Re: [問題] 為何SpaceX的火垂直著陸返回的成本更低?

作者: b325019 (望月)   2019-04-15 12:27:34
就我個人的理解來說一下用引擎反推回收第一節難在哪邊好了
正常來說火箭TWR(推重比)必須要大於1才能離開地表
而一般運載火箭載滿載時TWR會在1.3以上
但是要重複使用第一節時就會發生TWR太高增加重複使用的困難性
簡單計算Falcon 9第一節乾重約48,900lb然後保留20%燃料用來降落算181,180lb
之前計算只要10%燃料理論上就夠反推了,不過在別處看到有說法F9第一節
保留了30%燃料用來降落
我覺得太誇張了這等於保留了近5200m/s用來降落先折衷算20%就好(’・ω・`)
這樣算的話如果推力全開時TWR高達7.43,這時候會有個很大的問題就是
推力控制的容錯空間會非常小,所以SpaceX的作法是關閉8個引擎只保留
中間的9號引擎來降落
這時候TWR的控制範圍就在1.4-0.7之間有相當多的容錯空間
但是要達到相同條件就必須像Falcon一樣用多個小引擎來組成第一節
目前開發中的New Glenn火箭也是用相同原理第一節用7個引擎組成
重返時關閉6個只使用中間的引擎
這也是傳統的一次性火箭必須重新設計的最大原因
作者: HMKRL (HMKRL)   2019-04-15 12:38:00
我記得f9到降落前推重比都還是>1 控的剛剛好減速到落地
作者: b325019 (望月)   2019-04-15 12:40:00
默林1D的推力控制是190000-108300lb之間,除非是像我之前算的保留10%不然最小推力TWR應該能控制在1一下多留的燃料相當於壓艙用來增加可控性應該說可控範圍是1.4-0.7,實際上可能不需要這麼寬裕
作者: Piin (過去 現在與未來)   2019-04-15 12:50:00
所以一開始的降落常常失敗就是這樣
作者: b325019 (望月)   2019-04-15 13:13:00
默林在後來的改良中改進推力範圍應該也是為了這個
作者: edward40812 (甘草治禿頭)   2019-04-15 15:25:00
現在用的引擎不是梅林嗎 默林是新一代的?
作者: b325019 (望月)   2019-04-15 16:10:00
翻譯不一樣啦就是一樣的東西,一樣叫Merlin 1D也已經改過幾次了,1D剛出來的時候規格是可以做100-70%的推力調整,可是現在block5的user guide是寫推力可以從190000-108300lb之間做調整相當於100-57%除此之外推力也有一定程度的提升
作者: Piin (過去 現在與未來)   2019-04-15 17:27:00
熊熊發現大家都忘了那個DC-X....類似的概念廿年前就實現過
作者: b325019 (望月)   2019-04-15 19:11:00
雖然概念一樣不過量級差滿多的,大型運載火箭第一節接近千噸級的推力要如何反推落地很考驗技術
作者: Piin (過去 現在與未來)   2019-04-15 19:46:00
DC-X可是幾近25年前的縮尺概念原型,其實他的影響很深遠
作者: b325019 (望月)   2019-04-15 19:59:00
我自己是覺得這幾十年火箭技術都在原地踏步啦w不管是SLS還是FH希望能在有生之年看到載人太空探索
作者: Piin (過去 現在與未來)   2019-04-15 20:27:00
沒有原地踏步,只是沒有大計畫實現紙上的設計…現在自動控制能力遠強於過去
作者: roc074 (安安)   2019-04-18 19:57:00
目前在測試的猛禽引擎推力範圍是20%到100%。

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