21

Дополнительный разгон Starship на старте

В одном из твитов главного инженера SpaceX Elon Musk говорится о возможности использовать посадочное устройство для дополнительного разгона Starship-Booster в момент страта.

Возникает интересны вопрос а насколько это эффективно?

Если принять дополнительное начальное ускорение в размере 4.0G, которое довольно стандартно для современной ракетной техники, а "высоту" разгона 165 метров, приблизительно равную высоте башни обслуживания, то можно разогнать ракеты до скорости чуть меньше 100.0м/с.

Если принять начальную тягу Starship-Booster 1.5G, то разгон до 100.0м/с позволит сэкономить приблизительно 400.0 тонн топлива. Довольно значительная величина учитывая что предполагаемый запас топлива первой ступени 3.300 тонн.

Стоит отметить что мощность такого устройства будет порядка 8,25 ГВт.

SpaceX

2.8K постов8.1K подписчика

Правила сообщества

Строго рекомендуется:

1. Поддерживать авторов и специалистов по теме плюсами :)

2. Адекватно задавать вопросы и адекватно отвечать на них

Запрещены:

1. Нарушения базовых правил Пикабу.

2. Посты не по тематике сообщества.
3. Троллинг сообщества, неаргументированный хейт, флуд, флейм и оскорбления пользователей, в т.ч. провокации спора, распространение сведений, порочащих честь и репутацию, принижающих квалификацию оппонента, переходы на личности.


В зависимости от степени нарушения может последовать:

А. Вынос поста в общую ленту (п.1, 2, 3 правил сообщества)

Б. Удаление поста (п.1, правил сообщества)

В. Занесение пользователя в игнор-лист сообщества (п.4 правил сообщества, а также при систематических нарушениях остальных пунктов)


Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @pikabu

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
9
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Электромагнитные катапульты авианосцев имеют мощностью почти 300 МВт. А они разгоняют до 300 км в час всего лишь истребитель, который как минимум в 100 раз легче.


Пересчитайте, вы видимо ошиблись по мощности в 100 или даже 1000 раз.

раскрыть ветку (51)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Кто-то тут уже приводил расчёты по разгону, особого прироста экономии нет.

раскрыть ветку (34)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Он по-любому есть, но толкануть 3300 тонн до 100 м/с непросто.

Я бы посмотрел на обычный полет его Старшипа на орбиту, и штатную посадку. А уж потом рассуждал как сделать все это мероприятие более выгодным.

Похоже у SPaceX боооольшие проблемы с метонавым ЖРД. А они еще о многоразовости говорят. Я думаю нужно еще лет 5-6 чтобы довести концепцию Старшипа до коммерческого использования а-ля Фалкон.

раскрыть ветку (15)
2
Автор поста оценил этот комментарий

С движками всё хорошо, проблема с топливной системой. Каждый раз когда глохли движки это происходило из за неё, а не самих движков

раскрыть ветку (6)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Огонь на магистралях в 100% случаях это норм?)

И я молчу о том что их способ наддува баков паром( через теплообменники ЖРД) соответствующих компонентов не работает. Сейчас поддавливают гелием(т.е. вернулись к классической вытеснительнойцсхеме), который им стал проблемой на одной из испытаний.

раскрыть ветку (5)
2
Автор поста оценил этот комментарий

1)Мэрлины очень любят это демонстрировать и нормально им.

Движки Шатла для SLS тоже недавно так сделали и НАСА сказала что всё заебись и испытания полный успех

2) Работает из основного бака, не работает через посадочный из за поворота. Но это проблема топливной системы , а не движков

3)Как мне известно надув геллием был временным костылём.

раскрыть ветку (4)
2
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

1) Мерлины работают по открытой схеме, у них турбина выбрасывает выхлоп в атмосферу. Рапторы ЖРД закрытого цикла, там все используется для получения тяги.

SLS это убожество на уровне Ангары) Абсолютно мертворожденный проект, без какого либо будущего.


2) Понятно что они сделали "костыль" с гелием. Я и обращаю внимания что даже на уровне принципиальной работы их система показывает стабильные проблемы с работой ЖРД: то они горят, то взрываются, то вообще не могут запуститься.


З.Ы. Я думаю вы понимаете что последний взрыв ЖРД это не проблема топливной системы.

раскрыть ветку (3)
2
Автор поста оценил этот комментарий

1)Только мы про движки Шатла которые по закрытой схеме, и у которых тоже самое как и у Мэрлинов норм согласно НАСА.

2)Таки проблем с ЖРД нету, есть проблема с топливной системой. Если вы дизель в бензиновой мотор зальёте будете ругать движок?

3)Утечка топлива из топливной системы это проблема движка, а не топливной системы. Вот это поворот

раскрыть ветку (2)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

1) На последних испытаниях  RS-25 не было никакого пожара, аналогичному пожару на Рапторах Старшипа

2) Вы видели "зеленый" выхлоп Раптора на почти всех испытаниях? Это его внутренние части из меди горят в кислороде. Это говорит о нештатном режиме работы.

3) Вы что считаете ЖРД? Только расширяющуюся часть сопла?)

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

1)Посмотрите хорошо там пригорело.

2)Это говорит о нештатной работе топливной системы подающие топливо и оксилитель не в нужной пропорции.

3)Двигатель целиком, без топливной системы включающей баки и системы наддува

0
Автор поста оценил этот комментарий
Он по-любому есть, но толкануть 3300 тонн до 100 м/с непросто

Больше) Там только топлиа в первой ступени 3400 тонн. Но фундаментальная проблема как по мне - в прочности башни и стабильности всей системы. Построить кучу паровых цилиндров и огромный ресивер для пара - это как бы не rocket science, а типичная инженерная задача. И конечно, никаких электромагнитов, столько энергии не запасёшь.

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Лучше/легче, построить шахту и вытолкнуть из нее ракету поршнем.

DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Толкать нужно starship-booster они суммарно должны весить 5500 тонн.
раскрыть ветку (5)
2
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

ну тогда, единственный выбор это атомный взрыв под системой Старшип) Ибо накопителей/источников энергии такой емкости в реальности просто не существует.

раскрыть ветку (4)
1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Почему нельзя использовать пневматику? Один раз использовал - месяц наполняешь баллоны...

раскрыть ветку (1)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

про пневматику я напишу в следующий раз.

1
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
27.500 тонного противовеса падающего со 100 метровой высоты теоретически уже достаточно
0
Автор поста оценил этот комментарий

Старый - добрый пар решает)

DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Я вот насчитал 400 тонн экономии и нахожу ее довольно значительной.
раскрыть ветку (17)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Никто не считает запас хода ракет в тоннаже топлива. Надо считать в выигрыше по DeltaV (Характеристической скорости). В Вашем примере в лучшем случае выигрыш составит 100 м/с. В лучшем случае - потому что более быстрый старт приведет к более сильным потерям от сопротивления воздуха и 15-50% этого ускорения будет съедено этой силой, если не больше.
Ну а для конечной ступени массой 100т после выхода на заданную орбиту эти 100 м/с при импульсе вакуумного движка в 375 с даст выигрыш в 2,76 тонн груза (e^(375*9,8) = 1,0276)
Но условия стартового ускорения, которые вы описываете - не реалистичные

раскрыть ветку (13)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Вы очень сильно завышаете аэродинамические потери и совершенно не учитываете гравитационные потери которые на первых секундах старта составляют 65%.


Баллистические ракеты выбрасывают пороховыми зарядами из шахт, чем космические ракеты от них в этом отличаются?

раскрыть ветку (12)
0
Автор поста оценил этот комментарий
Falcon снижает тягу на скорости в примерно половину звуковой, чтобы не брать звуковой барьер на слишком малой скорости, потом снова вырубает движки на 100%. Где-то графики были его ускорения. Ничего значимого старт с большой скоростью не принесет. Даже в ksp никто ничего подобного не делает, резона нет.
раскрыть ветку (11)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Чтобы достигнуть половины скорости звука (160м/с) Сокол расходует 75 тонн топлива из имеющихся 410 тонн на первой ступени. Вы думаете что экономия 20% топлива первой ступени не заслуживает усилий?

раскрыть ветку (10)
2
Автор поста оценил этот комментарий
Ошибся. Я хотел написать - снижает тягу, чтобы не преодолевать звуковой барьер на слишком малой высоте, где высокая плотность воздуха. Starship же ещё меньше тянет на сверхзвуковой летательный аппарат. Ему придется замедлить свой ход, чтобы не дойти до сверхзвука и все-равно воздух будет сильно тормозить его движение
В конце-концов затестируй в KSP - поставь ускорители, которые за 3 секунды разгонят твою ракету до 100 м/с. Можно использовать обычные, но с пониженным количеством топлива. Ракета почти ничего не выиграет.
Экономию не считают ни в тонаже, ни в % топлива. 20% на старте и последние 20% топлива дают ускорение в 3 раза примерно отличающееся. И все это - гроши по сравнению со складом второй ступени
раскрыть ветку (9)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Меня очень смущает ваша категоричность как именно считают экономию. На чем вы основываете свои столь категоричные суждения как именно нужно считать экономию?

раскрыть ветку (8)
2
Автор поста оценил этот комментарий
Экономию нужно считать в DeltaV. В русском варианте - "характеристическая скорость", мне больше нравится короткое английское название. По сути все сводится только к тому - какой остаётся запас DeltaV у аппарата после выхода на опорную орбиту. В вашем примере 160 м/с аппарат достигает, потратив 480 м/с DeltaV при ускорении 1,5g. Потому что гравитация его кушает. Правда на самом деле это его стартовое ускорение и по факту к той скорости он будет лететь 1,7g, да и на конечной скорости воздух будет подъедать уже 0,2g. А на скорости звука воздух будет давить уже очень прилично - более 1g при атмосферном давлении и давление будет нарастать квадратично от скорости движения. Спасение одно - свалить туда, где его значительно меньше. Проблема в том, что если набрать много скорости сходу, то тягу придется сразу убавить, да ещё и наклон ракеты выполнять активнее. Кароче не могу объяснить толком - нужен эксперимент в каком-нибудь симуляторе. Такой старт может быть был бы полезен при значениях стартового ускорения самой ракеты где-нибудь в 1,2g. Я бы лучше проверил, да не охота :-)
раскрыть ветку (7)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

При любых "аэродинамических" способах расчета катапульта будет "выгодна", при том значительно. Не выгодна она будет при "экономических" расчетах когда очень значительная стоимость катапульты будет давать весьма скромную экономию от конструкции ракеты.

раскрыть ветку (6)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Тогда уж понастроили бы разгонных путей с электромагнитными катапультами, плавно переходящих в вертикаль, экономия будет ещё больше, но нет, чёт не строят.

А ловили башней.

раскрыть ветку (2)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Идея циклопического туннеля в котором можно разгонять 120 метровую 5.500 тонную ракету переводя ее из горизонтального в вертикальное положение конечно очень интересна но кто за это заплатит?
раскрыть ветку (1)
4
Автор поста оценил этот комментарий

Дело не в стоимости сооружения, и её в сложности, а в мизерном, не оправдывающем себя выхлопе экономии.

0
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Действительно ошибся, но теоретическая минимальная мощность меньше 1.0ГВт, а если точней 826МВт. Стоит отметить что это теоретическая мощность, практическая будет разумеется выше.
раскрыть ветку (15)
2
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Вы вот вообще верите что они будут в итоге "ловить" первую ступень?)

раскрыть ветку (14)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Я бы этого хотел. Это осень интересная технология. Было бы очень хорошо если бы она оказалась работоспособной.
раскрыть ветку (13)
0
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Я лично в такую возможность не верю, она даже с точки зрения теории малореализуема.

Интересный вопрос это стартовый стол и вообще место старта полноценного старшипа. Даже 3 Раптора, даже на не полностью заправленном старшипе, источают такой уровень децибел, что камеры трясутся за пару километров.

А полный комплект на первую ступень будет с легкостью крошить бетон и убивать людей, чисто звуковыми волнами. Напомню что тяга Старшипа будет в 2 раза больше Сатурна 5, с которым было куча проблем из-за вибрации и звуковых волн. 


Поэтому выбор может быть только 1 это плавучая платформа далеко от берега. И на ней разумеется никакой "улавливающей башни" быть не может.

раскрыть ветку (12)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Эээ. Вообще то они купили две нефтяные платформы, и на них поставить такую башню можно без проблем.

раскрыть ветку (11)
0
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Просто стартовый стол из такой платформы конечно получится. Такая плавучая платформа это единственный выход. Но на такую стандартную платформу не удастся поставить катапульту для облегчения старта.

раскрыть ветку (10)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Ты уж определись. Сначала завел речь о невозможности ловить на плавучей платформе, а теперь о невозможности катапультирования.

0
Автор поста оценил этот комментарий

А чем плавучая платформа лучше наземной? Или Вы предлагаете подвесить ракету так, чтобы реактивная струя била в воду и так гасить шум/вибрации?

DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

а если в качестве катапульты будет выступать 27.500 кубовая цистерна полностью погруженная воду посредством балласта. В момент старта балласт сбрасывается и цистерна начинает всплывать толкая вверх ракету расположенную на ней?

раскрыть ветку (7)
0
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

А выталкивать воду вы чем будете? Пороховой шашкой?)

раскрыть ветку (6)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Цистерна заполнена воздухом и удерживается в погруженном состоянии балластом, после его сброса Архимед все сделает за меня.

раскрыть ветку (5)
0
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Балласты одноразовые что ли предлагаешь?

раскрыть ветку (4)
Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку