[問題] 為何SpaceX的火垂直著陸返回的成本更低?

作者: volup (科抖科)   2019-04-13 15:36:03
不知道太空載具相關問題適不適合在這邊發問
SpaceX利用火箭推力垂直著陸重返地球,來重複利用火箭,因此取得較低成本
但火箭花費巨大燃料才讓酬載進入軌道,理論上重返地面時利用火箭推力抵銷
軌道上位能所花費的燃料應該跟打上去的燃料差不多,這也是為何過去重返大氣的時候
都是用降落傘,因為不用花費燃料。
為何獵鷹火箭這種消耗更多燃料的方式反而會更有競爭力呢?
作者: glittering (西瓜熊)   2019-04-13 15:38:00
燃料才多少錢....火箭多少錢....
作者: prussian (prussian)   2019-04-13 15:46:00
因為鋼鐵人覺得這樣比較帥 (X 畫面可以作宣傳 (X用降落傘,摔壞火箭或掉進別人家後院的成本也不小所以作成像夥計一樣可以自己回家
作者: TllDA (踢打)   2019-04-13 16:01:00
為什麼不搭配降落傘使用?
作者: zeta (Find the Way)   2019-04-13 16:11:00
降落傘難控制精確落地吧,風一吹就....
作者: purpleboy01 (紫喵)   2019-04-13 16:12:00
可能覺得多出來的燃料還是比較省
作者: glittering (西瓜熊)   2019-04-13 16:14:00
降落傘不確定因素太多了 又不能控制落點回程燃料只要負責減速 用量很少別忘了終極目標是在海上平台回收 用降落傘只能掉進水裡要讓這麼大一隻火箭減速的傘重量也不輕
作者: qwe753951 (滑倒)   2019-04-13 16:17:00
重返地球的燃料怎麼可能跟打上去的一樣…你知道有空氣阻力嗎?
作者: bigtree101 (Big Tree)   2019-04-13 16:17:00
就好比每次開車出門,油箱空了就把車丟了,再買一台新車。汽油再怎麼貴,也貴不過車子
作者: yuhung (MimiBao)   2019-04-13 16:18:00
你把進入軌道和返航混在一起,自然產生這樣很花成本想法。全程和回程payload不會一樣、且目的完全不同啊回程需要的燃料和去程把火箭送入軌道所需燃料,等級不同喔
作者: qwe753951 (滑倒)   2019-04-13 16:20:00
返回地面時的位能大多被空氣阻力換成熱能,最後就噴一下而已…
作者: skypilot (單身的飛行員)   2019-04-13 16:25:00
太空梭從軌道回到地球時根本是無動力滑翔狀態
作者: ttykimo (FOX)   2019-04-13 16:30:00
降落傘只能落海裡 落海後搞不好清潔費很巨大液態燃料的引擎比較精密 不像固態火箭單純
作者: ckbling (大人割)   2019-04-13 16:32:00
相較於進入軌道要9顆引擎全開 返航只需要1-3顆引擎減速而且每次點火時間都10多秒而已
作者: ttykimo (FOX)   2019-04-13 16:33:00
太空梭的SRB經驗應該就很足了 一定還是比較便宜才這麼做原來你的癥結點是回程燃料消耗建議你可以仔細看spacex的影片 早期有放S1 landing速度
作者: prussian (prussian)   2019-04-13 17:09:00
falcon 1 的設計是用降落傘但好像從沒公開實證過
作者: ttykimo (FOX)   2019-04-13 17:09:00
光是空氣阻力 就貢獻大部分的位能消耗
作者: b325019 (望月)   2019-04-13 17:16:00
1.第一節火箭速度不會到第一宇宙速度所以隔熱措施不需要像太空梭2.重返地球減速的時候少了第二節火箭跟負載不需要太多燃料就能減速3.因為不用泡海水而且只有設計約十來次的壽命所以不需要像太空梭那樣4.因為是無人載具所以安全需求不需要像太空梭一樣可以更進一步節省成本第一節重返地球只需要約一成不到的燃料
作者: ttykimo (FOX)   2019-04-13 17:18:00
作者: b325019 (望月)   2019-04-13 17:25:00
一般第一節火箭大約9成的重量是燃料,當已經準備重返地球的時候已經沒多少重量了所以只需要一點燃料就能做到相同的減速
作者: HMKRL (HMKRL)   2019-04-13 17:35:00
一開始的想法就錯了阿 回收的第一節又沒入軌真的把衛星送上軌道的是第二節 你看一下boostback burn的長度就知道根本多花不了多少燃料
作者: YukiPhoenix (雪鳳)   2019-04-13 17:42:00
降落的燃料跟打上去相比一點點而已...
作者: azuel (Observer)   2019-04-13 18:00:00
你想要開一次性的汽車還是可以加油多開幾次的?你會嫌外出旅行加油開回來的油費比車貴嗎?
作者: lawrence7373 (一羽毛)   2019-04-13 18:15:00
你的「理論上」其實是自己「妄想中」的狀況與成本
作者: b325019 (望月)   2019-04-13 18:44:00
我們來稍微精算一下必須的燃料好了http://i.imgur.com/8OEWf3q.jpg delta v的計算式
作者: Yuwuen (遊玩)   2019-04-13 18:44:00
文組不要發廢文 終端速度
作者: twflanker (Flanker)   2019-04-13 18:45:00
去玩Kerbal Space Program自己試試看就知道了
作者: b325019 (望月)   2019-04-13 18:50:00
其中delta v從spacex的直播影片可以知道第一節脫離的時候delta v大約在1600m/s,isp的話wiki給的資料是海平面282s真空304s,我們就直接用海平面算就好然後第一節乾重約22.2公噸反推回來要完全減速需要大約17.4公噸的燃料,而第一節的燃料大約有400公噸,所以重返地面只需要滿載5%的燃料就夠了算上軌道調整第一節大約會保留10%的燃料用來降落
作者: youzi1114 (佑子)   2019-04-13 19:21:00
https://reurl.cc/ekVbW可以參考這個講座,裡面有講到,燃料成本跟火箭本身比低太多了
作者: wryyyyyyyy (蜥蜴長老)   2019-04-13 19:36:00
怎麼有學店理組崩潰 程度不夠可以滾回八卦板取暖
作者: b325019 (望月)   2019-04-13 20:05:00
認真說啦,火箭模擬去玩個KSP就能懂些基礎不要再用腦袋空想了
作者: LPen (鳥人)   2019-04-13 21:07:00
可以加降落傘,最後才火箭減速。跟蘇聯太空艙返航類似。或者像火星登陸,用氣墊彈跳也許也有可能
作者: b325019 (望月)   2019-04-13 21:14:00
falcon不喜歡用降落傘的原因一來降落傘只能在有大氣層的地方用,二來用降落傘難以做較細微的操作應該說spacex才對w
作者: hazel0093 (heart-work.info)   2019-04-13 21:52:00
太空梭不經濟 NASA在1970年代給的成本效益比都是過於樂觀太空梭主要就近地軌道試驗,自從有了國際太空站以後就不怎麼需要了太空梭一次死在固態火箭系統,另一次死在再入大氣層,可以說明一些問題]計本身安全性實際上並沒有那麼高 事故比例現實大概1/50 然而當初宣稱可是十萬分之一會出事
作者: b325019 (望月)   2019-04-13 22:30:00
SRB有個很大的問題是因為是用降落傘落到海中之後再回收在落海的過程中勢必會造成箭體的變形,每次回收後都必須修正箭體的形狀,但是修正的過程無法把箭體完美的修回原本的外型,這也間接導致挑戰者號的事故
作者: hoyunxian (WildDagger)   2019-04-13 22:37:00
我以為說太空梭維修的問題是覆蓋表面的隔熱材質很難修
作者: b325019 (望月)   2019-04-13 22:39:00
太空梭表面的隔熱瓷磚不是難修而已…上萬片隔熱瓷磚要用人工全部重新整理,少一片都可能會產生熱點把整架燒掉
作者: kdjf (我抓得到什麼呢?)   2019-04-13 23:30:00
其實回收火箭雖然看起來只留10%燃料,軌道籌載是差很多的單純因為燃料便宜
作者: HMKRL (HMKRL)   2019-04-14 01:22:00
就是留個選項 客戶可以選不回收方案增加酬載(當然就比較貴
作者: prussian (prussian)   2019-04-14 02:22:00
福衛五號表示: 訂早鳥票換機換到一人大包機 開心~
作者: b325019 (望月)   2019-04-14 04:39:00
靠背喔誰跟你delta v用負值算啦搞笑喔delta v是計算帶的燃料可以做多少速度變化無關加減速
作者: zeta (Find the Way)   2019-04-14 05:40:00
太空梭的翅膀不是為了減速是要滑翔返航
作者: b325019 (望月)   2019-04-14 06:32:00
所以spacex也有開不回收的選項啊w其實不只是回收不回收的問題,如果是打到高軌道甚至是同步軌道第一節就必須降落到海面不然燃料會不夠用
作者: kdjf (我抓得到什麼呢?)   2019-04-14 07:27:00
任何速度變化無論加減都是delta V啊…
作者: kane1017 (陳董)   2019-04-14 08:27:00
馬斯克被人類經濟模式限制而已。
作者: yuinghoooo (KiXeon)   2019-04-14 15:59:00
不會啊,燃料已經用光了只剩載具本體的重量,飛機在降落前重量也會變輕,如果剛起飛的飛機是無法降落的,因為油料太重了
作者: g3sg1 (ACR入手!)   2019-04-14 22:35:00
福衛五號早鳥票早到票上寫的是獵鷹1e.......

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