Dies ist eine Fortsetzung einer früheren Frage, die vor einigen Monaten gepostet wurde. Wenn wir ein SSTO-Fahrzeug in Betracht ziehen, das von einem Planeten mit einer Atmosphäre startet, wäre es treibstoffoptimal, eine Periode mit verringertem Schub zu haben, während es durch den dicksten Teil der Atmosphäre fährt (selbst wenn wir dynamische Druckbeschränkungen ignorieren ), um die zu minimieren größte Verluste durch Schleppen? Wenn ja, würde ein treibstoffoptimales Schubprofil für einen Aufstieg in die Umlaufbahn aus einer anfänglichen Periode mit maximalem Schub, einer zweiten Periode mit verringertem Schub, einer dritten Periode mit maximalem Schub, einer vierten Periode mit Nullschub (Küstenphase) und eine fünfte und letzte Periode mit maximalem Schub, um die Umlaufbahn zu kreisförmigisieren?
Im Wesentlichen ja. Vorausgesetzt, Sie können genügend Schub abgeben und die Atmosphäre ist so dicht, dass Ihre atmosphärischen Widerstandsverluste während dieser relativ kurzen Zeit die Gravitationswiderstandsverluste während des gesamten Aufstiegs übertreffen würden.
Auf der Erde ist dies bei der Art von Antrieb, die wir haben, nicht der Fall: MaxQ ist in erster Linie ein Problem der strukturellen Haltbarkeit, der Luftdruck fällt auf den ersten Kilometern schnell ab, der Luftwiderstand wird schnell weit weniger ein Problem und der Gravitationswiderstand schluckt Fast 1000 m / s Delta-V, ganz zu schweigen von höherem Druck, verringert die Leistung der Motoren, wodurch eine so schnelle Beschleunigung schwierig zu erreichen ist.
Auf unserem Planeten, mit Triebwerken wie sie sind, und Raketen, die so widerstandsfähig gegen dynamischen Druck sind wie sie sind, wird die Einschränkung "Schub reduzieren, um den atmosphärischen Widerstand zu reduzieren" im Wesentlichen nie angetroffen. Es könnte ein Problem bei bodengestützten Starts werden (z. B. einer "Weltraumkanone", die der Rakete die ersten 2 km / s auf Bodenhöhe gibt) oder wenn versucht wird, von der Venus oder dergleichen zu starten. Allerdings nicht mit aktuellen Antrieben.
Ich wäre mir bei der "fünften und letzten Periode des maximalen Schubs zur Zirkularisierung der Umlaufbahn" nicht ganz sicher. Sie brauchen sehr wenig Delta-V, um zu zirkulieren, Sie arbeiten mit sehr hohem TWR (Motor arbeitet mit maximalem Vakuumschub, Kraftstofftanks sind meistens leer, ohne ihn zu belasten!) Und Sie möchten Ihre Umlaufbahn mit einer anständigen Präzision erreichen. Daher kann eine Drosselung aus praktischen/sicherheitstechnischen Gründen wünschenswert sein (ganz abgesehen von der Kraftstoffoptimierung).
SF.