¿Los tanques criogénicos son más pesados ​​que los tanques normales (por área de superficie)?

De mi pregunta relacionada , resulta que los tanques criogénicos no tienen paredes dobles para propósitos de aislamiento. Así que ahora continuaré en una línea similar y preguntaré, ¿no son los tanques criogénicos más pesados ​​​​que los tanques normales por área de superficie?

Un tanque normal sería uno para queroseno o hipergólicos --- cosas de presión normal a temperatura ambiente.

Mi opinión es que las condiciones extremadamente frías del tanque los harían más frágiles o estructuralmente más débiles de alguna manera, por lo que tendrían que ser más gruesos para ser más fuertes. O podrían tener algún otro aislamiento además de las paredes dobles que los pesa.

Puede elegir tanques LOX o LH2. Si hay alguna diferencia estructural importante entre ellos, bueno, entonces estoy deseando aprender al respecto.

Si no hay ningún tipo de aislamiento, el peso de la formación de hielo en las paredes del tanque puede ser mayor que el peso de las paredes del tanque. Las vibraciones posteriores al lanzamiento pueden eliminar una gran cantidad de hielo.

Respuestas (2)

No necesariamente. Como contraejemplo, podemos ver uno de los propulsores más geniales de la historia, en mi humilde opinión, el Atlas 1. Esto es lo más cerca que EE. UU. ha estado de un vehículo SSTO operativo y una de las razones es su increíble construcción.

Este vehículo utilizó el famoso diseño de tanque de globo en el que las paredes del tanque eran tan delgadas que ni siquiera podían soportar su propio peso sin ser presurizadas. Los propulsores fueron RP-1 (hidrocarburo a temperatura ambiente) y LOX. El tanque para todo el vehículo se construyó con "un acero austenítico especial laminado en frío (A1S1 grado 301) que fue producido por Washington Steel Corporation". (Todas las citas son de " Spacecraft and Boosters " de Gatland, básicamente una colección de artículos de la revista Flight International en la era espacial y un libro excelente). Las páginas 219-225 dan una descripción detallada de la construcción y afirman que "varias de las 27 secciones (anulares) son más delgadas que las paredes de un cartón de leche. El calibre de piel más grueso es inferior a 40 mil".

Entonces, al menos para este misil, no hubo una diferencia significativa en la construcción del tanque para los tanques RP-1 y LOX.

Aquí hay un escaneo de mala calidad de uno de los grandes esquemas de este libro. Se muestra cómo el tankage es el vehículo.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Wow gracias por ese ejemplo! ¿Menciona si esos tanques eran mucho más caros de construir? De lo contrario, me preguntaría por qué esto no se hizo en, digamos, vehículos Saturn. Finalmente, ¿puede encontrar el peso del tanque LOX seco y sus dimensiones (diámetro y altura)? Suponiendo que es un cilindro abovedado, podemos estimar el peso por área de superficie del tanque y usarlo como comparación con otros tanques. Si el tanque RP-1 se construyó de la misma manera, obtenga también su peso y dimensiones. ¡Gracias de nuevo!
Eso lo dejo como ejercicio para el estudiante.
No tengo ese libro y no estoy en condiciones de comprarlo en el corto plazo. ¿Me puede ayudar?

En términos generales, sí. Esto se debe a que el tanque debe actuar como aislante para evitar que estos propulsores criogénicos alcancen su punto de ebullición. Además, deben ser más gruesos debido al estrés térmico por el diferencial de temperatura entre el interior y el exterior de los tanques.

destroza la tierra, ¡bienvenido a la exploración espacial ! Si bien lo que dice tiene perfecto sentido, y agradezco su conocimiento experto sobre el tema, también nos gustaría incluir algunas citas/enlaces para referencia adicional. ¿Serías tan amable de editar para incluir algunos? Estoy seguro de que sabrá cuáles son los adecuados para hacer el trabajo... ¡Salud!
El contraargumento (igualmente sin referencia) es que el aislamiento es extremadamente ligero por su propia naturaleza. Además, el hidrógeno criogénico es muy ligero, con 81 kg/m ^ 2, en comparación con al menos 900 kg/m ^ 2 para RP-1. El peso significativamente menor podría reducir la resistencia requerida del tanque.
Cuando coloca un fluido criogénico en un ambiente a temperatura ambiente, hervirá en algún momento, sin importar el aislamiento. La pregunta es cuánto hervirá. ¿Qué LV conoces que use aislamiento en un tanque de oxígeno? (Aparte del transbordador espacial, donde el aislamiento es principalmente para el hidrógeno)
El aislamiento Shuttle ET fue solo para evitar la formación de hielo con el fin de proteger las tejas.
¿Los tanques criogénicos son más pesados ​​que los tanques normales (por área de superficie)?
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