Cohete tipo Falcon 9 con Raptors

He visto la pregunta "¿Por qué SpaceX no usa Raptors en el F9 ahora ya que son mejores?" preguntada aquí y allá, y entiendo por qué no es posible hacer eso: no son un reemplazo directo. y el metano se almacena de manera diferente y se usa en diferentes proporciones con LOX a RP1.

Dicho esto; Si uno ignora el hecho de que SpaceX está eliminando gradualmente los vehículos de lanzamiento semi-reutilizables medianos/pesados, considere si un vehículo se construyó en el factor de forma básico del F9 (es decir, 9 motores de primera etapa y 1 motor de segunda etapa optimizado al vacío) del molido para acomodar aves rapaces en lugar de esmerejones.

  • ¿Qué tipo de rendimiento se puede esperar de un vehículo así?
  • Y para expandirnos aún más, si la necesidad de usar el marco F9 fuera completamente relajada, ¿cuál sería la configuración óptima para un vehículo de lanzamiento propulsado por un raptor de elevación mediana semi-reutilizable?
¡Esta es una buena pregunta! Modifiqué un poco la redacción para que suene menos atractivo para las respuestas basadas en opiniones. Creo que se puede responder con base en hechos y argumentos bien razonados.
Pregunta 1: Para el "factor de forma básico del F9", ¿está solicitando el mismo tamaño o solo el diseño de 2 etapas, 9 y 1? Entre el mayor rendimiento del Raptor y la menor densidad del metano, este último será un cohete mucho más grande.
Pregunta 2: ¿"óptimo" según qué métrica? Los lanzadores nunca están optimizados para una sola característica.
@RussellBorogove El factor de forma es un aspecto del diseño de hardware que define y prescribe el tamaño, la forma y otras especificaciones físicas de los componentes... ¿ Qué tal los motores 9 + 1 y un tamaño y forma similar al F9? ¿Sería el resultado capaz de elevar una carga útil a LEO de masa similar a la capacidad de un F9?
9 + 1 Raptors en el factor de forma física Falcon no es realmente un diseño viable, por lo que le pedí una aclaración al OP. Los motores tendrían que reducirse a aproximadamente un 35 % durante todo el vuelo.
hola, para aclarar por factor de forma, realmente solo me refiero a la configuración de motores 9 + 1. el tamaño del propio cohete probablemente cambiaría, por supuesto.

Respuestas (1)

Si está tratando de preservar las dimensiones del escenario del Falcon 9, como si desea mantener la mayor cantidad posible de herramientas existentes, entonces definitivamente no querrá una configuración Raptor 9 + 1. El metano es sustancialmente menos denso que el queroseno, por lo que obtendrá menos masa propulsora en una etapa del mismo tamaño; terminará con un cohete muy dominado.

De hecho, 3 Raptors en la primera etapa serían suficientes, y puedes llevar 24 toneladas a LEO con una reserva de combustible del 15 % para aterrizar la primera etapa, en comparación con aproximadamente 13 toneladas para Falcon 9. (He visto información contradictoria sobre si el 15% es la reserva requerida para el desembarque de barcazas o para RTLS).

Si quieres una configuración Raptor 9+1, quieres ir a un cohete mucho más grande, con un peso de 1380 toneladas (alrededor de 2,5 veces la masa del Falcon 9), algo así como 5 o 6 metros de diámetro en lugar de 3,7 metros, y envías 40 toneladas a LEO con un 15% de reserva de combustible para aterrizar en la primera etapa. Esto está utilizando valores ligeramente más conservadores para la masa estructural seca de lo que demuestra Falcon.

Estas cifras provienen de una simulación que he estado desarrollando; por favor tómelos con un gran grano de sal. Uno de los grandes problemas que tengo es optimizar las trayectorias de ascenso; pequeñas diferencias en mi algoritmo de guía conducen a grandes diferencias en dónde termina el cohete. Supuse que el Raptor de primera etapa tiene un Isp a nivel del mar de 330 segundos y un empuje a nivel del mar de 1760kN, el Raptor optimizado para vacío tiene un Isp de 375 segundos en vacío y produce un empuje de 2000kN en vacío.

Cohete tipo Falcon 9 con Raptors
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v