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

Bisher hatten Tankwände innen ja gern eine verstärkende Waffel oder Gitterstruktur im Inneren.Wie sieht es mit Explosionsverformung für die Tankdom-Segmente aus?

Bisher hatten Tankwände innen ja gern eine verstärkende Waffel oder Gitterstruktur im Inneren.Wie sieht es mit Explosionsverformung für die Tankdom-Segmente aus?

Diese Waffelstruktur wird meiner Meinung nach "spanend", also aus einem dicken Ausgangsmaterial durch wegfräsen nicht benötigter Bereiche hergestellt. Das geht bei Rohren dieser Größe kaum, außerdem würde man damit teilweise die vorteilhafte Verfestigung des Materials beim Walzen verlieren. (Ich vermute, daß die Oberfläche stärker verfestigt wird, als der Kern.)

Zur Herstellung der räumlich verformten Domsegmente kommen meiner Meinung zwei Methoden in Frage. Beide sind im folgendem Video zu sehen.



Die erste Methode ist am Anfang zu sehen - so wie man dort diese "Kugelkappe" herstellt, könnte man mit passenden Matrizen auch eckige Blechsegmente formen.

Die zweite Methode ist im Anschluß zu sehen - so einen kompletten "gedrückten" Klöpperboden  könnte man auch nachträglich in besser transportierbare Segmente zerschneiden.

Hallo

Ich denke, dass man die maximale Blechdicke so etwa am Gewicht abschätzen kann. Ein 50m hoher Zylinder mit 9m Durchmesser und 10mm Wandstärke aus Stahl (Dichte: 7,85 g/cm³) wäre so etwa 111t schwer. Viel zu viel, wenn ganze Leermasse am Ende bei 120t liegen soll. Da kommen ja noch weitere schwere Teile dazu, die Dome, Schubgerüste, Triebwerke, Leitwerke, Landebeine und nicht zu vergessen die Beplankung mit dem Hitzeschild. Daher würde ich die Wandstärke nicht höher als zwei bis drei Millimeter schätzen.
Stabil gehalten wird der Zylinder, wie bei Raketentanks üblich, mit dem Innendruck. Der Druck innen muss so hoch sein, dass, trotz der äußeren Kräfte, an allen Teilen der Wand nur Zugkräfte auftreten. So kann man verhindern, dass die "Blechdose" zwischen Triebwerken und Nutzlast zusammengedrückt wird. Spanten oder Stringer könnten da auch stabilisieren helfen, kosten aber auch weiteres Gewicht, das Gas zum "aufblasen" wiegt dagegen wenig.

viele Grüße
Steffen

https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://m.youtube.com/watch%3Fv%3DajtqX8RrSxM&ved=2ahUKEwitnpPE7JDmAhXLZ1AKHcO7BbUQwqsBMAB6BAgGEAQ&usg=AOvVaw2HvuYe6JtMVY0AvMe7_5Rb

Bin mir nicht sicher ob das Video schon bekannt ist. Dort sieht man in der ersten Minute die Domsegmente. Die Scheiben wirklich sehr massiv zu sein. Das lässt natürlich keine Rückschlüsse auf die Wandstärke des Zylinders zu.

Dieses Video dürfte auch interessant sein.

YouTube gar echt einige interessante Videos zu dem Thema.
Mir war gar nicht aufgefallen, das mk1 mittig der Platten scheinbar jeweils einen Spant eingeschweißt hatte. Auch die aufgeschweißten Dopplerbleche im Stoßbereich sind im Video gut zu sehen.
Es wird auch die neue Blechbearbeitungsmaschine zum Runden der Bleche für MK 3 gezeigt. Mutmaßlich ist die Zylinderwandung doch relativ dünnwandig im Vergleich zu den Domen. Naja, bei einer Coladose ist das ja ähnlich. Die 2 mm für den Zylinder scheinen immer plausibler, sogar für mich ; , gerade wenn man berücksichtigt, daß das Blech von einem coil kommt. . Ob man das Starship auf eine unbedruckte super heavy setzen kann, ohne das diese kollabiert? Der gezeigte massive Dom könnte für den Triebwerksbereich und deren Aufhängung sein.

Die Daten der gesehenen Stahlrollen sind jetzt bei NSF öffentlich.

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=49166.msg2020626#msg2020626

Length at  thickness             length
               2 mm (.079 in)    1113 ft
               3 mm (.118 in)     745 ft
               4 mm (.157 in)     560 ft

Also Bleche mit 2, 3 und 4 mm Dicke. Die angegebenen Längen sind für eine Rolle. Es gibt da viele Rollen. Durchaus wahrscheinlich, daß auch dickere dabei sind, bei denen die Labels nicht sichtbar waren. Fotos wurden gemacht von den Labeln mit diesen Stärken.

In jedem Fall kann ich mir nicht vorstellen,daß die die Super Heavy als Backyard-Bastelrakete von Hand aus Ringchen zusammenkloppen.

In jedem Fall kann ich mir nicht vorstellen,daß die die Super Heavy als Backyard-Bastelrakete von Hand aus Ringchen zusammenkloppen.

Jaja, ich würde den Schweißern auch lieber so etwas verpassen
 
https://de.wikipedia.org/wiki/Reinraum#/media/Datei:Cleanroom_Garment2.JPG

Aber ernsthat: So einen Träger zusammen zu schweißen ist ein ganz anderer Job, als z.B. ein Sonde aus sauberen Präzisionsteilen zusammenzusetzen. Ab einer bestimmten Größe der produzierten Teile muß auch die Überlegung erlaubt sein, welche Operation einen Reinraum braucht, und wo das nicht der Fall ist. Und wenn irgendwo geflext, geschliffen und geschweißt werden muß, ist damit die dazugehörige "Reinraumklasse" automatisch festgelegt.

PS: noch zu den "Ringchen": Die Alternative dazu wäre eine 30m breite Walzstraße und und eine 60m breite Wickelmaschine. Das allein wäre schon ein größerer finanzieller Aufwand, als die ganze Starship - Entwicklung. Und total unnötig.

Das breiteste Walzgerüst mit dem ich jemals etwas zu tun hatte ist 5,5m Breit, ich bezweifle das man jemals in der Lage wäre hier noch breitere Wälzen herzustellen,  Coils sind um einiges schmäler, was ich gesehen habe gehen die immer auf einen LKW drauf, eine einzige in voller Größe  zumindest,  niemals zwei volle, zumindest hier mit 40t Grenze nicht.

Hallo

Automaten zum Zuschneiden, Verformen und Verschweißen von Stahlblechen sind doch eine bekannte und vielfach eingesetzte Technologie. Die entsprechenden Industrieausrüstungen, die z.B. auch für sehr große Konstruktionen im Schiffbau eingesetzt werden, kann man kaufen.
Gerade das hatte ich eigentlich als wesentlichen Vorteil bei der Entscheidung für Stahlblech gesehen. Darum verwundert es mich sehr, wie sie da im Freien ihr Starship manuell "zusammenbraten".
Natürlich ist die Menge an Stahl, die sie dort verarbeiten, recht gering. Daher lohnen sich vielleicht entprechende Anschaffungen nicht, zumindestens für die Prototypen. Auf die Dauer ist das jedenfalls keine gute Produktionstechnologie.
Eigentlich würde ich vorschlagen, zumindestens die großen Stahlzylinder von Fremdfirmen fertigen zu lassen. Zur Anlieferung wären die Dronships mit Schleppern geeignet, die mit den paar Landungen sowieso nicht ausgelastet sind. Einen Hafen gibt es ganz in der Nähe.

viele Grüße
Steffen

Automaten zum Zuschneiden, Verformen und Verschweißen von Stahlblechen sind doch eine bekannte und vielfach eingesetzte Technologie. Die entsprechenden Industrieausrüstungen, die z.B. auch für sehr große Konstruktionen im Schiffbau eingesetzt werden, kann man kaufen.
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Eigentlich würde ich vorschlagen, zumindestens die großen Stahlzylinder von Fremdfirmen fertigen zu lassen.

Hallo Steffen,

Automaten zum Zuschneiden und Verformen von Komponenten dieser Größe und mit dieser Blechdicke kenne ich nicht. Höchstens Schweißvorrichtungen, die sich an einer Naht entlanghangeln können. Wenn man das als Automaten bezeichnen möchte. Die muß man aber auch von Hand an den Anfang setzen, überwachen, und am Ende wieder wegbringen.

Die Segmente für Mk3 - Böden wurden (wie man sehen konnte) fertig geschnitten und vorgeformt angeliefert. Also gibt es dafür eine Lösung. Für die Fertigung der Ringe aus einem Stück Blech gibt es ebenfalls eine gute und schon dokumentierte Lösung. Mit integrierter Schweißvorrichtung vermutlich. Und eine Schweißvorrichtung, mit welcher die Umfangsnähte der Zylinder präzise geschweißt werden, wurde auch schon vor längerer Zeit gesichtet. Damit ist die Fertigung der Grundform doch schon gesichert. Auch wenn nach wie vor viel Handarbeit übrig bleibt. Natürlich, denn es sind Prototypen und damit Einzelstücke. Optimierungen macht man, wenn sich das Stückzahlmäßig lohnt.

Diese "kann man doch kaufen" Einstellung ist etwas, was ich nicht verstehen kann. Gut, wenn es etwas ist, was ich selber nicht so oder mit vergleichbaren Kosten hinbekomme. Aber warum sollte man sich ohne Not von jemanden abhängig machen. Kosten- und terminmäßig. Die besten Lösungen findet man außerdem auch nur dann, wenn die Konstruktion mit der Fertigung zusammenarbeiten kann. Gerade wenn technisches Neuland beschritten wird. Und warum sollte man die eigene Schlüsseltechnologie einem anderen Wirtschaftssubjekt zur Verfügung stellen? Ich erinnere nur an die Transrapid - Geschichte.

Man muß sich auch mal selber "die Hände schmutzig machen", meine ich. Das ist leider schon ziemlich aus der Mode gekommen, speziell in Deutschland. Und das wird leider immer mehr unangenehme Folgen haben.         

Gruß Kelvin

Ein Videokommentar unter anderem zu der Cocoa Werft. Die wurde weitgehend stillgelegt und man konzentriert sich im Augenblick vollständig auf Boca Chica. Material und Personal wurden nach Texas verlegt. Aktivitäten in Florida werden nach Roberts Road auf NASA Cape Gelände verlegt. Es wird wohl ein paar Monate dauern, bis der Bau in Florida wieder aufgenommen wird.

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In Boca Chica bauen sie den Startsockel zunächst nur für Starship. Der Bau von Mk3 soll viel schneller gehen als der von Mk1.

Zwei andere Infos aus dem Video:
SpX hat auf röntgen der Schweißnähte verzichtet. Und mit ein Grund warum man bei MK 2 nicht gut voran kam, war, dass die Ringsegmente nicht gut gefertigt werden könnten und unterschiedliche Dicke (Durchmesser?) hatten.

Nicht für Mk2. Die neuen Ringe für Mk4, automatisch gefertigt, hatten unterschiedliche Durchmesser. Deshalb wurden sie verworfen.

Sie haben jetzt eine ähnliche, (oder sogar die gleiche?) Maschine in Boca Chica. Das Durchmesser-Problem müssen sie dann aber lösen, bevor sie Anfertigung in Stückzahlen beginnen. Gleicher Durchmesser auch bei unterschiedlicher Wanddicke ist zwingend erforderlich. Wird wohl etwas Übung erfordern. Die Naht wird jedenfalls mit dem Gerät sehr gut.

Interessantes Video.

So ein wenig schade ist es schon das man damit die Fortschritte nur noch an einer Stelle sehen kann.

Aber gut möglich das man währenddessen in Florida wenigsten vorbereitende Maßnahmen trifft, das dort dann wenigsten gleich kräftig aufgeholt werden kann, sobald sich das Personal wieder verteilt.

Die neuen Ringe für Mk4, automatisch gefertigt, hatten unterschiedliche Durchmesser.

Wie geht denn sowas ? Heutzutage. In einer hochentwickelten Industrie.
Das ist für mich fast interessanter als die Ringe selbst....

Zitat von: MarsMCT am 02. Dezember 2019, 09:37:42

Die neuen Ringe für Mk4, automatisch gefertigt, hatten unterschiedliche Durchmesser.

Wie geht denn sowas ? Heutzutage. In einer hochentwickelten Industrie.
Das ist für mich fast interessanter als die Ringe selbst....

Ist die Frage ob diese Maschine wirklich so "hochentwickelt" ist?
Vielleicht hätte man hier besser auf "German Wertarbeit" setzen sollen.

Zitat von: MarsMCT am 02. Dezember 2019, 09:37:42

Die neuen Ringe für Mk4, automatisch gefertigt, hatten unterschiedliche Durchmesser.

Wie geht denn sowas ? Heutzutage. In einer hochentwickelten Industrie.
Das ist für mich fast interessanter als die Ringe selbst....

Wer weiß? Die Maschine soll gut sein. Vielleicht Arbeitsfehler, Temperaturdifferenzen nicht ausreichend berücksichtigt?

@ McPhönix Zitat:
Wie geht denn sowas ? Heutzutage. In einer hochentwickelten Industrie.
Das ist für mich fast interessanter als die Ringe selbst....

Da reicht es schon, dass die Herstellung der Ringe nicht im konstant temperierten Raum stattgefunden hat.
Längenausdehnung beim Temperaturunterschied von nur 10 °C (+15 ° zu +25°) ist 0.17 mm bei 1,0 m Länge

https://www.muepro.de/service/Digitale-Services/berechnungsprogramme/Online-Berechnungsprogramme/laengenausdehnung.html

Bei 9 m Durchmesser liegt der  die Abweichung bei 1,53 mm. Beim Umfang von 28,26 m liegt die Längenabweichung bei 4,8 mm.

Da beim schweißen "Ring auf Ring" die Ringe selbst immer "zurechtgerückt" werden, damit die "Bleche" übereinander "stehen", wird der Spalt in der Horizontalnaht zum Ende der horizontalen Schweißung immer größer.
Die Stoßnaht müsste erstmal provisorisch überlappend angepunktet werden, und später bei der Herstellung der Horizontalnaht im Endbereich der überlappende Teil abgetrennt werden.
Die Idee hatte schon jemand vor mir hier im Forum (fremde Federn  ).

Eine wichtige Funktion der Maschine ist aber die präzise zuverlässig geschweißte Naht. Da muß der Durchmesser einfach stimmen. Werden sie schon hinkriegen.

Es müsste doch möglich sein das Zelt zur Lagerung und Fertigung zu klimatisieren. Ich kenne das aus der Qualitätskontrolle so, 24h im klimatisierten Raum lagern, damit sich das Bauteil der Temperatur angleichen kann. Danach geht`s auf die Messmaschine. Sollte doch hier auch umsetzbar sein.

Hallo zusammen,

ist es eigentlich nicht fahrlässig wenn nur eine "dünne" Außenhaut den Treibstoff vom Vakuum im All schützt? Sollte hier nicht eine Art Pufferzone (Gel o.Ä.) eingebracht werden?Gibt es hierzu Erfahrungen mit dem Space Shuttle?

Gruß

Carlo

Selbst wenn es keine Probleme mit dem Schweißen gibt, so hat man noch einen weiten Weg zu gehen von den heutigen frühen Prototypen, bis zur Serienherstellung so einer Rakete.
Ob SpaceX dafür Maschinen aus Deutschland kauft? da bin ich 100% sicher, aber man sollte sich da keinen Illusionen hingeben, das wird keine Standartmaschine sein, sondern Anlagen die durchaus 10 Millionen € kosten können und worin einiges an Entwicklung drinstecken wird.
Das geht weder von der Konstruktion, noch von der Elektronik und der Software mal holter die polter, 1-2 Jahre wird das schon dauern.
Ich vermute mal es gibt einige Firmen die hier Ausrüstung für SpaceX schon liefern oder liefern werden.
Es kann auch gut sein das einige von den Änderungen für Mk3 schon mit den Vorarbeiten für solche Anlagen zu tun haben.

Hallo zusammen,

ist es eigentlich nicht fahrlässig wenn nur eine "dünne" Außenhaut den Treibstoff vom Vakuum im All schützt? Sollte hier nicht eine Art Pufferzone (Gel o.Ä.) eingebracht werden?Gibt es hierzu Erfahrungen mit dem Space Shuttle?

Gruß

Carlo

EDIT:
Falls du schon mal in 11000m Höhe geflogen bist, da sind es auch nur noch 25% Druck auf Meereshöhe.
Die Materialdicke der Röhre ist hier nur 2mm Aluminiumlegierung oder CFK.
2mm Edelstahlblech ist alles andere als ein Pappenstiel und ein Vakuum macht Edelstahl NULL Probleme.

Hallo Klakow,

ja bin ich :-) und ich arbeite in der Flugzeugherstellung. Mir ging es nicht darum ob Vakuum dem Material Probleme bereitet, sondern eher darum ob das Prinzip das die Hülle gleichzeitig der Tank ist so sinnvoll ist.
Wenn der Tank perforiert wird dann entweicht ja der Treibstoff, ist dann überhaupt noch die Strukturelle Integrität gegeben?

Gruß