Что делает обтекатели 21-го века такими ценными, что их потенциально можно восстановить и использовать повторно?

Я прочитал в ответе @geoff, что SpaceX проводит некоторые эксперименты, которые могут привести к возможности восстановления обтекателя. На самом деле, я помню, как несколько лет назад Илон Маск упомянул, что к этому серьезно относятся.

Первоначально я не придавал им особого значения, и в глубине души я, вероятно, думал о них как о больших оболочках из стекловолокна, которые защищают полезную нагрузку от ветра. Однако в течение первой минуты каждого пуска всегда упоминается max-Q, а в некоторых случаях беспилотных пусков тяга снижается во время max-Q специально для уменьшения напряжений в корпусе ракеты - тяга давит на корпус в аэродинамическом отношении. перетаскивание шума одновременно давит на него. И «нос», который испытывает это напряжение, на самом деле является обтекателем, чем-то, что должно разделиться на части и вскоре после этого надежно очистить область.

Итак, мне интересно, что входит в производство обтекателя 21-го века, что может сделать его достаточно дорогим для восстановления и ремонта, а затем убедить клиента в том, что вы собираетесь защитить их полезную нагрузку с помощью бывшего в употреблении обтекателя? Дорогие высокопрочные сплавы? Дорогие технологии производства? Встроенные датчики и приводы?

«Skybox» и «Atlantis» выбраны из-за их названий, звучащих в формате SXSE . Обтекатели 21-го века - это гораздо больше, чем пассивные ящики на крыше, которые «предотвращают попадание ветра в вещи клиента».

введите описание изображения здесь

введите описание изображения здесь

Я не могу вспомнить, в каких случаях тяга уменьшается примерно до max-Q, чтобы ограничить структурные напряжения в корпусе ракеты, что позволяет немного снизить вес. Комментарий или редактирование приветствуются.
Вы можете думать о том, как Шаттл уменьшил тягу в «упорном ковше» около максимального Q, но, конечно же, Шаттл больше не летает и в любом случае не был беспилотным.
Они не должны быть «такими» ценными. Они просто должны быть немного более ценными, чем их восстановление и ремонт.
@MarkAdler Улучшенная формулировка приветствуется! Возможно, я использовал немного лицензии SE. Я боролся с несколькими вариантами; «достаточно ценный», «достаточно ценный», остановился на чем-то, что, по крайней мере, сделало работу. «Почему восстановление обтекателя может быть экономически целесообразным?» просто не имеет такой же привлекательности и не помечает сам обтекатель как центральный предмет моей работы (а не экономическую теорию рентабельности).
Если суть вопроса заключается в том, что делает его «достаточно дорогим для восстановления и восстановления», его можно свести к следующему: «Являются ли затраты на восстановление и восстановление меньше, чем стоимость производства?» Это пока еще вопрос без ответа в отрасли, и, кроме того, он имеет мало общего с абсолютной стоимостью производства.
@ruief Причина, по которой я написал «Что делает обтекатели 21-го века такими ценными, что ...», заключается в том, что суть моего вопроса именно в этом - в ценности обтекателя. Если это было недостаточно ясно, я привел несколько примеров: « Дорогие высокопрочные сплавы? Дорогие технологии производства? Встроенные датчики и приводы ?» Я задал вопрос, на который хотел получить ответ.
@NathanTuggy Я думаю, что я думаю о чем- то вроде этого в своем первом комментарии .
@OrganicMarble в этом комментарии выше я хочу добавить что-то, что показывает, что тяга около max-Q иногда уменьшается по причинам чисто механического стресса в беспилотных миссиях. Я только что заметил ваш комментарий здесь - где-нибудь я могу прочитать об этом?
@uhoh Если стоимость восстановления и ремонта составляет 5000 долларов, то обтекатель не должен иметь какие-либо из ваших «примерных» расходов, чтобы их можно было восстановить. Если вы спрашиваете об абсолютной стоимости, зачем задавать вопрос об относительной стоимости?
@ruief жизнь - это тайна! Наслаждайтесь своим опытом обмена стеками.
Представьте себе портфель, наполненный 6 миллионами долларов, падающий с неба. Вы попытаетесь поймать его?

Ответы (3)

Дело не столько в том, что в 21 веке сделать обтекатель сложно или дорого.

Скорее они просто ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ большие. 13 метров на 4,6 метра.

Размеры обтекателя Falcon 9Это около 40 футов в длину и 14 футов в ширину. Обычное описание состоит в том, что в него поместился бы школьный автобус. (Вроде как размер грузового отсека космического челнока).

Они должны быть очень легкими, так как каждый грамм/фунт массы уменьшает заряжаемую полезную нагрузку, но они должны быть прочными, поскольку представляют собой аэродинамическую оболочку вокруг очень хрупкой полезной нагрузки, когда она разгоняется до полной остановки на уровне моря. до 25 Маха (не знаю, на какой они скорости, когда срывают обтекатель, но орбитальная - это 25 Маха или около того) на орбите.

При этом аэродинамические нагрузки на него могут быть достаточно высокими. Размер довольно большой. Необходимость управлять весом является весьма критической.

Все эти элементы сговариваются, чтобы сделать его достаточно дорогим, чтобы иметь значение, что восстановление его, если это возможно сделать достаточно дешево, является хорошей идеей.

С точки зрения фактической конструкции, там, где это необходимо, в основном армирован углеродным волокном.

+1, легкий плюс сильный = дорогой. Я думаю, что обтекатель обычно выбрасывается, когда транспортное средство достигает режима свободного молекулярного потока.
@OrganicMarble Есть идеи, насколько это быстро или высоко?
ISTR - это когда средний свободный пробег больше, чем автомобиль. В этой статье дана средняя длина свободного пробега в зависимости от высоты. science.widener.edu/~svanbram/chem332/pdf/menfpath.pdf
К вашему сведению, поскольку число Маха относится к скорости звука, по мере того, как вы поднимаетесь на большую высоту с более низким давлением, ваша воздушная скорость падает и должна двигаться быстрее, чтобы поддерживать то же число Маха. На орбитальной скорости у вас фактически была бы скорость 0 Маха, даже если вы двигались со скоростью 7,8 км/с. Ты попал в точку с цифрами.
Я только что проверил пять видео и подтвердил время с соответствующими пресс-китами; все отделения обтекателей плотно сгруппированы на высоте 110 км. Если графики в PDF-файле @OrganicMarble верны, это означает, что средний свободный путь составляет 2 сантиметра. Однако, используя их высоту шкалы около 8,4 км, давление составляет 2E-06 бар, может быть, это достаточно низко?
@ITBear нет, это неправильно. Скорость звука масштабируется как средняя молекулярная скорость, которая масштабируется как квадратный корень из температуры. Влияние давления относительно невелико по сравнению с ним, пока оно не станет настолько низким, что эффективное распространение звука остановится.
@uhoh Ах, ты прав, я исправлен . Скорость звука в основном зависит от температуры. Технически звук нуждается в среде для путешествия, поэтому, как только вы достигнете НОО, ваша воздушная скорость по-прежнему будет равна нулю?
Извините, что отправил вас по неверному тангенсу! :(
@OrganicMarble Я живу по касательной! Таким образом , этот дополнительный вопрос .
@OrganicMarble Хорошие новости! Вместо того, чтобы использовать там простую шкалу высоты, я нашел некоторые табличные данные из стандартной атмосферы 1976 года. ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19770009539.pdf На странице 56 они показывают плотность на расстоянии 110 км около 9,7E-08 от стандартной. MFP масштабируется обратно пропорционально давлению, поэтому 70 нанометров в стандартной атмосфере становятся 72 сантиметрами, а не 3 см в упрощенной модели, и MFP почти удваивается каждые 5 км, так что вы в основном правы, в пределах нескольких км.
Обтекатель должен быть не только очень легким и прочным, но и надежным. Очень плохо для репутации пусковой установки потеря полезной нагрузки из-за выхода из строя обтекателя.
Я просто хотел бы добавить, что из руководств по ракетам-носителям, которые я читал, время сбрасывания обтекателя определяется таким образом, чтобы свободный молекулярный аэротермический поток оставался ниже 1135 Вт / м ^ 2

Обтекатели представляют собой большие конструкции, сделанные таким образом, что их трудно автоматизировать. Конструкция состоит из алюминиевого сотового заполнителя с ламинированными на него внутренними и внешними панелями из углеродного волокна. Углеродное волокно — трудоемкий материал. Кроме того, есть гарантия качества, которая делает все, что связано с ракетами, дорогим.

Боксы на крышу OTOH изготавливаются методом литья под давлением из пластика, поэтому вся оболочка превращается из пластиковых гранул в готовый продукт за 10 секунд. И они производятся миллионами, поэтому автоматизация процесса экономически выгодна.

Также возможно, что они не хотят негативной огласки этих судов, плавающих на поверхности океана в низине и представляющих либо навигационную опасность, либо мишень для экологических проблем. Я предполагаю, что они достаточно легкие, чтобы не сгореть и, вероятно, просто всплывут после удара о воду.

Хммм... алюминиевые соты и углеродное волокно - вау, они могут плавать! Никогда об этом не думал. Учитывая, что они «размером с автобус» и их двое, и они, вероятно, будут сидеть довольно низко в воде, и их будет труднее заметить визуально (и, возможно, с помощью радара), пока они не окажутся достаточно близко, они могут быть кандидатами на какую-то навигационная опасность.
Поэтому я спросил это .
Кажется, найти их на пляжах не так уж и редкость collectspace.com/ubb/Forum14/HTML/001305.html
Что делает обтекатели 21-го века такими ценными, что их потенциально можно восстановить и использовать повторно?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v