Orbital Starship - Prototyp in Boca Chica (TX) und Cocoa (FL)

Ja, gut die Fotos kannte ich noch nicht. Die werden doch aber die Schweißnaht berechnet und geröntgt haben, oder ähnliches, bevor die den Deckel aufgesetzt haben. Was man auf den Fotos aber auch schön sehen kann, ist der Übergang der "Halbkugeltortenstücke" zum Zylinder. Gerade die Tortenstücke könnten ein Problem sein. Das mit der Rundung spannungsfrei an den Zylinder anzufügen...

Ich denke man kann eine wenige Millimeter dicke Außenwand nicht gleichzeitig als Raumschiffhülle und Tank verwenden.
Stellt euch mal vor welche Belastungen beim Eintritt in die Erdatmosphäre auf die teilweise befüllten Tanks bzw. die Hülle wirken.
Man wird hier sicherlich extra Tanks brauchen die man in die Außenhülle einbaut.
Ja und dann wird es wieder zu schwer werden.
Dann bin ich auf MK3 gespannt, ob sie wieder kurz vor Fertigstellung abbrechen ohne überhaupt einen Test durchgeführt zu haben,
wie jetzt bei MK1.

Das sollten die doch irgendwie hinbekommen, oder
Weniger Teile dürfte mal ein guter Ansatz sein. Eine ordentliche Helling mit Schweißroboter und branchenüblichen Schweißverfahren, vielleicht Reibrührschweißen ...
Ist das eigentlich noch aktuell, das die Wandstärke unterschiedlich sein soll?

Ich denke man kann eine wenige Millimeter dicke Außenwand nicht gleichzeitig als Raumschiffhülle und Tank verwenden.
Stellt euch mal vor welche Belastungen beim Eintritt in die Erdatmosphäre auf die teilweise befüllten Tanks bzw. die Hülle wirken.

Bei Wiedereintritt sind die Tanks leer. Nur die Header Tanks haben den Landetreibstoff. Das ist zukünftig in der Nase wegen Gewichtsverteilung, nicht mehr in den Haupttanks. die haben nur noch Druck für Stabilität.

................vielleicht Reibrührschweißen ...
Ist das eigentlich noch aktuell, das die Wandstärke unterschiedlich sein soll?

Reibrührschweißen eignet sich besser für Aluminium, nicht für hochhitzefesten Stahl.

Unterschiedliche Wanddicken sind weiter geplant. Ein wichtiger Bestandteil der Gewichtsreduzierung. Sie müssen von 200t auf 120t runter. Weiterer Bestandteil der Gewichtsreduzierung ist, daß die Header Tanks nicht mehr separate Innentanks sind sondern wie normale Tanks Bestandteil der Außenhaut.

Frage. Wie realistisch ist es denn, dass man von 200 auf 120to runter kommt.

Frage. Wie realistisch ist es denn, dass man von 200 auf 120to runter kommt.

Ich denke der Pfad zu 120t ist klar und Mk3/4 werden dem zumindest nahe kommen. Die Wände werden viel dünner und die Header Tanks werden wie die Haupttanks direkt aus der Außenwand bestehen. Der Weg von 120t zu 100t oder weniger wird viel schwieriger.

Frage. Wie realistisch ist es denn, dass man von 200 auf 120to runter kommt.

Wenn es schon die 200 Tonnenversion beim Drucktest "zerreißt", stelle ich mir eine Gewichtsreduktion nicht gerade einfacher vor.

Die Wände werden viel dünner und die Header Tanks werden wie die Haupttanks direkt aus der Außenwand bestehen. Der Weg von 120t zu 100t oder weniger wird viel schwieriger.

Man hat ja bei der aktuellen Wandstärke deutlich gesehen wie sich das Edelstahl im Tankbereich verformt hat, wie soll das denn mit noch dünneren Wänden funktionieren?
Dann müssen über die hälfte der Fläche vom Starship Hitzeschutzkacheln angebracht werden, diese sind sicherlich nicht flexibel.
Kacheln aufkleben auf einem sich ständig verformenden Untergrund, kann das funktionieren?

Wenn es schon die 200 Tonnenversion beim Drucktest "zerreißt", stelle ich mir eine Gewichtsreduktion nicht gerade einfacher vor.

Wie gesichert ist denn die Information, daß es ein "normaler Drucktest" war? Es gibt hier ja keine offizielle Aussage von SpaceX. Es könnte ein technischer Defekt zu einem unerwartetem  Überdruck geführt haben. Es könnte durch menschliches Versagen zu einem unerwartetem Überdruck gekommen sein. Eher unwahrscheinlich, aber auch nicht unmöglich ist ein geplanter und von den Behörden erlaubter Berstversuch. Es könnte auch durch menschliches Versagen eine Schweißnaht vergessen worden sein. Oder eine Schweißnaht war beschädigt.

Kacheln aufkleben auf einem sich ständig verformenden Untergrund, kann das funktionieren?

Kleben ist eine der stabilsten Verbindungsmöglichkeiten die es gibt. Im PKW-Bereich wird seit Jahrzehnten geklebt, z.B. die Frontscheibe, hier gibt es äußerst selten Ausfälle durch Klebstoff (Maximal sind es Montagefehler von neuen Mitarbeitern ohne Erfahrung welche zu Wassereinbruch führen). Klebstoff ist auf Scherkräfte viel besser ausgelegt wie auf Zugkräfte. Und hier hat man Scherkräfte. Auch muss man beachten, daß die Bewegung im Material in der Summe zwar beim ersten Drucktest gut sichtbar war, aber danach die Bewegung auf die Größe einer Kachel doch sehr gering ist. Hat man einen Klebstoff, welcher z.B. dreifach so star haftet wie benötigt, kann man die Fläche vom Klebstoff auch verkleinern und so Materialbewegungen nochmals entgegenkommen.

Zitat von: MpunktApunkt am 24. November 2019, 09:00:57

Wenn es schon die 200 Tonnenversion beim Drucktest "zerreißt", stelle ich mir eine Gewichtsreduktion nicht gerade einfacher vor.

Wie gesichert ist denn die Information, daß es ein "normaler Drucktest" war? Es gibt hier ja keine offizielle Aussage von SpaceX. Es könnte ein technischer Defekt zu einem unerwartetem  Überdruck geführt haben. Es könnte durch menschliches Versagen zu einem unerwartetem Überdruck gekommen sein. Eher unwahrscheinlich, aber auch nicht unmöglich ist ein geplanter und von den Behörden erlaubter Berstversuch. Es könnte auch durch menschliches Versagen eine Schweißnaht vergessen worden sein. Oder eine Schweißnaht war beschädigt.

Ja, irgendwie schade das es beim Starhopper gehalten hat, wenn das Problem bereits hier aufgetreten wäre hätte man es bei MK1 besser machen können.

Die Frage ist auch ob die Schweißnähte überhaupt einer Röntgen- oder Ultraschallprüfung unterzogen wurden, oder ob man nur visuell inspiziert hat.
Alles geht halt auch nicht von den Hebebühnen aus.

Hallo,

Man hat ja bei der aktuellen Wandstärke deutlich gesehen wie sich das Edelstahl im Tankbereich verformt hat, wie soll das denn mit noch dünneren Wänden funktionieren?

Das habe ich auch gesehen. Ich wäre ja für eine doppelwandige Konstruktion aus den dünnen Stahlblechen, dann würde die Außenhülle sich nicht verformen und der Tank könnte sich unter dieser Hülle bewegen.

Dann müssen über die hälfte der Fläche vom Starship Hitzeschutzkacheln angebracht werden, diese sind sicherlich nicht flexibel.
Kacheln aufkleben auf einem sich ständig verformenden Untergrund, kann das funktionieren?

Dieses Problem wäre damit auch gelöst, allerdings wäre das Gewicht wahrscheinlich ehr erhöht als verringert.

Zweifelnde und gespannte Grüße

Mario

Und ein Tank-im-Tank-Design soll leichter/besser sein? Ich hab da meine Zweifel..

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In einem Update-Video von "spaceXcentric" wird in Minute 1:01 ein Post gezeigt der etwas mehr Details zur Ursache des Fehlers bietet:


https://www.youtube.com/watch?v=nf5q2YlM2mU&list=WL&index=2&t=76s

Michael Paul, 20.Nov um 8:03 PM

Rupture Update:
Thrugh back channels it has been revealed that MK1 suffered an accidental overpressure to failure. Fuel and oxidizer would typically be loaded to 3 Bar or 43.5 psi for densification purposes and flightworthy tanks may be tested to 1.5-2x taht value for single time structual proofing. In the case of what happened today the story is that communications errors between the pumps/sensors and remote controls allowed the tanks to be massively and erroneously overpressured to the point of failure, leading to catastrophic rupture.

Nach einer Suche in Reddit, NSF Forum und teslarati konnte ich noch nicht ausmachen, woher diese Information stammt.
Kann mir da jemand von euch helfen.

So oder so klingt die Quelle fundiert und nicht ganz unglaubwürdig. Und würde sich der Grund bewahrheiten wären, wieder einmal, ein Großteil der Spekulationen hier obsolet.

Auf der Boca Chica Updateseite bei nasaspacefligt.com sind neue Fotos von bocachicagal aufgetaucht, die den Bau eines neuen "Druckbehälterdeckels" zeigen. (https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=48895.msg2018684#msg2018684

Der besteht (wenn ich das richtig sehe) zwar immer noch aus nur 2D gebogenen Blechsegmenten, das Ergebnis wird aber einen deutlichen zylindrischen Ansatz haben. Wenn der Deckel jetzt noch auf den angrenzenden Zylinder aufgesetzt (und nicht in ihm versenkt) wird, bin ich schon fast zufrieden.   (Auch wenn sich bestätigen sollte, daß der MK1 Tank bei dem Test einer unzulässigen Überdruckdosis ausgesetzt wurde.)

Das gleiche ist natürlch bei dem mittlerem Zwischendeckel nicht möglich, dort wird man aber im Betrieb eine geringere Druckdifferenz bzw. eine andere Belastungssituation haben. Das müsste man dann aber auch bei der Druckprüfung irgendwie berücksichtigen. Ein zylindrischer Ansatz würde aber auch dort eine bessere Fixierung an der Außenwand ermöglichen, etwa mit zusätzlichen Schweißpunkten. (Vielleicht war es dort aber bereits  so ausgeführt gewesen, ich kann mich jetzt nicht erinnern.)

Ganz unten ist dann eine noch ganz anderere Situation Die Dimensionierung dort muss gefühlsmäßig vor allem die dort ansetzenden Antriebskräfte bzw. das Gesammtgewicht berücksichtigen. So daß sich Querschnitte ergeben, die der Innendruck nicht beeindrucken wird

 

Respekt.

Damit wuerde sich die Hier schon vermutete These des ungewollten Überdrucks bestätigen. Wenigstens weiss man jetzt, ab wann die Dinger platzen.

hm, es wäre natürlich schon gut zu wissen bei welchem Druck das Ding den Flugtest gemacht hat.

Ich denke, das finden die raus. Wenn da auf der Tube 3-4 bar waren, dann ist das Angesichts der Groesse schon eine unvorstellbare Kraft. Aber warten wir einfach ab.

Ich finde, dass das Blech für einen "d=9,00 m-Behälter" sehr dünn ist (gefühlt).


https://www.youtube.com/watch?v=QryfLGvwBc8

Abriss vielleicht doch an der Kehlnaht (Dom-Zylinder) und nicht an der V-Naht (Zylinder-Zylinder) ??

Ich finde, dass das Blech für einen "d=9,00 m-Behälter" sehr dünn ist (gefühlt).

Warum auch nicht?
Mit einfacher Kesselformel t=p*r/Rm kommt man für den Zylinder bei 4bar Innendruck und gerade einmal 1000MPa Zugfestigkeit (was von Edelstahl deutlich übertroffen werden kann) auf eine Wandstärke von
t=0.4MPa*4500mm/1000MPa=1.8mm

Natürlich gibt es noch weitere Faktoren zu beachten, z.B. Schweißnahteinfluss und -festigkeit, Temperatureinfluss.
Auch muss bei der Auslegung die Stabilität des Zylinders mit minimalem Innendruck betrachtet werden, mit seiner eigenen Masse, der aufgesetzten Oberstufe und der max. Beschleunigung.
Für einen reinen Druckbehälter muss die Wand aber nicht wirklich dick sein.

Ergänzung: In Längsrichtung müsste das Blech für den Innendruck sogar nur halb so dick sein, wie auch der Kugeldom. Die Umfangsrichtung ist beim Zylinder die höher belastete. Es ist aber die Umfangsschweißnaht gerissen. Hier ist für mich, neben evtl. Fertigungsfehler, auch der recht stumpfe Stoß zwischen "eckigem" Dom und Zylinder ein deutlicher Schwachpunkt.

Natürlich gibt es noch weitere Faktoren zu beachten, z.B. Schweißnahteinfluss und -festigkeit, Temperatureinfluss.
Auch muss bei der Auslegung die Stabilität des Zylinders mit minimalem Innendruck betrachtet werden, mit seiner eigenen Masse, der aufgesetzten Oberstufe und der max. Beschleunigung.
Für einen reinen Druckbehälter muss die Wand aber nicht wirklich dick sein.

Nicht zu vergessen, der seitliche Druck der während der Eintrittsphase und in der Erdatmosphäre herrscht.
Das Material und die Schweißnähte werden hier ständig wechselnden Belastungen bzw. Verformungen ausgesetzt sein.

Weiß man eigentlich wie dick das aktuell verwendete Edelstahl ist?

Ich komme auf 18 mm, kann mich aber verrechnet haben

Formel aus Folgendem
https://de.wikipedia.org/wiki/Kesselformel

1.000 = 4 x 9.000 / 2 x S  ==> s = 4 x 9000 / 2 x 1000 = 18 (mm)

Nachtrag:
Mein Fehler: 0,4 statt 4.....

Ich komme auf 18 mm, kann mich aber verrechnet haben

Oha, diese Stärke hätte ich jetzt nicht erwartet. 

Ich denke, das finden die raus. Wenn da auf der Tube 3-4 bar waren, dann ist das Angesichts der Groesse schon eine unvorstellbare Kraft. Aber warten wir einfach ab.

Bei 3-4 bar wäre der Klöpperboden aber nicht 12 sekunden durch die Luft gesegelt und auf der anderen Strassenseite gelandet. Ich denke (ohne das berechnen zu können), das der Druck im zweistelligen Bereich war.

Ich komme auf 18 mm, kann mich aber verrechnet haben

Formel aus Folgendem
https://de.wikipedia.org/wiki/Kesselformel

1.000 = 4 x 9.000 / 2 x S  ==> s = 4 x 9000 / 2 x 1000 = 18 (mm)

Nachtrag:
Mein Fehler: 0,4 statt 4.....

Was jetzt, wird 1,8mm oder 18mm benötigt?

1.8mm

die 18 mm waren mit dem Dezimalfehler

Wie kommt denn auf 1,8 mm. Ob die Formel für die Art der Fertigung überhaupt angewendet werden kann bezweifle ich. Ich persönlich halte das für deutlich zu dünnwandig bei der Größe und den Belastungsfällen. Ich meine das Teil sollte ja Mal fliegen und nicht nur auf dem Boden stegen. Wundert mich, das die wirkliche Materialstärke so unbekannt ist.