Метановый не_Зенит - альтернатива Союз-5

[Seerndv]

Raul написал:
Если что-то создается для нужд ВТА, то не стоит быть таким пессимистичным. Конечно, дело небыстрое, но адекватное финансирование будет.

- ага, в условиях тотального карантина при наступающих коронавирусе и мировом кризисе.

[Дмитрий В.]

Seerndv написал:
 

Raul написал:
Если что-то создается для нужд ВТА, то не стоит быть таким пессимистичным. Конечно, дело небыстрое, но адекватное финансирование будет.

- ага, в условиях тотального карантина при наступающих коронавирусе и мировом кризисе.

тотальный карантин, кстати, не объявлен.

[Seerndv]

Самое прагматичное решение - это :

















- это предлагал гл. ув. г-н Дмитрий В., это  предлагал Авиационный комплекс им. Ильюшина, в конце концов это предлагали даже хруники! 

[Neru]

ZOOR написал:
 Разменять небольшой выигрыш метана по УИ на снижение стоимости изготовления баков. Вместо вафли гладкая стенка, усиленная наружными стрингерами (слизано у Михальчука)

Не совсем по теме метановой РН, но вопрос имею давно.
Насколько понимаю - основная "затратная" часть вафли - длительная точная фрезеровка.
Мне не понятно, почему основную часть работ, при создании "вафли", не выполняют при отливке листа заготовки из алюминия? Отливку изначально делать под необходимый внешний диаметр и с "черновой" вафлей. А на заводе, где делаются баки, выполнялась бы чистовая фрезеровка...
Почему так не делают - для меня загадка. Отходов - минимум, трудоемкость - меньше. Закрадывается подозрение, что более дешевое - менее выгодно.

[Seerndv]

Простите, а вы какой ВУЗ заканчивали? 

[Neru]

Seerndv, если это ко мне, то автоматизация в хим. промышленности...

Спойлер

учили по спец. заказу (направлению) от предприятия, которое к концу обучения (1995) прекратило работать. По специальности ни дня не работал.

[свернуть]

Обработку металлов в масштабе "более токарного станка" глазами ни разу не видел, поэтому мой вопрос может быть "глупым".

[Seerndv]

Тогда попросите местных "гуру"  просветить на этот счёт.
А я могу только кратенько - все дело в прочности и размерах.

[Дмитрий В.]

Neru написал:
 

ZOOR написал:
 Разменять небольшой выигрыш метана по УИ на снижение стоимости изготовления баков. Вместо вафли гладкая стенка, усиленная наружными стрингерами (слизано у Михальчука)

Не совсем по теме метановой РН, но вопрос имею давно.
Насколько понимаю - основная "затратная" часть вафли - длительная точная фрезеровка.
Мне не понятно, почему основную часть работ, при создании "вафли", не выполняют при отливке листа заготовки из алюминия? Отливку изначально делать под необходимый внешний диаметр и с "черновой" вафлей. А на заводе, где делаются баки, выполнялась бы чистовая фрезеровка...
Почему так не делают - для меня загадка. Отходов - минимум, трудоемкость - меньше. Закрадывается подозрение, что более дешевое - менее выгодно.

Начнём с того, что литейные сплавы не обладают требуемыми механическими и технологическими свойствами (в т.ч. пластичность и свариваемость) для применения в крупных РН.А в мелких РН вафля и не нужна.

[Serge V Iz]

не понятно, почему основную часть работ, при создании "вафли", не выполняют при отливке листа заготовки из алюминия? Отливку изначально делать под необходимый внешний диаметр и с "черновой" вафлей. А на заводе, где делаются баки, выполнялась бы чистовая фрезеровка...
Почему так не делают

Выборка основной части материала может делаться грубо, толстым инструментом и с быстрой подачей. Для материалов типа алюминиевых сплавов инструмент для высокоскоростной обработки - не проблема.

Вот тут финальный проход по времени в несколько раз дольше был, чем выгрызть основной объем коробки:

[Seerndv]

Дмитрий В. написал:
А в мелких РН вафля и не нужна.
               
                  

- а с КА как быть? 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ОБЕЧАЙКИ С ВАФЕЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ

Автор: 
А. М. Зайцев, к. т. н., главный конструктор — начальник отдела ЗАО «ЗЭМ» РКК «Энергия»; С. Ю. Шачнев, к. т. н., первый заместитель генерального директора — технический директор ЗАО «ЗЭМ» РКК «Энергия»

Обечайки с вафельной конструкцией (ВКО) являются достаточно распространенным конструктивным решением в изделиях авиакосмической отрасли, позволяющим сохранить прочность на достаточном уровне при существенном снижении веса обечайки в сравнении с цельной плитой. Такой конструктив широко применялся при проектировании топливных баков, отсеков ракет, корпусных деталей космических кораблей и крыльев самолетов. В большинстве случаев материалом обечаек являлись различные алюминиевые сплавы, применялись и различные методы изготовления таких обечаек в зависимости от требований по точности, в том числе штамповка, химическое фрезерование, механическая обработка [1].
Вафельная конструкция обечайки корпуса корабля нового поколения — это тонкостенное полотно, изготовленное из высокопрочного алюминиевого сплава с продольными, поперечными или диагональными ребрами, образующимися при пересечении ячейки и выполненными с полотном как единое целое [2]. Один из вариантов такой обечайки представляет собой несколько сегментов плит конической формы толщиной 19 мм, сваренных между собой, в которых располагаются карманы размером 100×100 мм и глубиной 17 мм. Толщина стенки между карманами при этом 3±0,2 мм, толщина дна соответственно 2±0,2 мм (рис. 1). Шероховатость поверхностей задана на уровне Ra 3,2 мкм. Радиус скругления в углах составляет 10 мм, радиус скругления по дну — 2 мм. Обечайка с такими точностными характеристиками может быть получена методом механической обработки.





Рис. 1. Предполагаемые геометрические параметры обечайки с вафельной конструкцией космического корабля нового поколения


Предполагаемый материал обечайки корпуса — алюминий-скандиевый сплав 01570С обладает более высокой прочностью, чем АМг6 (предел прочности 383 против 300 МПа) [3], усилия резания при механической обработке выше на 13%. Несмотря на это, материал имеет хорошую обрабатываемость, особых проблем с обработкой в целом не возникает.
Однако, как показало нагружение обечаек с вафельной конструкцией и расчет деформаций, ограничения могут возникнуть при получении ее тонкостенных элементов с заданной точностью, когда силы, возникающие при фрезерной обработке, становятся эквивалентны силам, способным вызвать деформации тонкостенных элементов.





Рис. 2. Геометрические параметры ВКО
Технологичность обечайки с вафельной конструкцией предлагается оценивать коэффициентами (рис. 2) в соответствии с их значениями (табл. 1), представляющими собой отношения геометрических параметров (1); (2):
                            Кр = Нр / Sр,                                     (1)
где Кр — коэффициент ребра; Нр — высота ребра;
Sр — толщина ребра;
                           Кд = Lд / Sд,                                      (2)
где Кд — коэффициент дна; Lд — минимальная длина кармана; Sд — толщина дна.





Рис. 3. Расчет деформаций методом конечных элементов

Таблица 1. Значения коэффициентов Кр и Кд[TH]Технологичность / Коэффициент

[/TH][TH]Технологична
(конструктивные размеры не влияют на получение ее параметров)[/TH][TH]Ограниченно технологична
(имеются ограничения по режимам обработки)[/TH][TH]Нетехнологична
(изготовление с заданными параметрами представляет высокую сложность)[/TH]

Кр	< 15	15–30	> 30
Кд	< 40	40–60	> 60

Величина коэффициентов Кр и Kд в зависимости от технологичности ВКО представлена в таблице 1. Данные результаты получены на основе результатов нагружения и расчета методом конечных элементов 12 вафельных обечаек (рис. 3) силами, действующими в процессе резания.
Для указанных выше параметров предполагаемой вафельной конструкции обечайки корпуса космического корабля нового поколения:
коэффициент ребра:       Кр = Нр / Sр = 17 / 3 = 5,67
коэффициент дна:           Кд = Lд / Sд = 100 / 2 = 50.
Алгоритм исследования технологичности при изготовлении изделий с вафельной конструкцией обечайки представлен на рис. 4.





Рис. 4. Алгоритм исследования технологичности при изготовлении изделий с вафельной конструкцией обечайки


 


По результатам расчета принимается решение:
— обечайка с вафельной конструкцией технологична при производстве;
— обечайка с вафельной конструкцией технологична, но для производства с целью минимизации трудоемкости при отладке требуется проведение расчетно-аналитических работ по определению стратегий и режимов обработки [4];
— обечайка с вафельной конструкцией нетехнологична, существует большая сложность при механической обработке для получения заданных параметров конструкции, по возможности требуется пересмотр конструкции.
Таким образом, полученные диапазоны коэффициентов Кр и Kд (табл. 1) позволяют определить технологичность обечайки с вафельной конструкцией при ее изготовлении методом механической обработки, что особенно актуально при проектировании ответственных изделий.


Литература
1. Юрцев Е. С. Высокоскоростная обработка «вафельных» обечаек из алюминиевых сплавов // Технология машиностроения. 2012. № 9. С. 5–8.
2. ГОСТ 22350–91. Корпус ракеты на жидком топливе. Термины и определения. — Введ. 15.05.91. — М.: Госстандарт Союза ССР: Изд-во стандартов, 1991.
3. Грубый С. В., Зайцев А. М. Оптимизация режимных параметров фрезерования карманов в корпусных деталях из алюминиевых сплавов // Наука и образование. Электронное научно-техническое издание. 2015. № 7. С. 44–65.
4. Зайцев А. М. Разработка направлений повышения эффективности технологической подготовки производства деталей и узлов ракетно-космической техники: Дис. ... канд. техн. наук: 625.90.025 / Зайцев Алексей Михайлович; Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана. — М., 2016. — 169 с.



                                   

- и вообще гл. ув. тов. Salo тему заводил:
Вафельные конструкции в РКТ
https://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/messages/forum13/topic15879/message1626541/#message1626541

[pragmatik]

Дмитрий В. написал:
 

Neru написал:
 

ZOOR  написал:
 Разменять небольшой выигрыш метана по УИ на снижение стоимости изготовления баков. Вместо вафли гладкая стенка, усиленная наружными стрингерами (слизано у Михальчука)

Не совсем по теме метановой РН, но вопрос имею давно.
Насколько понимаю - основная "затратная" часть вафли - длительная точная фрезеровка.
Мне не понятно, почему основную часть работ, при создании "вафли", не выполняют при отливке листа заготовки из алюминия? Отливку изначально делать под необходимый внешний диаметр и с "черновой" вафлей. А на заводе, где делаются баки, выполнялась бы чистовая фрезеровка...
Почему так не делают - для меня загадка. Отходов - минимум, трудоемкость - меньше. Закрадывается подозрение, что более дешевое - менее выгодно.

Начнём с того, что литейные сплавы не обладают требуемыми механическими и технологическими свойствами (в т.ч. пластичность и свариваемость) для применения в крупных РН.А в мелких РН вафля и не нужна.

ну в процессе прокатки листа, можно было бы создавать черновые вафли. Там конечно проблема есть, так как прокатка не разовая операция, и ячейка в ячейку при повторной прокатке наверняка  тяжело попасть,

[Alex_II]

Seerndv написал:
- ага, в условиях тотального карантина при наступающих коронавирусе и мировом кризисе.

Ну, рублей-то мы можем нарисовать неограниченно, было уже... Вопрос только в том. как скоро при таком подходе за рубли станут бить морду а не работать...

[Alex_II]

Дмитрий В. написал:
тотальный карантин, кстати, не объявлен.

Исключительно из экономии скомунизженных у населения под видом налогов денег... Надо было хоть Москву наглухо закрыть чтоб не расползалось по стране от них...

[Neru]

Alex_II написал:
Ну, рублей-то мы можем нарисовать неограниченно, было уже...

В том то и загвоздка, что ЦБ не имеет права рисовать рубли. Рубль - это доллар, помноженный на курс обмена. Нет долларов - нет и рублей. И никак иначе.
Если попытаться не то что изменить эти правила, а хоть подумать об их изменении - выкинут из долларовой зоны. На таких условиях Россия вошла в долларовую зону, с потерей суверенной эмиссии денег.

[Raul]

Вафля - это хорошо. Но где вафля - там и стружка. Ужасная вещь. Сделать баки многоразовой первой ступени из композита слишком современно будет? А одноразовую вторую ступень (как и предлагается) - с гладкой стенкой.

[Raul]

Neru написал:
Рубль - это доллар, помноженный на курс обмена. Нет долларов - нет и рублей. И никак иначе. Если попытаться не то что изменить эти правила, а хоть подумать об их изменении - выкинут из долларовой зоны. На таких условиях Россия вошла в долларовую зону, с потерей суверенной эмиссии денег.

Ужас. Даже подумать нельзя.   

Можно (и подумать, и сделать). Но наши банкиры как огня боятся гиперинфляции, потому что напечатанные рубли будут менять за доллары и вывозить за границу. Поэтому страну сознательно держат на голодном денежном пайке.

Т.е. дело не в условиях долларовой зоны, а в отсутствии "железного занавеса" для ушлых в финансовом отношении сограждан.

[Serge V Iz]

Стружка от относительно пластичных сплавов,типа алюминиевых, не особо страшна. Она крупная и красивая. Со хрупкой да еще и, иногда, магнитной стальной стружкой, а также с пылью от композитов все хуже. )

[pragmatik]

мелкую стружку при очистке ещё химия должна растворять.

[Neru]

Кроме проката и мех. обработки ещё есть кованные изделия. Но не слышал об применении кованных алюминиевых деталей в производстве РН.

[Плейшнер]

pragmatik написал:
мелкую стружку при очистке ещё химия должна растворять.

А может просто движки делать такие, чтобы не надо было растворять химией мелкую стружку?

пс В баках самолетов химией ничего не растворяют. Пропылесосили и достаточно