[问题] 为何SpaceX的火垂直着陆返回的成本更低?
楼主: volup (科抖科) 2019-04-13 15:36:03
不知道太空载具相关问题适不适合在这边发问
SpaceX利用火箭推力垂直着陆重返地球，来重复利用火箭，因此取得较低成本
但火箭花费巨大燃料才让酬载进入轨道，理论上重返地面时利用火箭推力抵销
轨道上位能所花费的燃料应该跟打上去的燃料差不多，这也是为何过去重返大气的时候
都是用降落伞，因为不用花费燃料。
为何猎鹰火箭这种消耗更多燃料的方式反而会更有竞争力呢?
SpaceX利用火箭推力垂直着陆重返地球，来重复利用火箭，因此取得较低成本
但火箭花费巨大燃料才让酬载进入轨道，理论上重返地面时利用火箭推力抵销
轨道上位能所花费的燃料应该跟打上去的燃料差不多，这也是为何过去重返大气的时候
都是用降落伞，因为不用花费燃料。
为何猎鹰火箭这种消耗更多燃料的方式反而会更有竞争力呢?
作者: glittering (西瓜熊) 2019-04-13 15:38:00
燃料才多少钱....火箭多少钱....
作者: prussian (prussian) 2019-04-13 15:46:00
因为钢铁人觉得这样比较帅 (X 画面可以作宣传 (X用降落伞，摔坏火箭或掉进别人家后院的成本也不小所以作成像伙计一样可以自己回家
作者: TllDA (踢打) 2019-04-13 16:01:00
为什么不搭配降落伞使用?
作者: zeta (Find the Way) 2019-04-13 16:11:00
降落伞难控制精确落地吧,风一吹就....
作者: purpleboy01 (紫喵) 2019-04-13 16:12:00
可能觉得多出来的燃料还是比较省
作者: glittering (西瓜熊) 2019-04-13 16:14:00
降落伞不确定因素太多了 又不能控制落点回程燃料只要负责减速 用量很少别忘了终极目标是在海上平台回收 用降落伞只能掉进水里要让这么大一只火箭减速的伞重量也不轻
作者: qwe753951 (滑倒) 2019-04-13 16:17:00
重返地球的燃料怎么可能跟打上去的一样…你知道有空气阻力吗？
作者: bigtree101 (Big Tree) 2019-04-13 16:17:00
就好比每次开车出门，油箱空了就把车丢了，再买一台新车。汽油再怎么贵，也贵不过车子
作者: yuhung (MimiBao) 2019-04-13 16:18:00
你把进入轨道和返航混在一起，自然产生这样很花成本想法。全程和回程payload不会一样、且目的完全不同啊回程需要的燃料和去程把火箭送入轨道所需燃料，等级不同喔
作者: qwe753951 (滑倒) 2019-04-13 16:20:00
返回地面时的位能大多被空气阻力换成热能，最后就喷一下而已…
作者: skypilot (单身的飞行员) 2019-04-13 16:25:00
航天飞机从轨道回到地球时根本是无动力滑翔状态
作者: ttykimo (FOX) 2019-04-13 16:30:00
降落伞只能落海里 落海后搞不好清洁费很巨大液态燃料的引擎比较精密 不像固态火箭单纯
作者: ckbling (大人割) 2019-04-13 16:32:00
相较于进入轨道要9颗引擎全开 返航只需要1-3颗引擎减速而且每次点火时间都10多秒而已
作者: ttykimo (FOX) 2019-04-13 16:33:00
航天飞机的SRB经验应该就很足了 一定还是比较便宜才这么做原来你的症结点是回程燃料消耗建议你可以仔细看spacex的影片 早期有放S1 landing速度
作者: prussian (prussian) 2019-04-13 17:09:00
falcon 1 的设计是用降落伞但好像从没公开实证过
作者: ttykimo (FOX) 2019-04-13 17:09:00
光是空气阻力 就贡献大部分的位能消耗
作者: b325019 (望月) 2019-04-13 17:16:00
1.第一节火箭速度不会到第一宇宙速度所以隔热措施不需要像航天飞机2.重返地球减速的时候少了第二节火箭跟负载不需要太多燃料就能减速3.因为不用泡海水而且只有设计约十来次的寿命所以不需要像航天飞机那样4.因为是无人载具所以安全需求不需要像航天飞机一样可以更进一步节省成本第一节重返地球只需要约一成不到的燃料
作者: ttykimo (FOX) 2019-04-13 17:18:00
作者: b325019 (望月) 2019-04-13 17:25:00
一般第一节火箭大约9成的重量是燃料，当已经准备重返地球的时候已经没多少重量了所以只需要一点燃料就能做到相同的减速
作者: HMKRL (HMKRL) 2019-04-13 17:35:00
一开始的想法就错了阿 回收的第一节又没入轨真的把卫星送上轨道的是第二节 你看一下boostback burn的长度就知道根本多花不了多少燃料
作者: YukiPhoenix (雪凤) 2019-04-13 17:42:00
降落的燃料跟打上去相比一点点而已...
作者: azuel (Observer) 2019-04-13 18:00:00
你想要开一次性的汽车还是可以加油多开几次的？你会嫌外出旅行加油开回来的油费比车贵吗？
作者: lawrence7373 (一羽毛) 2019-04-13 18:15:00
你的“理论上”其实是自己“妄想中”的状况与成本
作者: b325019 (望月) 2019-04-13 18:44:00
我们来稍微精算一下必须的燃料好了![]()
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delta v的计算式
" target="_blank" rel="nofollow"> delta v的计算式作者: Yuwuen (游玩) 2019-04-13 18:44:00
文组不要发废文 终端速度
作者: twflanker (Flanker) 2019-04-13 18:45:00
去玩Kerbal Space Program自己试试看就知道了
作者: b325019 (望月) 2019-04-13 18:50:00
其中delta v从spacex的直播影片可以知道第一节脱离的时候delta v大约在1600m/s，isp的话wiki给的资料是海平面282s真空304s，我们就直接用海平面算就好然后第一节干重约22.2公吨反推回来要完全减速需要大约17.4公吨的燃料，而第一节的燃料大约有400公吨，所以重返地面只需要满载5%的燃料就够了算上轨道调整第一节大约会保留10%的燃料用来降落
作者: youzi1114 (佑子) 2019-04-13 19:21:00
https://reurl.cc/ekVbW可以参考这个讲座，里面有讲到，燃料成本跟火箭本身比低太多了
作者: wryyyyyyyy (蜥蜴长老) 2019-04-13 19:36:00
怎么有学店理组崩溃 程度不够可以滚回八卦板取暖
作者: b325019 (望月) 2019-04-13 20:05:00
认真说啦，火箭模拟去玩个KSP就能懂些基础不要再用脑袋空想了
作者: LPen (鸟人) 2019-04-13 21:07:00
可以加降落伞，最后才火箭减速。跟苏联太空舱返航类似。或者像火星登陆，用气垫弹跳也许也有可能
作者: b325019 (望月) 2019-04-13 21:14:00
falcon不喜欢用降落伞的原因一来降落伞只能在有大气层的地方用，二来用降落伞难以做较细微的操作应该说spacex才对w
作者: hazel0093 (heart-work.info) 2019-04-13 21:52:00
航天飞机不经济 NASA在1970年代给的成本效益比都是过于乐观航天飞机主要就近地轨道试验，自从有了国际太空站以后就不怎么需要了航天飞机一次死在固态火箭系统，另一次死在再入大气层，可以说明一些问题]计本身安全性实际上并没有那么高 事故比例现实大概1/50 然而当初宣称可是十万分之一会出事
作者: b325019 (望月) 2019-04-13 22:30:00
SRB有个很大的问题是因为是用降落伞落到海中之后再回收在落海的过程中势必会造成箭体的变形，每次回收后都必须修正箭体的形状，但是修正的过程无法把箭体完美的修回原本的外型，这也间接导致挑战者号的事故
作者: hoyunxian (WildDagger) 2019-04-13 22:37:00
我以为说航天飞机维修的问题是覆蓋表面的隔热材质很难修
作者: b325019 (望月) 2019-04-13 22:39:00
航天飞机表面的隔热瓷砖不是难修而已…上万片隔热瓷砖要用人工全部重新整理，少一片都可能会产生热点把整架烧掉
作者: kdjf (我抓得到什么呢?) 2019-04-13 23:30:00
其实回收火箭虽然看起来只留10%燃料，轨道筹载是差很多的单纯因为燃料便宜
作者: HMKRL (HMKRL) 2019-04-14 01:22:00
就是留个选项 客户可以选不回收方案增加酬载(当然就比较贵
作者: prussian (prussian) 2019-04-14 02:22:00
福卫五号表示: 订早鸟票换机换到一人大包机 开心~
作者: b325019 (望月) 2019-04-14 04:39:00
靠背喔谁跟你delta v用负值算啦搞笑喔delta v是计算带的燃料可以做多少速度变化无关加减速
作者: zeta (Find the Way) 2019-04-14 05:40:00
航天飞机的翅膀不是为了减速是要滑翔返航
作者: b325019 (望月) 2019-04-14 06:32:00
所以spacex也有开不回收的选项啊w其实不只是回收不回收的问题，如果是打到高轨道甚至是同步轨道第一节就必须降落到海面不然燃料会不够用
作者: kdjf (我抓得到什么呢?) 2019-04-14 07:27:00
任何速度变化无论加减都是delta V啊…
作者: kane1017 (陈董) 2019-04-14 08:27:00
马斯克被人类经济模式限制而已。
作者: yuinghoooo (KiXeon) 2019-04-14 15:59:00
不会啊，燃料已经用光了只剩载具本体的重量，飞机在降落前重量也会变轻，如果刚起飞的飞机是无法降落的，因为油料太重了
作者: g3sg1 (ACR入手!) 2019-04-14 22:35:00
福卫五号早鸟票早到票上写的是猎鹰1e.......