Wie weit könnte eine stark modifizierte SpaceX Dragon-Kapsel nur mit ihren SuperDraco-Triebwerken fliegen? Mit stark modifiziert meine ich unbemannt, drucklos und voller Monotreibstoff.
Dragon V2 (Crew Dragon) verwendet 8 SuperDraco -Triebwerke mit jeweils maximal 73.000 N Schub. Theoretisch könnte es also genug Schub erzeugen, um bei einem Schub-zu-Gewicht-Verhältnis (T/W) von ~ 1,19 etwa 50.000 kg von der Platte zu heben . Sie benötigen T/W größer als 1, um vom Boden abzuheben, und einige mehr. T/W von ~ 1,2 ist niedrig für eine Trägerrakete und liegt normalerweise näher bei ~ 1,5, aber lassen Sie uns mit dieser Zahl weitermachen und sehen, wo wir hinkommen, wenn wir Crew Dragon und seine 8 SuperDraco-Triebwerke auf nahezu sinnlose theoretische Grenzen ausdehnen;
Wir haben also eine maximale Nassmasse von 50.000 kg. Seine Trockenmasse beträgt laut verlinktem Wikipedia-Artikel rund 4.200 kg. Unter der Annahme, dass keine Modifikationen erforderlich sind, die dem Fahrzeug Trockenmasse hinzufügen, um so viel NTO / MMH - Treibmittel bei einem spezifischen Impuls von 240 Sekunden aufzunehmen (ja, eine lächerliche Vorstellung, aber wir lassen auch diese gleiten und nehmen an, dass wir sie fallen gelassen haben Sonnenkollektoren, Hitzeschild, fast alles im Inneren und die eingesparte Masse, um seinen Speicher zu erweitern, um so viel mehr Treibstoff aufzunehmen - dh etwa das Dreifache seines Nennvolumens), haben wir jetzt seine maximale Treibladungsmasse, die er möglicherweise vom Boden abheben könnte, von 45.800 kg .
Wir haben jetzt alles, was wir brauchen, um unsere Zahlen in die Tsiolkovsky-Raketengleichung einzusetzen , was für ein einstufiges Fahrzeug gut genug ist:
Unser großzügig (lächerlich?) leichter und stark modifizierter Crew Dragon, gefüllt mit 45.800 kg NTO/MMH, erreicht also ein maximales Delta-v von etwa der Hälfte der Geschwindigkeitsänderung, die erforderlich ist, um vom Boden aus die Umlaufbahn zu erreichen, und etwa 76 % der Umlaufgeschwindigkeit der ISS, wenn sie im Vakuum eingesetzt würde und nichts von diesem Schub durch atmosphärischen Luftwiderstand verlieren würde. Beachten Sie, dass dies auch keinen Schubverlust durch Verbrennungsinstabilität mehrerer Triebwerke usw. voraussetzt.
Unter der Annahme all dessen könnte es wahrscheinlich bei einem suborbitalen Flug nahe der Kármán-Linie fliegen (es hätte genug Treibstoff für etwa 103 Sekunden Motorflug bei voller Schubkraft) und eine Höhe erreichen, die offiziell als Grenze des Weltraums deklariert wird , aber andererseits , dies ist eine großzügige Vorstellung von der Rückseite eines Umschlags und in der realen Welt nicht wirklich erreichbar. Solche papierdünnen Treibmitteltanks würden einfach dem dynamischen Druck und der Erwärmung während des Starts nicht standhalten, wahrscheinlich nicht einmal dem akustischen Schock während der Triebwerkszündung.
Wir haben gesehen, wie hoch ein Drache mit seinen Superdraco-Motoren bei seinem Pad-Abbruch-Test erreichen kann, und es waren ungefähr 5000 Fuß. Wenn Sie es mit Treibstoff anstelle von Fracht und Passagieren füllen, wird es möglicherweise etwas höher, aber nicht so viel. Wenn Sie einen großen Kraftstofftank daran anschließen würden, wären die Motoren nicht stark genug, um ihn anzuheben. Von alleine wird es nicht annähernd in den Weltraum kommen.
Brian Lynch
TildalWelle
Pastullo