Максимальная дальность приземления Falcon 9 из точки в точку

Я согласен с @OuNelson Mangela в цифре 4000 км.

Я набрал 4052 км на Flightclub.io , но это было немного сложно. Мне пришлось довольно много планировать между входом и посадкой, чтобы сбросить скорость, которую мне не хватало топлива для пропульсивного сброса, и это немного увеличило мою дальность полета.

Тем не менее, могут быть профили полета, которые более эффективны, чем мой - например, мой профиль остается довольно низким в атмосфере, так как мне нужно было выполнить питч-кик довольно рано, чтобы получить как можно большую скорость вниз, как я мог до MECO.

Может быть, есть профиль, который выполняет мощный, довольно вертикальный запуск, чтобы выйти из атмосферы, достигает почти апогея, а затем выполняет второй запуск, свободный от атмосферного и гравитационного сопротивления, чтобы получить расстояние вниз. Не стесняйтесь играть вокруг себя.

Чтобы планировать между входом и посадкой, помните, что сначала вы перемещаете двигатели, поэтому вам нужно убедиться, что ваш угол тангажа имеет меньшую величину, чем ваш угол скорости (т.е. у вас положительный угол атаки). Чем больше этот угол атаки (до ~15$^{\circ}$), тем большую подъемную силу вы испытаете и тем большую скорость вы потеряете перед приземлением.

Построенный мной профиль полета можно посмотреть здесь, а результаты моделирования — здесь . Я включил некоторые графики моих результатов ниже.

• Профиль полета (обратите внимание, что оси не в масштабе)

• Высота над уровнем моря в зависимости от времени (Booster дольше поддерживает высоту благодаря скольжению)

• Угол атаки в зависимости от времени (обратите внимание на положительный угол атаки для создания аэродинамической подъемной силы между входом и посадкой)

• Бустер Фазовое пространство

Обновлен ответ, чтобы не выходить за пределы ускорения Falcon 9. Я предположил, что предел здесь составляет 6 г.

На самом деле это был убийца. Я проехал только около 1750 км вниз. 5км/с у меня$\Delta V$использовался при начальном прожиге, который начал сильно дросселировать примерно за 30 с до MECO, чтобы удержать ускорение в пределах 6 g. Это повлекло за собой довольно большие гравитационные потери, поэтому наша скорость MECO составила всего 3,6 км/с.

Вход в атмосферу должен был быть очень долгим, чтобы мы могли успокоиться до управляемой скорости входа в атмосферу. В частности, я использовал ~ 2,3 км / с$\Delta V$для начального прожига, но последние 10 секунд этого также были дросселированы, чтобы оставаться в пределах, поэтому здесь также были понесены дополнительные гравитационные потери. После прекращения горения при входе в атмосферу скорость сгорела примерно на 1,3 км / с, а затем в горении при посадке осталось достаточно топлива, чтобы завершить работу.

Профиль полета, который я использовал, можно посмотреть здесь, а результаты моделирования можно посмотреть здесь .

Вот соответствующие графики для предыдущей симуляции:

• Профиль полета (обратите внимание, что оси не в масштабе)

• Высота против времени

• Угол атаки против времени

• Бустер Фазовое пространство

Я не могу вспомнить все математические/базовые значения и немного округляю значения. У нас есть ракета примерно с 300 (SL) до 340 секунд (вакуум) и сухой массой 5 ​​или 6% Точно не помню. давайте предположим 6%, что дает «среднее» 327 секунд в относительно неглубоком профиле запуска.

ln 16,6 * 327 = 9 км/с дельта v (калькулятор говорит 9,2, LOL)

Одна ступень может выйти на орбиту или околоорбитальную орбиту, хотя и без какой-либо полезной нагрузки. Не очень хорош для обнаружения груза на низкой околоземной орбите, но вполне досягаем в любой точке Земли, даже для съемки ретроградной суборбиты.

Минимум, чтобы достичь любой точки на Земле, не более 8 км/с, если я не ошибаюсь.