Starship SN5 v Texasu

[Pospíšil]

[laik]

Venku je k nevydržení, prosím tedy.

Z toho že několik dlaždic odpadlo či prasklo se nedá usuzovat vůbec nic. Netušíme jaký byl záměr SpX. Dá se předpokládat, že testovali několik různých druhů upevnění či parametrů dlaždic. Dokonce je možné, že to prasknutí je v pořádku protože se tím měla potvrdit správnost počítačového modelu.

To mi přijde jako dost naivní představa.
Destičky se dají nalámat či natrhat na zkušebně. Nikdo je nebude montovat na raketu, aby ověřil, že se rozlámaly dle jeho představ.
Vůbec dát si práci se štítem a jeho upevněním, který má záměrně vést k lomu je zcestný.

Tak to že si něco nedokážete představit, neznamená že to není pravda. Ve skutečnosti jsme přesně toto testování dělali i zde v čr. Na reálném stroji jsme naměřili, kdy se něco zlomí a pak se data používali pro modelaci stavů v simulaci. Kde myslíte, že simulační program vezme vstupní data pro tu simulaci? Máte velmi laické a naivní představy. ROFL

A mimochodem. Kdyby SpaceX vše nejprve vyzkoušela ve zkušebně a pak rovnou šoupla raketu na rampu a frr na Mars na první dobrou, tak by nemusela vůbec ukazovat tohle testování ve zkušebně s reálnými motory a raketovým stupněm v letu. Toto vlastně dělá blbě a vy jste na to kápnul. oó počkat ... :D

Dovolím si slovo simulace zúžit na simulaci pevnostní. O té se zde bavíme především. U Vás v práci jsem nebyl a nemohu se tak vyjádřit k tomu, co jste tam dělali. Nicméně materiálová data se měří v tzv. laboratorních podmínkách (i když často ve špinavé dílně) na přesně definovaných vzorcích a za stanovených podmínek. To proto, aby byla měření dokonale opakovatelná a jednoznačná. Abychom změřené charakteristiky mohli srovnávat ať už byly opatřeny v Japonsku, Chebu nebo na měsíci.

Mateiálových vlastností lze měřit hromadu.

Typická je např. tahová/trhací zkouška. Nějaká takováhle tyčka:

se uchytí do čelistí a poté se trhá. Je to vlastně siloměr, který sleduje vztah protažení a síly, kterou se tomu ta tyčka bránila. Dále se sleduje, v jakém momentě se započla deformovat nevratně, tedy plasticky, resp. kdy se utrhla úplně. Varianty jsou různé. Plechy se trhají ve dvou osách, materiály se smýkají, stláčejí, provádí se měření za různých teplot (kovy s teplotou "měknou") atd. Nějaké video je namátkou tady:





Zábavná je kupř. zkouška vrubové houževnatosti (lomová). Na vzorek, opět konkrétně definovaný, se pustí kladívko na kyvadle a změří se, jak vysoko vykmitne po jeho zlomení. Jelikož známe výšku (čili polohovou potenciální energii) na začátku, víme, kolik energie stálo přelomení tělesa.
Vypadá to nějak takhle:





Zajímavé jsou zkoušky únavové. Kolem roku 1850 se ukázalo, že součásti, které jsou násobně předimenzované ke statickému zatížení po dlouhodobémprovozu zdánlivě nepochopitelně selhávají.

Nakumuluje se v nich poškození, unaví se. Vezměme si silnější kovový drát, na kterém v pohodě můžeme oběsit metrákového člověka. I malé dítě jej však dovede poměrně malou silou ulomit, pokud s tím několikrát zakvedlá tam a zpět. Únavových zkoušek je opět celá paleta. Přesně definovanými vzorky se dlouho opakovaně kroutí/ohýbá, tahá se za ně... Výsledkem je velikost namáhání, které vzorek teoreticky vydrží nekonečně mnohokrát (mez únavy) resp. vztah mezi velikostí namáhání a počtem cyklů do poruchy. Vypadá to nějak takto (čas 4:19):





Tvrdost se například měří vtlačováním tělesa, tzv. indentoru, do vzorku a měřením "důlku", který vznikl:


Podobně se zkouší teplotní roztažnost, tepelná vodivost a kdoví co všechno. Podstatné je, že za pevně definovaných podmínek obdržíme charakteristiky materiálu, nikoli konečného výrobku. A můžeme dohledat třeba takovýto list:


A toto jsou prosím ta data, která vstupují do výpočtu. Ať už počítám analyticky, tj. na papír s tužkou, nebo numericky, tj. s pomocí počítače.

"Simulační program", jak Vy říkáte, toho potřebuje více. Například tvar součásti. Ten vezme od konstruktéra. CAD se tomu říká:

Konstruktéři sedí u monitorů a klikají myší. I když se v našich končinách jaksi drží povídání o nějakých rýsovacích prknech. My kdo jsme četli Isaaca Asimova, ještě často trpíme iluzí o nějakých logaritmických pravítkách.

Poté se tam např. zadá, kde na to co působí a kde je to jak uchyceno....

Toliko k otázce, kde si myslím, že se berou data pro výpočet. Máte-li lepší informace, nechám se rád poučit a jistě to ocení i ostatní členové fóra.

Řekl bych, že pokud nastartuju motorku a pošlu ji ze skály, nezjistím o jejích materiálech či konstrukci zhola nic, krom toho, že je rozbitá.

Ohledně měření na reálném zařízení - zde je možné např. oblepit jej tenzometry, abych sledoval, jaké namáhání při určitém zatížení generuji. To je však jen zjištění zmíněných zatížení pro simulaci. Rozhodně na popraskaných tabulkách žádné snímače nevidím.

Vězte, že i u SpaceX předchází námi oblíbeným testům více nebo méně sofistikované výpočty. Někdo musel říct, zda bude plech mít centimetr nebo milimetr, jak silné nohy, o kolik se chladem smrští ty nebo ony partie konstrukce anebo zda unese tíhu paliva apod.

Vývoj čehokoli probíhá tak, že se výše popsaným způsobem navrhne konstrukce s jistou rezervou. Méně nikoli, to by nevydržela, a více taky ne, to bychom plýtvali materiálem, resp třeba letadlo by se neodlepilo od země. Poté se vyrobí exemplář, na němž se domněnka experimentálně ověří. Ověřuje se však správnost návrhu, nikoli jeho chybnost.

Možná znáte obrázky testování Nuseláku. Poslaly na něj tanky a ověřilo se, že návrh byl správný:


Nejspíše by nebylo úplně ekonomické, kdyby spadl a projektanti se dojatě objali, že to nevydržel, přesně jak si přáli ověřit, načež by postavili lepší.

Pokud vyrábíte letedla, a to třeba i v ČSR severně od Prahy, pak vyrobíte části letadla, které vyhovují výpočtu, a pak je experimentálně validujete. To se třeba křídlem či trupem casnuje tam a zpátky, aby se simulovala letová namáhání:


Obdobně jsme viděli testovat Dragona a domnívám se, že i Orion nebo Starlinera. Rozhodně to není tak, že by pánové letadla nebo kosmické lodě polámali a řekli "jé, přesně takto jsme si přáli, aby to nevyšlo". V této fázi se obvykle jen ověřuje. I když problémy se mohou objevit v jakékoli fázi, jak nás u Boeingu nedávno přesvědčili.

Znáte nárazové zkoušky aut, crash testy? To se rozbije auto, aby se potvrdilo, jak se bude při nehodě deformovat. Ovšem to už jsou kusy, jež jsou vyrobeny v souladu s velmi dobře validovanými výpočty a je jistota, že vyjdou a jak vyjdou.

Opět to není tak, že by to svařili, rozbili a řekli "vidíš? Přesně jak jsme čekali, rozbilo se víc, než je přípustné" a poté se vrátili ho přemodelovat.

Nemám tedy iluze, že by dlaždice na Starship přidělali s jasným cílem je poničit, poté praskliny oměřili šuplerou a řekli "šest na osmou ku třem, gratuluji, pane koelgo". Zde ověřili, že neupadnou a nejspíše vlivem poddajnosti trupu a rigidity dlaždic jim bohužel popraskaly a to podél zmíněných kolíků, které jsou pro iniciaci trhlin ideální. Vzpomeňme na perforaci toaletního papíru nebo fasády budov praskající takřka vždy od rohů oken.

Jsme na internetu, velice snadno mě tedy někde chytíte za slovo, když budete chtít. Co nadělám... Doufám, že alespoň někoho příspěvek bavil či obohatil. Nyní se pojďme těšit na další napínavý vývoj v dobývání Marsu.

[Pospíšil]

Co se týče validačních testů “až do crashe”, tak ty se samozřejmě provádějí a u nových typů létajcích konstrukcí obzvlášť. Novou konstrukci navrhnete a dimenzujete na základě známých mechanických vlastností použitých materiálu, pak ale postavíte několik testovacích exemplářů a ty dáte “na mučidla”. Zkoušíte konstrukci v celé obálce nominálních provozních zatížení jak staticky, tak dynamicky a pak i na únavovou životnost. Z naměrěných dat si ověříte, že jste to zkonstruovali správně a taky že je váš výpočtový model (MKP) správný. Na závěr testů jeden testovací exemplář zatížíte nad všechny provozní meze a sledujete jak se konstrukce chová, jak se deformuje a kde a při jakém zatížení nakonec zcela selže, dojde ke “kreši”. Letecké konstrukce například dimenzujete na 125% normálního provozního zatížení, ale při pozemních testch (před prvním letem) chcete zjistit, jestli se vám to křidlo reálně zlomí při 136% nebo až 153% běžného zatížení. Lámací zkoušky až do destrukce jsou zcela bězné nejen v letectví, ale i v kosmonautice. Zkouší se do destrukce nádrže raket, podvozky, kabiny, atd.
SpX je ale v tomto typu testování velmi “zvídavá” - chťejí vidět limity svých konstrukcí hned od začátku testování, aby postupně svůj dizajn vylepšovali a výsledek byl co nejblíže k optimu/ideálu pro daný účel.

[laik]

Určitě, to nepopírám.

[Samo]

Neviem prečo sa tu strhla debata o dlaždičkách a to že ich mali testovať na lom priamo na Starship... Už len úvaha testovať materiálové vlastnosti na reálnej konštrukcii je scestná. Samozrejme že poznajú materiálové vlastnosti. Príčina je asi jasná, dynamické namáhanie. Či už otrasy/vibrácie spôsobené raptorom a potom neskoršia deformácia pri pristatí našikmo. SpaceX overuje mechanizmus upevnenia, už sme videli doštičky TPS opadávať aj po statickon zážihu... To že tam teraz jeden typ uchytenia trojbodovo bez dier (tá vrchná rada) ostala nedotknutá je myslím pozitívny výsledok a debata vyššie bola v tom duchu aj myslená. Teoreticky nevidím dôvod prečo by nemal fungovať aj zvyšok no prakticky sú to uchytenia na hrane ak berieme v úvahe práve to dynamické namáhanie a oslabenia povrchu ako spomínané diery. Simulovať sa dá skutočne veľa no osobne som zatiaľ ale nevidel program ktorý by zvládol simulovať tak širokú škálu premenlivých vybrácií a deformácie aké vznikajú pri chode raketového motora pri vzlete lete a pristávaní. Možno také niečo existuje, neviem, definitívne ak je možnosť toto overovať na reálnom HW tak je to plus. Pamätám že tuším na A380 "simulovali"/počítač vyrátal káblové zväzky postavil sa prototyp a zistilo sa že navrhnuté zväzky boli krátke.

Ku kolíkom resp. narážke na čapy, neviem no "stud" nemá presný preklad v slovenčine, je do buď navarovacia matica, skrutka alebo čap či aj ten kolík. Viem čo je čap a definícia hovorí aj tak ako je použivaný aj tu "pri spájaní dvoch častí materiálu: výstupok jednej časti, ktorý vniká do druhej časti". Neviem kto teda rád slovíčkari ale som ticho, ja to nemám potrebu riešiť prosím nereagovať, podstata je že všetci rozumejú o čo ide.

[laik]

Já se třeba domnívám, že praskly staticky, prostě proto, že ocelovej plášť se ochotně deformoval. Nicméně mohly se klidně uklepat, jak říkáš. To od stolu těžko soudit.

Co se týče souboru vibrací od motoru, pak bych to neviděl tak složitě jako potenciálně jiný věci. Motorů na stavu ozkoušeli hromadu, tedy jistě mají dobře změřený buzení, který představujou. Pak už to bude "pouhá" power spectral density analýza. A jelikož počítáš ve frekvenční oblasti, nebude to ani nijak hrůzostrašně náročný na výpočetní kapacity.

...stud je podle slovníku závrtnej šroub. :)

[Amper]

...stud je podle slovníku závrtnej šroub.

uz jsem to sem nekam daval - vzhledem k tomu ze se jedna o instalaci na plech tak to bude na 99% navarovaci (bodove) sroub (nebo neco jineho, verzi je vic). Nekde v historii je tady i video jak se s tim pracuje

[Pospíšil]

vzhledem k tomu ze se jedna o instalaci na plech tak to bude na 99% navarovaci (bodove) sroub (nebo neco jineho, verzi je vic). Nekde v historii je tady i video jak se s tim pracuje

Viděl bych to spíš "na to něco jiného" než šroub. Nedovedu si představit, jak byse šestiúhelníková destička na to místo šroubovala. Spíš to bude kolík s kulovým zakončením a na něj se nacvakne protikus / insert v destičce, něco na způsob "patentky".

[Dugi]

Starship SN5 je v pohybu - zřejmě se vrací do montážní sekce. To tu ještě nebylo.

[todtv]

Jeřáb v pozadí u launchstandu naznačuje, že výměnou ta co nejdříve asi dají SN6.