Dlaczego R&D samolotow trwa tak długo

[bmc3i]

Pytanie jak w tytule, ale powodem jego powstania, jest ogromna różnica miedzy czasem trwania procesu badawczo-rozwojowego i konstrukcyjnego samolotów, w stosunku do okrętów podwodnych.

Od chwili piewrwszych prototypow YF-22 do wejscia do sluzby F-22 Raptor minelo ile lat, 20?
Tymczasem R&D okrętów podwodnych typu Seawolft, nieporownywalnie bardziej zlozonych przeciez kszyn od mysliwca V generacji i na pewno nie mniej nowoczesnego, trawal zaledwie 6 lat do czasu rozpcozecia budowy protoypu, ktory szybko stał się jednostką w pełni operacyjną.

Skot wiec takie roznice? IV generacji SSN, na pewno jest generacyjnym odpowiednikiem V generacji samolotu, ale byl opracowywany kilka razy krocej, a jest urzadzeniem bardziej skomplikowany. Skad więc ta ,różnica?

[marek_boa]

Może stąd ,że op działa tylko w jednym środowisku ,w którym ,w dodatku łatwiej się ukryć?! No i nie od parady jest też to ,że okręty podwodne historycznie mają już kole 300 lat a samoloty dopiero 109?!

[bmc3i]

marek_boa napisał:

> Może stąd ,że op działa tylko w jednym środowisku ,w którym ,w dodatku łatwiej
> się ukryć?!


Ale tez op dzialaja w o wiele bardziej ekstremalnym i wymagającym środowisku niz samoloty



No i nie od parady jest też to ,że okręty podwodne historycznie maj
> ą już kole 300 lat a samoloty dopiero 109?!


No nie, okrety podwodne we wspolczesnym rozumieniu, to dopiero koncowka XIX wieku, wiec rwnież ledwo nieco ponad 100 lat

[marek_boa]

Nic z tych rzeczy Matrek! Pierwszy działający okręt podwodny to 1776 rok! Pierwszy działający samolot to rok 1903!
- A co to znaczy "w współczesnym rozumieniu"???! Przecież nie ma czegoś takiego!

[bmc3i]

marek_boa napisał:

> Nic z tych rzeczy Matrek! Pierwszy działający okręt podwodny to 1776 rok! Pierw
> szy działający samolot to rok 1903!
> - A co to znaczy "w współczesnym rozumieniu"???! Przecież nie ma czegoś takieg
> o!

Owszem jest. Mylisz sie - pierwszy dzialajacy okret podwodny to rok 1623. Tyle tylko zarowno okret z cwierci XVII wieku napedzany sila miesni rak, jak i z 3/4 XVIII wieku napedzany sila miesni nog, trudno nazwac okretami podwodnymi w dzisiejszym rozumieniu. Tak naprawde, zarowno samolot jak i okret podwodny zaczelu sprawnie i w pelni kontrolowanie poruszac sie odpowiednio w powietrzu i pod woda, okolo roku 1900. Od tego tez mniejwiecej czsu oba rodzaje statków zaczely sie porzadnie rozwijać. Jesli juz sie upierac, to op jest najwyżej o 20 lat starszy, biorac poid uwage konstrukcje Drzewieckiego w Rosji. a 20 lat, to tyle co nic w tym przypadku

ekstre

[stasi1]

malnie to nie. Sporo trudniej unosić się w powietrzu niż płynąć pod wodą.
Może to zależy jednak od technologi? W końcu kilogram samolotu sporo więcej kosztuje niż kilogram tego okrętu

[bmc3i]

stasi1 napisał:

> malnie to nie. Sporo trudniej unosić się w powietrzu niż płynąć pod wodą.
> Może to zależy jednak od technologi? W końcu kilogram samolotu sporo więcej ko
> sztuje niż kilogram tego okrętu

Wlasnie ze ekstremalne. Warunki panujace pod wodą, sa niewyobrażalne dla przecietnego czlowieka, juz na glebokosci 50 metrow, a stopien komplikacji inzynierii materialow i struktruty wewnęttznej pokrętów zdolnych rutynowo dzialac na glebokjosci chocby 150 metrow, znacznie przewyzsza wszystko co stosowane jest w normalnym lotnictwie - normalnym, czyli na standardowych wysokosciach dzialania lotnictwa.

[maxikasek]

No nie wiem czy stal okrętowa wytrzymująca ciśnienie na 300m jest dużo bardziej skomplikowana od lekkich stopów wytrzymyjących manewry z prędkością dwóch machów.
Przypominam też stary dowcip o profesorze, ile czasu potrzebuje na przygotowanie się do wykładu-a ile on ma trwać? ;-) Pewnie znasz, więc nie będę przytaczał.
Tak samo dla oop- konstruktorzy mają łatwiej, bo nie są tak bardzo ograniczeni masą i rozmiarami. W dodatku warunki użycia oop tak bardzo się nie zmieniają, jak lotnictwa. Na współczesnym samolocie trzeba upchnąc masę elektroniki,która ma sobie wzajemnie nie przeszkadzać i nie wysyłać za dużego widma. W dodatku w momencie rozpoczęcia prac na nim- żaden z tych elementów nie istnieje (praca nad nowym samolotem zaczyna się często w momencie wejścia do służby poprzedniej generacji) i problemy z ich konstrukcją i prawidłowym działaniem też opóźnia czas R+D całości. A trudniej zastąpić taki element w samolocie niż na łajbie.

[bmc3i]

maxikasek napisał:

> No nie wiem czy stal okrętowa wytrzymująca ciśnienie na 300m jest dużo bardziej
> skomplikowana od lekkich stopów wytrzymyjących manewry z prędkością dwóch mach
> ów.
> Przypominam też stary dowcip o profesorze, ile czasu potrzebuje na przygotowan
> ie się do wykładu-a ile on ma trwać? ;-) Pewnie znasz, więc nie będę przytaczał
> .
> Tak samo dla oop- konstruktorzy mają łatwiej, bo nie są tak bardzo ograniczeni
> masą i rozmiarami. W dodatku warunki użycia oop tak bardzo się nie zmieniają, j
> ak lotnictwa. Na współczesnym samolocie trzeba upchnąc masę elektroniki,która m
> a sobie wzajemnie nie przeszkadzać i nie wysyłać za dużego widma. W dodatku w m
> omencie rozpoczęcia prac na nim- żaden z tych elementów nie istnieje (praca nad
> nowym samolotem zaczyna się często w momencie wejścia do służby poprzedniej ge
> neracji) i problemy z ich konstrukcją i prawidłowym działaniem też opóźnia czas
> R+D całości. A trudniej zastąpić taki element w samolocie niż na łajbie.

Niestety maxi to zupelnie nie tak. Wytrzymalośc okretu na cisnienie to nie tylko rodzaj uzytego materiału, ale takze struktura calego okretu. Przy stali HY-80, jednostki typu thresher miały konstrukcyjna głebokosc testową 400 metrów. Biorąc standardowy w amerykanskich okrętach margines bezpieczeństwa 1,7 - ich crash depth wynosil 680 metrow. Przy tej samej stali HY-80, USS Delfin wykonywał eksperymentalne strzelania torpedowe torpedą Mk.48 z glebokosci 914 metrow.

Druga sprawa, to absolutnie nieprawda, ze ludzie konstruujacy okrety nie sa ograniczeni wymiarami i masą - przeciwnie, liczy sie kazdy kilogram i metr, gdyż wzrost masy okretu wplywa na wydajnośc napędu. Jednostki typu Skipjack uzywaly tej samej silowni z reaktorem S5W o mocy 15 tys KM przy wypornosci 3500 ton, co Threshery o wypornosci 4,3 tys ton. Skutek byl taki, ze Skipacjki rozwijaly oficjalnie 33 wezły, a Threshery jedynie 27 wezłow. Sturgeony za to wciaz przy tej samej silowni i wypornosci 4700 ton, mialy jedynie 26 wezlow. I to w erze, kiedy akurat prędkośc podwodna była tym na co klada nacisk wszystkie floty.

Co wiecej, w gre wchodza takie aspekty jak ten, ze zwiekszenie mocy wyjsciowej silowni na turbinie o 100% (do 30.000 KM), przy tej samej konstrukcji kadluba daje wzrost predkosci zaledwie o ... 2 węzły. Dlatego to nie jest takie proste, jak sie wydaje.

suplement

[bmc3i]

bmc3i napisał:

> Niestety maxi to zupelnie nie tak. Wytrzymalośc okretu na cisnienie to nie tylk
> o rodzaj uzytego materiału, ale takze struktura calego okretu. Przy stali HY-80
> , jednostki typu thresher miały konstrukcyjna głebokosc testową 400 metrów. Bio
> rąc standardowy w amerykanskich okrętach margines bezpieczeństwa 1,7 - ich c
> rash depth wynosil 680 metrow. Przy tej samej stali HY-80, USS Delfin wykon
> ywał eksperymentalne strzelania torpedowe torpedą Mk.48 z glebokosci 914 metrow
> .
>
> Druga sprawa, to absolutnie nieprawda, ze ludzie konstruujacy okrety nie sa ogr
> aniczeni wymiarami i masą - przeciwnie, liczy sie kazdy kilogram i metr, gdyż w
> zrost masy okretu wplywa na wydajnośc napędu. Jednostki typu Skipjack uzywaly t
> ej samej silowni z reaktorem S5W o mocy 15 tys KM przy wypornosci 3500 ton, co
> Threshery o wypornosci 4,3 tys ton. Skutek byl taki, ze Skipacjki rozwijaly ofi
> cjalnie 33 wezły, a Threshery jedynie 27 wezłow. Sturgeony za to wciaz przy tej
> samej silowni i wypornosci 4700 ton, mialy jedynie 26 wezlow. I to w erze, kie
> dy akurat prędkośc podwodna była tym na co klada nacisk wszystkie floty.
>
> Co wiecej, w gre wchodza takie aspekty jak ten, ze zwiekszenie mocy wyjsciowej
> silowni na turbinie o 100% (do 30.000 KM), przy tej samej konstrukcji kadluba d
> aje wzrost predkosci zaledwie o ... 2 węzły. Dlatego to nie jest takie proste,
> jak sie wydaje.


Okręty podwodne maja to do siebie, że krytyczna sprawą nie jest nawet konstrukcja i materiał uzyty do budowy kadłuba, lecz znajdujace sie wewnatrz okretu rurociagi slonej wody, ktore musza wytrzymac dokladnie takie samo cisnienie jak kadlub, bo sa narazone na działanie dokladnie takiego samego cisnienia. Gdy Amerykanie po raz piewrwszy zaczeli wprowadzać stal HY-80, mieli mnostwo problemow ze spawaniem tej stali, co opóźniało budowe kolejnych jednostek. Ale nie ze spawaniem kadłuba z tej stali, lecz ze spawaniem rurociagow. Wowczas bowiem jedyną skuteczna metoda kontroli jakości spawów i lutów twardych srebrem tych rurorciagow, było ... ich wymontowanie i poddanie testom laboratoryjnym. Czyli non sens.

Idźmy dalej - całą zaletą stosowania przez sowietow stopu tytanu do budowy kadłuba op nie było to że dzieki temu "mogl schodzic na duze glebokosci" - bo te same glebokosci mozna bylo osiagnąc przy uzyciu znacznie tanszych materiałow, lecz to że przy swej wytrzymalosci, tytan jest niesłychanie lekki. Lekkosc tytanu pozwalała na zwiekszenie glebokosci zanurzenia przy zmnijeszeniu masy okretu, ktora jest wazna jak napisałem w poprzednim poscie, oraz na uproszczenie konstrukcji, co ma same zalety w mnostwie aspektow.

Inna sprawa, to kwestie wywazenia okretow. Pod woda nie dziala zasada jednostek nawodnych "długośc plynie". Pod wodą wielkosć i masa (w tym środowisku masa=wyporność), dzialają negatynie zarowno na predkosc jak i na manewrowosc. Ale w op wazne jest takze rozłożenie ciężarów w okręcie. Wieksza (silniejsza) siłownia, oznacza cięższa siłownia. Ciezasza siłownia, oznacza nie tylko to ze okręt jest ciezszy (zmnijeszenie predkosci i manewrowosci), ale takze to ze ciezary sa nierownomiernie rozlozone na okrecie, co podobnei jak w samolotach transportowych, zagraza jego isnieniu. Dlatego ciezar siłowni ktora zwykle znajduje sie w czesci rufowej, musi byc czyms zrownowazony w czesci dziobowej. Zwykle są to stalowe sztaby balastu. Skutek - cieżar calego okretu rosnie nie proporcjonalnie do wzrostu masy silowni, ale wiecej - odpowiednio do masy tego balastu takze. Dodaj do tego ciężar uzbrojenia ktory jest stały na poczatku, ale przeciez po jego wystrzeleniu, okret dalej musi byc wywazony.. I konstrukcja musi to uwzgeldniac.

A nad wszystkim wisi kwestia życia ludzi. Gdy samolot w powietrzu ulegnie uszkodzeniu, pilot moze probować jakos sprowadzic go na ziemie, mimo uszkodzenia, w ostatecznosci moze sie katapultowac. Takie samo uszkodzenie okrętu, najczesciej oznacza śmierc ludzi w ciagu kilku sekund, bez jakiejkowlek mozliwosci katapultowania sie.

[maxikasek]

" Wowczas bowiem jedyną skuteczna metoda kontroli jakości spawów i lutów twardych srebrem tych rurorciagow, było ... ich wymontowanie i poddanie testom laboratoryjnym. "
A zdjęcia rentgenowskie? Nie stosowano wówczas? Obecnie nawet w cywilnym budownictwie wykonuje się kilka tysięcy zdjęć spawów (a czasem armator życzy sobie wszystkie spawy sprawdzić).

"Inna sprawa, to kwestie wywazenia okretow."
Dokładnie to samo w samolotach. Tylko tam przesunięcie np silnika o kilkanaście cm wymaga przekonstruowania całego samolotu.

"Gdy samolot w powietrzu ulegnie uszkodzeniu, pilot moze probować jakos sprowadzic go na ziemie, mimo uszkodzenia, w ostatecznosci moze sie katapultowac. Takie samo uszkodzenie okrętu, najczesciej oznacza śmierc ludzi w ciagu kilku sekund, bez jakiejkowlek mozliwosci katapultowania sie."
Rozumiem, że masz na myśli implozję. W wypadku eksplozji na samolocie załoga też ma niewielkie szanse. w innych wypadkach załoga oop tez ma szanse na awaryjne wynurzenie bądź ewakuację.

CO do masy- w samolotach wzrost masy konstrukcji o 1kg oznacza wzrost masy całkowitej o 3 kg aby zachować parametry poprzednie (wzrost masy silnika, paliwa).
Przy czym konstruktor oop nie musi przeliczac każdy kg masy- on raczej martwi się wielkościami rzędu tona i więcej. Ja wiem , że w skali wielkości jest to ten sam rząd wielkości. Ale łatwiej dobrać urządzenia o lepszych parametrach mając do dyspozycji możliwe róznice w masie kilkadziesiąt/ set kg niż kilkaset gram.

[bmc3i]

maxikasek napisał:

> " Wowczas bowiem jedyną skuteczna metoda kontroli jakości spawów i lutów twardy
> ch srebrem tych rurorciagow, było ... ich wymontowanie i poddanie testom labora
> toryjnym. "
> A zdjęcia rentgenowskie? Nie stosowano wówczas? Obecnie nawet w cywilnym budown
> ictwie wykonuje się kilka tysięcy zdjęć spawów (a czasem armator życzy sobie ws
> zystkie spawy sprawdzić).
>

Owszem, było stosowane, ale nie zawsze można je było stosować.
Badanie radiograficzne spawu dawało całkowity obraz jakości połączenia, podczas gdy ta sama technika stosowana dla połączeń lutowanych nie ujawniała niektórych rodzajów defektów. Spawanie jednak nie mogło być stosowane do łączenia ze sobą elementów wykonanych z niektórych różniących się materiałów. W takich przypadkach konieczne było stosowanie lutowania twardego srebrem, a tu już badanie rentgenowskie nie było skuteczne. De facto, kompletne sprawdzenie jakości połączonych ze sobą w ten sposób rur wymagało ich wymontowania i poddania testom wytrzymałościowym, odporności na wibracje, zmiany temperatur i wstrząsy..

Dopiero po incydencie na USS Barbel i wielkiej awarii połączeń lutowanych na Abrahamie Lincolnie SSBN, Bureau of Ships marynarki wyłożyło przedsiębiorstwom duże pieniądze na opracowanie skutecznej metody kontroli jakości takich połączeń, co udało się państwowej stocznie marynarki w Portsmouth, 1 marca 1963 roku, która zakończyła wówczas program badawczy nad taką metoda


> "Inna sprawa, to kwestie wywazenia okretow."
> Dokładnie to samo w samolotach. Tylko tam przesunięcie np silnika o kilkanaście
> cm wymaga przekonstruowania całego samolotu.


No napisalem, ze to bardzo podobna sprawa jak w samolotach

>
> "Gdy samolot w powietrzu ulegnie uszkodzeniu, pilot moze probować jakos sprowad
> zic go na ziemie, mimo uszkodzenia, w ostatecznosci moze sie katapultowac. Taki
> e samo uszkodzenie okrętu, najczesciej oznacza śmierc ludzi w ciagu kilku sekun
> d, bez jakiejkowlek mozliwosci katapultowania sie."

> Rozumiem, że masz na myśli implozję. W wypadku eksplozji na samolocie załoga t
> eż ma niewielkie szanse. w innych wypadkach załoga oop tez ma szanse na awaryjn
> e wynurzenie bądź ewakuację.


Implozja to skutek awarii a nie jej przyczyna. Jesli okret podwodny znajduje sie w zanurzeniu, mozliwosc ewakuacji załogi jest tylko teoretyczna, w rzeczywistości iluzoryczna, a faktycznie żadna. Tylko 2 typy radzieckich okrętow dysponowaly czyms co teoretycznie pozwalalo ewakuowac cala zaloge. Zaden inny typ op na swiecie. A czy ta mozliwosc zadzialalaby w praktyce w tych dwoch typach okretow, nikt na szczescie nie musial jeszcze sprawdzac.



>
> CO do masy- w samolotach wzrost masy konstrukcji o 1kg oznacza wzrost masy całk
> owitej o 3 kg aby zachować parametry poprzednie (wzrost masy silnika, paliwa).
> Przy czym konstruktor oop nie musi przeliczac każdy kg masy- on raczej martwi
> się wielkościami rzędu tona i więcej. Ja wiem , że w skali wielkości jest to te
> n sam rząd wielkości. Ale łatwiej dobrać urządzenia o lepszych parametrach mają
> c do dyspozycji możliwe róznice w masie kilkadziesiąt/ set kg niż kilkaset gram
> .

[speedy13]

Hej

bmc3i napisał:

>
> A nad wszystkim wisi kwestia życia ludzi. Gdy samolot w powietrzu ulegnie uszko
> dzeniu, pilot moze probować jakos sprowadzic go na ziemie, mimo uszkodzenia, w
> ostatecznosci moze sie katapultowac. Takie samo uszkodzenie okrętu, najczesciej
> oznacza śmierc ludzi w ciagu kilku sekund, bez jakiejkowlek mozliwosci katapul
> towania sie.

Tu się nie zgodzę. Moim zdaniem jest dokładnie na odwrót. Tak drastyczne uszkodzenia jak zgniecenie kadłuba w czasie prób okrętu podwodnego albo rozpadnięcie się samolotu w powietrzu podczas lotu próbnego zdarzają się relatywnie rzadko. Natomiast konsekwencje bardziej prawdopodobnych usterek są znacznie poważniejsze w przypadku samolotu. Np. wszelkie problemy ze sterowaniem czy awaria napędu to dla samolotu niemal pewna katastrofa. A dla okrętu? ot, wynurzy się i przejdzie na napęd pomocniczy. Ewentualnie w najgorszym wypadku trzeba go będzie odholować do bazy.

[bmc3i]

speedy13 napisał:

> Hej
>
> bmc3i napisał:
>
> >
> > A nad wszystkim wisi kwestia życia ludzi. Gdy samolot w powietrzu ulegnie
> uszko
> > dzeniu, pilot moze probować jakos sprowadzic go na ziemie, mimo uszkodzen
> ia, w
> > ostatecznosci moze sie katapultowac. Takie samo uszkodzenie okrętu, najcz
> esciej
> > oznacza śmierc ludzi w ciagu kilku sekund, bez jakiejkowlek mozliwosci k
> atapul
> > towania sie.
>
> Tu się nie zgodzę. Moim zdaniem jest dokładnie na odwrót. Tak drastyczne uszkod
> zenia jak zgniecenie kadłuba w czasie prób okrętu podwodnego albo rozpadnięcie
> się samolotu w powietrzu podczas lotu próbnego zdarzają się relatywnie rzadko.

>

Jak napisałem wyzej do maxiego - implozja to skutek awarii, a nie jej przyczyna czy tez sama awaria,. Jak w przypadku USS Thresher - okręt implodowal,m zgineła cala zaloga, ale nie implodowal sam z siebnie, lecz nastapila ca,ly ciąg wydarzeń, ktory zakończył sie implozją. Powodem było prawdopodobnie nie znane do czasu katastrofy fizyczne zjawisko przemiany adiabatycznej, ktore spowodowało niedrozność systemu przedmuchiwania balastu, i dalej w konsekwencji zwarcia elektryczne, wylaczenie reaktora i niemozliwosc jego restartu i w konsekwencji utrat,ę kontroli nad okretem, jego opadanie i w efekcie zgniecenia.

Implozja to nie awaria, lecz katastrofa, taka sama jak w przypadku samolotu rozbicie sie o ziemię w skutek awarii napedu i utraty siły nosniej.

> Natomiast konsekwencje bardziej prawdopodobnych usterek są znacznie poważniejs
> ze w przypadku samolotu. Np. wszelkie problemy ze sterowaniem czy awaria napędu
> to dla samolotu niemal pewna katastrofa. A dla okrętu? ot, wynurzy się i przej
> dzie na napęd pomocniczy. Ewentualnie w najgorszym wypadku trzeba go będzie odh
> olować do bazy.


Dokaldnie tak samo jest w okrecie podwodnym. utrata kontroli nad okretem, to pewna impleozja, z tym ze w przeciwienstwie do samolotu, brak jest mozliwosci ewakuacji załogi.