Действительно ли элементы повышения устойчивости увеличивают массу конструкции до 2х раз?

[blik]

В 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?

[Мистер Сидр]

Метилу выпил, вафлей закусил

[Мистер Сидр]

например, 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

[Шлангенциркуль]

Стрингеры так же держат вертикальную нагрузку, так что в два раза тяжелее получается только у совсем криворуких конструкторов.

[blik]

Стрингеры 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.

[Шлангенциркуль]

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.

[nonconvex]

В 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!

[Alex-DX]

Вот , правильные баки.

[Дмитрий В.]

Вот , правильные баки.

Некоторые даже вафельные!

[Дмитрий В.]

В 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.

[Дмитрий В.]

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.

[Буцетам]

Соответственно, 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)

[Alex-DX]

Некоторые даже вафельные!

Оптимальные.
А в основном сферические крышки. 

[Alex-DX]

Для сравнения.

[blik]

Соответственно, 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

[Дмитрий В.]

Соответственно, 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).

[vlad7308]

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.

Для ф4м и избыточного давления в 1атм сила, создаваемая наддувом - около 125тс. 4атм - 500тс.
Для ф9м - около 630тс и 2500тс.

А бакам, полностью работающим в режиме растяжения, элементы жесткости обычно вообще не нужны.

Шпангоуты могут быть нужны, чтобы держать сам наддув.

[Буцетам]

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

Диаметр какой? С ростом диаметра ситуация не поменяется на обратную?

[blik]

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

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.

[Streamflow]

При 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.