¿Cómo calculó la NASA 22 millones de "caballos de fuerza" para el SLS Booster?

Question

¿Cómo calculó la NASA 22 millones de "caballos de fuerza" para el SLS Booster?

UH oh

Esta respuesta a ¿La NASA realmente informa la potencia de los cohetes en caballos de fuerza? cita la noticia de la NASA Space Launch System Booster Aimed and Ready to Fire que dice

"Lo impresionante de esta prueba es que, cuando se encienda, el propulsor funcionará con aproximadamente 3,6 millones de libras de empuje, o 22 millones de caballos de fuerza ", dijo Alex Priskos, gerente de SLS Boosters Office en Marshall. "Este disparo de prueba es fundamental para permitir la validación de nuestro diseño".

Si dijera que mi automóvil estaba funcionando a 400 Nm o 200 kW, se negaría debido a la "o" que sugiere que estas son dos formas de decir lo mismo. Puedes usar "y" porque estarías midiendo dos piezas de información diferentes. Pueden estar relacionados, pero no puedes simplemente obtener uno del otro.

Y, sin embargo, aquí hay 3,6 millones de libras de empuje, o 22 millones de caballos de fuerza .

Preguntas:

Si bien no tendría sentido físico, ¿cómo podemos llegar a algo así como 6 hp/lb _f para el refuerzo SLS?
¿Es esto muy aproximadamente un invariante? ¿Todos los propulsores grandes estarían dentro de un factor de dos de este número, o al menos los propulsores de un tipo de propulsor similar?

actualización: @OrganicMarble ha señalado la respuesta de @MarkAdler que explica una definición y proporciona un enlace a una calculadora en Wolfram Alpha. Cuando ingreso 3,6 millones de libras de empuje, obtengo 48 millones de hp, que es más de un factor de dos más que los 22 millones de caballos de fuerza mencionados anteriormente.

Alguien está equivocado, o hay múltiples definiciones, o tal vez no usé bien la calculadora...?

Mármol Orgánico

¿Responde esto a tu pregunta? ¿Cuál es la relación entre la ecuación del cohete y el trabajo, la energía y la potencia?

UH oh

@OrganicMarble ¿Comprobó si eso produce 6 hp/lbf? He citado un número específico aquí, solo porque hay una ecuación allí no significa que funcione, no importa qué tan acertado sea Mark Adler invariablemente y siempre :-)

UH oh

El cálculo de Wolfram Alpha de @OrganicMarble Mark Adler produce 48 millones de HP, por lo que está cerca. Pero no creo que sea el momento de empezar a bloquear a otros para que no respondan a mi pregunta. En cambio, otros pueden comenzar con su respuesta y ampliar los otros puntos planteados en mi pregunta. Si la respuesta correcta es 48 millones de hp, ¿por qué Alex Priskos, gerente de SLS Boosters Office en Marshal, dijo 22 millones de hp? Esto no es un duplicado.

UH oh

He ajustado la pregunta para incluir y resaltar la discrepancia entre los números que he citado y la ecuación en esa respuesta. Nada allí responde a mi pregunta sobre los 22 millones de hp.

UH oh

@OrganicMarble Veo una mención de un factor faltante de 2 en una ecuación en un enlace roto a una página de Aerojet Rocketdyne, pero eso no se aplica a la ecuación que proporciona la respuesta o la calculadora Wolfram Alpha. Puedes ver la división por 2 claramente en la ecuación y el texto: "...sobre dos:" ¿Crees que este autor alguna vez escribiría una ecuación que no estaba seguro de que fuera correcta?

Mármol Orgánico

Creo que la pregunta que sugerí es un duplicado y que la respuesta dada es correcta. Es por eso que no entiendo todo el retroceso. Sigo pensando que es un duplicado, pero me retracto de mi voto cercano ya que editó la pregunta para preguntar sobre el número específico. Le sugiero que busque en el sitio posibles duplicados antes de publicar preguntas en el futuro. Una simple búsqueda de "caballos de fuerza" lo hubiera encontrado.

Christopher James Huff

¿Consideraste que los SRB tienen un impulso específico de solo unos 240 s?

david hamen

¿Responde esto a tu pregunta? ¿La NASA realmente informa la potencia de los cohetes en caballos de fuerza?

UH oh

@DavidHammen, consulte la respuesta publicada y la discrepancia que plantea. ¡Esta pregunta no está respondida allí! Tenemos ISP de 209, 240 y 269 que deben reconciliarse.

UH oh

@ChristopherJamesHuff He publicado una respuesta basada en eso, ¿echa un vistazo?

UH oh

@OrganicMarble He publicado una respuesta, parece haber alguna discrepancia en los valores de Isp. No sé si tienes algún canal para pasarle esto a Marshall o no. ¿Quizás es una cosa del vacío contra el nivel del mar?

llamado2viaje

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Respuestas (1)

¿Cómo calculó la NASA 22 millones de "caballos de fuerza" para el SLS Booster?

¿Responde esto a tu pregunta? ¿Cuál es la relación entre la ecuación del cohete y el trabajo, la energía y la potencia?
@OrganicMarble ¿Comprobó si eso produce 6 hp/lbf? He citado un número específico aquí, solo porque hay una ecuación allí no significa que funcione, no importa qué tan acertado sea Mark Adler invariablemente y siempre :-)
El cálculo de Wolfram Alpha de @OrganicMarble Mark Adler produce 48 millones de HP, por lo que está cerca. Pero no creo que sea el momento de empezar a bloquear a otros para que no respondan a mi pregunta. En cambio, otros pueden comenzar con su respuesta y ampliar los otros puntos planteados en mi pregunta. Si la respuesta correcta es 48 millones de hp, ¿por qué Alex Priskos, gerente de SLS Boosters Office en Marshal, dijo 22 millones de hp? Esto no es un duplicado.
He ajustado la pregunta para incluir y resaltar la discrepancia entre los números que he citado y la ecuación en esa respuesta. Nada allí responde a mi pregunta sobre los 22 millones de hp.
@OrganicMarble Veo una mención de un factor faltante de 2 en una ecuación en un enlace roto a una página de Aerojet Rocketdyne, pero eso no se aplica a la ecuación que proporciona la respuesta o la calculadora Wolfram Alpha. Puedes ver la división por 2 claramente en la ecuación y el texto: "...sobre dos:" ¿Crees que este autor alguna vez escribiría una ecuación que no estaba seguro de que fuera correcta?
Creo que la pregunta que sugerí es un duplicado y que la respuesta dada es correcta. Es por eso que no entiendo todo el retroceso. Sigo pensando que es un duplicado, pero me retracto de mi voto cercano ya que editó la pregunta para preguntar sobre el número específico. Le sugiero que busque en el sitio posibles duplicados antes de publicar preguntas en el futuro. Una simple búsqueda de "caballos de fuerza" lo hubiera encontrado.
¿Consideraste que los SRB tienen un impulso específico de solo unos 240 s?
¿Responde esto a tu pregunta? ¿La NASA realmente informa la potencia de los cohetes en caballos de fuerza?
@DavidHammen, consulte la respuesta publicada y la discrepancia que plantea. ¡Esta pregunta no está respondida allí! Tenemos ISP de 209, 240 y 269 que deben reconciliarse.
@ChristopherJamesHuff He publicado una respuesta basada en eso, ¿echa un vistazo?
@OrganicMarble He publicado una respuesta, parece haber alguna discrepancia en los valores de Isp. No sé si tienes algún canal para pasarle esto a Marshall o no. ¿Quizás es una cosa del vacío contra el nivel del mar?
Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

UH oh · Answer 1

tl; dr: una respuesta completa necesitará más información y conocimiento porque los valores de Isp disponibles no generan el valor cotizado para la "potencia de cohete" del SRB de SLS. ¡Actualmente parece que alguien está equivocado en alguna parte y sería feliz si se pudiera demostrar que soy yo!

La pregunta se relaciona con la respuesta de @MarkAdler, que explica que uno podría definir la potencia de un cohete como la velocidad a la que se imparte energía cinética a su escape en el marco de referencia que se mueve con el cohete ^† .

Conocemos la energía cinética $E$ es $m v^2/2$ y que en relación con el cohete, la velocidad de escape efectiva o promedio es cercana a $I_{sp}$ en segundos multiplicado por una gravedad estándar definida como exactamente 9,80665 m/s ² . Así, en el marco del cohete, el poder $P$ será:

\frac{d mi}{d t} = PAG = \frac{v^{2}}{2} \frac{d metro}{d t}

$\frac{dE}{dt} = P = \frac{v^2}{2}\frac{dm}{dt}$

Desde empuje $T$ es

T = v \frac{d metro}{d t}

$T = v \frac{dm}{dt}$

y $v$ es $g I_{sp}$ , obtenemos

PAG = \frac{gramo I_{s pag} T}{2} .

$P = \frac{g I_{sp} T}{2}.$

^† En este marco podemos usar $F = dp/dt = v dm/dt$ y no necesita el $m dv/dt$ término necesario en coordenadas inerciales como se requiere para derivar la ecuación del cohete Tsiolkovsky .

La razón por la que el OP obtuvo 48 millones de caballos de fuerza en lugar de algo más cercano a los 22 millones es que mientras ingresaban el empuje correcto en el enlace de la calculadora Wolfram Alpha, dejaron el $I_{sp}$ valor solo, pensando erróneamente que el refuerzo en cuestión era un vehículo de lanzamiento independiente en lugar de un SRB como se señaló en los comentarios :

¿Consideraste que los SRB tienen un impulso específico de solo unos 240 s?

Poniendo eso también, devuelve 25,3 millones de caballos de fuerza, que es lo suficientemente cerca de 22 millones para el trabajo del gobierno. Por el contrario, podemos estimar que 22 millones de caballos de fuerza corresponderían a un nivel del mar Isp de unos 209 segundos.

Si la Oficina SLS Boosters de la NASA usó la fórmula simple anterior, significa que usaron 209 segundos para Isp en lugar de 240 segundos. ¡ Sin embargo, Wikipedia dice 269 segundos!

Hay una discrepancia que necesita más explicación.

¿Cómo calculó la NASA 22 millones de "caballos de fuerza" para el SLS Booster?

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Mármol Orgánico

Christopher James Huff

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llamado2viaje

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