Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Teknologiens Mediehus kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.
rumfart på den anden måde cs banner bloghoved

Det er nogen gange bare gement svært...at bygge en rumraket.

Kære læsere,

Inden for alle fag findes nogen opgaver som er gement vanskelige. Nogen trofaste læsere her kan måske huske at jeg skrev om Bob Schwinghamer , som var en af de ingeniører der fik bygget Saturn V´s måneraketternes enorme drivmiddel tanke. Det ingeniør Swinghammer faktisk stod med var det meget omfattede svejseopgaver som skulle løses. Vi snakker midten af 60erne, så bare det at svejse aluminium legeringer, var absolut helt ude på æggen af den teknologiske udviklings sværd.

Schwinghamer og hans kolleger var pinligt klar over at uden perfekte svejsninger blev der ingen Saturn V, og ingen måne rejse. De endte med selv at udvikle forbedringer til deres svejsemaskiner, og udvikle nye testmetoder, så det forhen umulige, blev muligt.

Schwinghamer arbejdede med prototyperne til Saturn, som blev bygget og afprøvet på Marshall Space flight center i Huntsville, Alabama.

Illustration: CS

Forbilledet for VTC 3 - MSFC´s Saturn V teststand, med Mr. Schwinghamer.

Det var dog ikke det eneste sted i Apollo projektet, hvor kun næsten perfekte svejsninger skabte problemer. Hos Douglas, der var underleverandør af Saturns 3. trin S-VIB, var den også gal. Douglas sprængte et komplet, og meget kostbart rakettrin i luften under en statisk test. Gudskelov, for havde S-IVB no. 503 fløjet med astronauter var de kommet i alvorlige vanskeligheder. Faktisk havde de ikke klaret den. S-IVB trinet brugtes efter LES tårnet var kastet af. Det er derfor man tester.

Efter eksplosionen giver dette billede af BETA III prøvestanden et noget rodet indtryk. Det er ganske normalt i aftestning af eksperimentelle raketter. Douglas var dygtige nok, det er bare svært. Foto: NASA

Fejlen, der fremkaldte uheldet, kunne henføres til en defekt svejsning i en af de kugletanke S-IVB brugte til helium trykgas. Den fejlede fordi en forkert tilsats tråd var blevet anvendt.

Alt dette bare for at slå fast at det jeg skriver om herefter, også skete for de mestre...på hvis skuldre CS kravler rundt.

I denne tid bokser CS raketteknikere med lignende problemer omen i en anden skala. Vi har nogen i huset som er sindsygt dygtige til at TIG svejse aluminium, men alligevel er vi ikke helt så dygtige til det som vi skal være for at lykkes. Vores fuel tank i HEAT 2X har givet os en serie af problemer lige siden vi startede med at bygge den. Årsagen er at det er utroligt svært at lave en tank der på samme tid er snorlige, og har perfekte svejsninger alle vegne. Vi kan ikke leve med så meget som en centimeter der ikke er som den skal være, for der kan starte et brud, som ødelægger tanken.

Vi bruger flere manometre under trykprøvningerne. Her er vi i gang, og manometeret kravler op mod de forjettende 28 bar. Foto: Carsten Olsen / CS

Vi kan naturligvis bare få lavet den ude i byen. I Lem i Vestjylland bor VST Industries A/S, de leverede vores LOX tank. Den passerede trykprøvning til 28 bar i første forsøg, og er bare i orden. VST leverede tanken uden beregning og med et venligt smil...men skal det virkelig passe at vi på Sjælland ikke kan lave noget der er lige så godt ?

Mange dages arbejde kaput. Keep smiling, allways keep smiling ! Foto: Carsten Olsen / CS

Fejl ved trykprøvninger er ikke ret voldsomme, for vi bruger naturligvis ( næsten ) inkompatibelt vand som medie, men destruktivt, det er det.

Når jeg gerne vil lykkes med at lave den her hos os, er det fordi at accepterer man at det kan vi bare ikke, hvad kan vi så ellers ikke ?

Hvis vi bare køber ting ude i byen, så kunne vi da snakke lidt med Elon Musk og få en Space X Falcon 1 til at flyve vores kapsel på. Dens 1. trin passer perfekt, diameter 1,6 meter, 460 kN Merlin 1C motor bagi. Lidt dollers, og så er den hjemme. Men hvad er pointen så ? - vi vil kunne det her, vil vil kunne bygge HEAT 2X, ikke købe den ude i byen. At der er nogen der ude der bare kan lave det her perfekt hjælper ikke os, vi skal kunne.

Fuel tanken er så i øvrigt også meget mere kompliceret end LOX tanken - og det er ikke bare at få en tank leveret. Den skal jo mates med resten af raketten, og det kræver lige så meget af det tude svære opretnings og svejsearbejde.

Der er tre mennesker der virkelig knokler med det her. Det er Andreas Jørgensen, Peter Meinke og Thomas Madsen. HEAT 2X raketten var ikke andet end nogen stumper rør og plade uden deres indsats.

Madsen og Meinke i gang med samlingen af HEAT 2X motor.

I lyset af vores øvrige situation er følelsen at 2X er "make or break" for CS. De tanken fejlede for anden gang i går eftermiddag...var der et øjeblik hvor min indre Apollo 13 stemme sagde... "If we don´t fix this one, we don´t have a mission" og jeg må sige der var et par sekunder, hvor det måske så ud til at dette var enden på ikke bare 2X men det hele. Folk ved ikke at den slags små tekniske dramaer udspiller sig. Men det er selve essensen af dette, at man ikke giver op, men holder ved. I sær når det er svært.

Andres Jørgensen i gang med klargøring til ophæftning. Foto: Jev Olsen

Jeg vil gerne bede folk om ikke at være for smarte, og tro vi bare ikke er for smarte. Man skal forstå hvad det faktisk indebærer at svejse disse tanke. Aluminium ændrer volumen ganske betragteligt fra smelt til afkølet fast stof. De betyder at man får meget voldsomme bevægelser i svejsesømmene, og dermed meget voldsomme indre spændinger i materialet. Vi skal lave en lige raket. Vi skal også lave en der har perfekte svejsninger. Med de tolerancer vi arbejder med skal en rundsøms fuge bredde lande inden for ca. 0,4 mm for at tolerancen for rakettens rethed er opfyldt. Det vil sige de to sider af svejsningen skal være parallelle inden for 0,03 grader. Det er meget meget lidt. Det kan man godt spænde op...hvis man er meget meget omhyggelig. Men alt vrider sig helt vanvittigt i samme øjeblik man sætter første hæftning.

CS alu svejsning gennemtestes sønder og sammen, og vi finder næsten aldrig fejl. Men når vi gør, må man tage det i stiv arm. Foto: Carsten Olsen / CS

Tænk dig du spænder to stykker 6 mm aluplade op over for hinanden, med en skærpet fuge, og en afstand i bunden af fugen på f.eks. 2 mm. Bare den første hæftning vil trække den langt ud af tolerancen på de 0,4 mm. Meget hurtigt vil de 2 mm være reduceret til 1 mm og til sidst lukker fugen sig helt. Så får man problemer med gennem brændingen og tilsidst en rodfejl. Kort sagt, det er svært.

Men vi klarer det. For det skal vi.

På mandag - altså om få timer - starter vores praktikanter for anden gang på en uge med reparationerne, så vi kan ophæfte løsningen. Første gang vi fik en fejl, fjernede vi hele det påvirkede område, og erstattede det med en plade med meget afrundede hjørner. Denne gang udskifter vi en hel sektion af tanken, og gør alverdens triks for at opnå perfekt svejsning med perfekt gennem brænding hele vejen. Vi kan godt teorien i dette, vi skal bare have det til at lykkes, og jeg ved godt jeg gentager mig selv når jeg siger det er vanskeligt.

Når vi har svejsetekniske udfordringer er det altid en bestemt kontakt hos Force vi snakker med. Han har b.la. været involveret i projektet med brændkamre til Vulcain motoren i Ariene 5, der blev lasersvejst hos Force. Som en ægte ekspert får vi altid svar, ganske omgående, når vi spørger om råd der. Han behøver ikke slå noget op... I dette tilfælde er tilsats tråden "desværre" rigtig, og svejse parametrene er "desværre" også på plads. Så Force kan ikke lige hjælpe. Vi kan se den fejl der tog os ud i lørdags var to centimeter i starten af en søm, med en rodfejl. Det kommer hvis man ikke starter en ny søm et godt stykke inde på den gamle, men det er naturligvis ikke noget man lige ser, fordi rodsiden inden i tanken er vanskelig at inspicere.

Inden for en ti dage skulle vi være klar til en ny trykprøve. Vi skal nok få den til at holde !

Peter Madsen

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Alene beskrivelsen om udfordringerne med aluminium giver mig svedige hænder.

Jeg skulle engang svejse noget forholdsvis kraftigt gods i stål. Det skulle sådan set være nemt nok, og alligevel endte det med en feminin, bølget geometri, der vel nærmest kan beskrives som en forstørret udgave af kartoffelchips.

For slet ikke at tale om dengang, jeg skulle svejse lydpotten til min bil, og var løbet før for CO2. Der var cirka 200 små huller i den svejsning, da jeg var færdig.

Jeg overvejede at bruge lydpotten som bruser, men cyklede i stedet en tur i Biltema. Her fik jeg fat i et patentmiddel til udstødningsrør, som jeg smurte på. Det lignede leverpostej. Jeg tørrede det med en hårtørrer. Jeg skyndte mig ind til synshallen, og bilen gik igennem.

  • 5
  • 0

Her er der vist brug for at snuppe et uddrag af en tale fremsagt først i tresserne.

...not because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win...

De var vist også lidt bagud på point på daværende tidspunkt, men "vandt" jo til sidst.I skal nok også vinde over den fuel tank!

Nu bliver tankene naturligvis testet med vand, men hvordan forholder det sig egentligt med styrken på alu og alu svejsninger ved LOX temperaturer?

Findes der forøvrigt ikke udstyr til ikke destruktiv kontrol af alu svejsning som der måske var nogle der ville hjælpe jer med?

  • 3
  • 0

Selvfølgelig kan I svejse og selvfølgelig kikser I en gang imellem. Det er bare op på hesten igen og give drengene en tillidserklæring.

V2 sprang jo i luften snesevis af gange og CS har dags dato ikke haft en eneste in-flight katastrofe.

Vel kan I. Testprogrammer er jo netop til for at fange problemer og det her er en vaskeægte succes. I fangede problemet.

  • 8
  • 0

Jeg har engang læst en indgående beskrivelse af lige netop det svejseproblem.
Jeg har glemt detaljerne, men sværhedsgraden efterlod et uudsletteligt indtryk. Der er meget der kan lade sig gøre - mere end man tror.

  • 2
  • 0

Det lyder til at man skal have det rette håndelag. Lidt som når man forsøger at lægge en pæn akrylfuge i første hug. Selv malere kløjs i det. Fugemanden kan det der. Samme værktøj som dig og mig, men den rette rolige hånd og en evigt langsomt glidende bevægelse.

Skulle det kikse for jer for mange gange er løsningen så: bestil det hos de professionelle smede i Lem, eller lav det selv i jern og tag straffen i kg?

  • 0
  • 0

vi bruger er ALMg3, og tilsats tråden er AlMg5. Begge har fremragende lav temperatur egenskaber, modsat kulstofstål som bliver skørt. Det har også de bedste svejseegenskaber, men er stadig aluminium.

LOX tanken kan holde til meget højere tryk når den er - 183 C, men da vi ikke kan teste den ved det tryk udnytter vi det ikke. Desuden er det altid fuel tanken ( eller pumpen ) der er problemet, da den skal levere det største tryk, og er 200 C varmere.

I Saturn V raketten lod man de tanke der skulle indeholde helium ved 300 bar, indbygge i LOX tanken. Derved kunne de laves lettere, fordi de var kolde når de var under tryk. Ved 20 C ville de ikke kunne holde.

Jo, de var progressive i de dage. Man skal jo lige sørge for at tage trykket af hvis man af en eller anden grund dumper LOXen, med tryksatte He tanke.

Vi er knap så modige...:O) men det siger noget om cryo temperaturer og aluminium.

For CS make or break gruer jeg stadig for passagen af den første i måneden...fordi vi ikke ved hvor mange CSSere der er, og vi mere end nogen sinde har brug for at bokse tekniske problemer som dette op til 2X opsendelsen. Vi må håbe, men ingen skal tro vi ligger på den lade side.

Peter Madsen

  • 3
  • 0

Jeg er ganske sikker på at de som svejser er certificerede til det, ellers var der ingen grund til at prøve. Jeg er også ret sikker på at der er tale om at skulle robotsvejse (dvs. ikke-CS folk), eller leve med at det ikke lykkes hver gang, uanset hvilken svejser der skulle gøre forsøget.

  • 0
  • 0

Findes der forøvrigt ikke udstyr til ikke destruktiv kontrol af alu svejsning som der måske var nogle der ville hjælpe jer med?

Ultralyd er også det jeg tænker. Da jeg var i praktik hos Kraftwerk Union i Mülheim a.d.Ruhr i slut70'erne så jeg hvordan de kontrollerede de støbte højtryksturbinehuse for slaggeindeslutninger med ultralyd. Det blev så repareret ved at de sleb ind til slaggeindeslutningen og flydte op ved tigsvejsning. De der svejsegutter blev båret påhænder og fødder :-) Svejsningerne blev så ultralydscannet igen. 4-500 grader varm damp ved højt tryk skal man (heller) ikke spøge med.

  • 1
  • 0

hvorfor jeg sine steder er en fan af nitte forbindelser. F.eks. på siden af finnerne, som ellers ville krumme og sprælle ganske forfærdeligt. Den bedste måde at undgå svejsefejl er at undgå svejsning. Centerskroget der pt. bygges i HAB 1 laves netop af enorme stor format plader på 2 x 4 meter for at undgå de mange sømme som 1 x 2 meters plader ville medføre.

Som Saturn ( og Titan II og Space X falcon 1 og 9 ) er vi dog pine død nødt til at svejse vores tanke og tank domer.

Peter Madsen

  • 3
  • 0

Kan du ikke lige bøje i neon for os der ikke kommer på øen dagligt hvad "HAB 1" er? Er det den oprindelige rundbue hal (aka HAB) eller den nye telthal?

  • 1
  • 0

Findes der forøvrigt ikke udstyr til ikke destruktiv kontrol af alu svejsning som der måske var nogle der ville hjælpe jer med?

Ultralyd er også det jeg tænker. Da jeg var i praktik hos Kraftwerk Union i Mülheim a.d.Ruhr i slut70'erne så jeg hvordan de kontrollerede de støbte højtryksturbinehuse for slaggeindeslutninger med ultralyd. Det blev så repareret ved at de sleb ind til slaggeindeslutningen og flydte op ved tigsvejsning. De der svejsegutter blev båret påhænder og fødder :-) Svejsningerne blev så ultralydscannet igen. 4-500 grader varm damp ved højt tryk skal man (heller) ikke spøge med.

Kunne også teste med dye penetrant, kits kan købes sårn relativt billigt og er relativt til at gå igang med. Især i alle samlinger.

Men ultralyd er 1. valget her (måske efter x-ray men så begynder det at blive virkelig urealistisk). Selv ultralyd skal i have fat i nogen som har udstyret da det udstyr i skal bruge til jeres setup ikke "bare" lige kan købes.

Force er meget langt fremme med NDT, vides det hvorfor Force ikke har råbt omkring NDT? (et svar fra Peter evt?)

  • 0
  • 0

Til lykke med jeres nye hjemmeside, den er I sluppet godt fra. På sigt kunne jeg ønske mig en faktaboks ved hver raket med fysisk data omkring mål, vægt, trykkraft osv. i wikipedia stil for fly. Men det kan jo komme hen ad vejen.

  • 6
  • 0

Jeps den er rigtig flot og fedt med så meget detaljeret indhold!

En lille ting der nok skal kigges på: Det fungerer meget godt at siden henter billeder fra picasa og viser dem, men hvis jeg går ind i et album og klikker på et specifikt billeder for stor størrelse, kan jeg ikke let komme tilbage til albummet. Hvis jeg trykket tilbage ryger jeg tilbage til album oversigten og ikke billed oversigten fra det specifikke album.

  • 0
  • 0

Når jeg gerne vil lykkes med at lave den her hos os, er det fordi at accepterer man at det kan vi bare ikke, hvad kan vi så ellers ikke ?

Mærkeligt argument? Der ligger forhåbenlig en dybere analyse bag andre af CS' beslutninger.

Problemet er formentlig en kombination af manglende udstyr og know how. TIG e ikke en optimal metode, sådan en langsøm nærmest råber på MIG og automatsvejs. Måske det var tid for en tur til Lem?

Nå jeg ser på bruddet på billede 4, tænker jeg uvilkårligt på Ø1600 raketten, kan man forudse samme problemer på den?

  • 0
  • 0

Helt enig, det er en klar forbedring fra den tidligere hjemmeside.

Der er dog 2 ting der undre mig.

Hvorfor er der kun Kristian's ældre blogs fra Wired der er indarbejdet, virker lidt malplaceret, nu hvor han ikke er med mere. Fint de er der, men de burde ikke stå alene.

Og hvorfor kan man ikke svarer tilbage på blogs?

  • 0
  • 0

2x tanke er MIG svejst i langsømsautomat. Men...et sted måtte vi lave en rettelse med TIG, og her kom fejl no 1.

Vi har en Migatronic Galaxy, så vi kan lave det som MIG, dog kun hånd holdt. Vi er mere rutine rede i TIG, og har svejst den legering med op til 250 N mm2 styrke...så vi bør kunne TIG svejse det.

Ny hjemmeside...

Langtfra færdig, men webmaster med flere knokler.

Der bliver kommentar felt som på ing.dk, under alle artikler, og under blogs, som skrives direkte på cobsub.com. Alle csere kan blogge. Der bliver også et forum.

For at kommentere laver man et login, ganske som på ing.dk.

Hvis jeg vil henvende mig til en debatør med en god ide uden for debatten kan man det. Det er også godt. Jeg håber meget at også de der er kritiske over for os kommer med og deltager.

Mine blogs er ikke at finde fordi de er dansksprogede. Sitet er engelsk sproget. Jeg vil frem deles blogge både på vores eget site på engelsk, og her på sitet på dansk. Men når dette er oppe at køre er copsub stedet at orientere sig om cs, og stedet at kommentere, diskutere og kort sagt deltage virtuelt.

bagdelen er det bliver på engelsk. Men, det betyder at denne underlige model med at raket relevante emner beskrives på dansk og rumskibs relevante på engelsk omsider er historie.

Det giver med et mening at linke til indhold fra internationale sites. Derfor bør hoved døren være på engelsk.

Jeg har pløjet rundt på det nye site, og jo der er meget der skal rettes til...men det er en god start. Stor tak til ikke mindst Wilson, men også mange andre der arbejder på det.

Husk at her på ing.dk kan jeg ikke bringe en indbygget video, ikke bruge flere skriftstørrelser, ikke skrive med fed skrift, ikke have et billede der kommer i høj opløsning hvis man klikker på det. Da copsub er vores eget, kan vi selv arbejde med det, og gøre det til den naturlige hoveddør ind i cs.

Peter Madsen

  • 9
  • 1

Ole, som Peter skriver - det er work in progress - grunden til vi ikke har åbnet for kommentarer endnu er at vi skal have samkørt den "gamle" medlemsliste med det nye site. Tanken er at medlemsdatabasen og registrerede brugere på sitet skal smeltes sammen - så vi kun har data et sted - og så man kan bruge det samme login til det hele.

Der er også et forum i pipeline - hvor registrerede medlemmer vil kunne åbne tråde og diskuttere raketrelatede emner.

Men - det kommer altsammen - så hurtigt som vi kan følge med - det skal gøres ordentligt :)

Ifht. Kristians blogs arbejder Jens Krabbe på højtryk med oversættelser. Jeg hører gerne fra flere der kunne tænke sig at bidrage med oversætter kapacitet - og kan undvære en stak timer hver uge til dette formål. Jeg har en (vild) ambition om at få oversat alt gammel blog materiale og lagt det på sitet - så vi ender op med den ultimative CS encyklopædi! :)

/Wilson

  • 6
  • 0

Måske lidt of topic, men har I overvejet en anden teknologi?? Det løser ikke jeres problem her og nu, men det burde være en smal sag for robot folk som jer at bygge en stir welding robot til at lave de lange lige søm. Tænker noget passende opspænding/beslag og så en gevind spindel som trækker en forvokset "overfræser" med den rigtige hastighed. Når først det er kørt ind, så burde der komme meget ens resultater ud i den anden ende???

Om ikke andet så "nyd hvordan metallerne smelter sammen", som faren sagde til sønnen i brdr bisp. Lige inden benzin tanken eksproderede på den voldsomme volvo...
https://www.youtube.com/watch?v=aNbQH8XBgxQ

  • 1
  • 0

Den er jo fantastisk flot. Og god idé med en stor support knap midt på forsiden.
Har lige testet funktionen og overført 20$ via Paypal. Det spiller bare.
Jeg tror den vil få rigtig stor betydning for jeres fremtidige (økonomiske) overlevelse.

  • 2
  • 1

Dear Peter,

As far as I understand, the problem you have affects only the alcohol tank? Since ethyl alcohol is pretty benign and not cryogenic, did you ever consider a riveted structure (of course not with pop rivets, but with beaten solid aircraft rivets, which fill the holes completly).
Integral aircraft fuel tanks are riveted from aluminium sheet metal and extrusions, and the joints are
sealed with PRC sealant, even the rivets are inserted into wet sealant. Now I know from own experience that the typical aircraft fuel tank sealants are, once cured, absolutely immune to alcohol (ever try to clean some cured PRC sealant out of your working clothes? Impossible!). You could basically design a tube of rolled sheetmetal over a framework of frames and stringers as stiffeners (which could also act as baffles to prevent the liquid fuel from sloshing around).
This way you would bypass the issues with heat treatment and changes in the crystalline structure of the metal caused by welding.
If there is an interest, I'd be willing to provide information about the types of sealants used. Since your rockets won't have to last for decades, you wouldn't need the highly toxic variants containing chromates as corrosion inhibitor.

  • 5
  • 0