Falcon 9R как SSTO

Учитывая, что первая ступень Falcon 9R близка к многоразовому использованию, может ли она стать основой для ракеты SSTO? Другими словами, достаточно ли у него производительности, чтобы выйти на орбиту, а затем вернуться обратно и приземлиться, скажем, вообще без полезной нагрузки (или второй ступени) или с очень маленькой?

Я предполагаю, что нет, но я не видел реальных цифр. Как далеко это?

А как насчет Falcon Heavy (конечно многоразового использования)?

ЕСЛИ есть АЗС LEO, то да, так же как и 2-й этап может вернуться. ЕСЛИ говорят, что заправочная станция снабжается ресурсами на Луне, то стоимость, безусловно, должна сделать это экономичным для SpaceX и Blue Origin .... и ВВС США.
Если не считать многомиллиардных затрат на строительство такого топливного завода на Луне. Это непростая задача с имеющимися сегодня инструментами.
Но есть и другие возможности, например, вывод на орбиту буксира-заправщика и его периодическая дозаправка с помощью FH. Или, может быть, выбрасывать топливо на орбиту из рельсотрона. Посмотрим.
Это верно, есть много способов сделать это, нам нужен устойчивый и дешевый способ сделать это. За топливом в космосе последуют и транспортные средства в космосе. Лунное топливо, скорее всего, будет самым дешевым. Моя цель — всегда быть независимым от Earth Resources как можно раньше. С залежами водяного льда на Луне и возможной добычей H3 мы можем питать как химические, так и термоядерные двигатели. Мой план состоял в том, чтобы использовать Водяной Лед в качестве топлива в течение как можно более короткого времени.
Мне нравится идея рельсовой пушки, выбрасывающей топливо на орбиту. Практически у вас есть только затраты на энергию, а энергия может быть очень дешевой вдоль экватора со всем этим солнцем. Я знаю, что у Google было исследование по этому поводу. Поиском наверное найду.
Это хорошая идея, и ее следует применять к другим вещам, еде, воде, исходному материалу для 3D-печати и т. д. Но в конечном итоге мы хотим быть независимыми от ресурсов Земли. <- Просто мое мнение
Только комментарий: Генри Спенсер давно заметил, что Титан II может SSTO. || Atlas справился с этим с помощью ступеней «1,5» - сбросив два тяжелых внешних двигателя и сохранив центральный маршевый двигатель.

Ответы (2)

По данным Spaceflight 101 , масса первой ступени с топливом составляет 403 тонны, а масса пустого - 18 тонн. Его удельный импульс колеблется от 282 до 311 секунд при движении от уровня моря до вакуума, что предполагает скорость истечения 2766-3050 м/с. Подставив эти значения в уравнение ракеты, вы получите где-то между 8600 и 9500 м/с дельта-v. Я не знаю точную кривую удельного импульса через атмосферу и в любом случае не могу заниматься вычислениями, но я предполагаю, что это ближе к нижнему пределу диапазона, поскольку ракета проводит больше времени, двигаясь относительно медленно в нижней части. , более плотная часть атмосферы.

Дельта-V на низкой околоземной орбите составляет от 9,3 км/с до 10 км/с в зависимости от стартовой площадки и целевой орбиты, поэтому у F9R недостаточно мощности, чтобы добраться туда.

Это довольно близко, чтобы быть уверенным. Можно ли его модифицировать для этого? F9 уже один раз "растягивали" (F9 1.0 до F9 1.1) и пару раз дорабатывали двигатели, и надеются увеличить производительность еще на 15% (в основном за счет увеличения плотности топлива с дальнейшим охлаждением). Если им удастся этого добиться, то они едва ли смогут выйти на орбиту первой ступени со скоростью дельта-v более 9900 м/с и нулевой полезной нагрузкой.

Если я правильно понял математику, в ситуации перекрестной подачи Falcon Heavy, опять же без верхней ступени или полезной нагрузки, ускорители дадут еще 2800 м/с дельта-v в стек, что в сумме составит около 12 км/с. , так что он может с комфортом добраться до LEO. Однако, что касается уравнения ракеты, это двухступенчатая ракета; у него просто несколько двигателей не в том месте.

Повторный вход и восстановление, с другой стороны, вероятно, невозможны. Первая ступень предназначена для того, чтобы выдерживать гораздо более скромную аэродинамическую ситуацию, чем повторный вход с орбитальной скорости. Конструктивно и термически это совершенно другой мир.

SpaceX хотела бы сделать вторую ступень многоразовой, как и первую, что потребовало бы от них решения повторного входа на орбиту для ступени ракеты, но в гораздо меньших масштабах. Даже если они этого не сделают, полностью многоразовая первая ступень даст им огромное конкурентное преимущество. Им не нужно делать SSTO.

В этом году ожидается существенное повышение производительности с модернизированными двигателями Merlin "1D+" и переохлажденным топливом для повышения плотности. Я не уверен, насколько точны цифры в вашей ссылке — SpaceX не особо раскрывает свои характеристики — но если они верны, то обновлений, вероятно, будет достаточно, чтобы вывести на орбиту автономную первую ступень. А вот вход в атмосферу и посадка — совсем другое дело.
На пути к барже первая ступень запустила форсаж, чтобы снизить скорость в восточном направлении. RTLS (возврат на стартовую площадку) повлечет за собой более существенное обратное сжигание. И тогда конечная скорость должна быть снижена непосредственно перед посадкой. Кто-нибудь знает, сколько дельты V требуется для ускорения и предельной скорости убийства?
Чтобы выжить при входе в атмосферу со скоростью 8 км/с, требуется теплозащитный экран и прочная конструкция. Я не уверен, сколько это добавит к сухой массе первой ступени.
Если вы собираетесь выйти на орбиту, вы действительно не будете разгоняться для RTLS, вы проделаете долгий путь. Итак, спуск с орбиты, и любое дельта-V, которое вам понадобится для управления траекторией снижения, и сгорание при зависании в терминале. Как ученый-ракетчик уровня Кербала, я бы предположил, что 2-3 км/с? Но вы правы в том, что структурные требования для повторного входа, вероятно, будут большей проблемой, чем дельта-V.
Я знаю, что вопрос намного сложнее, но как Falcon Heavy меняет ситуацию? Два боковых ускорителя рано опустошаются и летят обратно, оставляя центральное ядро ​​с большой начальной скоростью и потенциально (при поперечной подаче) полным баком. Этого должно быть достаточно, верно? Конечно, это уже не совсем SSTO...
@MikeWise Это достойно другого вопроса. И да, это будет многоразовый TSTO (или некоторые назовут его 1.5STO), а не SSTO.
Добавьте 13 тонн дополнительного топлива вместо полезной нагрузки и уберите посадочные опоры... кроме того, шкалы ISp зависят от давления (линейно), а шкалы давления зависят от высоты, как обратная экспонента. Таким образом, ISp довольно быстро достигает «высоких» значений.

Да, оно может. Сам Илон Маск подтвердил это некоторое время назад, и есть несколько фанатских симуляций , которые доказывают это.

Я не вижу, чтобы ссылка Flight Club отображалась должным образом. Меня просто выводит на главную страницу.
Ха, странно. Должно быть что-то связанное с капитальным ремонтом сайта некоторое время назад. Боюсь, я ничего не могу сделать. В любом случае, это просто еще одна симуляция. Завтра постараюсь заставить работать. Спасибо, что дали мне знать!
Очень круто. Конечно, я спрашивал об этом некоторое время назад, когда ответ был не столь ясен - и до модернизированных двигателей и сверххолодного топлива. На данный момент я думаю, что когда-нибудь это будет сделано и продемонстрировано.
Falcon 9R как SSTO
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v