В1049.6 вернулась в порт. Фотографии и размышления

3110

Ступень В1049.6 вернулась в порт Канаверал на палубе OCISLY. Как обычно, я стараюсь рассмотреть внешние признаки какого-то изменения состояния ступени, появившиеся после очередного запуска. И в этот раз я вижу нечто новое.
Давайте проследим внешние изменения.

В1049.3 транспортируется из порта в центр техобслуживания
B1049.5 после возвращения в порт
В1049.6 верхняя часть
В1049.6 двигательный отсек и посадочные опоры
Октаграбер удерживает В1049.6

Вот, что обращает на себя внимание.
С каждым полетом, естественно, ступень всё больше покрывается следами копоти. И при этом, с каждым полетом проявляется “рисунок” прямоугольных сегментов.

Прямоугольные сегменты

Понятно, что корпус не сваривается из этих лоскутов. Корпус изготавливается из обечаек – лист алюминиевого сплава сворачивается в кольцо. Можно было ожидать, что проявятся сварные швы соединения обечаек между собой. Но откуда эти вертикальные линии?
Могу предположить только, что это следы внутренних сварочных швов, которыми силовой каркас приваривается к корпусу. Понятно, что в местах соприкосновения силового каркаса с внешней несущей обшивкой образуется иная температура, чем на самих листах. Соответственно, и копоть оседает по-разному. С каждым новым полетом слой осевшей копоти растет по-разному на обшивке и на местах присоединения элементов силового каркаса. С каждым полетом рисунок проявляется всё сильнее.
На мой взгляд инженера, это не свидетельствует о каком-то изменении прочностных характеристик корпуса, о его усталостном износе или каком-то ослаблении. Но сие есть весьма познавательное явление. И это, наверное, одна из причин, по которой SpaceX не старается очистить корпус от закопчения, красить ступень в темный цвет или перекрашивать после каждого полета. Им важно, наверное, визуально контролировать такие изменения.

Что же касается сопел двигателей, двигательной секции ступени и посадочных опор, то есть нижней части ступени, то она выглядит практически без изменений, в прекрасном состоянии.
Безусловно, именно эта часть, прежде всего, требует обслуживания перед следующим запуском. Наверное требуется чистка камер сгорания и турбонасосных агрегатов от следов копоти, что является наиболее трудоемким и длительным процессом, но, на сколько я понимаю, конструкция разработана так, чтобы максимально упростить и ускорить эти операции.
К слову сказать, метановый двигатель значительно менее подвержен такому “закопчению” по природе самого топлива. И Маск сам об этом говорил.
Очевидно, что керосин не делает невозможным многоразовость ЖРД, но метан, как топливо, уменьшает время подготовки двигателя к следующему полету.

Отмечу также, что посадочные опоры выглядят отлично, на них не видно никаких повреждений, амортизационные ячейки не смяты, либо смяты равномерно на всех 4 опорах. А это, в свою очередь, свидетельствует о мягкости посадки на палубу.
Обеспечить мягкую посадку не так просто.
Минимальная тяга Мерлина всё же больше посадочного веса ступени. Поэтому ступень не может зависнуть над палубой перед касанием, но продолжает спускаться так, чтобы в момент касания палубы обеспечить, если не нулевую, то минимальную вертикальную скорость.
С одной стороны, компьютер управляет дросселированием двигателя по расчетному циклу, чтобы обеспечить минимальную вертикальную составляющую движения в момент касания, а с другой стороны, палуба качается на океанских волнах. Палуба поднимается и опускается с приличной амплитудой. Если кто не видел океанские волны даже в очень спокойную погоду, то поверьте, это пологие волны, то есть с большой длинной волны, но перепад высот довольно большой. И вот ступень спускается к палубе, а та, в это же время, идет вверх или вниз.
Нужен очень и очень точный высотомер, буквально с сантиметровой точностью, связанный с компьютером управления посадкой.
Есть поле допуска вертикальной составляющей. И это поле допуска покрывается как раз теми сминаемыми алюминиевыми ячейками амортизатора посадочных опор.
Ячейки амортизаторов легко заменяются и мы уже видели несколько раз ступени, севшие не очень мягко. Ступень проседала довольно низко, либо наклонялась под небольшим углом, что при большой высоте ступени было весьма заметно.
В нашем случае, выглядит ступень В1049.6, как севшая очень аккуратно и мягко.

Интересно ещё и то, что SpaceX явно торопится освободить палубу OCISLY – едва платформа подошла к причалу, как подъемный кран принес ту крышку для зацепа и подъема ступени, присоединили её, приподняли ступень и отключили Октаграбер. Ступень сейчас переносят на причал.

33 коментарів

Розгорнути всі

Будь ласка, у свій профіль, щоб коментувати пости, робити закладки та оцінювати інших користувачів. Це займає всього два кліки.

Сер 21, 2020 18:42

Отже, повздовжні силові стрінгери є навіть у Фалькона. І це при його малому діаметрі. І виконані вони як мінімум з тавру. А то і зі швеллера. Я вірно інтерпретую спостереження пана?

Сер 21, 2020 19:44

Конечно есть и я их видел своими глазами на заводе SpaceX.

Есть колоссальная конструктивно-технологическая разница между Фальконом и другими ракетами.
Дело в том, что алюминиевые сплавы очень хороши, но очень плохо свариваются.
Все берут толстый лист проката алюминиевого сплава и фрезой вырезают в нем “вафельную” силовую структуру. При этом надо ещё точно выдерживать толщину стенок. Процесс трудоемкий, материалоемкий и дорогой, с большим количеством брака.
Потом “выпиленный” лист сворачивают в обечайку, а обечайки приваривают друг к другу, обычно, электронно-лучевой сваркой.
SpaceX применил сварку FSW (Friction Stir Welding), специально разработанную в 1991 году в Кембридже, по заказу NASA, для сварки внешнего бака шаттла, специально для алюминий-литиевых сплавов, из которого и сделан Фалькон. Этот метод дает сварочный шов, не отличающийся по прочности от монолитного металла.
Применение FSW позволило SpaceX брать тонкий лист проката, сворачивать его в обечайку, сваривать обечайки между собой, а потом приваривать внутри корпуса балки и шпангоуты силового каркаса. Получается быстро, надежно, с низкой материалоемкостью и не так дорого.

В цеху стоят огромные машины-автоматы сварки FSW, на которых и осуществляется этот процесс.

Сер 21, 2020 22:55

А есть ли технология изготовления жёсткого большого корпуса из нержавейки? Мы видим, насколько мягкие кольца не держат даже свою форму, значит должен быть жёсткий каркас или герметичная надувная конструкция, как надувают прототипы. Серийный Старшип тоже будет сварен из таких же колец?

Сер 21, 2020 23:18

Та просто пригадались власні роздуми https://thealphacentauri.net/52538-ne-poligoni-a-segmenti/

Сер 25, 2020 13:11

Не вафельную, а изогридную 😉

Сер 21, 2020 19:36

То ли копоть так легла, но в некоторых местах создаётся впечатление, что в местах внутренней сварки (градиент температуры?) внешняя обшивка получила небольшие вмятины, как на испытуемых прототипах Старшипа

Сер 22, 2020 04:09

Во время чтения статьи, в голову пришли две дикие, даже безумные идеи. Только, пожалуйста, не нужно кидать в меня всякие тяжёлые и/или колюще-режущие предметы:

  1. Если использовать не нынешние сварочные аппараты, а сварку трением. Я понимаю что быстро вращать девятиметровое кольцо та ещё задача, но коли уж СпейсХ собираются делать кораблики сотнями, то колец будут тысячи и создание огромного аппарата по их сварке окупится. По моему сварка трением даёт самый крепкий шов, потому как материал детали и шва полностью идентичен. Или я ошибаюсь?
  2. А почему бы не делать кольца не идеальными цилиндрами как сейчас, и не сваривать их рёбрами, а делать наподобие одноразовых стаканчиков, верх немного уже, низ шире. Насаживаем верхнее кольцо на нижнее, скажем сантиметра на 2-5, а дальше можем варить, можем клепать, можем болтами стягивать.
Сер 22, 2020 04:22

SpaceX широко использует сварку трением при производстве корпусов Falcon 9. Но не такую, как вы описываете (это нереально), а Friction Stir Welding (FSW). По-русски это называется “сварка трением с перемешиванием”.
Метод был изобретен в 1991 году Кебриджским Институтом Сварки, по заказу NASA. Метод предназначен специально для сварки алюминиевых сплавов.

https://en.wikipedia.org/wiki/Friction_stir_welding

Сер 22, 2020 06:35

Метод предназначен специально для сварки алюминиевых сплавов.
Судя по данным из вашего линка, сращивать трением можно практически любые металлы, в том числе нержавейку, просто алюминий плохо сочетается с обычной сваркой и трение в основном применяют для сплавов на его основе.
Насколько я помнил можно тереть две детали между собой, а способ когда можно использовать “фрезу”, которая плавит детали на их стыке, признаться, полностью вылетел из головы.
Вы абсолютно правы второй метод подойдёт намного лучше, без всяких моих извращений с огромными девайсами. Интересно, почему его еще не применяют. Ведь шов будет намного однороднее и крепче, а автоматизировать не должно быть слишком проблематично.

Сер 22, 2020 13:06

https://youtu.be/y7rCTdxvGlg
На відео після проходу станка залишаються дві “канавки” чи не створює це проблем? Як з цим борються спейси?

Сер 25, 2020 19:38

хех, этот процесс выглядит как high tech forge welding…

Сер 22, 2020 15:56

Мені здається, що ці лінії роблять на заводі – просто відмивають тонкі смужки для дефектоскопії, не по кіпті ж дефектоскопом водити.

Сер 23, 2020 10:19

Вот мне тоже кажется, что это просто следы от какого-то технологического оборудования, используемого при обслуживании. Возможно даже от стапеля, на котором ступень хранится.

Сер 23, 2020 07:43

Посадочные опоры при перевозке не складываются, а снимаются?
Интересно, а как убирается напряжение с них перед их снятием?

Сер 23, 2020 12:57

Опоры складываются, просто те, что не могут сложить, снимают.

Сер 24, 2020 07:02

На первом фото опоры, как минимум две, сняты. Вроде, посадка была отличная, почему их не сложили?