Falcon Heavy

[Stepan]

Takže reálně žádný velký průlom by se nekonal (jinak by to taky udělali, že?)

[petrsida]

pěkně jsi si s tím pohrál

nechceš zkusit ještě nasimulovat třetí hydrazinový stupeň s motorem superdraco?

[Samo]

SD má relatívne malé ISP 235 s pre SL VAC by sa mohol vyšphať optimisticky lepšou tryska (väčší expanzný pomer/ menšie hrdlo spaľovacej komory) na 280 s možno 300 s. Rekordné ISP okolo 330 s mal hydrazínový motor RS 72 či by sa na to ISP SD vyšplhal po úpravách ťažko povedať.

[todtv]

pěkně jsi si s tím pohrál

nechceš zkusit ještě nasimulovat třetí hydrazinový stupeň s motorem superdraco?

To bych musel, pro jednoduchost, počítat, že 2. a 3. st. by měli dohromady stejnou celkovou hmotnost.
Jakmile se hne s hmotností s tím co je posazeno na centr. stupeň + boostery, tak se musí celý výpočet udělat znovu a nejde použít šablonu pro FH z kosmo.cz. Pak se musí vše spočítat znovu od začátku. Na to byla ještě další stránka, kde je to obecnější. Pozadí na ní bylo bílé, ale nevím kam jsem si uložil odkaz. Ale počítám, že by to max přidalo nějakou 1tku %.
Kdo by si to chtěl celé přepočítat, tak se připravte, že si k tomu budete muset taky udělat pomocný excel apod. a v tomto případě ještě složitejší než jsem měl já - velkou práci za mě udělala šablona na kosmo.cz.

[todtv]

Takže reálně žádný velký průlom by se nekonal (jinak by to taky udělali, že?)

Ale jo, šlo by to ještě trochu zvýšit. Jen by se musel ještě více zvětšit 2. stupeň a tím bych hnul hmotnost nahoru. Celou šablonu + pomocné výpočty na 2. st. při jeho modifikaci bych si musel převést do velké výpočtové tabulky a v ním měnit poměry 2. st. k tomu co je pod ním a tím najít jakési optimum pro případ s Raptorem. Takže nějakých dalších 5 %ních bodu by asi šlo v optimu získat (se zmenšeným Raptorem), tedy zvýšení nosnosti o 12 - 22 % dle vybrané dráhy a způsobu záchrany částí FH by šlo celkovou nosnost odhadem zvýšit.
Hlavně je modifikace užitečnější pro dráhy výše nad LEO (TLI/GEO, Mars) kde je i % zvýšení nosnosti relativně vyšší než na LEO. Taky to více pomáhá, jak je vidět, u záchrany větší části FH než u expendable verze.
Tedy kdyby chtěli dopravovat na TLI/GEO, Mars apod. náklady, které jsou na hraně a např. by nemohli zachránit už centrální stupeň, tak by optimalizovaný stupeň na metan pomohl, že by centr. stupeň mohli zachránit. Tedy, kdyby takových nákladů bylo více, tak by je to finančně dotlačilo o této úpravě více uvažovat.
Samozřejmě tabulku lze ještě rozšířit a přidat další menší 3. stupeň jestli by to za něco stálo se tím zabývat.

Celkově je z toho vidět proč se na horní stupeň vyplatí více i třeba dražší palivo nebo provedení motorů pro vodík a obecně paliva s vyšším ISP. Proto např. NG od BO bude mít, tuším k Měsíci nebo GEO (přesně nevím) vyšší nosnost než FH. ISP vodíku je už dost vysoké.

Pro velmi hrubý odhad, pokud je druhý stupeň zhruba stejně těžký, tak lze odhadnout hrubě nosnost na LEO dle podílu ISP upravené/neupravené verze. Lépe pokud oba typy motorů jsou zhruba stejně těžké. Zde např. je podíl ISP 3700/3415 = 1,08, tedy navýšení výkonu zhruba o 8%. Zde je to u expendable 7 %, díky rel. větší nádrži a těžšímu motoru, s vyššími drahamy se rel. navýšení zvyšuje až o cca 50 % (11 %) proti navýšení na LEO. Zde již má změna 2. stupně větší vliv.
Kdyby měl FH 2. st. HYDROLOX s vodíkem, tak by navýšení v expendable verzi bylo zhruba odhadem dle ISP, při celkové stejné hmotnosti 2. stupně - odečet rel. vyšší hmotnosti nádrží proti RP o dalších 10 %, od 27 % na LEO až po cca 44 % na GEO/Mars. Čísla střílím od boku dle rel. korekcí od oka, které jsem dělal ve výpočtu pro metan a kontroloval v Excelu. Což už je velký rozdíl. U záchrany částí FH by ten rozdíl v rel. navýšení nosnosti byl větší..
FH s 2. st na vodík by měl nosnost v expendable verzi tedy asi 82 tun na LEO a GEO. Mars na 21 t (TLI asi 29 tun místo původních cca 20 tun).
Verze se záchranou maxima FH co lze by s vodíkovým 2. st. měla na Měsíc nosnost místo 11,5 tuny asi 18 tun. Nosnost vyšší o cca 55 % na Měsíc kdyby místo 2. stupně na KEROLOX byl 2. stupeň na HYDROLOX.

Toto je ale odhad přes trojčlenku v hlavě dle toho jak jsem dělal metan versus RP1, zde je to H versus RP1, takže je to fakt střelba od boku.

Odhad s přidaným 3. stupně je složitější + konstrukčně větší náročnost + další motor + složitější obsluha na rampě a celkově by tak při návratu dostali zpět rel, méně peněz. To už by bylo asi zajímavější připlácnout pod družici výkonnější větší např. iontový pohon s větší zásobou plynu.

[mnauprsk]

FH záchrana obou boosterů + záchrana centr. stupně: LEO 41304 kg GTO 15565 kg TLI 11568 kg GEO 8079 kg
FH záchrana obou boosterů + záchrana centr. stupně modifikovaný 2 ° Raptor: LEO 45008 kg GTO 17294 kg TLI 13016 kg GEO 9090 kg

To máš hodně optimistické (tu původní verzi). Většinou se udává 30 tun na LEO a 8 tun na GTO.

[todtv]

Nechtějte po mě, abych revidoval výpočtové šablony na kosmo.cz. Je to od nich, tedy to dle tebe, to má hodně optimistické kosmo.cz. Nekontroloval jsem to dle dalších informací na netu. Pro mě bylo důležité hlavně to procentuální navýšení na konci.
Např. na kosmo.cz se mi v té výpočtové šabloně vůbec nezdají parametry pro Vulcan. Takže je možné, že tam mají chyby.

Nicméně celkově bych FH viděl pro dálkové sondy, pokud by nebyl upraven, jako výraznou výpomoc využít jeho nosnost a přidat silnější iontový pohon přímo na sondu. Pomocí FH ji dostat na max možnou dráhu se záchranou všech 3. bloků, a pak zažehnou naddimenzovaný iontový pohon na sondě (lepší s vyšším ISP použitelný není, VASIMIR je zatím jen zkoušen na Zemi, ale není vyřešen a odzkoušen jeho kompaktní zdroj energie ve vesmíru). Případně by tak bylo možno vypustit sondu i k více asteroidům, kometám, která by díky rel, většímu dálkovému + korekčnímu pohonu mohla přelétávat mezi více objekty, než by jí došlo palivo na přelety + korekce.

[AlesH]

Jsem autorem té stránky s výpočty nosnosti raket na MEK/kosmo.cz. Musím upřesnit, že pod názvem "Vulcan" tam je nastaven nerealizovaný ruský koncept "super Energie" Vulkan-Hercules - http://www.k26.com/buran/Info/Hercules/vulkan.html . Nemá to tedy nic společného s projektovanou raketou od ULA.

Jinak samozřejmě některé tam uvedené hodnoty mohou vycházet možná až příliš optimistické, ale je to prostě dané nepřesností dostupných parametrů, nebo odhadů. Nebo to může být i tím, že i obvykle uváděné nosnosti mohou být nepřesné.

Konkrétně u reusable Falconu Heavy si myslím, že by měl být schopen dostat na GTO náklad až cca 15 tun. Obvykle uváděné hodnoty 8 tun na GTO a 30 tun na LEO možná vycházejí z toho, že všechny tří části prvního stupně by provedly RTLS (návrat na místo startu). Mnou odhadnutých 15 tun na GTO počítá s agresivním přistáním středního stupně na ASDS plošině na moři (a s RTLS návratem bočních boosterů).

Je třeba to brát trochu s nadhledem a moc se na to neupínat. Jsou to prostě jen "co nejrealističtější odhady".

[Pospíšil]

A tenhle kalkulátor výkonů raket znáte? https://silverbirdastronautics.com/LVperform.html

[todtv]

Ne. Ale tenhle kalkulátor uvádí pro FH s návratem typu R3 na ocean (3 plošiny) taky nosnost na LEO 44413 kg (delší aer. kryt), tedy zhruba jako kosmo.cz. Vulcan tam mají americký a ve více modifikacích.
Jen asi rozdílem mez kratším a delším krytem rozumí ten trošinku menší starší kryt a ten současný. Přece už to nekalkulují s tím možným velkým pro armádu v budoucnu.