Crew Dragon: может ли запуск спасательной тяги определять грузоподъемность?

Каждый супердрако в системе эвакуации при запуске Dragon производит$\color{black}{\texttt{71.2 kN}}$(16 000 фунтов силы) тяги. Есть восемь супердрако, дающих комбинированную тягу$\color{black}{\texttt{570 kN}}$(128 000 фунтов силы).

Если принять сухую массу$\color{black}{\texttt{9,570 kg}}$(21 100 фунтов) для Дракона, пустая масса$\color{black}{\texttt{400 kg (880 lbm)}}$для ствола полезной нагрузки максимальная полезная нагрузка$\color{black}{\texttt{5,900 kg}}$(13 000 фунтов), а общий запас топлива MMH/NTO составляет$\color{black}{\texttt{2000 kg}}$, вы получите общую массу$\color{black}{\texttt{17,870 kg}}$(39 400 фунтов).

Теперь рассмотрим наиболее сложный случай эвакуации при запуске: с Falcon с пиковым ускорением 3g и работающими двигателями. Как минимум, вам понадобится как минимум волосок более 3 г, чтобы ускориться, верно?

Что ж, если вы разделите общую тягу супердрако на общую массу полностью загруженного Дракона, вы получите...

И это заставляет меня задуматься: налагает ли спасательный побег верхнюю границу грузоподъемности, которую сборка Falcon + Crew Dragon может доставить на МКС?

Я всегда представлял себе, что емкость полностью определяется характеристиками орбиты и запасом топлива на 1/2 ступени, так что, если ваша орбита менее требовательна (скажем, запуск прямо на восток на малую высоту), вы можете запустить с меньшим количеством топлива и заправить Дракона. багажник какой бы топливной массой вы не загрузили...

Но сейчас это совсем не так... Потому что даже если бы вы стартовали с меньшим количеством топлива на 1/2 ступени, скажем, на 10000 кг, вы все равно не смогли бы нести более 5900 кг при обеспечении экипажа. может положительно ускориться от вышедшей из строя ракеты при выходе из пуска.

Может ли кто-нибудь подтвердить, правда ли это, что даже если бы вы могли поднять больше груза на орбиту, вы могли бы быть вынуждены этого не делать, чтобы удовлетворить ваши требования к эвакуации при запуске?

РЕДАКТИРОВАТЬ

3,25 g — это всего лишь нижняя граница ускорения тяги, которое вы получите от Dragon + багажник + максимальная полезная нагрузка + максимальный запас топлива.

В качестве верхней границы можно предположить, что сверхлегкий груз приближается к 0 кг. И в этом крайнем случае ваши супердрако купят вам ~ 50 м/с2, или всего около 5 g ускорения.

И когда ваша топливная загрузка приближается к 0 кг --- в конце выгорания при выходе из старта --- ваше ускорение тяги приблизится к ~ 60 м / с2, или 6 g.

Таким образом, ускорение покидания Dragon при запуске будет находиться в диапазоне [3,25, 6] g --- хотя, если вы увеличиваете нагрузку, вы, вероятно, попадете в нижнюю часть этого диапазона, и если ваша полезная нагрузка превышает ~ 5900 кг. , то вы упадете ниже своего минимума 3,25 g и рискуете не иметь достаточного ускорения, чтобы положительно ускориться от отказавшей ракеты в худшем случае.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2

Я проигнорировал наклон супердракоса, который, как мне кажется, составляет 15 градусов к вертикали. Это сделало бы их общую тягу немного меньше:$570 \texttt{ kN} * \texttt{cos}(15 \texttt{ deg}) = 550 \texttt{ kN}$.

Это дало бы ускорение тяги 3,15 g для полностью загруженного Дракона, если я буду придерживаться своих массовых чисел.

Но в этой статье, которой поделился @BrendanLuke в комментариях (спасибо!) цитируется администратор НАСА, говорящий, что 3,5 g было максимальным ускорением тяги во время испытаний на спасение при запуске (которые, я полагаю, были сделаны для наихудшего сценария, когда ракета движется ~ 3 g?) .

Это будет означать более легкий Dragon + багажник + полезная нагрузка + топливо. Фактическая масса должна быть ближе к (3,15 г) / (3,5 г) = 0,9 x моя оценка массы, или ~ 16 070 кг вместо 17 870 кг — примерно на 10% легче. Легкая масса, вероятно, будет получена от более легкой капсулы Dragon или от более легкой полезной нагрузки, поскольку ствол уже сверхлегкий 400 кг, а моя оценка массы топлива находится на полпути между самым легким и самым высоким числами, которые я видел (1350 кг и 2500 кг). кг, если я правильно помню)?

И ваше пиковое ускорение с наклонными двигателями и более легкой массой тогда будет 5,5 г вместо 5 г с нулевой полезной нагрузкой, приближаясь к 7 г по мере опустошения топливных баков.

Это поместит ускорение тяги при старте в диапазон [3,5, 7]g. Но главное остается: ускорения свыше 3,5g возможны только при массе полезной нагрузки менее 5900 кг (сейчас может быть меньше, как указано выше), так что даже если бы пусковая установка Falcon могла выдержать большую массу полезной нагрузки, вы бы не смогли ее нести. не ставя под угрозу способность астронавтов спастись в худшем случае.