Какова примерная разбивка стоимости ракет?

SpaceX мало что делает, кроме как запускает что-то в космос, а также занимается исследованиями и разработками для будущих миссий. Текущее количество сотрудников в SpaceX превышает 4000 человек . Payscale оценивает заработную плату, которую мы можем эффективно удвоить, чтобы оценить фактические затраты на одного сотрудника, включая льготы, места для работы и т. д. Исходя из этого, я предполагаю, что средняя зарплата составляет около 90 тысяч долларов на сотрудника. Это означает, что приблизительная стоимость работника больше похожа на 180 тысяч долларов . Таким образом, затраты, связанные с рабочей силой, составляют около 720 миллионов долларов в год .

Сырьем является в основном алюминий аэрокосмического качества. Стоимость составляет примерно $ 1 / фунт. Многое из этого также состоит из углеродного композита и более дорогих элементов, так что давайте удвоим это количество. Инертная масса составляет примерно 30 000 кг. Это означает, что исходная стоимость составляет около 120 000 долларов . Будет больше, если учесть, что есть некоторые специально заказанные компоненты.

Затраты на топливо на пуск оцениваются примерно в 60 000 долларов за пуск. Обычно за миссию приходится 3 заправки топливом, так что давайте утроим это количество.

Хорошо, давайте предположим, что в год происходит 18 запусков, в среднем 70 миллионов долларов за запуск (включая более дорогие правительственные запуски). Что дает доход около $ 1,26 млрд в год. Стоимость сырья составляет 300 000 долларов за запуск, или 5,4 миллиона долларов .

В защиту SpaceX скажу, что большая часть разницы, которая, как я подозреваю, реальна, заключается либо в капитальных затратах, оплате большего количества машин и зданий, будущих научно-исследовательских работах, Dragon (что не было учтено), либо в зарабатывании денег за годы. что у SpaceX не так много запусков за год.

В итоге, как и в случае с самым дорогим продуктом, большая часть стоимости приходится на труд. Цифры здесь догадки, а количество пусков выше, чем ожидалось.

Стоимость одного запуска

От ракет-носителей: экономическая перспектива :

Исследование ракет-носителей Министерства обороны США в 1994 году (в основном Титан и Атлас) показало разбивку различных компонентов запуска. Автомобиль стоил примерно половину от общей стоимости. Оставшаяся часть была разделена между эксплуатацией (30%), интеграцией полезной нагрузки (5%) и «прочими» государственными расходами (15%).

Стоимость производства

Ариан 5

Стоимость производства: 114 млн (не стоимость запуска, исходя из покупки Arianespace 35 ракет за 4 млрд) (в евро, 2009 г.)

Ускорители: ~25 м
Vulcain: ~15 м
Верхняя ступень: ~20 м
EPC (первая ступень, включая Vulcain), VEB (система управления над второй ступенью), обтекатель: 69 м

Стоимость производства зависит от кривой затрат : если первая ракета, которую нужно построить, стоит 100%, вторая будет (примерно) 90%, третья будет стоить 90% второй. Кривая будет выглядеть так:

Так что 200-я ракета стоит 50% от стоимости первой постройки. С точки зрения ракет это огромный производственный цикл.

Для производства ракеты вам понадобится дорогая оснастка:

• Здание достаточно большое, чтобы разместить сцену.
• Например, для сварки первой ступени вам понадобится сварочное приспособление, достаточно большое, чтобы вместить всю ступень, и с точностью до миллиметра, если не меньше.
• если вы используете углеродные композиты, вам нужен автоклав (вакуумная печь), достаточно большой для самой большой детали, которую вы делаете. Некоторые ракеты имеют внешнюю обшивку целых ступеней, выполненную из цельного куска углеродного композита.
• фрезерное и сварочное оборудование для экзотических материалов, таких как жаропрочные сплавы, используемые в ракетных двигателях.
• инспекционное оборудование (опять же, огромные системы для проверки всего резервуара первой ступени).

Вся эта оснастка должна окупаться за небольшое (с точки зрения массового производства) количество построенных ракет. Инструмент может стоить порядка миллиардов.

Из-за небольшого тиража нельзя все автоматизировать. Так что здесь задействовано много высококвалифицированной рабочей силы.

Стоимость материалов составляет лишь малую часть себестоимости продукции.

Бюджет развития

Опять же, Ariane 5, из «Europäische Tragerraketen, группа 2», Бернд Лейтенбергер:

Исследования и испытания 125
твердотопливных ускорителей 355
первая ступень H120 270
двигатель HM60 (Vulcain) и испытательные стенды 738
другие элементы первой ступени и ускорителей 95
разгонный блок и ВЭБ 200
наземная поддержка в Европе 80
Здания и другие сооружения в Куру (стартовая площадка) 450
Испытательные полеты 185
Всего 2498
Управление ЕКА и КНЕС 102

Это был бюджет в миллионах евро, установленный в 1985 году. Окончательная стоимость составляла порядка 120% этого бюджета.

Здесь много хороших ответов. Давайте посмотрим также, почему ракеты стоят так дорого.

Google говорит, что средний дом стоит около 250 тысяч долларов, чтобы купить дом, примерно треть из которых — рабочая сила, 80 тысяч долларов . Вы можете увидеть типичную разбивку стоимости дома здесь . Он также весит около 120 тысяч фунтов. Таким образом, затраты на оплату труда составляют примерно 1 доллар США за фунт.

Тем не менее, зарплата строителей близка к минимальной, в то время как, по словам Пирсона, работники ракетостроительной отрасли зарабатывают примерно в десять раз больше. Итак, это 10 долларов за фунт. Давайте удвоим это до 20 долларов за фунт, если предположить, что ракета сложнее дома. Как сказал Гоббс, около половины затрат приходится на НИОКР. Итак, давайте удвоим до 40 долларов за фунт. Юридические и другие деловые расходы могут довести нас до 60 долларов за фунт, если опять же, исходя из примера с жильем, что накладные расходы составляют треть стоимости.

Здесь вы можете видеть , что SpaceX потенциально может иметь 40% прибыли. Так что в целом стоимость ракеты составляет около 100 долларов /фунт.

Однако стоимость ракеты обычно составляет около 1000 долларов США за фунт сухой массы, а топливо составляет еще 90% веса. Так что должны быть расточительство, бюрократия, тестирование или что- то еще. Основываясь на этом примере с огнестрельным оружием, продукты могут иметь семикратную наценку после прохождения через слой за слоем посредников. Так что что-то подобное может происходить и с ракетной техникой.

Если нет, то должны быть значительные расходы на тестирование. Если мы предположим, согласно комментариям и этой ссылке, что топливо для Falcon 9 стоит 200 тысяч долларов , это означает, что для каждой ракеты можно провести 300 полных пусковых испытаний, чтобы приблизить стоимость к той, за которую она продается, 60 миллионов долларов . Если трудозатраты составляют основную стоимость тестирования, то при затратах в 200 тысяч долларов на одного работника требуется 300 человеко-лет тестирования. Предполагая 1 миллион деталей, типичных для больших самолетов , каждый год работы предполагает тестирование одной детали в час работы.