这个壁厚问题,实际上以前在跟别的版友讨论飞机机身的时候涉及过,原理是大致可以分为两类,一类是壳体就是个承载式壳体,不光承受内外压,也提供结构强度,另一类是蒙皮式机身,这种外壳就是层蒙皮+框架,结构强度主要是由内框架结构提供的。实际中还有介于两者之间的构型。
承载式壳体其实有些在微观尺度上也有跟蒙皮壳体类似的力学原理,比方采用蜂窝材料,或者纤维加强材料这些,都是通过采用非均质实体结构来提供一定的强度,同时降低重量。不过这就扯远了。我先打住。
看你提供的资料,阿波罗指挥舱应该属于前者,星舰应该属于后者。实际上这个道理跟飞机也都一样,战斗机那个尺寸可以用承载式机身,大运得用框架+蒙皮式机身。因为直径比较大的壳体如果用内框架+蒙皮式的结构的话,可以节省的重量比较多。
飞船壳体承受的内外压力差不大,蒙皮几毫米厚耐压就够,主要看能不能承受再入时的最大动压。可能就是因为这个,才有阿波罗那个挺大的壁厚。
另外,那个阿波罗厚壁下也有较大热容,可用来被动吸收热量减低温度峰,这个应该是星舰不利的地方。
讨论星舰壳体变形问题,我的理解您原贴意思主要是外壳受动压时的机械变形,这里就不能不考虑它内支撑结构件的影响。
如果在承受动压的能力都刚好满足规定或通行裕量要求的情况下,我估计两种形式的最大动压机械变形率(单位长度变形)应该是同等数量级的吧。
至于热变形不一致问题导致瓦片挤压的担心,我这么看:
金属的热膨胀率通常大于陶瓷类,但金属壳承受的温升小于隔热瓦,所以没具体数据的情况下谁膨胀得多还不太好说。X37-B用的隔热瓦也是NASA一个研究所研制的,跟星舰应该是同款。看起来它是无缝隙地贴在飞船表面上的,似乎没听说有热膨胀导致瓦片挤压鼓包或脱离的报道,也没看到有相关迹象。
在金属壳跟隔热瓦之间那个隔热层是相对有弹性的,可以吸收点内外两层硬壳的膨胀差。
【 在 qgg 的大作中提到: 】
: 你对局部尺度的分析很有道理。X-37B的壳体厚度肯定是保密的,我查了一下阿波罗指挥舱的压力壳体厚度,在6毫米和38毫米之间,远比星舰的厚,虽然重返大气层的速度大约比X-37B要快50%,但合理估计X-37B的壳体厚度整体看还是会比星舰厚得多。再考虑体型大小,整体变形程度肯定差异极大,至于对局部尺度会有什么样的影响,估计spacex已经做了大量仿真
: quora
: What-is-the-thickness-of-the-hull-of-a-spaceship
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修改:MidNiter FROM 221.216.147.*
FROM 221.216.147.*