¿Es posible cargar propulsor durante el despegue? [duplicar]

El cohete Falcon 9 consume aproximadamente 30 toneladas de combustible durante los primeros 15 segundos de vuelo mientras aún se encuentra a menos de 350 metros de altitud.

¿Es posible construir una torre gigante cerca de la plataforma de lanzamiento, para que el cohete pueda reabastecerse de combustible durante los primeros segundos de vuelo? Si es así, ¿cuál sería el principal desafío técnico de esa idea?

Sea o no posible, también sería posible construir la plataforma de lanzamiento en un lugar que ya se encuentra a 350 metros de altitud.
El punto de esa idea es tener un cohete con combustible completo mientras ya tiene algo de energía cinética, no lanzarlo desde lo alto de la torre de 350 metros.
Si el flujo está "garantizado", entonces podría ser solo uno de los propulsores. Sería mucho más fácil bombear el RP-1 (queroseno) que evitar que hiervan 2 toneladas de LOX por segundo mientras pasan muy, muy rápido a través de cientos de metros de manguera.
Puede ser que sea más fácil levantar un tanque adicional conectado directamente al costado del cohete en algún tipo de grúa o elevador y separarlo tan pronto como se drene.

Respuestas (2)

Los principales desafíos técnicos con esta idea:

  1. Tienes una manguera gigante (2 toneladas/s de capacidad) colgando de un lado del cohete, lo que hace que la distribución del peso sea muy asimétrica. Podría aliviar el peso suspendiendo la manguera de un cabrestante, pero luego tendría que sincronizar eso exactamente con el movimiento del cohete.

  2. Deberá mantener esa manguera fuera del escape, por lo que debe enrollarla hacia adentro y hacia afuera durante el despegue. Eso no es fácil de hacer mientras la manguera está llena de líquidos presurizados, uno de los cuales es criogénico.

  3. La separación limpia se vuelve difícil. No tiene tiempo para drenar correctamente la manguera, por lo que debe expulsar la manguera (pesada) del cohete mientras se asegura de que no golpee el cohete después de la separación.

Hablando en términos generales, ¿qué tan grande/pesada sería realmente la manguera? En comparación con una masa de 1,2 millones de libras con un empuje vectorial de 1,5 millones de libras, ¿es un efecto del 1%, cuantitativamente hablando?
@uhoh, el problema es más perforar el delgado cuerpo del cohete que perturbar su orientación.
1) Una forma de hacer esto fácilmente es usar un cohete más pequeño para levantar la manguera a medida que pasa la almohadilla. Luego, podría alimentar la manguera desde un tanque pequeño en el cohete más pequeño. Oh, espera... ¿Acabamos de inventar la puesta en escena de alimentación cruzada?
@uhoh La masa de la manguera es la menor de tus preocupaciones. Es el impulso/impulso lo que debería preocuparte. Como dice Antzi, debería perforar fácilmente tu cohete.
@Aron Gracias! Me gusta tu respuesta. Lo que más me preocupa es el uso de palabras como " grande " y " pequeño " sin números que las acompañen o al menos una comprensión compartida (p. ej., " Ley de los números grandes "). Calculé la fuerza transversal para una manguera de 12 pulgadas de DI en este comentario . La imagen de implementar una manguera de este tipo es preocupante, la transferencia de momento transversal no tanto.

Su principal desafío es la 3ra Ley de Newton.

Estás entregando 2 ton/s de combustible al costado del cohete.

Dependiendo de la velocidad del flujo (que es inversamente proporcional al tamaño de la manguera y proporcional a la relación de densidad del escape y el propulsor). Estarás empujando el cohete hacia los lados.

Suponiendo que su manguera tenga el mismo diámetro que la boquilla de su cohete. Entonces la velocidad del flujo será un porcentaje de la velocidad de escape.

Este el empuje ejercido lateralmente será el mismo porcentaje de la velocidad de escape...

El resultado es que el cohete irá de lado. No es bueno.

Suponiendo que una manguera más pequeña dará como resultado peores resultados (para su información, la boquilla del cohete suele ser una gran proporción del diámetro del cohete) ...

Esta es la misma razón por la que los sistemas de lanzamiento de espárragos estilo KSP no se utilizan IRL.

2T/S debe compensarse fácilmente balanceando el motor
Se puede resolver usando no solo una, sino dos o más mangueras más pequeñas desde los lados opuestos del cohete.
@Aron aquí hay algunos números. Desde aquí puede ver que la densidad del RP-1 (combustible de queroseno) y LOX (oxidante de oxígeno líquido) es de aproximadamente 1,0 y 1,2 g/cm^3, variando un poco con la temperatura. Llamémoslo simplemente 1.0. Eso es 1000 kg/m^3. A 2 toneladas/segundo, eso es 2 metros cúbicos/seg, y con un tubo (grande) de 30 cm de DI, eso es 28 metros/seg, o una fuerza de 56 kN. El empuje es de aproximadamente 6800 kN, por lo que el empuje tendría que ser vectorizado de manera que el 1% estuviera de lado, si la manguera estuviera de lado. ¡Afortunadamente, no significa una caída del 1% en el empuje vertical!
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