаные авиационные конструкции лучше сопротивляются распространению усталостных трещин и обладают в этом смысле большей живучестью.
Эта теория продолжает своё существование до настоящего времени и с её помощью обосновывается применение клёпаных конструкций современных пассажирских и грузовых лайнеров, несмотря на то, что обеспечение достаточного ресурса их эксплуатации связано с необходимостью проведения больших объёмов работ в процессе их эксплуатации...
И всё же конструкции из монолитных и, в частности, прессованных панелей не перестают привлекать внимание разработчиков и исследователей до настоящего времени..

Интерес представляет также описанный в воспоминаниях И.Фридляндера случай разрушения центрифуг в атомной технике.
Эти центрифуги были выполнены из более высокопрочного и, значит, более "капризного" сплава В96. Почему было принято решение применить этот сплав в такой мало нагруженной конструкции остаётся не понятным
Основные условия работы этих центрифуг сводились к высокочастотному циклическому нагружению при их вращении со скоростью 160000 оборотов в минуту. При этом разрушение крышек этих центрифуг было объяснено неправильно выбранным направлением волокон металла..

К сожалению, все подобные случаи далеко не всегда подробно описываются и изучаются, хотя каждый из них позволяет извлечь очень полезный опыт.
.
Наконец, наиболее близкий нам случай, упоминающийся в этих Воспоминаниях, связан с нашими работами по освоению нового высокопрочного свариваемого алюминиевого сплава АЦМ, предназначавшегося к применению в конструкции несущих баков ракетоносителя " Протон ".
Этот термически упрочняемый сплав, разработанный в ЦНИИМВ ракетостроительной отрасли, показался более привлекательным по сравнению с применявшимся сплавом АМг6, разработанным в ВИАМ, благодаря его значительно более высоким механическим характеристикам.
По результатам испытаний элементарных образцов и образцов со сварными соединениями этот сплав превосходил по величинам пределов прочности и текучести сплав АМг6Н не менее, чем на 20%, а по величине предельной деформации разрушения не на много уступал ему..
Его конструктивная прочность успешно проверялась при испытаниях стандартных моделей баков диаметром 385мм. при статическом и длительном нагружении..
Это позволило приступить к созданию экспериментальных баков в масштабе 1:2 по сравнению с диаметром баков ракеты Протон. При этих испытаниях не было выявлено существенных отклонений от ожидавшейся прочности этих баков.
Неожиданности стали возникать после изготовления первого экспериментального натурного бака ракеты Протон диаметром 4100мм.
При заливке его водой перед проведением статических испытаний возникла течь от образовавшейся сквозной трещины большой протяжённости в кольцевом сварном шве соединения обечайки с днищевым шпангоутом.
Во втором экземпляре такого бака стали обнаруживаться трещины в кольцевых швах ещё до поставки его на испытания.
После этих случаев было принято решение увеличить утолщения свариваемых краёв обечайки и шпангоутов не в 1.5 раза, как на баках из АМг6, а в 2.0 раза..
Но эта мера не привела к успеху. Образование трещин в этих швах продолжало происходить.
По настоянию Зам. Ген., конструктора В.Бугайского были приглашены для консультации специалисты ЦАГИ А.Макаревский и Н.Рудых. Они выразили мнение, что виной всему является сложное объёмное напряжённое состояние в кольцевых швах сопряжений обечаек с днищами, хотя к этому времени стали обнаруживаться трещины и в рядовых кольцевых швах.
Для более обстоятельного исследования нами были созданы модели баков диаметром 400мм, отличавшихся от моделей диметром 385мм. тем, что сопряжения их днищ с обечайкой выполнялось через шпангоуты с заведомым завышением условий нагружения днищевых сварных швов от краевых эффектов в местах этих сопряжений.
Эти особенности не воспроизводились ранее при испытаниях моделей баков диаметром 385мм., который, кстати, точно соответствует 15 дюймам и свидетельствовали об американском происхождении таких моделей баков с торосферическими днищами...
В процессе производства и испытаний наших моделей самопроизвольное развитию трещин не было отмечено.
В этой обстановке создатели сплава АЦМ настаивали на том, что создаваемые конструкции баков недостаточно удовлетворительно проработаны.
Генеральный конструктор В. Челомей не прекращал настаивать на продолжении работ по отработке конструкции из этого нового сплава.
Его заместитель В.Бугайский предложил применить усиление обечайки бандажными кольцами, но и эта мера не привела к успеху
В процессе дальнейших обсуждений проблемы с металлургами было принято решение производить предварительное объёмное обжатие поковок, предназначенных для прокатки листового материала и для шпангоутов. Эта мера должна была привести к получению более равномерной структуры металла.
При испытаниях бака, изготовленного из полуфабрикатов по этой технологии, решил присутствовать сам Ген. Конструктор.
Но и эти испытания не принесли успеха, после чего он выразил своё недовольство одному из своих заместителей Я.Нодельману, повторяя ему те жесты, с которыми тот убеждал его в эффективности проведения обжатия поковок в трёх взаимно перпендикулярных направлениях..
В результате всех этих усилий пришлось отказаться от применения сплава АЦМ в конструкции баков ракеты Протон и вернуться к использованию менее прочного сплава АМг6, применяющегося для этих баков до настоящего времени.
И.Фридляндер, наблюдавший все эти события со стороны при его посещениях ЗИХа, пишет, что он открыл глаза В.Челомею, сообщив ему о том, как трещит сплав АЦМ. Но Челомей уже был об этом достаточно давно информирован.
Кроме того, он пишет, что в процессе этих работ было изготовлено много баков из АЦМ для ракет УР-100, но это не соответствует действительности, потому что все работы с этим сплавом носили экспериментальный характер и проводились на баках применительно к ракете УР-500 (Протон).
Правда, усилия и затраты на проведение всех этих работ были достаточно значительными..

В процессе проведения всех этих работ нам стало ясно, что характеристики сплава АЦМ по ползучести и релаксации недостаточны для того, чтобы снять влияние остаточных напряжений в массивных сечениях сварных соединений.
Изучение этих особенностей поведения таких сплавов требовало постановки специальных исследований, которые уже не могли быть поставлены в промышленных условиях к концу всех этих событий.
Интересно, что сплав АМг6 теряет свои преимущества в конструкциях баков с криогенными компонентами топлива и поэтому приходится всё же переходить к другим алюминиевым свариваемым сплавам.
Такой переход, как показывает опыт работ со сплавом АЦМ, может приносить свои неожиданности. При этом важно, чтобы такие неожиданности были обнаружены на этапе экспериментальной отработки, а не в процессе эксплуатации.

Это обращение к тем достаточно давним событиям может оказаться полезным опытом для тех, кто приступает к освоению новых конструкционных материалов в отработанных конструкциях , а также при создании новых конструкций.
С подобными ситуациями сталкивались многие разработчики на протяжении многих лет, но, к сожалению, опыт проведения таких работ часто остаётся утраченным.
И в этом смысле воспоминания И. Фридляндера сыграли определённую полезную роль тем, что они напомнили о ряде таких событий.

Настоящая работа публикуется нами гораздо позже её написания в 2005г., в связи с созданием Сборника памяти М. Рыжиха, возглавлявшего завод имени М.Хруничева (ЗИХ) в годы описанных событий и приложившего тогда много усилий для обеспечения высокого качества производства этих конструкций.

КАЦ И.Л 18.05.10г.

- г-н Бахвалов походу не совсем в курсе ... или совсем не в курсе.
Впрочем "Хруники, это хруники." (С) Старый
Вот как оно бывает, если рвануть как советует Дмитрий В. за новыми, но не апробированными технологиями  

[Вернер П.]

Старый написал:
 Если выжимать и вылизывать приходится уже на этапе эскизного проектирования то дела не будет.

Более того, на этапе эскиза всех оптимистов, пытающихся сразу "вскарабкаться на небеса", надо ловить на ноги и опускать на землю.
Элементарный анализ показывает, что начинать надо с пессимистических оценок.
В этом случае почти гарантировано получится как минимум то что задумано, а прибавки будут бонусом.
Заложенные же изначально оптимистические оценки также почти гарантированно приводят или к провалу или к совершенно не нужным техническим компромиссам

[Старый]

Плейшнер написал:
 

Старый написал:
 Если выжимать и вылизывать приходится уже на этапе эскизного проектирования то дела не будет.

Более того, на этапе эскиза всех оптимистов, пытающихся сразу "вскарабкаться на небеса", надо ловить на ноги и опускать на землю.
Элементарный анализ показывает, что начинать надо с пессимистических оценок.
В этом случае почти гарантировано получится как минимум то что задумано, а прибавки будут бонусом.
Заложенные же изначально оптимистические оценки также почти гарантированно приводят или к провалу или к совершенно не нужным техническим компромиссам

Да. Это золотое правило. Весь мир так и делает. Причём рассчётная ПН должна быть как минимум на четверть больше чем та которую реально планируют запускать. 
Сама РН должна делаться на основе непредельных параметров чтобы в случае необходимости оставался резерв для модернизации. 

У нас же всё делают с точностью до наоборот, причём не только с Ангарой но и с Союзом. 

[Bell]

По-моему надо заводить тему "Союз-6 без Старого"...

[Seerndv]

Bell написал:
По-моему надо заводить тему "Союз-6 без Старого"...

- Не-е-е-е-е-е-е-е-т!!!    

[Старый]

Bell написал:
По-моему надо заводить тему "Союз-6 без Старого"...

Союза-6 без Старого нет.   

[Дмитрий В.]

Старый написал:
 

Bell написал:
По-моему надо заводить тему "Союз-6 без Старого"...

Союза-6 без Старого нет.    

Союза-6 нет со Старым.

[Старый]

Дмитрий В. написал:
 

Старый написал:
 

Bell  написал:
По-моему надо заводить тему "Союз-6 без Старого"...

Союза-6 без Старого нет.    

Союза-6 нет со Старым.

Союза-6 нет ни с кем. 

[Дмитрий В.]

Seerndv написал:

Вот как оно бывает, если рвануть как советует Дмитрий В. за новыми, но не апробированными технологиями  

Милейший, Вы пошли неверным путём Старого, который в последнее время любит приписывать оппонентам то, что они не говорили. Извольте процитировать, где я советовал "рвануть ... за новыми, но не апробированными технологиями". Если не найдёте, прошу забрать Ваши слова обратно. :evil:

[Старый]

Союз-6 существует в качестве антипримера как не надо делать ракеты. 

[Дмитрий В.]

Старый написал:
Союз-6 существует в качестве антипримера как не надо делать ракеты.  

А как надо?