BFR-Bereich als einstufig

Die Darstellungen des BFR für Erde-zu-Erde-Reisen beinhalten den Booster der 1. Stufe. Ich würde denken, wenn Sie nur ballistisch werden, hätte die obere Stufe genug Delta V, um es alleine zu schaffen, zumindest für nähere Ziele. Das würde die Bedienung sehr vereinfachen. Kann jemand die Reichweite berechnen, die es als einstufiges bis nicht ganz umlaufendes Passagierfahrzeug haben würde?

Wahrscheinlich Null - Oberstufen haben typischerweise vakuumoptimierte Motoren und ein Schub-Gewichts-Verhältnis, das sie kaum von der Startrampe bringen würde. Der Einfachheit halber wäre die Modifikation einer Oberstufe für den Betrieb auf Meereshöhe ein völlig neues Fahrzeug, das eher einfach die Wiederverwendung / Massenproduktion des vorhandenen Orbitalwerfers ausführen würde.
@QuentinClarkson, das BFS wird Landetriebwerke auf Meereshöhe benötigen, und es wurde angegeben, dass die ersten Testflüge suborbitale "Hüpfer" ohne den Booster sein werden.
@jkavalik obwohl die suborbitalen Sprünge möglicherweise mit nur einer kleinen Ladung Treibstoff an Bord durchgeführt werden. Ich stelle mir vor, dass die BFR-Zweitstufe mit Nutzlast ∆v im Bereich von 6000 m / s haben würde, während das Minimum für einen suborbitalen Sprung etwa 1400 m / s beträgt. Es ist also durchaus möglich, dass es selbst mit vakuumoptimierten Motoren startet, wenn es nur zu 25% betankt ist, und das würde ausreichen, um 100 km geradeaus zu fahren, aber nicht genug, um eine echte Reichweite zu haben. Suborbitale Sprünge werden in Bezug auf ∆v viel teurer, wenn Sie irgendwo anders hin wollen als direkt wieder nach unten.
@BlakeWalsh könnte sein. Aber afaik das Hauptproblem bei vakuumoptimierten Motoren ist, dass die Glocken das atmosphärische Zünden möglicherweise nicht überleben, nicht die Leistung selbst. Und das BFS hat beide Motortypen (iirc 2SL + 4Vac auf den Bildern)
@jkavalik Ich würde nicht erwarten, dass die Landetriebwerke beim Start viel Nutzen bringen - Auf F9 ist ein einziger gedrosselter Motor mehr als genug, um einen fast leeren Tank anzuheben, aber es sind 9 Triebwerke mit vollem Schub erforderlich, um von der Startrampe zu gelangen.

Antworten (2)

Von Elon Musk AMA auf r/space

Beginnt mit einem vollwertigen Schiff, das kurze Sprünge von einigen hundert Kilometern Höhe und seitlicher Entfernung macht. Diese sind ziemlich schonend für das Fahrzeug, da kein Hitzeschild benötigt wird, wir eine große Menge Reservetreibstoff haben können und die Deep-Space-Raptor-Motoren mit hohem Flächenverhältnis nicht benötigen.

Der nächste Schritt werden Schiffsflüge mit Orbitgeschwindigkeit sein, die alle oben genannten Punkte benötigen. Es ist erwähnenswert, dass BFS in der Lage ist, die Umlaufbahn mit geringer Nutzlast selbst zu erreichen, aber der BF Booster erhöht die Nutzlast um mehr als eine Größenordnung. Die Erde ist der falsche Planet für eine einstufige Umlaufbahn. Kein Problem auf dem Mars.

https://www.reddit.com/r/space/comments/76e79c/i_am_elon_musk_ask_me_anything_about_bfr/dodec8l/

Die "Vakuum"- oder Raptoren mit hohem Flächenverhältnis können auf Meereshöhe mit voller Schubkraft betrieben werden. Nicht empfohlen.

https://www.reddit.com/r/space/comments/76e79c/i_am_elon_musk_ask_me_anything_about_bfr/dodhsw6/

Für Testzwecke sollten also noch längere Sprünge möglich sein, wenn sie Orbitalstarts dafür planen. Vielleicht produzieren sie "zum Testen" Vakuumdüsen, die auf Meereshöhe sicherer zu verwenden sind?

Mal sehen, ob das überhaupt möglich ist. Es gibt 3 Motoren auf der Oberstufe des BFR, die für atmosphärischen Betrieb ausgelegt sind. Jeder Motor hat in Bodennähe etwa 3 MN Schub. Das voll beladene Gewicht beträgt ca. 1335 Tonnen. An dieser Masse zieht die Schwerkraft mit einer Kraft von etwa 12 MN.

Unterm Strich kann die zweite Stufe nicht vollgetankt vom Boden abheben. Es könnte abheben, wenn es nicht voll betankt ist, aber das würde die Reichweite stark einschränken.

Ich habe mich über die Vakuummotoren und das drastisch erleichterte Massenverhältnis für das Aufsetzen gewundert, also dachte ich, dass es möglicherweise keinen Startschub hat. Aber das wäre eine separate Frage gewesen, und ich dachte, nur in diese Frage hineinzustolpern, würde auch diese beantworten.
1) wäre "voll geladen" überhaupt erforderlich? Dies ist eine suborbitale Flugbahn, kein Flug zum Mars. Da Ihr Argument auf der Masse basiert, ist es notwendig, die erforderliche Masse zu kennen, anstatt sie nur zu maximieren und auf drei ( oder vielleicht zwei ) Motoren zu beschränken. 2) Würde ein einfacher Wechsel zu kürzeren Düsen die anderen vier Triebwerke nicht auch zum Abheben nützlich machen? Ich glaube nicht, dass es so ein offener Fall ist.
Denken Sie daran, dass die zweite Stufe so konzipiert ist, dass sie vom Mars startet und bis zur Erdoberfläche zurückkehrt, einschließlich einer treibenden Landung. Wenn es nur um die Düsenlänge geht, muss die Antwort auf diese Frage meiner Meinung nach eher quantitativ analysiert werden. Siehe zum Beispiel space.stackexchange.com/a/8807/12102 Es könnte eine Zwischendüsenlänge oder eine Mischung von Längen geben. Ich denke, die Motoren sind fast gleich.
Das Gewicht auf dem Mars ist viel geringer, und die Verwendung eines Vakuummotors auf der Marsoberfläche könnte erfolgen. Auf der Erde ist es jedoch keine wirkliche Option.
Der Verweis auf den Mars-Start, der den ganzen Weg zur Erdoberfläche zurückkehrt, erinnert an die beträchtliche Fähigkeit im Allgemeinen und würde bereits abhebfähige Systeme als Teil seines Designs haben. Das Gewicht ist auch viel geringer, wenn Sie den Tank nicht auffüllen, und der Schub ist größer, wenn Sie mehr Motoren verwenden, ergo fliegt dieses TTW-Argument nicht.
Wenn Sie eine andere Anzahl von Motoren haben, ist es das gleiche Fahrzeug? Ich habe gesagt, wenn es nicht vollgetankt ist, könnte es abheben, nur nicht weit kommen. Ich schätze ein paar hundert km, aber es würde einiges mehr Arbeit erfordern, das herauszufinden.
Es hat sechs (oder sieben) Motoren. Ich habe nicht gesagt, die Anzahl der Motoren zu ändern, nur die Düsen einiger der vorhandenen zu verkürzen, da die maximale Effizienz im Vakuum für diesen kurzen Sprung weniger wichtig ist.
Ich ging davon aus, dass die Standardkonfiguration von 3 atmo- und 4 vac-Motoren verwendet werden würde. Mehr Atmo-Motoren würden eine bessere Reichweite ermöglichen, aber ...
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