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

Bei reddit hat ein Nutzer ein Rendering eines potentiellen Super Heavy + Starship Stacks in Stahlausführung erstellt - ich war bei der Umstellung von Schwarz/Weiß zu Silber zuerst kritisch, rein was dieOptik angeht, aber irgendwie ist das schon durchaus schick.


Quelle: https://old.reddit.com/r/SpaceXLounge/comments/adgm77/fullstack_stainless_steel_starship_super_heavy/

Dran denken: dieses Bild ist keine Bestätigung dafür, dass die SuperHeavy auch aus Stahl gebaut wird.
Einerseits würde es die Produktion vereinfachen wenn man nur ein Verfahren hat. Anderer seits könnte der Boster auch durchaus auch CFK gebaut werden..

Ob CFK da aber wirklich noch ein unterschied machen würde glaube ich eher nicht.

Ich denke ja, bei den Abmessungen kommt man in Bereiche, wo die praktischen (!) Vorteile von Stahl wieder hochkommen. Die Dauervibrationsfestigkeit vs Strukturgewicht ist da vlt ausschlaggebend. Kohle macht schon mal Ärger, wenn man zusehr Gewicht spart.

Stahl hat einen Vorteil gegenüber CFK. Wie Wärmeleitfähigkeit ist größer. Man kann ihn somit aktiv kühlen.
CFK mag leichter oder stabiler sein. Aber es leitet die Wärme weniger. Man kann es somit nicht atkiv kühlen.
Ich hätte zwar nie geglaubt, daß der Vorteil vom Stahl die Vorteile von CFK überwiegen, aber SpaceX wird es ausgerechnet haben.

Der Booster bräuchte wohl aber keine aktive Kühlung. Sieht man ja bei der F9.

Was auch ein gewisser Vorteil der Stahlvariante darstellt ist, das man nicht lackieren muss. Das Gewicht für Primer und Lack kann man im Vergleich gleich abziehen was man ja zwingend für die CFK Variante bräuchte.
Ich sehe auch weitere Vorteile z.b. in der Fertigung für die Serienherstellung, die Kosten, die Produktionsgeschwindigkeit, die nachträgliche Modifizierbarkeit, Reduzierung der Wartungsintervalle da kein Hitzeschild. Dies könnte man dem vermutlich dem
 höherem Gewicht entgegensetzen.
Trotz der aktiven Kühlung habe ich gewisse Bedenken was die Hitzeentwicklung im Bezug auf Spannungen und Verzug anbelangt. Da könnte es bei den ersten Wiedereintrittsversuchen zu der ein, oder anderen bösen Überraschung kommen.

Was auch ein gewisser Vorteil der Stahlvariante darstellt ist, das man nicht lackieren muss. Das Gewicht für Primer und Lack kann man im Vergleich gleich abziehen was man ja zwingend für die CFK Variante bräuchte.
Ich sehe auch weitere Vorteile z.b. in der Fertigung für die Serienherstellung, die Kosten, die Produktionsgeschwindigkeit, die nachträgliche Modifizierbarkeit, Reduzierung der Wartungsintervalle da kein Hitzeschild. Dies könnte man dem vermutlich dem
 höherem Gewicht entgegensetzen.
Trotz der aktiven Kühlung habe ich gewisse Bedenken was die Hitzeentwicklung im Bezug auf Spannungen und Verzug anbelangt. Da könnte es bei den ersten Wiedereintrittsversuchen zu der ein, oder anderen bösen Überraschung kommen.

Kommt drauf an. Wenn die Oberfläche ausreichend gekuehlt wird, haelt sich das mit den Verspannungen in Grenzen. Im uebrigen habe heute Nacht die Sache mit der Kuehlung geloest.  Die Waerme wird im Schiff von der Luv- auf die Leeseite transportiert und von dort in die Atmosphaere abgegeben. Ausserdem frage ich mich langsam, ob der symmetrischen Bauweise des Schiffs nicht sogar eine Rotation waehrend des Eintritts moeglich ist. Dem Widerspricht natürlich die Installation der Fenster. Bin wirklich auf die Praesentation gespannt.

Ein Drehung halte ich für ausgeschlossen  den da sitze Leute drin die garantiert nicht mit 2G in den Gurten hängen wollen, mal abgesehen davon das die Steuerflosse dann Flasch liegen.

Und auch wenn die Unterseite kein Hitzeschild hat, ist sie doch anders gestaltet: ist mit aktiver Kühlung versehen und dicker

Und auch wenn die Unterseite kein Hitzeschild hat, ist sie sich anders gestaltet: ist mit aktiver Kühlung versehen und dicker

Ich habs ja geschrieben, ist nur so ne Vermutung. Aber bei aktiver Kuehlung kann man ja die Kuehlfkuessigkeit ueber die Leeseite laufen lassen und dort ueber die Stahlhuelle Waerme abgeben.

Hat sich die Konkurrenz eigentlich schon zu dem neuen Konzept geäußert, oder sind sie erstmal sprachlos?

Pffft, das ist doch für die doch noch mehr halbgar als die bisherigen SpaceX Entwicklungen.
Da könnten manche Konkurrenten (Airbus..) froh sein wenn deren Abteilungen zumindest intern Notiz davon nehmen, geschweige denn offizielle Statements abgeben.

Kommt drauf an. Wenn die Oberfläche ausreichend gekuehlt wird, haelt sich das mit den Verspannungen in Grenzen. Im uebrigen habe heute Nacht die Sache mit der Kuehlung geloest.  Die Waerme wird im Schiff von der Luv- auf die Leeseite transportiert und von dort in die Atmosphaere abgegeben. Ausserdem frage ich mich langsam, ob der symmetrischen Bauweise des Schiffs nicht sogar eine Rotation waehrend des Eintritts moeglich ist. Dem Widerspricht natürlich die Installation der Fenster. Bin wirklich auf die Praesentation gespannt.

Den Gedanken mit der Rotation hatte ich auch schon. Hab ihn dann aber auch verworfen (wegen den bereits genannten Gründen). Aber wenn die Unterseite Kühlkanäle hat, in denen Methan fließt, dann könnte doch auch die Oberseite diese Kanäle haben und so zumindest einen Teil der Wäre aufnehmen und abstrahlen.

Mane

Den "Render" finde ich richtig gut.


https://twitter.com/NASASpaceflight/status/1082779788073304064

Die Ausmaße in Relation gesetzt.
Den Hopper ein bisschen "faltiger" und es passt.
Die Beschriftung und Flagge wird sicherlich kleiner ausfallen. (Die Wärmeabstrahlung wäre zu unterschiedlich)

Die Ausmaße in Relation gesetzt.
Den Hopper ein bisschen "faltiger" und es passt.

Achtung: Die 3 Raketen sind alle in unterschiedlichem Maßstab gezeichnet. Einfach mal nachmessen, das passt nicht zusammen.

Danke für die Info Hugo. Das ist wirklich fuerchterlich.

Zitat von: Duncan Idaho am 09. Januar 2019, 00:42:00

Die Ausmaße in Relation gesetzt.
Den Hopper ein bisschen "faltiger" und es passt.

Achtung: Die 3 Raketen sind alle in unterschiedlichem Maßstab gezeichnet. Einfach mal nachmessen, das passt nicht zusammen.

Du meinst die Längen?
So genau war ich da nicht. 

Ja, ich meine die Längen. Die passen leider nicht. Optisch sehen die Raketen natürlich alle absolut genial aus, keine Frage.

Ja, ich meine die Längen. Die passen leider nicht. Optisch sehen die Raketen natürlich alle absolut genial aus, keine Frage.

Einfach die Interstage der Superheavy weglassen (und alles unten drunter ab Unterboden), dann passen die drei Grafiken von den Größenverhätnissen recht gut.

Jetzt gibt es auch die offizielle Bestätigung von Elon, dass bei der Erststufe ebenfalls der Wechsel von CFK auf Edelstahl stattfindet.


Quelle: https://twitter.com/elonmusk/status/1083252590689820672

Vielleicht läufts doch auf sowas hinaus -

Es geht hier nicht nur um Kosten sondern auch um bestimmte Eigenschaften wo Edelstahl einfach besser ist, z.B. die Temperaturfestigkeit.
Wenn man eine Anforderungsliste hat muss man versuchen den Werkstoff zu finden der in Summe die besten Eigenschaften hat.
Das bedeutet nicht das CFK nicht in Zukunft an anderer Stelle nicht doch eingesetzt wird, nur passen muss es.

Es geht hier nicht nur um Kosten sondern auch um bestimmte Eigenschaften wo Edelstahl einfach besser ist, z.B. die Temperaturfestigkeit.
Wenn man eine Anforderungsliste hat muss man versuchen den Werkstoff zu finden der in Summe die besten Eigenschaften hat.
Das bedeutet nicht das CFK nicht in Zukunft an anderer Stelle nicht doch eingesetzt wird, nur passen muss es.

Stimmt alles, es geht aber auch noch um Fertigungsfragen. Ich kann bei Edelstahl heute einige Bleche zusammenschweißen, die morgen irgendwo hinfahren, und in drei Wochen das Teil in einen riesigen schwer transportablen Korpus einschweißen. Und nach einem weiteren halben Jahr kann ich es wieder heraustrennen und durch eine andere Version ersetzen. Weil man vielleicht inzwischen neue Erkenntnisse gesammelt hat. Alles mit vertretbaren Nachteilen für die Eigenschaften der ganzen Konstruktion.

Das alles geht bei CFK meines Wissens nicht, zumindest nicht ohne massive Festigkeitsprobleme zu bekommen. Wo keine durchgängigen Fasern eingebaut sind, ist es einfach nur eine Kunststoffverbindung. Aus "Carbonfaserkunststoff" wird an der Stelle einfacher "unverstärkter Kunststoff". Genau das gleiche, wie wenn man bei einer Brücke aus Vorspannbeton die Stahlseile entfernen würde. Und es gibt bei der Fertigung immer einen Zeitdruck, weil das Zeugs nicht aushärten darf, so lange man nicht komplett fertig ist..

Es gibt natürlich jede Menge Teile, wo CFK große Vorteile bietet. Je größer und komplexer aber ein Teil ist, je mehr Teile aus anderen Werkstoffen mit einlaminiert werden müssen und je stärker der Wunsch ist auch mal nachträgliche Änderungen machen zu können, desto stärker wirken sich die Vorteile der Stahl- bzw. Metallbauweise aus.

Sowas ähnliches wollte ich auch gerade abschicken , aber was auch noch ein Aspekt ist, dass CFK-Teile noch völlig unversehrt aussehen, wenn sie unbemerkt überlastet wurden. Es gibt Schädigungen, die man nur mit aufwendigen Testverfahren überhaupt erkennen kann. Solche Schäden können später zu Katastrophen führen, wenn man sie nicht bemerkt. Das nächste Problem ist, dass die Reparatur aufwendig ist, weil man hinterher aufwendige Prüfverfahren bräuchte. Stahl ist da viel unproblematischer, da gibt es jede Menge gut verstandener Prüfverfahren und auch Reparaturtechnologien sind, verglichen mit CFK, einfacher zu beherrschen.