关于火箭二级回收方式经济性的探讨
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wadanghy 楼主
2024年06月13日 07点06分 1
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wadanghy 楼主
题图们是我们目前能见到的几种比较不同的回收火箭的模式哈。
F9和星舰大家都很熟悉,前者是人类第一款一级回收而二级抛弃的火箭,星舰则正在努力尝试成为人类第一款全回收火箭。显然后者更难,并且以目前的情况我发现这个二级的回收相比于F9的模式似乎成本并没有更低。。。
2024年06月13日 07点06分 2
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wadanghy 楼主
做个简单的计算。一发火箭全箭造价是A,F9射一次算上整流罩回收能回收80%,扔掉的二级价值0.2A,而F9海上回收最大运力是18吨左右,运载系数是18/550=0.0327。测控和检查维护周转等等费用给它算0.2A吧,F9完全不算折旧发射一次的费用就是0.4A。假如星舰只是F9放大版,就按这个费用,以其5000吨的起飞质量,应该能打0.0327*5000=163.5吨的货。
而现在搞二级回收,因为二级带着整流罩还要包整个二级一半的隔热瓦,目前的版本运力降到了58吨,只有F9模式的三分之一。损失这么大,换来的只有二级0.2A的回收,并且上万脆弱隔热瓦的维护最后能不能做到简单快速现在是个巨大的问号。就算不管这个,如果只用F9模式,用0.4A的费用打一发的运力,全回收模式要打3发才能匹敌,费用变成了0.6A,亏麻了啊[啊]
2024年06月13日 08点06分 3
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wadanghy 楼主
审视星舰二级的设计,为了让它回收而带的整流罩和贴的隔热瓦,让二级干质比由F9的超过30降到了不到10,以及眼瞅着麻烦至极的隔热瓦,让人不得不觉得这蛋疼的二级还不如不回收[啊][吐]
2024年06月13日 08点06分 4
level 4
星舰回收更多是为了往返运输人和货,如果着急打星链2,直接不贴隔热瓦不安小翼往上打就行。所以未来肯定会出现一次性版和回收版二级的,甚至二级里再塞个上面级打高轨也有可能
2024年06月13日 08点06分 5
人货分离是火箭设计的首要原则,哪个火箭要同时载人和运货,那么它肯定不是一款好火箭[吐舌][哈哈][哈哈][哈哈]
2024年06月13日 08点06分
@wadanghy f9 阿特拉斯5
2024年06月13日 09点06分
@三星CEO权五铉 这些跟二级回不回收有什么关系?
2024年06月13日 10点06分
@wadanghy 人货分离是火箭设计的首要原则?这你都听谁说的。
2024年06月14日 05点06分
level 9
wadanghy 楼主
stokespace的二级是个很有意思的新方案,虽然疑问也有很多。低温燃料冷却金属整体气尖式大底可以说将全回收二级的所有问题集中全部给出了答案(!!!),你甚至能期待膨胀循环驱动喷出的燃料在返回过程中遇到高温空气燃烧,以航空发动机的等效比冲提供减速的dv(!!!!!)。然而,只能用返回舱式的外形让二级的规模受到了极大的限制,这有可能是他们选择氢氧机的原因,但是液氢和快速复用火箭。。。。。。是纯纯死对头啊,超低温,氢脆,还有每次发射前要用氦气吹扫数十遍的燃料罐和整个管路,都可能让你所有设计的收益都化为乌有。
2024年06月13日 08点06分 6
不知道这样的方案用甲烷机能不能做呢?~~
2024年06月13日 08点06分
@wadanghy 甲烷降温的效率比液氢差太多了。
2024年06月13日 08点06分
@柿柚档 stokespace这个以后要是因为液氢死掉就太可惜了。膨胀甲烷机是能做的,甲烷冷却的气尖喷嘴就没见过了,半升力再入用甲烷冷却够不够就完全是未知数了吧
2024年06月13日 09点06分
也许以后研究直接用氢气吹扫
2024年06月13日 23点06分
level 9
wadanghy 楼主
最后,中子号那个一体式整流罩和东大要搞的绳网回收,还有蓝源一级的机翼都算是一级回收一点锦上添花的改进吧。全回收火箭很难做,现在也远没到完全定型的时候,期待各家都能让我们看到惊喜的设计,推动人类航天事业的进步~~~
2024年06月13日 08点06分 7
绳网回收的可笑在于纤维状物体必然沿轴向伸缩,也就是弹性必然太强,导致拉力不足以不触地。如果降低弹性,还不如纵向轨道液压减速。
2024年06月14日 07点06分
level 13
Stoke space 这种二级构型更合理,更安全,周转更快,也容易放大直径。未来看到他们造出直径10米全复用运载力百吨的火箭也不用奇怪。液氢的确麻烦,但是作为二级燃料还是物有所值的,就希望以后他们能够摸索出一套快速复用的技术。
2024年06月13日 08点06分 8
关键在液体燃料给大底降温,这需要精确的热力学计算,外人无法根据想象判断,我不知道这可行与否,如果使用钨合金作为大底,冷却量小,我感觉可行,不锈钢则冷却量太大。
2024年06月14日 07点06分
@jaschin 也许最后在关键区域还会铺设耐热砖
2024年06月14日 16点06分
@柿柚档 大底用一次性碳纤维-碳黑烧蚀罩也可以,烧蚀罩以后也可能修理.
2024年06月14日 16点06分
@柿柚档 (内)石墨层-碳纤维-石墨-碳化硅涂层(外),这样的大底不用树脂,可以复用,烧蚀后拆下来修理涂层就可以复用, 所以不必排斥烧蚀材料。
2024年06月14日 16点06分
level 13
你忘了x37b和DC
2024年06月13日 09点06分 9
x37b没二级dv啊,加上二级不就是星舰么。DC也一样啊它有什么魔法能扛再入且不降干质比?
2024年06月13日 09点06分
level 9
轨道工业必须有强大的下行能力,先把可回收二级跑通,以后怎么玩还不是看马斯克心情
2024年06月13日 09点06分 10
@wadanghy 所以你就是带着立场的嘛!还假惺惺探讨个毛线啊?明年就要进行星舰对星舰燃料转移了,反正空叉已经把大国多少专家脸都扇肿了不差你这一张,留给你们转进的不多了[笑眼]
2024年06月14日 10点06分
可以预见的未来,并不需要大下行能力,搞回收主要还是为了降低发射成本。
2024年06月13日 10点06分
@wadanghy 显然不是这样。如果结果是这样,老马的火星计划现在就可以宣布失败了。
2024年06月13日 14点06分
@vok_predacon 就我个人而言,星舰的牛逼不影响我认为星舰登月登火是扯淡。
2024年06月13日 18点06分
level 9
一个是屁股刹车,好处是发动机在海平和真空中都可以用,中子火箭整流罩整合到一级上回收还要加上整流罩重量,二级等于是在整流罩里
2024年06月13日 10点06分 11
level 1
你的估计全是基于随便想出来的成本数字,这完全没有说服力
2024年06月13日 12点06分 12
@wadanghy 可是星舰本来就为降低周转费用做了专门的设计,比如甲烷相比煤油的积碳。至少在spx的计划中,超重不需要每次飞行后都返厂修理,和f9不同
2024年06月14日 03点06分
@wadanghy Musk的说法是“超重可以数小时周转一次,星舰可以一天周转一次”。这话说的确实离谱,但很明显星舰的目标中本来就包含“比f9更容易周转”这一点
2024年06月14日 03点06分
@wadanghy 所以这和0.2这个估计不靠谱有什么关系吗?周转费用显然是spx会重点优化的指标,在只完成了一次再入的现在就试图去用f9的水平估计这个值是不是太忽略潜在的巨大不确定性了?
2024年06月14日 07点06分
@wadanghy 你等同于在说“如果星舰二级周转费用高到f9的程度,星舰就不应该回收二级”,但问题是这个前提是否成立本身就是最大的不确定性,你的结论是trivial的
2024年06月14日 07点06分
level 7
货物下行,用电磁轨道降速。从7.9km/s降到0m/s,然后降落伞回地球。
2024年06月13日 22点06分 13
level 7
这贴和隔壁给隔热瓦出方案的同属于自以为比空叉更聪明系列。
2024年06月13日 23点06分 14
放弃思考是你的自由,但不是我的选择。
2024年06月14日 02点06分
@wadanghy 快别装了
2024年06月14日 04点06分
@wadanghy 你那么喜欢思考,干点实际的吧,别蹭空叉了
2024年06月14日 04点06分
@宝藏_猎人 你可以尽情的发泄你人生的不如意,我一个字也不会删[太开心]
2024年06月14日 06点06分
level 1
这种计算没什么意义。星舰还处在试验阶段,首先要把路走通,然后才能优化。就像人要先会走才会跑一样。星舰4算是基本上走通了,但是二级烧蚀问题还很大,所以要继续解决烧蚀问题。这个问题解决之后(已经有了解决方案),再进行减重优化。重量、成本这些数值都是在不断变动的,任何一处改进都有可能造成巨大变化。举个例子:现在的推进剂是通过货车送来的。而SpaceX有规划在发射场旁边修建甲烷液化装置和空气分离装置,这样甲烷可以通过管道运输,成本比货车低了一个数量级。而液氧、液氮甚至根本不用运输,直接在本地生产,本地存储。这样推进剂的成本又会大为降低。顺带说一句,这两个装置都是工艺成熟、廉价的装置,空分还能顺带生产液氩供星链使用。
2024年06月14日 01点06分 15
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