Sind Kryotanks schwerer als normale Tanks (pro Oberfläche)?

Aus meiner verwandten Frage geht hervor, dass Kryotanks zu Isolierzwecken nicht doppelwandig sind. Also werde ich jetzt in eine ähnliche Richtung gehen und fragen, sind Kryotanks nicht schwerer als normale Tanks, bezogen auf die Fläche?

Ein normaler Tank wäre einer für Kerosin oder Hypergolika – Dinge bei Raumtemperatur und normalem Druck.

Ich denke, dass die extrem kalten Bedingungen des Tanks sie irgendwie spröder oder strukturell schwächer machen würden, also müssten sie dicker sein, um stärker zu sein. ODER sie könnten neben Doppelwänden eine andere Isolierung haben, die sie beschwert.

Sie können entweder LOX- oder LH2-Tanks auswählen. Wenn es einen großen strukturellen Unterschied zwischen ihnen gibt, dann freue ich mich tatsächlich darauf, mehr darüber zu erfahren.

Wenn überhaupt keine Isolierung vorhanden ist, kann das Gewicht der Eisbildung an den Tankwänden höher sein als das Gewicht der Tankwände. Die Vibrationen nach dem Start können viel Eis entfernen.

Antworten (2)

Nicht unbedingt. Als Gegenbeispiel können wir uns einen der meiner Meinung nach coolsten Booster aller Zeiten ansehen, den Atlas 1. Dies ist so nah, wie die USA jemals an ein einsatzbereites SSTO-Fahrzeug herangekommen sind, und einer der Gründe dafür ist seine erstaunliche Konstruktion.

Dieses Fahrzeug verwendete das berühmte Ballontankdesign, bei dem die Tankwände so dünn waren, dass sie nicht einmal ihr eigenes Gewicht tragen konnten, ohne unter Druck zu stehen. Die Treibmittel waren RP-1 (Kohlenwasserstoff bei Raumtemperatur) und LOX. Das Tanklager für das gesamte Fahrzeug wurde aus "einem speziellen kaltgewalzten austenitischen Stahl (A1S1-Qualität 301), der von der Washington Steel Corporation hergestellt wurde" gebaut. (Alle Zitate stammen aus „ Spacecraft and Boosters “ von Gatland – im Grunde eine Sammlung von Artikeln des Magazins Flight International im Weltraumzeitalter und ein hervorragendes Buch). Die Seiten 219–225 geben eine detaillierte Beschreibung der Konstruktion und stellen fest, dass „einige der 27 (Ring-)Abschnitte dünner sind als die Wände einer Milchtüte.

Zumindest für diese Rakete gab es also keinen signifikanten Unterschied in der Panzerkonstruktion für die RP-1- und LOX-Panzer.

Hier ist ein Scan in schlechter Qualität eines der großartigen Schaltpläne aus diesem Buch. Es zeigt, wie der Tankwagen das Fahrzeug ist .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wow danke für das Beispiel! Wird erwähnt, ob der Bau dieser Panzer viel teurer war? Ansonsten würde ich mich fragen, warum das nicht bei Saturn-Fahrzeugen gemacht wurde. Können Sie abschließend das Trockengewicht des LOX-Tanks und seine Abmessungen (Durchmesser und Höhe) finden? Unter der Annahme, dass es sich um einen gewölbten Zylinder handelt, können wir dann das Gewicht pro Tankoberfläche schätzen und es als Vergleich für andere Tanks verwenden. Wenn der RP-1-Panzer auf die gleiche Weise gebaut wurde, geben Sie bitte auch sein Gewicht und seine Abmessungen an. Danke noch einmal!
Ich überlasse das als Übung für den Studenten.
Ich habe das Buch nicht und bin auch nicht in der Lage, es in absehbarer Zeit zu kaufen. Kannst du mir helfen?

Generell ja. Dies liegt daran, dass der Tank als Isolator wirken muss, um zu verhindern, dass diese kryogenen Treibmittel ihren Siedepunkt erreichen. Außerdem müssen sie aufgrund der thermischen Belastung durch den Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenseite der Tanks dicker sein.

shattertheearth, willkommen bei der Weltraumforschung ! Während das, was Sie sagen, absolut sinnvoll ist und ich Ihr Expertenwissen zu diesem Thema schätze, fügen wir auch gerne einige Zitate / Links für weitere Referenzen hinzu. Würden Sie bitte so freundlich sein und einige bearbeiten ? Ich bin sicher, Sie kennen genau die Richtigen, um den Job zu erledigen ... Cheers!
Das (ebenfalls unbelegte) Gegenargument ist, dass Dämmstoffe von Natur aus extrem leicht sind. Auch kryogener Wasserstoff ist mit 81 kg/m² sehr leicht, verglichen mit mindestens 900 kg/m² bei RP-1. Das deutlich geringere Gewicht könnte die erforderliche Festigkeit des Tanks verringern.
Wenn Sie eine kryogene Flüssigkeit in eine Umgebung mit Raumtemperatur geben, kocht sie irgendwann, unabhängig von der Isolierung. Die Frage ist, wie viel davon abkocht. Welches LV kennen Sie, das eine Isolierung an einem Sauerstofftank verwendet? (Außer beim Space Shuttle, wo die Isolierung hauptsächlich für den Wasserstoff ist)
Die Shuttle ET-Isolierung sollte nur die Eisbildung verhindern, um die Fliesen zu schützen.