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

Könnten auch die Zurrgurte eine Rolle spielen? Immerhin wird der Tank damit Richtung Boden gezogen.

Wenn jetzt der Druck steigt dehnt sich das Metall aus, der Tank wird länger.
Da der Tank am Boden steht, muss er sich in der Länge nach oben ausdehnen.
Da oben die Zurrgurte sind, kommt somit auch Zug auf die Gurte.

Wenn man jetzt die Kräfte auf die Rundung anschaut, dann drückt von innen das Wasser und von oben der Gurt.

Wenn jetzt der Tank  platzt dann drückt in der ersten Sekunde nur noch der Zurrgurt von oben aber kein  Wasser mehr von unten. Das sind schlagartige Veränderungen in der Belastung.

Die Gurte sind nicht unter Spannung. Sie sollen nur das wegfliegen des Tankdomes verhindern. Die Delle entsteht erst Minuten später, wenn eine Menge Wasser abgeflossen ist.

Es gibt eine Aussage von Elon Musk als Antwort auf eine Frage von Everydayastronaut.. Nicht wundern, er hat seinen Twitter- Namen auf Buff Mage geändert.

https://twitter.com/elonmusk/status/1215719463913345024

Dome to barrel weld made it to 7.1 bar, which is pretty good as ~6 bar is needed for orbital flight. With more precise parts & better welding conditions, we should reach ~8.5 bar, which is the 1.4 factor of safety needed for crewed flight.

Die Schweißnaht hat bis 7,1 bar gehalten. Das ist ziemlich gut, für orbitale Flüge brauchen wir ~6 bar.

Mit präziseren Teilen und besseren Schweißbedingungen sollten wir ~8,5 bar erreichen, die wir als Sicherheitsfaktor für bemannte Flüge brauchen.

Na ja, jetzt werden sie erstmal die Schweißnähte ganz genau anschauen, oder er sollte sich mal hier bei uns oder in der Schweiz umschauen, da gibt's sicher Firmen die hier das Optimum heraus holen können.

Also.....ich weiß nicht-ob das alles zu irgendwas führt.

Also.....ich weiß nicht-ob das alles zu irgendwas führt.

Das sehe ich auch so. Zumindest zeigt es, dass es vermutlich noch Jahre und nicht Monate dauern wird, bis da irgendetwas orbital geht. Ich hatte das bereits letztes Jahr in einem meiner Beiträge angemerkt, als hier noch über die Chancen diskutiert wurde, ob Starship vielleicht sogar schon Ende 2019 orbital gehen würde. Das ist einfach fernab jeglicher Realität. Probleme wie diese wird es - trotz straffem Entwicklungszeitplan - noch zuhauf geben. Ich drücke dem Projekt in jedem Fall die Daumen.

Also.....ich weiß nicht-ob das alles zu irgendwas führt.

Wo siehst du ein Problem? Der Tank entspricht den Anforderungen für orbitalen Flug. Er reicht noch nicht für bemannte Flüge. Die sind aber noch eine Weile entfernt.

Wo siehst du ein Problem? Der Tank entspricht den Anforderungen für orbitalen Flug. Er reicht noch nicht für bemannte Flüge. Die sind aber noch eine Weile entfernt.

6 Bar braucht man. Bei 7.1 reißt der Testartikel. Also das kann man doch nicht ernsthaft in Erwägung ziehen. Da kommen dann noch Erschütterungen, Zugkräfte, Alterung etc dazu. Wenn man 6 Bar braucht, darf der Tank doch nicht schon bei 7.1 reißen.

Zitat von: MarsMCT am 11. Januar 2020, 14:59:00

Wo siehst du ein Problem? Der Tank entspricht den Anforderungen für orbitalen Flug. Er reicht noch nicht für bemannte Flüge. Die sind aber noch eine Weile entfernt.

6 Bar braucht man. Bei 7.1 reißt der Testartikel. Also das kann man doch nicht ernsthaft in Erwägung ziehen. Da kommen dann noch Erschütterungen, Zugkräfte, Alterung etc dazu. Wenn man 6 Bar braucht, darf der Tank doch nicht schon bei 7.1 reißen.

Die 6 bar waren der benötigte Wert, der Tank hätte bei 6,1 bar versagen dürfen. Es war ein voller Erfolg, außer für bemannte Flüge.

Die 7,1bar sind doch schon ein großer Erfolg, man ist nun schon über dem Druck den man braucht um in den Orbit zu kommen. Das hier noch ein wenig fehlt um die Reserven für den Passagiertransport zu haben ist sicher kein Beinbruch.
Man sollte auch eines nicht vergessen, die hohe Belastung tritt nur kurze Zeit auf und wenn es nicht so ist, dass man beim Bau Mist gebaut hat, wird man ganz schnell den Fehler finden wo die Schwachstelle ist.

Zitat von: MarsMCT am 11. Januar 2020, 14:59:00

Wo siehst du ein Problem? Der Tank entspricht den Anforderungen für orbitalen Flug. Er reicht noch nicht für bemannte Flüge. Die sind aber noch eine Weile entfernt.

6 Bar braucht man. Bei 7.1 reißt der Testartikel. Also das kann man doch nicht ernsthaft in Erwägung ziehen. Da kommen dann noch Erschütterungen, Zugkräfte, Alterung etc dazu. Wenn man 6 Bar braucht, darf der Tank doch nicht schon bei 7.1 reißen.

1 bar ist nichts was mal so kurz schwankt. Das wäre schon ein ziemliches Problem wenn das passiert. Klar legt man für bemannte Flüge immer noch was drauf, aber der Tank hier wurde auch „nur“ kurz zusammengebaut

Würde es auch als vollen Erfolg sehen. Im Ergebnis heißt es das man sich um den Druck keine Sorgen machen muss und da locker seine Ziele erreicht. Dem fertigen Tank für das orbitale Starship dürfte somit nichts im Weg stehen

1 bar ist nichts was mal so kurz schwankt. Das wäre schon ein ziemliches Problem wenn das passiert. Klar legt man für bemannte Flüge immer noch was drauf, aber der Tank hier wurde auch „nur“ kurz zusammengebaut

Würde es auch als vollen Erfolg sehen. Im Ergebnis heißt es das man sich um den Druck keine Sorgen machen muss und da locker seine Ziele erreicht. Dem fertigen Tank für das orbitale Starship dürfte somit nichts im Weg stehen

Er meinte hier wohl eher zusätzliche Kräfte/Belastungen. Was, wenn der Tank 6 Bar auf dem Kessel hat, und beim Wiedereintritt solche Kräfte auftreten, die die Spannung im Material und an der Schweißnaht dann über das Limit pushen? Aber ich denke mal auch bei SpaceX bedenkt man diesen Fall. Ansonsten gibts halt einen Reentry-RUD. 

Ein Reentry-RUD ist gerade das was nicht wahrscheinlich ist, der Knackpunkt ist die Startphase, den unmittelbar nach dem Start lastet die ganze Masse der vollen Unter- und Oberstufe bei der momentanen Beschleunigung auf dem Booster.
Man sollte sich hier keinen Illusionen hingeben, diese Last wird durch den Tankinnendruck abgefangen, das Blech kann das sicher nicht.
Da beim Start der Booster schnell Masse verliert und der ISP Aufgrund des fallenden Luftdrucks erstmal steigt, wird das erstmal nicht besser sondern bis MaxG während der Brennzeit des Boosters schlimmer, außer man reduziert die Beschleunigung (das tut man ziemlich sicher vor Brennschluss des Boosters)
Wie das von den Vibrationen aussieht weiß ich nicht, aber ich könnte mir vorstellen das so viele Triebwerke das Problem eher reduzieren. ()
Bei der Oberstufe halte ich das erstmal für unproblematisch, das Ding muss sowieso die maximale Beschleunigung des Boosters verkraften (ca. 3G), nach der Stufentrennung wird man zwar erstmal mit allen sechs Triebwerken feuern, da geht's vermutlich erstmal mit gut 1G loss (15MN/1500t), wird aber eher kleiner als 3G bleiben, weil man bei großer höher (>100kmüNN) besser fährt wenn man nur die Vakuum Triebwerke einsetzt. Ich vermute mal das die drei SL Raptoren nur 60-90s eingesetzt werden. Anders als bei normalen Raketen wird das Starship ein sehr gutes Verhältnis vom Schub/Masse haben. (Zum Vergleich: Die F9S1: 914kN/130t=7N/kg~0,7G)

Zitat von: Therodon am 11. Januar 2020, 19:22:51

1 bar ist nichts was mal so kurz schwankt. Das wäre schon ein ziemliches Problem wenn das passiert. Klar legt man für bemannte Flüge immer noch was drauf, aber der Tank hier wurde auch „nur“ kurz zusammengebaut

Würde es auch als vollen Erfolg sehen. Im Ergebnis heißt es das man sich um den Druck keine Sorgen machen muss und da locker seine Ziele erreicht. Dem fertigen Tank für das orbitale Starship dürfte somit nichts im Weg stehen

Er meinte hier wohl eher zusätzliche Kräfte/Belastungen. Was, wenn der Tank 6 Bar auf dem Kessel hat, und beim Wiedereintritt solche Kräfte auftreten, die die Spannung im Material und an der Schweißnaht dann über das Limit pushen? Aber ich denke mal auch bei SpaceX bedenkt man diesen Fall. Ansonsten gibts halt einen Reentry-RUD. 

Die 6 bar beinhalten diese dynamischen Belastungen. Anders werden die Berechnungen gar nicht angestellt. Damit dann ein Equivalent von 7 bar Auftritt, muss schon viel passieren. In der Luftfahrt spricht man vom Lastvielfachen und Bruchlastvielfachen. Lastvielfache mal 1,4 und das Flugzeug darf auseinanderbrechen. In der Raumfahrt gelten offenbar die selben Vorgaben. 6 bar mal 1,4= 8,4 bar.

Zitat von: Sol,Earth am 11. Januar 2020, 15:03:01

Zitat von: MarsMCT am 11. Januar 2020, 14:59:00

Wo siehst du ein Problem? Der Tank entspricht den Anforderungen für orbitalen Flug. Er reicht noch nicht für bemannte Flüge. Die sind aber noch eine Weile entfernt.

6 Bar braucht man. Bei 7.1 reißt der Testartikel. Also das kann man doch nicht ernsthaft in Erwägung ziehen. Da kommen dann noch Erschütterungen, Zugkräfte, Alterung etc dazu. Wenn man 6 Bar braucht, darf der Tank doch nicht schon bei 7.1 reißen.

Die 6 bar waren der benötigte Wert, der Tank hätte bei 6,1 bar versagen dürfen. Es war ein voller Erfolg, außer für bemannte Flüge.

Wenn er bei 6,1bar versagt hätte, wäre der Sicherheitsfaktor nur 1,017 gewesen. Damit kann man nicht fliegen - selbst für unbemannt braucht man bei der NASA einen Faktor 1,25. Ich würde also auch nicht von "voller Erfolg" sprechen.
Dafür hätte man 6bar*1,25=7,5bar erreichen müssen - es fehlen also noch knapp 6%. Und das muss auch zuverlässig erreicht werden - bei den aktuellen Fertigungsbedingungen sehe ich das nicht gegeben.
(Für bemannt sind die berechneten 6bar*1,4=8,4bar erforderlich.)

Wenn er bei 6,1bar versagt hätte, wäre der Sicherheitsfaktor nur 1,017 gewesen. Damit kann man nicht fliegen - selbst für unbemannt braucht man bei der NASA einen Faktor 1,25. Ich würde also auch nicht von "voller Erfolg" sprechen.
Dafür hätte man 6bar*1,25=7,5bar erreichen müssen - es fehlen also noch knapp 6%. Und das muss auch zuverlässig erreicht werden - bei den aktuellen Fertigungsbedingungen sehe ich das nicht gegeben.
(Für bemannt sind die berechneten 6bar*1,4=8,4bar erforderlich.)

Warum wird eigentlich permanent unterstellt, daß Elon Musk lügt?

Die 6 bar sind incl. Sicherheitsfaktor für unbemannten Flug. Sicherheitsfaktoren in der Raumfahrt sind generell gering.

Damit kann man nicht fliegen - selbst für unbemannt braucht man bei der NASA einen Faktor 1,25.

Wie gut das wir bei SpaceX nict bei der NASA sind  . Die NASA muss ja damit nicht mitfliegen wenn Sie nicht wollen.

Ich habe überlegt, ob die Startphase (stetige Beschleunigung) nicht sogar eine Entlastung der "waagerechten" Schweißnähte bringt.  Dadurch, dass es oberhalb der Tanks eine große Masse gibt, die während des Starts mit mehreren "G" "drückt", müsste es doch so sein. Diesen Vorübergehenden, kurzfristigen Lastfall sollte man aber besser nicht berücksichtigen.

Frage zum Wiedereintitt:
Besitzt ein halbleerer/fast leerer Tank (verflüssigtes Medium) weniger Überdruck als ein ganz voller  ??

Frage zum Flug im Orbit:
Wie groß ist der Unterschied Innen/ Außen im Vakuum im Vergleich zum Aufenthalt des Schiffes auf Meeresniveau in Boca Chica??

IMO haben wir hier wieder zu wenig Informationen zum uns deswegen in die Haare zu bekommen:
Wir wissen ja nicht einmal ob bei diesen 6 Bar zusätzliche dynamische Belastungen schon dabei sind oder nicht.

IMO haben wir hier wieder zu wenig Informationen zum uns deswegen in die Haare zu bekommen:
Wir wissen ja nicht einmal ob bei diesen 6 Bar zusätzliche dynamische Belastungen schon dabei sind oder nicht.

Die letzte Frage kann ich mit Ja beantworten.

Zitat von: R2-D2 am 12. Januar 2020, 09:59:56

Wenn er bei 6,1bar versagt hätte, wäre der Sicherheitsfaktor nur 1,017 gewesen. Damit kann man nicht fliegen - selbst für unbemannt braucht man bei der NASA einen Faktor 1,25. Ich würde also auch nicht von "voller Erfolg" sprechen.
Dafür hätte man 6bar*1,25=7,5bar erreichen müssen - es fehlen also noch knapp 6%. Und das muss auch zuverlässig erreicht werden - bei den aktuellen Fertigungsbedingungen sehe ich das nicht gegeben.
(Für bemannt sind die berechneten 6bar*1,4=8,4bar erforderlich.)

Warum wird eigentlich permanent unterstellt, daß Elon Musk lügt?

Die 6 bar sind incl. Sicherheitsfaktor für unbemannten Flug. Sicherheitsfaktoren in der Raumfahrt sind generell gering.

...und warum sollte man für bemannt dann 8.4bar brauchen, wenn die 6bar schon mit Sicherheitsfaktor wären...? Dann hätten 6bar/1,25*1.4=6,72bar gereicht und wären mit 7,1bar im Test schon erfüllt worden.

Zitat von: MarsMCT am 12. Januar 2020, 10:05:37

Zitat von: R2-D2 am 12. Januar 2020, 09:59:56

Wenn er bei 6,1bar versagt hätte, wäre der Sicherheitsfaktor nur 1,017 gewesen. Damit kann man nicht fliegen - selbst für unbemannt braucht man bei der NASA einen Faktor 1,25. Ich würde also auch nicht von "voller Erfolg" sprechen.
Dafür hätte man 6bar*1,25=7,5bar erreichen müssen - es fehlen also noch knapp 6%. Und das muss auch zuverlässig erreicht werden - bei den aktuellen Fertigungsbedingungen sehe ich das nicht gegeben.
(Für bemannt sind die berechneten 6bar*1,4=8,4bar erforderlich.)

Warum wird eigentlich permanent unterstellt, daß Elon Musk lügt?

Die 6 bar sind incl. Sicherheitsfaktor für unbemannten Flug. Sicherheitsfaktoren in der Raumfahrt sind generell gering.

...und warum sollte man für bemannt dann 8.4bar brauchen, wenn die 6bar schon mit Sicherheitsfaktor wären...? Dann hätten 6bar/1,25*1.4=6,72bar gereicht und wären mit 7,1bar im Test schon erfüllt worden.

Die Diskussion über den Druck ist wenig zielführend. Was ist der im Flug zu erwartende maximale operationelle Druck ?  (MEOP = Maximum expected operational pressure) ?
Auf den werden Sicherheitsfaktoren aufgeschlagen. Dabei müssen folgende Fälle unterschieden werden:

• Sicherheit gegen plastische Verformung in der Analyse
• Sicherheit gegen Bruch in der Analyse
• Sicherheits gegen Rissfortschritt in der Analyse (wie weit vergrößert sich ein nicht entdeckter Defekt aus der Fertigung, z.B. Schweißfehler, über die Benutzungsdauer? Ist das akzeptabel?)
• Nachweiß Druck bei Bruch (einmaliger Nachweis für alle Tanks gleicher Bauart, Bersttest)
• Druck-Prüftest für jeden Tank vor der Benutzung.

Die Diskussion über diese Sicherheitsfaktoren ist schon in Europa schwierig, da es Anforderungen gibt für Ariane von CNESund für ESA-Projekte von ESA, die beiden stimmen nicht immer überein. ESA unterscheidet zwischen unbemannt und bemannt (geschlechtsneutral uncrewed / crewed).

Mir ist jetzt nicht klar ob die 6 bar der Maximale Betriebsdruck sind (MEOP) oder schon Testanforderungen inklusive Sicherheitsfaktor. 6 bar für eine großen Raketentanks sind schon ziemlich viel, der sollte eher bei 3 - 3,5 bar liegen. Im Test kann man aber die weiteren Fluglasten aus Vibrationen, Beschleunigung (dann übt der Treibstoff im Tank auch Kraft auf die Tankwandung auf) usw. durch zusätzlichen Druck simulieren.

Wenn der Sicherheitsfaktor bei 6,1bar schon drin ist, muss man als minimale Bedingung von 6,1bar/1,25=4,88bar ausgehen, dann wären der Faktor 1,5 gleich 7,32 Bar.
Bei 8,4 Bar, hätte man 1,72, das würde dann auch mehr Luft lassen um bei einer Schubsteigerung von Raptor, das Ding zu Strecken.
Das wäre vor allem für die Tanker Version sehr positiv, weil man 37,7% mehr Spielraum für ein strecken des Boosters mit Oberstufe zur Verfügung hätte nur mit der Verlängerung der Tanks, was sicher im Vergleich Spot billig ist.

Vergeßt ihr nicht gerade, daß am Boden ein Außendruck von 1 bar auf den Tank drückt, der im Vakuum auf Null sinkt? Der muß praktisch zum Innendruck addiert werden. Oder?

Gruß
roger50

Man hat schon das Gefühl hier wird einiges durcheinander geworfen.

1. Schritt: Man hat mal schnell ein Testtank zusammengebaut. Für Orbital braucht man 6 Bar. Mit 7,1 kann man erst mal problemlos fliegen. Und das ist das Ziel. Der Sicherheitsfaktor ist ordentlich, somit voller Erfolg.
2. Schritt: Wenn das Starship irgendwann geflogen ist (sicher oft und wohl auch kaum mit den ersten Testvarianten) wird man natürlich auch Kunden bedienen unter anderem die NASA. Für die muss man wieder zertifiziert werden. Die hätte  1,25 oder 1,5. Laut Musk dürfte man mit genaueren Teilen und Schweißtechniken die 8,5 Bar erreichen die man für die NASA bemannt bräuchte.

Es ist somit doch völlig unnötig, jetzt irgendwas davon zu erreichen. Weder 1,25 noch 1,5 musste dieses Ding aushalten. Es musste nur genug Spielraum haben das SpaceX problemlos die Orbitalversion fertig stellen kann. Wäre es bei 6,1 weg geflogen, hätte man nach der Konstruktion allgemein schauen müssen, aber doch nicht bei 7,1.

Im übrigen dürfte die Zertifizierung vom Starship für die NASA sicherlich wesentlich größere Fragen aufwerfen als den Sicherheitsfaktor des Tankinnendrucks. Ich denke bis dahin hat SpaceX schon nicht wenige Kunden selbst ausgestattet und da können Sie den Sicherheitsfaktor festlegen wie Sie gerne hätten.