SCIENTIFIC 2006771168a
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超级行星级转移飞船设想 全液氨核推(比冲500s较低技术要求) 900t外储箱+250t核心舱+20t尾部衔架(增加核发与居住舱距离)+200t重力舱(这里每个旋转舱40t,旋转核心舱40t)+50t核热推进舱+170t前部加压舱+30t深空载人飞船=1620t干重。 燃料外储箱2380×9+1260核心舱燃料储箱=22680t 22680+1620=24300t最低起飞质量 重力舱系统很精简,几根钢缆拖着几个睡眠/锻炼舱,靠着小型单人电梯沿着钢缆出入,图2能看到,这个旋转机构80m直径,3rpm旋转速度和0.4g重力,通过锻炼,能减少95%以上的骨质流失,如果是0.5g将几乎不会流失。 返回时质量2520t,返程干重820t+20t生活物资,返程燃料1680t,去时可分配燃料约21000t。 以火星转移为目标,也就是3.15万吨近地起飞质量,消耗21000t燃料5500dv后抵达火星低轨道质量10500t,其中干质量1620t,抛掉储箱后干重820t。返程燃料1680t,有效载荷8000t(图三是有效载荷具象化表现,能把一整艘提康德罗加送到火星低轨)。 近地轨道最低起飞质量时,舰长大于220m,最宽处82m(算了重力舱,不算的话是30+m舰宽)。整个飞船干质比15(仅看储箱部分干质比23)。 220m舰长没有计入未安装的载荷,仅主箭体,安装载荷后舰长和航空母舰相当(300+m,木星版本空载就320m) 载荷多种多样,这里提出一个前往木星系的计划,木星版本在原本的基础上再加入一个氢核热分段。有自己独立的动力系统,且使用比冲910s液氢核热推进,减重较大,没有重力舱,所以独自拥有8500dv,此时舰长321m。 地球低轨道出发去火卫二转移轨道停留(刚进入火星系统的门,几乎不需要多少能量就能离开),只用4.3kdv就够了,再加上燃料加注舰不需要很多设备,我能一次性送1.5万吨加注燃料,一发木星探索版飞船去火卫二转移轨道停留,另2发给予加注满并提供额外燃料储箱(尽可能多堆点dv)加注飞船飞船去火卫二剩余15000t质量,除掉返回预留的4000t,有1.1万t可加注燃料,两发2.2万,去木星的船自己也带满剩下储箱的燃料,这样从火卫二轨道消耗6kdv支持9500t质量抵达木卫六转移轨道,靠着小型探测器探测整个木星系统。 去掉飞船干重和2000+t的人员返程飞船,我还有5000t有效载荷可以分配。我图2和4中登陆飞船再等比例长宽放大一倍,每个质量从原本我设想的133t提高到1000t,我的飞船带它5个用来各个小行星登陆,每个运载24t有效(按dv余量进行加减)载荷降落星球表面,让机器人大军建造燃料生产基地。 小型飞船最高dv10.8K,有效载荷24t的设计,800t的大型转移甲烷拖船(390s比冲给200t登陆器提供5400dv),和25t的氢氧登陆器(有5400dv)。支持木卫二/三/四/木卫六的软着陆,和释放更小的着陆器对木卫一木卫五进行着陆(这个只有吨级的小着陆器),另外各种几百公斤的探测卫星和小型探测器也像洒水一样一样往这些卫星上铺,绘制整个木星系的信息资料
星舰机7.8.9飞的报告出乎所有人预料,我们都想错了 事故原因和想象中的完全不同,7飞的改进措施确认完全有效。我们花了数个月来论证七八飞是相同事故原因,并且两次事故发生的间隔只差几秒,而SpaceX表示完全无关只是巧合。事故只不过是猛禽发动机的硬件故障,由于燃料异常混合导致爆炸,我认为大概率就是V2.5猛禽这个转接口导致的,新设计的转接口毕竟和原版不同,原版猛禽V2在麦格雷戈的这几年,已经点火了上干次,累计数万秒,已经非常稳定。猛禽V2.5这种全新燃料管线接口还只有很少的测试,7飞的事故甚至没有撑到接口故障。Spacex 在9飞前已经对V2.5猛禽进行了上百次点火测试,这次成功率将非常高。 最可怜的还是航天大佬ZACK,做了数次一个多小时的高强度分析视频,各种干货和工程细节还有实物航拍图。结果.....空叉全都反着搞论证出来的观点:二塔发射台可更换实际上现实:空叉马上就焊接上去了。观点:IFT7~8的共振危机,需要有POGO装置实际上:海平面猛禽自己炸了观点:IFT3~5改助推转向方向是为了防废气结冰从滤网的洞漏到罐底实际上:助推往哪翻全看心情。 火箭真是个复杂的工程啊,每次对于星舰事故原因的探讨都是错误的, 以为发动机问题,实际自己排气给点炸了 以为水锤效应,实际阀门堵塞 以为猛禽适配问题,实则共振泄漏 以为共振复现,实则猛禽寄了。 阿波罗计划中一个很有意思的观点“复杂的火箭几乎每次飞行都会出现新问题,即使这个问题以前根本没出现过”,星舰也是这样。 九飞禁飞区从八飞的1640km扩大到了2960km,由于星舰7飞和8飞爆炸解体带来的广泛影响,FAA强制要求SpaceX购买5亿美元的责任险,以承保星舰9飞时可能产生的索赔。 这钱能退吗?我想问,一发星舰成本都不到1个亿。
评价一下,哪个可行性最高 1.协同式吸气式发动机氢氧SSTO空天飞机,如:云霄塔和运龙) 2.纯甲烷火箭动力弹射起飞SSTO空天飞机,如:Radian One空天飞机 3.纯氢氧燃料气尖动力SSTO空天飞机,如:冒险星空天飞机 4.还有最基础飞两级空天飞机,如腾云 今天做了Radian One空天飞机的模型 我的推测是机长71m,机宽42m,翼展比1.65甲烷和液氧储箱容积分别是600立方和800立方。燃料1130t,250t甲烷燃料和880t液氧燃料,混合比3.55。 12.18干质比(平均360s比冲和9000dv),起飞质量1230t,入轨质量101t,干质量96.5t,载荷4.5t,推重比453.5÷1230=0.368699187。 参考了航天飞机的结构质量进行推测, 航天飞机基本质量 基本结构重量:45,000 kg(含机身框架、蒙皮、内部支撑结构) 热防护系统(TPS):9,000 kg(含机翼隔热瓦) 推进系统:4,000 kg(OMS/RCS燃料箱和管路,不含燃料) 航电与生命保障:6,000 kg 其他系统:4,585 kg(包括机械臂、舱门等) 总计干重:68,585 kg(设计值,实际略有浮动) 航电维生推进隔热系统这些就要占到33t,更别说这个有5台发动机,起码40t。 于是我大致估算一下,其他系统40t(维生隔热航电推进机械臂系统)+50×0.8×1.9(机体质量)-10(多出来的机翼质量)=96,差不多要达到这个数,前面的干质比和入轨dv都是以这个干重为基础的。 这推重比和超音速飞机差不多,勉强够用。我不敢相信如果不用弹射器提供起飞初速度,这玩意要浪费多少燃料爬升,并且1200吨的飞机想用起落架起飞,那强度要求根本不可能,用弹射代替起飞,只保留要降落能力的较小着陆腿就很好了。
航天飞机这么设计如何? 使用再生冷却隔热瓦,进行轨道加注后,可进行载人深空探测任务,并第二宇宙速度再入返回地球。 完美解决了航天飞机周转缓慢的问题(半年到一年),只需要消耗一个极为廉价的不锈钢外储箱。也取消了助推器设计,又是一个储存维护极为影响速度和成本高昂的部件。发动机全装在航天器底部,回收时也是全部回收。 理论上能做到1周/发,不锈钢制作无发动机设计的储罐,可能比猎鹰9的二级生产难度和时间更小。 不过很明显的一点是运力相比运载火箭很小,不仅因为没有分出助推器,而且使用液氧甲烷发动机比冲较小,且没有设计真空发动机,全海平面,导致效率极度拉胯,另外死重也是少不了的,20t的死重(发动机部分就占了8吨,只有12t用于布置结构了) 低轨载人型,二级长22m,宽11m,机身宽度3.5m,干质量20t。燃料罐长度占10m,容积75立方,装63t液氧甲烷燃料(原本设计是28氢氧)。载荷舱门5.2×3.5m,载荷舱容积36.5立方,LEO载荷5t,起飞重量540t。三台280t液氧甲烷发动机840t推力,海平面327,真空350s。 货运型体型同上,但燃料箱只有35立方,储备只有30t。舱门9.4×3.5m,载荷容积66立方,LEO载荷10t,起飞重量860t,4台280t发动机1120t推力。 载人版储箱容量460t,干重20t(超低成本的不锈钢产品) 货运版容量760t,干重25t(超低成本的不锈钢产品) 载人版航天飞机分离后有4400dv,货运版航天飞机分离后有有2400dv。
放开想象自己做的长9登火方案 原本的长九PPT资料太少,也不知道登火舱是什么样,于是自己做了个设计。 另外按照官方数据长九的分段会非常抽象,三级版的二三级储箱短的就跟个球一样,级间段又非常巨大。 简述我的方案数据,7+1次发射送60t火星表面载荷和4宇航员往返火星,且推进飞船返回地球轨道可重复使用,并且可以选择留下一个大小火星空间站。 本计划单载人任务方面需要4次重型运载火箭+1次载人飞船发射。 开始时发射到185km低轨道 先发射深空特化装3台10t级核热的两级构型长九二级,干重90t,载荷20t,液氢40t,比冲1000s。 作为两级构型的载荷顶在头部。 再发射140t登火器,含50t外壳整流罩(单面烧蚀材料隔热),15t上升器,5t反推燃料,20t有效载荷和50t登火舱干质量。 深空特化长九二级耗尽燃料和登火器一起送入1500dv的一个高轨道,在此接受约110t液氢的燃料加注,分两次两级构型回收一级发射,此时还要发射载人飞船送人员 。 共计90+20+110+140+26=386t质量,完成加注后进行地火转移,进入火星捕获轨道,到达后分离登火器。 需要2440+680+90+390=3600dv,本身轨道1500dv,只要2100dv就能完成转移,要1.24干质比。剩余质量312t,消耗74t液氢还剩36t 。分离登火舱后还有1.26干质比,剩余dv2350,足够返回来时的地球轨道。 登火器在进入捕获轨道后就可以分离,利用大气减速逐步降低轨道载入火星,之后分离上外壳释放降落伞,再释放下外壳启动反推发动机,消耗几吨燃料后平稳着陆。 登火器有一个15t的上升器,液氧甲烷燃料,外挂8个储箱,加内置燃料箱共计12t,干质比5,dv5800。直接于高轨道上的飞船对接,然后返回地球轨道放下载人飞船人员返回地球表面。中间航行时,遇紧急情况有着2000+dv的载人飞船也可以随时返回地球轨道,就是空间太小了点。 因为3发加注飞船能加满2艘推进飞船,也就是7+1次发射送两艘组合体,一发载人一发纯货运,纯货运着陆器有效载荷40t。 也就是8次发射送两个火星基地舱段和60t火星表面载荷还有4名宇航员往返火星表面,且可重复使用性不错。如果不复用货运推进飞船,则可以降轨到火星低轨道长期驻留,作为载人中转站,人员返回可以先到火星低轨空间站换乘梦舟转移到高轨坐返回的载人推进飞船回地球。 后期建立轨道燃料推进仓库,用两级回收版长九近地运燃料,自己爬过去送,成本还能进一步压低,实现全程只消耗登火器。
关于电磁弹射火箭的一点想法 6Ma以上弹射考虑到冗余需要上百公里级别的弹射轨道,并且还有极端的气动压力和堪比炼钢炉的热量,费效比值得怀疑,而1~2Ma弹射的增幅并不明显,而3~4Ma级别的弹射就处于一个舒适区,就像凌空天行这家公司说4Ma以上温度和压力会剧增,所以他们的超音速科技以4Ma为标准。并且运载能力的提升也很不错。至于空气阻力在青藏高原上会减轻一些,再加上通过高密度区的速度也很快,这里采用有翼一级航天器就是为了快速改变爬升角度。 青藏高原一条15km加速轨道,以3Ma+速度和30度末端角度,弹射后主发开机襟翼调节至60度爬升。 假如30度~60度转换时花10s,60度爬升,之后改平减少重力损耗。 设一级为有翼航天器,起飞质量135t,干质量25t,干质比5.4,机场滑翔降落,二级+载荷65t。一级推力300t,比冲320s(真空),点火时长120s,一二级分离时的dv加上1020m/s初速速度为3600dv,此阶段算上爬升角度调节等等算他150s,9.8m/s×150s=1470m/s的重力损耗。假如再有150dv损耗在低空阻力影响,也就是1600上下余余。意味着70公里时分离速度有2000多,也就是6Ma, 二级水平继续爬升还需要5800dv,设比冲375s,干质比4.7,入轨质量13.8t。假如干质比15,干质量3.8t,燃料51.2t,有效载荷为10t,运载系数5%。 经过论证,3Ma电弹确实有可取之处,可以将现有可回收火箭的运载系数再提高50%,运载系数3.3%提高到5%+,这里采用贝加尔助推器的设计,并且可设计性更高,干质比为5.4(正常火箭14~15,有些能19~20)。一级换甲烷还能提20%,运载系数6%
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