Entschuldigung, wenn dies der falsche Ort ist, um diese Frage zu stellen, da sie sehr hypothetisch ist.
Im Computer Spiel Kerbal Space Program gibt es 3 Haupt-Staging-Optionen, die verwendet werden
- Konventionelle Staging Wenn sich jede Stufe trennt, werden die darüber liegenden Triebwerke angezeigt, wie sie auch in der Saturn V-Rakete verwendet werden.
- Zwiebel Inszenierung, bei der ein äußerer Tank in einen inneren Tank eingespeist wird und wenn dieser leer ist, ähnlich wie bei der Querzufuhr zwischen dem Shuttle und dem orangefarbenen Haupttank
- Spargel Inszenierung, bei der Motoren und Panzer die Hauptrakete umgeben, die in die Rakete daneben um den zentralen Kern herum, dann zum nächsten zum nächsten und dann zum zentralen Kern, der darüber liegt hat die letzte Stufe, dieses Setup in KSP ermöglicht es, riesige Raumschiffe in die Kugel zu heben it.
Dies bedeutet, dass die Kraftstoff- und Oxidationsmitteltanks in S4 tatsächlich alle 7 Motoren speisen, bis sie leer sind und fallen gelassen werden, dann S3 alle 5 Motoren füttert, bis sie leer sind, die fallengelassenen, Gleichen mit S2, und dann ist S1 bereits sehr hoch in der Atmosphäre, die sich sehr bewegt schnell, aber im Grunde genommen vollgetankt und geht weiter in die Umlaufbahn
Dies ist das Fleisch der Frage. Die Spargel-Inszenierung in KSP ist einfach, nur mit magischen Kraftstoffleitungen, aber in Wirklichkeit würde es riesige Pumpen erfordern und Kraftstoffleitungen und strukturelle Stützen. All dieses zusätzliche Gewicht würde also das effektive Delta-V reduzieren, das Sie daraus gewinnen könnten. aber ich bin mir nicht sicher, wie viel
Jetzt weiß ich, dass es ohne spezifische Informationen in Bezug auf die Masse der Stufen usw. unmöglich ist, die eigentliche Mathematik durchzuführen, aber:
Die Frage
Ist dies im wirklichen Leben überhaupt realistisch möglich? oder würden die Nachteile die Vorteile überwiegen?
Kommentare
- Nicht ganz ein Duplikat, aber sehr relevant: space.stackexchange.com/questions/18665/ …
- Es wurde in Betracht gezogen, dass Falcon Heavy byt schließlich aufgegeben wurde. de.wikipedia.org/wiki/Falcon_Heavy#Propellant_crossfeed
- @lex, Prost, ich habe ein paar der Durchgänge des Shuttles durchgesehen mach es Fragen. Es ist wirklich interessantes Zeug, aber ‚ prüft nicht wirklich, ob es tatsächlich möglich ist. Die Leute scheinen es einfach als nicht möglich abzuwinken, ohne zu erklären, warum.
- @ SteveLinton, nochmals, Prost, ich sehe oft Optionen dafür, aber nie einen Grund, warum es nicht ‚ getan wurde. ‚ wird nicht ausgeführt
- “ Inszenierung, bei der ein äußerer Tank in einen inneren Tank einspeist und wenn er leer ist wird fallen gelassen, ähnlich wie beim Crossfeed zwischen dem Shuttle und dem orangefarbenen Haupttank “ – Stimmt das? Ich dachte, dass die Hauptmotoren nach der ET-Trennung nicht ‚ verwendet wurden und stattdessen das OMS (mit seinen separaten Kraftstofftanks) für die Orbitaleinspritzung verwendet wurde.
Antwort
Es ist möglich, aber im wirklichen Leben nicht so einfach wie in KSP.
Zu pflegen Bei ordnungsgemäßer Druckbeaufschlagung des Tanks müssen die Quervorschübe pumpengetrieben sein. Die Crossfeed-Leitungen für Kraftstoff und Oxidationsmittel müssen ziemlich groß sein, um die erforderliche Menge an Treibmittel zu bewegen (dh in der Größenordnung der gleichen Leistung wie die Motorturbopumpen des Kernabschnitts). All dies erhöht das Gewicht und die Komplexität.
In Ihrem vorgeschlagenen Design besteht ein kleines Problem darin, dass die Pumprichtung der Außentanks ein Rolldrehmoment auf der Rakete erzeugt, dem entgegengewirkt werden muss (über kardanische Motoren oder eine andere Einstellung) Kontrollmechanismen). Die S2-> S1-Feeds in Ihrem Design erzeugen kein Drehmoment, sodass sich ein einstufiger N-zu-1-Crossfeed, wie der von Falcon Heavy vorgeschlagene 2-zu-1-Vorschub, keine Sorgen machen muss.
Es stellt sich heraus, dass es möglich ist, einige der Vorteile des Spargel-Crossfeeds zu nutzen, indem die Kernmotoren bei laufendem Booster gedrosselt werden – die äußeren Tanks sind also zuerst leer, weil sie schneller Treibmittel verbrauchen. Das ist viel einfacher zu konstruieren – keine Crossfeed-Installation, nur drosselbare Motoren. Dies ist, was Falcon Heavy tatsächlich tut. Die Installation von mehr oder größeren Motoren an den äußeren Boostern wäre im Allgemeinen ebenfalls gleichwertig.
Kommentare
- Wenn Sie S4 zuerst leeren und abgeben möchten, müssen seine Tubopumpen 4x so viel Leistung haben wie die S1-Turbopumpen (S4 muss mit 4x der Geschwindigkeit von S1 geleert werden).
- 3x für Crossfeed, 1x für seine eigenen Motoren, aber das ‚ ist nur, wenn Sie den Kern benötigen, um 100% voll zu bleiben – Crossfeed kann immer noch nützlich sein weniger als 10 0%. Ihr Punkt ist jedoch vergeben, und ich ‚ habe ihn bearbeitet.
- @RussellBorogove “ Um eine ordnungsgemäße Tankdruckbeaufschlagung aufrechtzuerhalten, müssen die Quervorschübe pumpengetrieben sein. “ Sind Sie sicher? Das ist wahr? Wenn alle Tanks an ihrem Boden angeschlossen sind (mit ausreichend großen Anschlüssen, um den Durchfluss nicht zu behindern) und nur diejenigen, die Sie entleeren möchten, mit Fülldruck beaufschlagt werden, sollte dies richtig quergeführt werden > Ahhh, okay, die Pumpen müssen so viel Treibmittel bewegen, aber nicht den gleichen Druck wie die Turbopumpen des Motors erreichen.
- Ja, die Pumpenleistung ist proportional zum Massenstrom und zur Druckdifferenz. Möglicherweise benötigen Sie keine zusätzliche Pumpe, wenn der Induktor der Hauptpumpe den reduzierten Eingangsdruck verarbeiten kann. Bei mehreren Motoren wie SSME und mehreren russischen Motoren dreht sich eine Boost-Pumpe mit unterschiedlicher Drehzahl. Dadurch können sie fast bis zu einem Vakuum arbeiten.