Falcon 9 maximale Punkt-zu-Punkt-Landereichweite

Ich stimme @OuNelson Mangela in Bezug auf die 4.000-km-Zahl zu.

Ich habe 4.052 km auf flightclub.io geschafft , aber es war ein bisschen ein Kampf. Ich musste ziemlich viel zwischen Start- und Landebrand gleiten, um Geschwindigkeit abzubauen, die ich nicht mit dem Treibstoff vorantreiben konnte, und das erweiterte meine Reichweite ziemlich.

Allerdings kann es Flugprofile geben, die effizienter sind als meine – zum Beispiel bleibt mein Profil ziemlich tief in der Atmosphäre, da ich den Pitchkick ziemlich früh ausführen musste, um vor MECO so viel Downrange-Geschwindigkeit wie möglich zu bekommen.

Vielleicht gibt es ein Profil, das eine ziemlich vertikale Verbrennung mit hohem Schub ausführt, um aus der Atmosphäre herauszukommen, bis in die Nähe des Apogäums zu rollen und dann eine zweite Verbrennung ausführt, frei von atmosphärischem und Schwerkraftwiderstand, um die Entfernung nach unten zu erreichen. Fühlen Sie sich frei, um sich herum zu spielen.

Um zwischen Einstieg und Landung zu gleiten, denken Sie daran, dass Sie zuerst Motoren fahren, also sollten Sie sicherstellen, dass Ihr Neigungswinkel eine geringere Größe als Ihr Geschwindigkeitswinkel hat (dh Sie haben einen positiven Anstellwinkel). Je größer dieser Anstellwinkel (bis zu ~15$^{\circ}$), desto mehr Auftrieb werden Sie erfahren und desto mehr Geschwindigkeit werden Sie vor dem Landebrand ablassen.

Das von mir erstellte Flugprofil kann hier eingesehen werden und die Simulationsergebnisse sind hier . Ich habe einige Diagramme meiner Ergebnisse unten eingeschlossen.

• Flugprofil (beachten Sie, dass die Achsen nicht maßstabsgetreu sind)

• Höhe vs. Zeit (Booster behält die Höhe dank des Gleitens länger bei)

• Anstellwinkel vs. Zeit (beachten Sie den positiven Anstellwinkel, um aerodynamischen Auftrieb zwischen Eintritts- und Landeverbrennungen zu erzeugen)

• Booster-Phasenraum

Aktualisierte Antwort, um die Beschleunigungsgrenze von Falcon 9 einzuhalten. Ich bin davon ausgegangen, dass das Limit hier 6 g beträgt.

Das war tatsächlich ein Mörder. Ich habe es nur bis ~ 1.750 km Downrange geschafft. 5km/s meiner$\Delta V$wurde in der ersten Verbrennung verwendet, die etwa 30 Sekunden vor MECO stark zu drosseln begann, um innerhalb von 6 g Beschleunigung zu bleiben. Dies führte zu ziemlich starken Gravitationsverlusten, sodass unsere MECO-Geschwindigkeit nur 3,6 km/s betrug.

Der Eintrittsbrand musste extrem lang sein, damit wir uns auf eine überschaubare Geschwindigkeit beim Eintritt in die Atmosphäre beruhigen konnten. Insbesondere habe ich ~ 2,3 km / s verwendet$\Delta V$für den Einstiegsbrand, aber die letzten 10 Sekunden davon wurden ebenfalls gedrosselt, um innerhalb der Grenzen zu bleiben, sodass auch hier zusätzliche Schwerkraftverluste auftraten. Nach dem Abschalten des Einbrands brannte die Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit von ~1,3 km/s ab, und beim Landebrand war noch genug Treibmittel übrig, um den Job zu beenden.

Das von mir verwendete Flugprofil kann hier eingesehen werden und die Ergebnisse der Simulation können hier eingesehen werden

Hier sind die entsprechenden Diagramme zur vorherigen Simulation:

• Flugprofil (beachten Sie, dass die Achsen nicht maßstabsgetreu sind)

• Höhe vs. Zeit

• Angriffswinkel vs. Zeit

• Booster-Phasenraum

Ich kann mich nicht an die gesamten mathematischen / Basiswerte erinnern und runde die Werte ein wenig. Wir haben eine Rakete mit etwa 300 (SL) bis 340 Sekunden (Vac) und einer Trockenmasse von 5 oder 6 %. Kann mich nicht genau erinnern. nehmen wir 6% an, was einen "Durchschnitt" von 327 Sekunden in einem relativ flachen Startprofil ergibt.

ln 16,6 * 327 = 9 km / s von Delta v (Rechner sagt 9,2, LOL)

Eine einzelne Stufe könnte in der Lage sein, den Orbit oder nahe am Orbit zu erreichen, allerdings ohne Nutzlast. Nicht sehr gut zum Erfassen von Fracht für LEO, aber überall auf der Erde weitreichend, sogar für einen rückläufigen Suborbit.

Das Minimum, um irgendwo auf der Erde zu sein, ist nicht mehr als 8 km / s, wenn ich mich nicht irre.