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

Tatsächlich kann "Tank" auch im englischen "Behälter" bzw. ähnliches bedeuten, muß nicht unbedingt das Kriegsgerät sein.

Der Name des Kriegsgeräts kommt sogar daher. Im 1. Weltkrieg wurden die englischen Panzer in den Firmen getarnt als "Tanks - Behälter" hergestellt, damit das Projekt geheim bleibt.

Hallo

Es wundert mich dass die Schweißarbeiten auf einer dreckigen Baustelle stattfinden
und nicht in einem Reinraum. Es ist natürlich billiger. Nicht einmal der Boden der
Baustelle ist befestigt sondern besteht aus Sand und Erde.

Aber bei SpaceX werden die Dinge halt anders gemacht.

Matjes

Hallo

Es wundert mich dass die Schweißarbeiten auf einer dreckigen Baustelle stattfinden
und nicht in einem Reinraum. Es ist natürlich billiger. Nicht einmal der Boden der
Baustelle ist befestigt sondern besteht aus Sand und Erde.

Aber bei SpaceX werden die Dinge halt anders gemacht.

Matjes

Wenige posts weiter oben von mir:

Elon sagt, daß die Schweißnähte in Stahl nicht die gleichen Anforderungen an die Reinheit des Arbeitsbereiches haben wie Aluminium, daß aber der Wind die Nahtqualität zu stark beeinträchtigt, also wird das Schweißen in die Zelte verlegt.

Daß sie dem Zelt aber keinen Betonboden gegeben haben, wundert mich aber auch. Vielleicht kommt das noch.

https://twitter.com/elonmusk/status/1211546797799288832?ref_src=twsrc%5Etfw%7Ctwcamp%5Etweetembed%7Ctwterm%5E1211546797799288832&ref_url=https%3A%2F%2Fforum.nasaspaceflight.com%2Findex.php%3Ftopic%3D47352.120

Moving to an enclosed (fairly) clean room environment for SN2 in Jan...

Ab Januar solls besser werden. Wobei ich aber glaube dass der Begriff "Reinraum Umgebung" hier etwas entspannter verwendet wird.

Ab Januar solls besser werden. Wobei ich aber glaube dass der Begriff "Reinraum Umgebung" hier etwas entspannter verwendet wird.

Sehe ich auch so. (Fairly) clean heißt (ziemlich) sauber, nicht Reinraum.

Reinraum ist sicher unnötig, aber eine Klimareglung halte ich schon für sinnvoll um zu verhindern das Teile sich möglichst gleichmäßig verziehen und nicht manche großen Baugrupen, weil sie bei einer anderen Bezugstemperatur verschweißt wurden, in sich unter Spannung stehen, andere aber nicht.
Das ganze ist natürlich sehr komplex, weil man ja Änderungen in drei Dimensionen hat.

Den Hallenboden kann man besser unter einem Zelt betonieren, das wird im Straßenbau ja auch so gemacht.

Sie bringen Isolierung an. Das deutet darauf hin, daß es auch Klimatisierung geben kann. Es wurden auch ziemlich große Rohre gesehen, die verdächtig wie Luftkanäle aussehen.

Zitat von: Steppenwolf am 31. Dezember 2019, 11:18:40

Ab Januar solls besser werden. Wobei ich aber glaube dass der Begriff "Reinraum Umgebung" hier etwas entspannter verwendet wird.

Sehe ich auch so. (Fairly) clean heißt (ziemlich) sauber, nicht Reinraum.

Hmm, nicht ganz klar wie sein Tweet gemeint ist: clean room – Reinraum; fairly clean – blitzblank. Wo gehört clean hin? Aber ich sehe das auch so wie du, Reinraum ist nicht notwendig.

Hinsichtlich der Flügelsteuerung mit Tesla Motoren bin ich mal gespannt. Direkt werden die Motoren zu wenig Moment entwickeln. Vermutlich wird es Zusatzgetriebe benötigen. Was wiegt so ein Motor? 200 kg? Davon werden wievele benötigt? Plus Getriebe. Plus Akkus. Würde mich mal interessieren wie die Gewichtsbilanz gegenüber Hydraulik aussieht?

Die Motoren wiegen sehr wenig, kurzes google ergab 70 pound also kaum über 30kg. Aber die Akkus sind schwer. Model S Akku 600kg. Aber um einen Flügel anzutreiben mit mindestens 6 Motoren werden sicher 2-3 benötigt.

Also insgesamt vielleicht 2t für den Antrieb eines Flügels.

Die Motoren wiegen sehr wenig, kurzes google ergab 70 pound also kaum über 30kg. Aber die Akkus sind schwer. Model S Akku 600kg. Aber um einen Flügel anzutreiben mit mindestens 6 Motoren werden sicher 2-3 benötigt.

Also insgesamt vielleicht 2t für den Antrieb eines Flügels.

Kaum. Die Leistung wird ja nur für wenige Minuten benötigt. Da reichen wesentlich leichtere Akkus.

Die Motoren wiegen sehr wenig, kurzes google ergab 70 pound also kaum über 30kg. Aber die Akkus sind schwer. Model S Akku 600kg. Aber um einen Flügel anzutreiben mit mindestens 6 Motoren werden sicher 2-3 benötigt.

Also insgesamt vielleicht 2t für den Antrieb eines Flügels.

Die Frage ist hier zum einen wie viele kWh man benötigt und als zweites wie schnell man die Maximalleistung braucht.
Denkbar wäre ja auch die Spitzenleistung über spezielle Kondensatoren bereitzustellen, z.B. sowas
die haben 1kF bei 2,5V oder 6,25kWs oder 6,25kJ.

Die Motoren wiegen sehr wenig, kurzes google ergab 70 pound also kaum über 30kg. Aber die Akkus sind schwer. Model S Akku 600kg. Aber um einen Flügel anzutreiben mit mindestens 6 Motoren werden sicher 2-3 benötigt.

Also insgesamt vielleicht 2t für den Antrieb eines Flügels.

Das Gewicht scheint mir zu niedrig. Ich kenne den Link den du vermutlich meinst, denke aber das ist der reine Motor. Also ohne Elektronik, Getriebe etc.

Die Angaben für die Antriebseinheit, dh Motor inclusive Inverter und Getriebe die man sonst so findet liegen bei ca 150kg Link1 Link2. Ich weiß dass auf NSF ein direkter Antrieb der Flügel diskutiert wird, also ohne Getriebe. Da Elon direct drive sagte, nahmen das einige Jünger natürlich mal wieder wörtlich. Ich halte das für unmöglich. Die Momente von E-Motoren sind um Größenordnungen zu gering. Im Gegenteil, für die Flügelsteuerung dürfte die Getriebeübersetzung - und damit das Gewicht nochmal steigen, anders bekommen sie die erforderliche Kraft bzw Momente nicht hin.

Bei den Akkus vermute ich wiederum dass sie leichter werden als im Tesla, da nur ein paar Minuten Höchstleistung erforderlich. Wie auch immer, es werden sicherlich einge Tonnen für die  Flügelsteuerung werden. Überschlägig vielleicht 10t für ein Starship. Da fragt man sich schon was würde eine hydraulische Lösung wiegen...?

Ich stimme dem zu. Direkt heißt nicht ohne Getriebe. Ich glaube aber nicht, daß man direkt das Gewicht der Tesla-Antriebseinheit einsetzen kann.

Ich stimme auch Klakow zu, daß die Spitzenleistung möglicherweise über Kondensatoren abgerufen wird. Tesla arbeitet an geeigneten Kondensatoren, allerdings mehr mit dem Ziel Spitzenleistungen beim rückspeisen durch bremsen aufzunehmen aber das funktioniert auch umgekehrt.

Die Leistungsangabe von Elon Musk oben im Thread schon genannt, ist 1,5MW je Flügel unten. Die oberen Flügel brauchen sicher weniger. Aber wie groß ist die mittlere Leistung und wie oft und wie lange wird die Spitzenleistung gebraucht? Ich denke zunächst werden sie die Batterien überdimensionieren und dann nach Erfahrungswerten reduzieren.

1,5MW oder 3MW für beide Flügel hört sich nach viel an, sagt aber nichts über die Arbeit aus die zu verrichten ist.
Ich gehe erstmal davon aus, dass der Antrieb über ein Getriebe mit einem Gang, also ohne Umschaltung gemacht wird.
Typische Motor+Getriebe aufbauten haben einen sehr hohen Wirkungsgrad, mit η>90%.
Bei der benötigten Energie muss man sicher auch zwischen hohen Anforderungen, also Verstellung bei hoher Last und kleiner Last, z.B. weil der Flügel in Richtung kleinerer Widerstand, bewegt wird unterscheiden.
Wenn man sich die Datenblätter der Kondensatoren anschaut, dann hat der größte Type 2500F und 2,5V eine Speicherkapazität von 15,6kJ bei 0,5kg und einem Volumen von ca. 0,25L oder 62,5kJ/Liter oder 31,25kJ/kg.
will man z.B. 3MW für 5s bereitstellen, also 15MWs, so braucht man bei einem dU von 2,5V/2 (75% Nutzung),
ca. 640kg für die Kondensatoren und ca. 320L Volumen.
Meine Schätzung ist das man mit 10% Nutzungszeit locker hinkommt, oder 6s Verstellung je Minute.
Für den Antrieb+Getriebe rechne ich mit unter 500kg je Seite, wobei die Antriebsachse die verlängerte Flügelachse sein wird.
Als gesamte Ansteuerzeit unter Last würde ich von max. 10min bei 20% Bewegungszeit ausgehen,
also 120s*3MW=360MWs oder 100kWh.
Zusammengefasst:
1) Antrieb+Getriebe: 2x500kg=1000kg
2) Batterien                           =600kg
3) Superkondensatoren          <1000kg und <0,5m³
4) Elektronik                            1000kg
5) Kabel                                    300kg
6) Montagematerial                    500kg
7) Kühlung/Heizung                    500kg                               
Summe:                                <5000kg

Macht das überhaupt Sinn mit den E-Motoren, bzw. wo ist der Vorteil?
Das Hydrauliksystem ist ja sowieso vorhanden, für die Steuerung der Triebwerke.

Macht das überhaupt Sinn mit den E-Motoren, bzw. wo ist der Vorteil?
Das Hydrauliksystem ist ja sowieso vorhanden, für die Steuerung der Triebwerke.

Das hat mich auch schon beschäftigt - denkbar wäre, daß die Triebwerkssteuerung nur bei laufenden Triebwerken verfügbar ist, sonst wird sie ja auch nicht gebraucht. Es wäre z.B. ziemlich gewichtssparend, die Hydraulikmotoren -pumpen direkt in die Turbopumpen zu integrieren oder damit zu koppeln.

Zu dem Punkt "Direktantrieb" (der "Flügel") möchte ich nur anmerken, daß man ja auf jeden Fall eine Drehbewegung in eine translatorische umwandeln muß. Und dieser Vorgang ist ohne eine Art "Getriebe" überhaupt nicht möglich. Und dieses "Getriebe" hat auch immer einen "Wirkungsgrad" bzw. besser ausgedrückt ein Übersetzungsverhältnis. (Man darf sich dabei natürlich kein Schaltgetriebe eines Autos vorstellen, eine axial fixierte Schraube mit einer darauf "translatorisch fahrenden" Mutter ist auch ein Getriebe)

Primär ist immer die benötigte Verstellgeschwindigkeit bei maximal auftretenden Kräften, alles Dinge die wir nicht kennen.  Und daraus und dem "echten Wirkungsgrad" des Getriebes ergibt sich dann die notwendige Leistung. Und aus der mittleren Leistung und ber Betriebsdauer die die benötigte Größe des Energiespeichers.

An "Rekuperation" glaube ich in diesem Fall nicht, weil das "Getriebe" m.M.n. bei der benötigten Übersetzung selbsthemmend sein wird.

Ein Hydraulikmotor ist schwerer als Elektromotor. Akkus braucht man im Weltall so oder so, man hat also durch den Akku kein Mehrgewicht.

Raketen haben i.d.R. ein "offenes System" und verschütten das Hydrauliköl nach der Benutzung einfach. Das spart zwar Gewicht für Bauteile, aber es ist nicht Wiederverwendbar, das Öl muss man für jeden Flug nachfüllen. Außerdem braucht man Stickstoff um das Öl aus den Speichern zu drücken. Das ist alles nicht notwendig bei einem Elektro-System.

Eine Hydraulikleitung kann platzen bei Überdruck. Ein Stromkabel kann mit weniger Gewicht besser Isoliert werden.

Hallo,

nachdem die E-Motoren die "Flügel" des Starship steuern sollen, müssen sie eigentlich nicht viel mehr können als eine Achse, an der der Flügel befestigt ist, um wahrscheinlich maximal 30° nach links und rechts drehen. Dies sollte meiner Meinung nach mit einem Tesla-Motor pro Flügel und einem kleinen Akku ohne Probleme drin sein. Der Vorteil vom E-Motor ist ja, dass das ganze Drehmoment mit Anschalten des Stroms da ist. Wenn ein Tesla-Motor intern entsprechend übersetzt wird, könnte er denke ich das ganze Starship um seine Achse drehen. . Strom sollte für diese Manöver nicht viel verbraucht werden, man braucht nur die entsprechende Stärke.

Gruß

Mario

Die 1,5MW als Antriebsleistung wurden sicher nicht ohne Grund genannt. Die Steuerflächen müssen ggf. gegen einen extrem starken Luftwiderstand bewegt werden und zwar schnell. Wenn man die Animation sieht, bewegen sie sich auch ständig um eine stabile Fluglage zu erzeugen. Das sind extreme Anforderungen. Redundant müssen sie auch sein. Wenn so eine Steuerfläche ausfällt, gibt es wahrscheinlich einen Krater.

Daß sie das System praktisch bei Tesla einkaufen, finde ich schon interessant. Das mit den Kondensatoren und Rückgewinnung von Energie habe ich nicht erwähnt, weil ich glaube, bei dieser Anwendung wird Energie zurückgewonnen. Das glaube ich auch eher nicht. Aber es ist der Grund warum Tesla sich um die Entwicklung geeigneter Kondensatoren bemüht.

Ein Hydraulikmotor ist schwerer als Elektromotor. Akkus braucht man im Weltall so oder so, man hat also durch den Akku kein Mehrgewicht.

Worauf basierst du diese Aussage? Nach allem was ich bisher mit bekommen habe ist Hydraulik beim Leistungsgewicht elektrischen Aktuatoren weit überlegen.

nachdem die E-Motoren die "Flügel" des Starship steuern sollen, müssen sie eigentlich nicht viel mehr können als eine Achse, an der der Flügel befestigt ist, um wahrscheinlich maximal 30° nach links und rechts drehen. Dies sollte meiner Meinung nach mit einem Tesla-Motor pro Flügel und einem kleinen Akku ohne Probleme drin sein. Der Vorteil vom E-Motor ist ja, dass das ganze Drehmoment mit Anschalten des Stroms da ist. Wenn ein Tesla-Motor intern entsprechend übersetzt wird, könnte er denke ich das ganze Starship um seine Achse drehen. . Strom sollte für diese Manöver nicht viel verbraucht werden, man braucht nur die entsprechende Stärke.

Die Motoren müssen weit mehr können als nur die Flügel bewegen. Sie müssen das Moment tragen das durch die aerodynamische Kräfte beim Eintritt entsteht.

Nur mal eine Abschätzung: angenommen beim Flug durch die Atmosphäre wirken 10t Druckkraft auf einen Flügel. Der Druckpunkt ist 1m von der Drehachse entfernt. Dann wäre das ein Moment von 100kNm das auf die Drehachse wirkt. Ich glaube das liegt um den Faktor 100 über dem stärksten Tesla Motor (mit standard Übersetzung).

Wohlgemerkt ist das nur ein Haltemoment, ohne dass sich zusätzlich etwas bewegt. Ausserdem ist die Annahme von 10t aerodynamischer Last pro Flügel wahrscheinlich viel zu gering – zumindest während der heißen Eintrittsphase.

Ich sage nicht dass es elektrisch nicht geht. Aber man sollte schon realistisch bleiben und bei EM besteht wie mir scheint manchmal die Gefahr dass er "ideologische" Design Entscheidungen trifft. Eine gewisse Elektro-Affinität kann man ihm jedenfalls kaum absprechen.

Wenn die letzten Monate eines gezeigt haben, dann dass Design Entscheidungen bei SpaceX bestenfalls als vorläufig zu betrachten sind. Ich halte es nicht für ausgeschlossen dass in ein paar Entwicklungschritten die Flügel wieder hydraulisch bewegt werden, wenn es darum geht die letzten % heraus zu holen und ihm seine Ingenieure glaubhaft vorrechnen können dass Hydraulik 4 Tonnen leichter ist...

Die 1,5MW als Antriebsleistung wurden sicher nicht ohne Grund genannt. Die Steuerflächen müssen ggf. gegen einen extrem starken Luftwiderstand bewegt werden und zwar schnell. Wenn man die Animation sieht, bewegen sie sich auch ständig um eine stabile Fluglage zu erzeugen. Das sind extreme Anforderungen. Redundant müssen sie auch sein. Wenn so eine Steuerfläche ausfällt, gibt es wahrscheinlich einen Krater.

Das sehe ich auch so, zusätzlich zu den aerodynamischen kommen noch die dynamischen Lasten beim Bewegen der Flügel dazu. Aber nochmals zu den statischen Lasten: Ein großer Vorteil hydraulischer Systeme ist  dass sie praktisch keine Energie zum Erbringen von Haltekräften benötigen. Ein Elektromotor muss für eine Haltekraft/Moment elektrische Leistung erbringen – oder man baut zusätzlich mechanische Bremsen ein. Aber dann wird es wieder komplizierter und man hat ein weiteres System, dessen Ausfall einen Krater bedeutet. 

Ein großer Vorteil hydraulischer Systeme ist  dass sie praktisch keine Energie zum Erbringen von Haltekräften benötigen. Ein Elektromotor muss für eine Haltekraft/Moment elektrische Leistung erbringen – oder man baut zusätzlich mechanische Bremsen ein. Aber dann wird es wieder komplizierter und man hat ein weiteres System, dessen Ausfall einen Krater bedeutet.

Ein Getriebe kann selbstblockierend sein. Auf jeden Fall ein Schneckentrieb.

Hydraulisch braucht man die Hydraulik und etwas, das den nötigen Druck erzeugt.

Im Model 3 ist ein Reluktanzmotor verbaut, wenn ich das richtig verstehe, lässt sich mit dem Prinzip eine Selbsthaltung fast ohne Motorstrom herstellen.
Hydraulik hilft hier eher nicht, den die Flügelbewegung wird ja gerade dann benötigt wenn die Triebwerke nicht laufen.
Sicher braucht man schnelle und zuverlässige Reaktionen, das geht elektrisch allemal besser und zuverlässiger als mit einem rein mechanischen System. Das ist mit ein Grund warum eAutos, so man zuverlässige Akkus hat, an Zuverlässigkeit jedes Mechanische System schlägt.
Nicht ohne Grund wird fast alles in der Industrie elektrisch bewegt.

Hallo Klakow,

ein frohes Neues Jahr 2020 wünsche ich dir und allen anderen auch.

Beim Reluktanzmotor findet mit technischer Finesse der Rotorauslegung vorwiegender Freilauf statt, wenn Nenndrehzahl und Arbeitsdrehzahl gleich sind (ruhiges Dahingleiten im Tesla (Wenn du so willst)).

D.H: Wenn die Arbeitsdrehzahl und gewünschte Nenndrehzahl voneinander abweichen, treten meist Verluste auf.

D.H: aber nicht, dass Selbsthaltung stattfindet (i.S.v. Blockade bei bestimmten Winkelstellungen). Im Gegenteil. Es gibt hohe Blindströme beim Anlaufen (Ändern der Drehzahlen) und nur geringe Selbsthaltungseigenschaften ohne Motorstrom. Der große Vorteil, der von Tesla genutzten Reluktanzmotoren liegt in der hohen Wirtschaftlichkeit bei Regelbetrieb (andauernden Änderungen über fast den gesamten Drehzahlbereich und Gleichlauf).

Falls die Klappenantriebe bei SpaceX rekuperieren können, sind gleichzeitige (inverse) Schwenkmänöver mit noch höherer Effizienz denkbar (notfalls auch über energiezwischenspeicherung, dann aber zeitversetzt). (Schwenkmanöver für Wegverlängerung ähnlich dem schaukelndem Fall einer Feder (Geschwindigkeitsabbau))

Quergedacht:
Über die Art der Elektromotoren ist noch nichts bekannt. Neben dem "Rotor im Stator" gibt es noch andere Arten
Mich würde es nicht wundern, wenn Linearmotoren zur Anwendung kämen.

(Ganz verrückt wäre ein leicht verdrehter Linearmotor (gespindelt) mit mehreren "Rotorelementen" auf dem "Stator" , der gleichzeitig die Längsachse des "Flügels" ist).

..die Ge-dan-ken si-hi-nd frei...