Почему обтекатель Falcon 9 такой большой?

Обтекатель Falcon 9 стоит миллионы долларов. Его ширина составляет 5,2 метра, а ширина самой ракеты всего 3,7 метра . Нет никаких аэродинамических причин, по которым обтекатель должен быть таким большим, поскольку у Dragon такая же ширина, как и у ракеты-носителя. Для небольших космических аппаратов, таких как TESS , явно было бы достаточно гораздо более короткого (и, следовательно, более легкого) обтекателя с половиной площади поперечного сечения (для меньшего динамического давления):TESS в обтекателе

Почему SpaceX не использует меньшие обтекатели для меньшей полезной нагрузки?

Я подозреваю, что это в основном деловое решение. Я предполагаю, что разработка обтекателей для индивидуальных потребностей костюма обходится дороже, чем получение небольшой производительности при возможности собрать на конвейере / скопировать и вставить кучу обтекателей. Это экономит время инженеров, позволяет целенаправленно совершенствоваться, а каждый новый обтекатель может иметь неожиданные побочные эффекты, которые необходимо тестировать. Атмосферные силы и эффекты на сверхзвуковых скоростях могут быть странными и трудно моделируемыми.
Разработка и изготовление гораздо меньшего и более легкого обтекателя, вероятно, обойдутся в исследованиях и разработках дороже, чем стоимость керосина, который можно было бы использовать для этого запуска.
@RussellBorogove, если керосин на самом деле единственная проблема. Существует потенциальное ограничение полезной нагрузки delta-v из-за сопротивления. Я не уверен, является ли это причиной узкого 40-секундного окна запуска ( почему окно запуска TESS открыто только на 40 секунд в день? ) для этой сложной орбиты или нет, но для миссии в дальний космос с небольшой полезной нагрузкой , ограничивающим фактором мог быть гигантский негабаритный обтекатель.
Возможно, это меньший обтекатель.

Ответы (1)

Одним из ключей к ценовому преимуществу SpaceX является стандартизация общих деталей. Одним из примеров является двигатель Merlin, который используется как на первой, так и на второй ступенях Falcon 9 и Falcon Heavy (хотя на вторых ступенях используется немного другая версия, оптимизированная для вакуума).

Это также сделано для обтекателей. Обтекатели очень дороги в производстве ( около 6 миллионов долларов ). Разработка максимально возможного обтекателя для любых возможных миссий будет стоить меньше, чем разработка индивидуальных обтекателей для конкретных миссий. И время разработки может повлиять на частоту запуска.

И создание одного типа больших обтекателей для каждого запуска, вероятно, стоит меньше, чем создание меньших типов для различных миссий, даже если для меньших обтекателей требуется меньше материала. Некоторые причины заключаются в том, что существуют необходимые процессы, такие как сборка, тестирование, загрузка и т. д., которые являются более безопасными/более последовательными и их легче оптимизировать, если они каждый раз применяются к одному и тому же размеру/конструкции обтекателя.

Но даже если стоимость сборки меньшего размера обтекателя на самом деле ниже, SpaceX намерена восстанавливать и повторно использовать обтекатели. Опять же, восстановление выигрывает от стандартизированной конструкции / размера не только для процесса восстановления (который требует места для парашютов / рулевых двигателей / и т. д.), но и для повторного использования. Наличие маленького, среднего и большого обтекателя означало бы, что каждый из них не будет использоваться повторно так часто, и потребуется больше запасов каждого из них (что произойдет, если вы запускаете один за другим небольшие обтекатели и не хватает времени для восстановления / тестирования первого обтекателя? ). Повторное использование большого обтекателя за 6 миллионов долларов в два раза чаще, чем маленького обтекателя за 3 миллиона долларов, означает, что большой обтекатель будет стоить меньше за запуск.

Хороший ответ, почему они не используют меньший обтекатель на этом запуске. Почему этот размер в значительной степени сводится к EELV. Военно-воздушные силы США разработали некоторые стандарты, чтобы упростить их жизнь, и они в значительной степени проникли во всю индустрию запусков. en.wikipedia.org/wiki/Evolved_Expendable_Launch_Vehicle
Стоимость сборки обтекателя не так важна, как стоимость тестирования и квалификации новой конструкции обтекателя.
@ Хоббс, я этого не понимаю. Конечно, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для всего в ракете обходятся дорого, но обтекатель по-прежнему гораздо больше похож на глупую прочную оболочку, чем на хитросплетения ракетного двигателя с сотнями отдельных деталей, которые могут выйти из строя. Причина такой дороговизны заключается в материалах, но можно подумать, что у инженеров есть довольно хорошее представление о том, как свойства материала масштабируются в зависимости от размера. Точно так же аэродинамические свойства можно довольно хорошо смоделировать с помощью CFD-симуляций, особенно если у вас уже есть много эталонных данных одного размера. Я считаю, что на самом деле доминирует аспект повторного использования.
@leftaroundabout исходит из самолета, я считаю, что Гоббс прав.
@leftaroundabout «довольно хорошая идея о том, как масштабируются свойства» - это не то же самое, что фактически протестировать эти свойства. У меня есть довольно хорошее представление о природе жизни, вселенной и обо всем, но я ничего из этого не проверял.
@Knetic, нет. Ни у кого нет «довольно хорошего представления» о жизни, ведь биология гораздо более запутанна, чем физика и инженерное проектирование.
@fectin подробно? Производители самолетов действительно строят множество разных самолетов, в частности, они обычно строят довольно много вариантов каждой модели, немного различающихся по размеру, чтобы лучше удовлетворять особенно дальнемагистральные, высокопроизводительные или недорогие потребности, в то же время экономя на гораздо более высоких исследованиях и разработках. стоимость совершенно новой модели или действительно дорогостоящих деталей, таких как двигатели.
Если я могу говорить от имени @fectin, я считаю, что проблема в том, что речь идет о создании не более нескольких единиц каждого размера обтекателя. Производители коммерческих самолетов, как правило, разрабатывают варианты своих самолетов только в том случае, если они рассчитывают продавать их в больших объемах. Глядя на последние модели Boeing, наименьшее количество проданных единиц было 38 для 767-400ER, но у них также есть государственный контракт на еще 38 для военного танкера, построенного на тот самый кадр. Опять же, дело не только в стоимости изменений, но и в стоимости проектирования, тестирования и квалификации этих изменений для клиентов, что делает небольшие производственные циклы такими дорогими.
Почему обтекатель Falcon 9 такой большой?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v