Warum braucht das SpaceShipTwo von Virgin Galactic ein Trägerflugzeug?

Warum wird ein Trägerflugzeug (White Knight Two) für den Start des Raumschiffs von Virgin Galactic verwendet? Ist es nicht möglich, dass das Raumschiff vom Boden abhebt?

Antworten (3)

Die Trägerebene fungiert als minimale erste Stufe. Indem das Fahrzeug auf 40.000 Fuß und auf ein paar hundert Meilen pro Stunde Geschwindigkeit gebracht wird, nimmt es den schwierigsten ersten Teil des Fluges weg.

Dies bedeutet, dass sich der Booster in einer dünneren Atmosphäre befindet und einen optimierteren Auslass für niedrigeren Luftdruck verwenden kann.

All diese Dinge tragen dazu bei, ein leichteres/billigeres Personenfahrzeug zu machen.

Ist die Entwicklung des Flugzeugträgers billiger als ein Erststufen-Booster? Vielleicht? Vielleicht nicht?

Aber ist es einfacher, ein Flugzeug zu steuern, zu einem reservierten Luftkorridor zu fliegen und dann zu starten? Möglicherweise.

Bei der Planung einer hohen Flugkadenz kann dies einen großen Unterschied machen, der mögliche Kosten zunichte macht.

Pegasus ist eine kommerzielle Trägerrakete, die von einem Lockheed L-1011-Trägerflugzeug aus gestartet wird. Es ist im Vergleich zu Alternativen nicht besonders günstig. Aber es kann zu vielen Orten fliegen, um in bestimmte Umlaufbahnen zu starten.

Es gibt eine 747 von Virgin Airlines, die LauncherOne startet, ähnlich wie Pegasus, um kleine Nutzlasten in den Orbit zu bringen.

Es ist ein Kompromiss. Das spezielle Design von SpaceShipTwo ist nicht wirklich für einen auftriebsbasierten Flug vom Boden und nach oben geeignet, daher müsste es viel größer sein, um vom Boden aus zu fliegen, und eine vollständige Neugestaltung. Es ist grundsätzlich für den Wiedereintrittsflug ausgelegt.

Auch das Trägerflugzeug wird von Strahltriebwerken angetrieben. Das bedeutet, dass Sie keine Raketen verwenden müssen, um die Freisetzungshöhe und -geschwindigkeit zu erreichen, sodass Sie kein Oxidationsmittel (wahrscheinlich LOX) tragen müssen, keinen Tank dafür haben müssen und sich nicht darum kümmern müssen Handhabung und Lagerung einer kryogenen Flüssigkeit. Sie verwenden auch Motoren, die vielleicht Millionen von Teststunden in Verkehrsflugzeugen hinter sich haben, anstatt viel Geld für die Entwicklung Ihrer eigenen Triebwerke der ersten Stufe auszugeben.
Ich stimme dem oben Gesagten zu und füge nur hinzu, dass SS2 technisch gesehen immer noch ein Oxidationsmittel (NOS) trägt en.wikipedia.org/wiki/SpaceShipTwo
@jamesqf der Strahltriebwerksteil ist meiner Meinung nach ein sehr wichtiger Faktor. Viel einfacher herzustellen, zu warten, wiederzuverwenden, viel effizienter und billiger im Kraftstoff.
Das Flugzeug fungiert im Grunde als eine sehr leicht wiederverwendbare erste Booster-Stufe und macht damit das, was SpaceX tut, aber mit billigen und bewährten Technologien (die Sowjets haben bereits damit experimentiert, ihr "Space Shuttle" von einer Antonov zu starten), und Flugzeuge sind einfach viel häufiger und bekannt als Raketen
Wenn man bedenkt, wie lange dieses Unterfangen begann, hatten wir damals nicht viel Erfahrung mit der Wiederverwendung von Raketen (ohne Spaceshuttles zu zählen, die für diese Aktivität viel zu teuer sind und keine wiederverwendbare erste Stufe hatten). Der einzige nicht-experimentelle Weg, etwas Wiederverwendbares in die Luft zu bekommen, war also das Flugzeug.
Ich nehme an, dass das Flugzeug auch um Größenordnungen sicherer ist als eine Booster-Stufe und obendrein normalerweise dazu neigt, eleganter zu versagen.
"Das spezielle Design von SpaceShipTwo ist nicht wirklich für aerodynamische Flüge geeignet" ???? Diese Antwort ergibt keinen Sinn. Es ist ein Mach 3-Flugzeug.
@OrganicMarble Es tritt aerodynamisch wieder ein, fliegt aber nicht wirklich aerodynamisch auf. (dh Auftrieb erzeugen).
Dieser Kommentar ist völlig falsch. Aerodynamik =/= Auftrieb.
@ David Brandorf: Ich meinte, dass das Trägerflugzeug der 1. Stufe kein Oxidationsmittel tragen muss, da es luftatmende Strahltriebwerke verwendet. Ich dachte auch, dass der SS2 einen festen Brennstoff verwendet, obwohl ich mich nie mit den Details befasst habe. Vielleicht hätte ich SEPARATES Oxidationsmittel sagen sollen?

Mit einigen technischen Modifikationen ist es durchaus möglich, SpaceShipTwo ohne Trägerflugzeug zu starten, wie es bei XCOR Lynx geplant war

oder vertikal neben dem Startturm, wie es mit VentureStar SSTO geplant war oder wie Sie es jetzt mit F9 und BO New Shepard sehen können.

Aber Sie benötigen stärkere Motoren mit größeren Tanks und im Allgemeinen größere Raumflugzeuge mit größeren Flügeln, damit Sie 8 Personen (2 Piloten + 6 Passagiere) über der Kármán-Linie starten und landen können, ohne dass ein Trägerflugzeug erforderlich ist, wie VG es immer geplant hat.

Ich sehe keinen Grund, warum ein suborbitaler Flug mit nur 8 Personen technisch nicht möglich sein sollte. Gründe, warum sich VG entschieden hat, eher ein Startsystem mit SS2 und einem Trägerflugzeug (White Knight Two) zu entwickeln, können niedrigere Entwicklungskosten, schnellere Entwicklungszeit und höhere Sicherheit der Passagiere sein, wenn SS2 nur für den zweiten Teil des Fluges verwendet wird. Im Gegensatz zu BO hat New Shepard SS2 kein Start-Fluchtsystem, daher könnte die Sicherheit der Passagiere ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung sein, dieses Startsystem zu entwickeln.

Viel größere Flügel. Der aktuelle SS2 kann sich nicht mit voller Treibstoffladung von einer Landebahn abheben. Also größere Flügel, um es anzuheben. Dies bedeutet mehr Masse und Luftwiderstand, sodass mehr Kraftstoff benötigt wird. Also noch größere Flügel, um diesen Treibstoff zu tragen. Jetzt größeres Fahrwerk, um dieses Gewicht zu tragen. Jetzt mehr Kraftstoff zum Anheben des schwereren Fahrwerks, dann ... usw. usw. usw. Es ist nicht unmöglich, würde jedoch ein 2-3x größeres Fahrzeug für die gleichen Passagiere erfordern und wäre viel weniger wirtschaftlich. Und wahrscheinlich weniger sicher.
Warum nicht vertikal starten, wie es mit Lockheed Martin X-33 geplant war. Es war für vertikalen Start und horizontale Landung ausgelegt. Sie benötigen immer noch stärkere Triebwerke für den Start und größere Panzer, um die geplante Höhe zu erreichen, aber nicht viel größere Flügel für die Landung.
@DavidCage Danke für den Kommentar. Warum ist die Verwendung von SS2 für den zweiten Teil sicherer?
White Knight 1,2 ist einem Standard-Verkehrsflugzeug sehr ähnlich und verfügt über reguläre Düsentriebwerke, die sich bisher als viel zuverlässiger und sicherer erwiesen haben als jedes Raketentriebwerk. Um die Zielhöhe mit 8 Passagieren ohne Trägerflugzeug zu erreichen, würde VG ein größeres Raumflugzeug mit größeren Tanks, größeren Flügeln für die Landung und stärkeren Raketentriebwerken benötigen. Die Entwicklung von Spaceship 1 begann Anfang 2000 und die Verwendung eines Startsystems mit Trägerflugzeug und Spaceship 1 wurde von VG als sicherere Option angesehen als die Entwicklung eines einzelnen größeren Raumflugzeugs, das mit stärkeren (und riskanteren) Raketentriebwerken angetrieben wird.
Das bedeutet nicht, dass Spaceship 2 mit White Knight 2 die beste/günstigste Option für den suborbitalen Flug ist. Eine verkleinerte einstufige X-33 mit vertikalem Start und horizontaler Landung mit stärkeren Triebwerken könnte insgesamt immer noch die billigste Option sein. Aber ich verstehe, dass es Anfang 2000 für VG nach einer sichereren Option aussah, ein Startsystem mit Trägerflugzeug und Raumschiff 1 zu entwickeln, als zu versuchen, ein viel größeres Raumflugzeug mit stärkeren Raketentriebwerken zu entwickeln.

Meine Stimme ist Sicherheit.

Ich würde vorschlagen, dass das Flugprofil von SS2 von Natur aus sicherer ist als alles, was vom Boden aus gestartet werden könnte. Um über der Decke eines Verkehrsflugzeugs zu fliegen, benötigen Sie ein Raketentriebwerk.

Das Starten eines Raketenflugzeugs vom Boden ist mit mehr Sicherheitsherausforderungen verbunden als das Starten eines Segelflugzeugs von einem Flugzeug aus, z.

  • Das Segelflugzeug kann landen (da es bereits über Höhe und Fluggeschwindigkeit verfügt), aber ein vertikal startendes Raketenflugzeug müsste eine bestimmte Mindesthöhe erreichen, um entweder zu landen oder damit Fallschirme wirksam werden.
  • Das Trägerflugzeug verwendet bewährte sichere Düsentriebwerke, die weniger Energie als ein Raketentriebwerk haben und weniger exotischen, weniger energiedichten Treibstoff benötigen

Wenn Sie mit einem Reaktionstriebwerk (Raketentriebwerk) und ohne Flügel aus dem Stand in die Nähe des Weltraums gelangen möchten, benötigen Sie eine enorme Menge an Energie (= Raketentreibstoff, Sprengstoff usw. usw.). Wenn Sie Flügel und Düsentriebwerke hinzufügen, verbessert sich die Situation, aber wie andere bereits gesagt haben, haben Sie jetzt eine Kraft-Gewicht-Herausforderung, was bedeutet, dass Sie große Flügel benötigen und Treibstoff in Ihrem Flugzeug transportieren müssen. Wenn Sie die großen Flügel wegnehmen und einen Hybridraketenmotor hinzufügen , müssen Sie im Grunde nur ein Oxidationsmittel (in diesem Fall Lachgas) mit sich führen. Dies ist ein Setup mit ziemlich hoher Energiedichte, sodass Sie keine großen Tanks mit flüssigem Kraftstoff benötigen, obwohl Sie offensichtlich immer noch ein unter Druck stehendes Oxidationsmittel herumhängen haben, also gibt es das.

Der Ansatz zur Gefahrenminderung hier klingt für mich nach der Lösung „zuerst die Gefahr beseitigen“. Das macht für mich Sinn, wenn man bedenkt, dass sie diese Flüge kommerzialisieren wollen – das ist nicht nur eine einmalige Reise.

In Bezug auf "exotischen, weniger energiedichten Treibstoff" verwenden viele Raketen RP-1, das im Grunde dasselbe aus Erdöl gewonnene Kerosin ist, das in Düsenflugzeugen verwendet wird. en.wikipedia.org/wiki/RP-1 Und gar nicht so anders als Autodiesel.
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