Starship/Super Heavy (ehemals BFR/ITS/MCT)

Was macht man gerade mit dem großen neuen Kran in Boca Chica? Wird man für eine Präsentation mit Elon Musk das komplette BFR zusammensetzen? Eventuell die erste Super Heavy die im High Bay zusammengesetzt wird und die SN9? Was denkt ihr? Man wird doch doch nicht an der Stelle des Krans ein neues Pad bauen - oder?

Nicht unbedingt.
Kommt drauf an wieviel Treibstoff sie mitnehmen und mit wievielen Raptoren sie fliegen.

Ich seh es schon kommen "Das mit dem Belly Flop schenken wir uns. Kann nur Ärger bringen. Wir bauen SH gleich als Flugzeug, was das Starship auf Höhe bringt." 

Nicht unbedingt.
Kommt drauf an wieviel Treibstoff sie mitnehmen und mit wievielen Raptoren sie fliegen.

Wie könnte so ein Flug dann alternativ aussehen? So wie der 150m Hop nur mit 15km. Daran glaub ich nicht. Dann bräuchte man auch keine Canards. Nach allem was wir wissen, werde drei Raptoren eingesetzt. Will man die Steuerflächen testen, muss das Schiff in horizontale Lage gebraucht werden. Will man (kontrolliert) landen, muss es wieder aufgerichtet werden. Sicherlich wird man das Aufrichten nicht im allerletzten Moment machen, aber machen muss man es.

Um die Steuerflächen zu testen mußt du das Schiff nicht unbedingt bis in die horizontale (belly-flop) Lage bringen und ich würde es beim ersten Flug auch nicht versuchen.
Es ist noch nicht einmal nötig die senkrechte Stellung zu verlassen!
Durch sinnvolle Veränderung des Anstellwinkels der hinteren (flaps) und vorderen (canards) *Flügel* kann die Drehung um die Längsachse (roll) verändert werden.
Eine, vorübergehende/zwischenzeitliche, 'sky-dive'-Fluglage, bzw. leichte Schräglage, ist auch durchführbar. Diesen Anstellwinkel könnte man dann schrittweise von Flug zu Flug soweit verändern/*erhöhen* bis eine horizontale Lage erreicht ist.
Um diese, dann doch schon extreme, Fluglagen einzunehmen, würde ich aber schon in deutlich grössere Höhen hinauffliegen!
"Höhe ist Sicherheit"
Wie mir mein erster Fallschimspringer-Ausbilder immer einbleute!

Meine Güte, ihr macht das alles noch spannender als es sowieso ist. Durch die vielen beschriebenen, möglichen Szenarien wie nun ein Flug mit den aerodynamischen Flächen aussehen würde, wirkt alles nicht mehr so diffus. Um so schlimmer, man kanns kaum erwarten...grrrrr...

Elon über den unteren Bereich des SH Boosters:

Die Schiffsringe sind dicker als sie sein müssen (vorerst), daher funktioniert die gleiche Dicke für Booster und Schiff für Reifenspannung. Der untere Tank des Boosters hat Längsversteifungen, um ein Knicken zu verhindern.

https://twitter.com/elonmusk/status/1311879083379224577

&feature=youtu.be

Schiffsringe und Reifenspannung? Besteht die Möglichkeit, dass das Übersetzungsfehler sind?


Wenn man statt "Schiff" das Wort "Rakete" verwendet, wird es richtiger in der Übersetzung.
Wenn man statt "Schiffsringe" das Wort "Raketensegmente/-ringe" verwendet, wird es richtiger.
Wenn man statt "Reifenspannung" das Wort "Flugbelastung" oder "Flugstress" verwendet, wird es richtiger.

Was EM im Grunde sagt:
- der Booster durchgehend 4 mm dicke Ringe bekommt. Im unteren Bereich wird mit Stringer (Hutschienen) verstärk um Knicken zu verhindern.
- Das Starship mit 4mm dicken Ringen momentan überdimensioniert ist. In Zukunft soll die Wandstärke sinken.

Genau so ist es.

In 3 Wochen Präsentation von SS/SH V1.0 die so, weitgehend unverändert, fliegen wird.

Meine Güte, ihr macht das alles noch spannender als es sowieso ist. Durch die vielen beschriebenen, möglichen Szenarien wie nun ein Flug mit den aerodynamischen Flächen aussehen würde, wirkt alles nicht mehr so diffus. Um so schlimmer, man kanns kaum erwarten...grrrrr...

Ja, geht mir genauso 
Aber wir werden uns wohl noch einige Monate gedulden müssen. 

Schiffsringe und Reifenspannung? Besteht die Möglichkeit, dass das Übersetzungsfehler sind?

Das original ist "hoop stress"

Laut dict.cc

Übersetzungsmöglichkeiten hoop:

Reifen {m}    
Korb {m}    
Band {n} [Fassband]    
Fassreifen {m}    
Federstahlbügel {m} [Rad]    
Tor {n} [Krocket]    
Bandeisen
Hula-Hopp-Reifen

Also, wahrscheinlich ist die Matierialspannung in den Stahlringen gemeint...

Edit: Achso: "Schiffsringe" - im original steht "ship rings" - keine Ahnung wie man das anders übersetzen soll, auch wenns komisch klingt.

Und was ist, wenn er sich nur vertippt hat und es soll hop-stress heißen?.
Dann würde es auf einmal wieder Sinn machen!

Und was ist, wenn er sich nur vertippt hat und es soll hop-stress heißen?.
Dann würde es auf einmal wieder Sinn machen!

Also der staatlich geprüfte RF.Net Übersetzer hat dazu folgende Einträge:

Hoop stress: Spannung in den Ringen

Hop Stress: hatten SN5 & 6   [/b]

Hoop stress ist die Spannung durch den Innendruck. Der muß durch die Wandstärke aufgefangen werden.

Und was ist, wenn er sich nur vertippt hat und es soll hop-stress heißen?.
Dann würde es auf einmal wieder Sinn machen!

Daran hatte ich auch schon gedacht. Ich hab das extra nicht nach der GoogleTranslate Übersetzung versucht zu interpretieren.

Aber ohne Stringer kommen sie sicher nicht so schnell aus in der SH.

Soweit ich das verstanden habe, bezieht EM sich mit dem "hoop stress" ausschließlich auf das Starship und nicht auf SH !

Aber ohne Stringer kommen sie sicher nicht so schnell aus in der SH.

Ich denke man braucht Stringer im Booster damit das Ding im drucklosen Zustand in der Lage ist das Leergewicht mit der Nutzlast zu tragen. Würde man das nicht machen müsste man die Tanks ständig unter einem leichten Überdruck halten, so was hat man in der Vergangenheit auch bei andern Raketen gemacht, für die Missionverläufe die mit der BFR gemacht werden sollen eher unpraktisch.

Soweit ich das verstanden habe, bezieht EM sich mit dem "hoop stress" ausschließlich auf das Starship und nicht auf SH !

Nein, bezieht sich auf auf beide. Die Umformulierung des Tweetinhalts von Steppenwolf ist aus meiner Sicht 100% korrekt.

Was EM im Grunde sagt:
- der Booster durchgehend 4 mm dicke Ringe bekommt. Im unteren Bereich wird mit Stringer (Hutschienen) verstärk um Knicken zu verhindern.
- Das Starship mit 4mm dicken Ringen momentan überdimensioniert ist. In Zukunft soll die Wandstärke sinken.

Wenn 4mm überdimensioniert ist, aber 8,5 Bar Manreated benötigt wird, so ist es klar das der Berstversuch von der SN7.1 zwar genug für den Personentransport gebracht hat, aber wohl noch deutlich unter den Erwartungen liegt.

Wenn 4mm überdimensioniert ist, aber 8,5 Bar Manreated benötigt wird, so ist es klar das der Berstversuch von der SN7.1 zwar genug für den Personentransport gebracht hat, aber wohl noch deutlich unter den Erwartungen liegt.

Da muß ich natürlich wieder mit meiner blöden Kehlnaht zwischen "Deckeln" und "Mantel" kommen

Hier ist die neueste Version dieser Problemstelle, die sich m.M.n. schon Mehrfach (mal oben, mal unten) als die schwächste Stelle erwiesen hat:

 

Das Bild stammt natürlich wie so oft von der fabelhaften Mary / BocaChicaGal, in diesem Fall konkret aus diesem Bericht:  https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=51332.msg2138577#msg2138577

Man kann sehen, daß sie jetzt (SN11) keinen zylindrischen Abschluß der "Klöpperbodens" mehr haben, sondern einen wellenförmigen. Das verbessert wohl durch die größere Länge der Schweißnaht deren summarische Tragkraft. Kann sein, daß es hilft. Es bleibt aber dabei, daß eine Kehlnaht bei einem 4mm Deckelmaterial auch wenn sie optimal gelingt vielleicht mit nur 3mm tatsächlich trägt. (Ich bin jetzt zu faul zum rechnen, dafür gibt es hier ja genug Spezialisten )

Man kann natürlich auch allerlei "Pflaster drüberpappen", aber gerade wenn darunter eine Stufe ist, ist es schwer zu erreichen, daß die Verstärkung auch schon zu 100% trägt, wenn die Hauptschweißnaht schon dabei ist aufzugeben. (Ein "Pflaster" bewegt sich zwangsläufig immer "auf Umwegen" und so gibt es dort immer eine Elastizität, die es bei der Hauptschweißnaht nicht gibt.)

Und weil ja immer die schwächste Stelle für die Festigkeit des Ganzen ausschlaggebend ist, behaupte ich mal frech, daß die Tanks praktisch jetzt schon nur ca. 3mm Wandstärke haben.

PS: Es freut mich aufrichtig, daß Elon meinen Vorschlag den unteren Tank der SH mit Längsrippen zu verstärken akzeptiert hat. 

Nur haben diese Längsrippen nichts mit dieser Belastung zu tun.
Die Frage ist nun wie löst man dieses doofe Problem?

Edit: Achso: "Schiffsringe" - im original steht "ship rings" - keine Ahnung wie man das anders übersetzen soll, auch wenns komisch klingt.

Wie wäre es mit Raumschiffsringe?

Nur haben diese Längsrippen nichts mit dieser Belastung zu tun.
Die Frage ist nun wie löst man dieses doofe Problem?

Ich sage doch nirgends, daß die Rippen der SH etwas mit dem Innendruck und der Kehlnaht vom Starship zu tun haben. Ich wollte Dich doch nur unauffälig an unsere SH Wanddicken Diskussion erinnern Natürlich geht es hier um die Knickfestigkeit, eine andere Baustelle. 

Lösung - vielleicht klappt es ja mit dieser Wellenform. Ich habe von dieser Lösung vor Ewigkeiten in der Schule zwar nichts gehört, aber das bedeutet nicht viel

Die Standardlösung wäre wie bei allen Druckbehältern die Klöpperboden auf die Zylindrischen Teile aufzusetzen und durchzuschweißen. Und die Schürze bzw den drucklosen Kragen oben um die Wandstärke größer zu machen, über den zylindrischen Ansatz des Bodens zu schieben und außen zu verschweißen. Oder kleiner zu machen, und auf die Böden aufzusetzen

Dann muß die Verbindung nicht mehr druckfest (leckagefest, nicht kräftemäßig!) sein und braucht eben "nur" die Axialkräfte zu verkraften. Dann müssen natürlich dort die Kehlnähte verwendet werden, die können aber praktisch beliebig angeordnet sein. U.A. auch außen - senkrecht, wenn man entstrechende Ausschnitte in der Schürze vorsieht.

Man kann die kurzen angrenzenden Ringe auch etwas dicker machen, um auf den notwendigen Schweißnahtquerschnitt zu kommen. Oder außen am Mantel und gleichzeitig innen am Boden abstützen.

Es ist immer problematisch, wenn man etwas unbedingt dicht bekommen, und gleichzeitig (an genau der gleichen Stelle) große äußere Kräfte übertragen muß. Mit einer Schweißnaht sogar, die gleichzeitig den kräftemäßigen Flaschenhals bildet. Besser ist es das Problem "räumlich zu trennen".

Immerhin hat sich das mit der Wandstärke und den Rippen für Super Heavy jetzt geklärt. Das das so gemacht werden würde wurde hier ja von einigen bezweifelt.

Hmm, was ich mich in diesem Zusammenhang nur unweigerlich Frage...

Gemeinhin wird als Fakt angesehen:
1) SN7.1 hat 9 bar am unteren Ring ausgehalten (und hätte wahrscheinlich mehr ausgehalten, wenn nicht die Verbindung zum Deckel oben nicht nachgegeben hätte)
2) Blechdicke aller Ringe derzeit 4mm
3) unterer Ring war auch aus 304L

Damit ergibt sich die Materialspannung welche Starship entlang der Längsachse auseinanderzuziehen versucht
Als Innendruck * Flächenverhältnis Fläche auf dem der Druck lastet / Matierialquerschnittsfläche, wobei das Verhältnis gleich dem Längenverhältnis durchmesser / 2*Wandstärke (sind ja 2 Wände) oder Radius/Wandstärke ist.

Also 9 bar = 9 * 100 kPa = 900.000 Pa = 900.000 N/m²

900.000 N/m² * 4,5 m / 0,004 m = 1.012.500.000 N/m² = 1.012,5 N / mm²  .

D.h. Irgendwie haben sie es hingekriegt, dass das 304L im fertigen Produkt tatsächlich mindestens 1000 N / mm² Spannung aushält (inklusive der Verschweißungen!). Laut einem Video eher kann 304L das aber nur aushalten, wenn es einer Härtung unterzogen wurde (Stahl kalt walten/ziehen). Ungehärtet hält es nur etwa 300 N / mm² (ist weicher als die vorige sorte, wird aber auch bei kryogenen Temperaturen nicht spröde).

Allerdings wurde ja hier erwähnt, dass Schweißen unweigerlich dazu führt, dass das Material z.T. aufgeschmolzen wird, also danach gar nicht mehr die gehärteten Eigenschaften haben kann. Also, durch welchen "Zaubertrick" haben die das hingekriegt, dass es doch geht?

Gemeinhin wird als Fakt angesehen:
.. Laut einem Video eher kann 304L das aber nur aushalten, wenn es einer Härtung unterzogen wurde (Stahl kalt walten/ziehen). Ungehärtet hält es nur etwa 300 N / mm²
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Allerdings wurde ja hier erwähnt, dass Schweißen unweigerlich dazu führt, dass das Material z.T. aufgeschmolzen wird, also danach gar nicht mehr die gehärteten Eigenschaften haben kann. Also, durch welchen "Zaubertrick" haben die das hingekriegt, dass es doch geht?

Die senkrechten Schweißnähte der Ringe haben doch alle außen diese gezackten Verstärkungen. Damit wird der durch Schweißen "nachgelassene" Bereich um die Schweißnähte verdoppelt. (Also vermutlich, keine Ahnung wie dick die Verstärkungen wirklich sind.) Und die Zugkräfte werden durch die horizontalen Schweißnähte der Verstärkungen auf eine größere Fläche verteilt.

Bei den Druckangaben wurde jetzt meines Wissens das erste mal der Druckunterschied zwischen oben / unten im Behälter berücksichtigt. (Ich habe mich schon immer gefragt, wie das wohl die Mathematiker hier sehen, so lange nur ein Wert bekannt war.)

Vielleicht sollte man auch noch der Sache nachgehen, ob hier mit "bar" nicht der eigentlich reguläre ISO Absolutdruck gemeint ist. Und der tatsächlich auf der Erde wirkende Druck daher nicht um den Atmosphärendruck verringert werden muß. Oder ob wie zu meiner "Konstruktionszeit"  in Wirklichkeit "bar überdruck" gemeint ist. (Der so auch in allen Unterlagen angegeben wurde.)

Keine Ahnung wie das in den USA heute verwendet wird, solche "Kleinigkeiten" fallen bei der üblichen "stillen Post" über die Medien gerne unter den Tisch.