Как далеко сможет улететь сильно модифицированная капсула SpaceX Dragon, просто используя двигатели SuperDraco? Под сильно модифицированными я подразумеваю беспилотные, негерметичные и работающие на монотопливе.
Dragon V2 (Crew Dragon) использует 8 двигателей SuperDraco с максимальной тягой 73 000 Н каждый. Таким образом, теоретически он может создать достаточную тягу, чтобы поднять около 50 000 кг с площадки при тяговооружённом отношении (Т/Вт) ~ 1,19 . Вам нужно T/W больше 1, чтобы оторваться от земли, и еще немного. T/W ~ 1,2 мало для ракеты-носителя и обычно ближе к ~ 1,5, но давайте рассмотрим это число и посмотрим, что получится, если мы растянем Crew Dragon и его 8 двигателей SuperDraco почти до бессмысленных теоретических пределов;
Таким образом, у нас есть максимальная масса транспортного средства во влажном состоянии 50 000 кг. Его сухая масса, согласно связанной статье в Википедии, составляет около 4200 кг. Предполагая, что никакие модификации, которые добавят сухую массу к машине, не потребуются для размещения такого количества топлива NTO / MMH при удельном импульсе 240 секунд (да, смехотворная идея, но мы допустим и это, и давайте предположим, что мы сбросили солнечные батареи, теплозащитный экран, почти все внутри и использовал сэкономленную массу, чтобы расширить его хранилище, чтобы вместить гораздо больше топлива - то есть примерно в три раза больше его номинального объема), теперь у нас есть его максимальная масса топлива, которую он может поднять с земли 45 800 кг. .
Теперь у нас есть все необходимое, чтобы подставить наши числа в уравнение ракеты Циолковского , которое достаточно хорошо для одноступенчатого транспортного средства:
Таким образом, наш щедро (смехотворно?) легкий и сильно модифицированный Crew Dragon, наполненный 45 800 кг NTO/MMH, достигает максимальной дельта-v, равной примерно половине изменения скорости, необходимой для выхода на орбиту с земли, и примерно 76% орбитальной скорости. МКС, если бы она была развернута в вакууме и не потеряла бы тягу из-за атмосферного сопротивления. Обратите внимание, что это также предполагает отсутствие потери тяги из-за нестабильности многократного сгорания двигателя и т. д.
Предполагая все это, он, вероятно, мог бы пролететь близко к линии Кармана в суборбитальном полете (у него было бы достаточно топлива примерно на 103 секунды полета на полной тяге) и достичь высоты, официально объявленной границей космического пространства , но опять же , это слишком широкое понятие, и на самом деле это не достижимо в реальном мире. Такие топливные баки толщиной с бумагу просто не выдержали бы динамического давления и нагрева при всплытии во время запуска, вероятно, даже акустического удара во время зажигания двигателя.
Мы видели, как высоко может подняться Dragon с его двигателями Superdraco во время теста на прерывание полета на площадке, и это было около 5000 футов. Если вы заполните его топливом вместо груза и пассажиров, он может стать немного выше, но не настолько. Если вы подключите к нему большой топливный бак, двигатели не будут достаточно мощными, чтобы поднять его. Он не собирается приближаться к космосу сам по себе.
Брайан Линч
ТильдалВолна
пастулло