Miksi polttoaine on halpaa rakettiin verrattuna?

Kuten muut ovat huomauttaneet, metaania, RP-1, LOX: ta valmistetaan laajamittaisesti Yhdysvalloissa ja paljon muualla maailmassa. (Valmistettu voi olla väärä sana, ehkä tuotettu on parempi).

Se on toiminnallisesti hyödyke.

Toisaalta ilmailu-insinöörit saavat suhteellisen korkeat palkat. Avaruusluokitellut komponentit tulevat maailmasta, jossa saat yhden laukauksen laukaisussa ja se toimii paremmin täydellisesti. Tällainen luotettavuus on paljon kalliimpaa kuin yksinkertainen LOX: n käsittely pakattamalla ja jäähdyttämällä sitä.

SpaceX työllistää useita tuhansia työntekijöitä. Lanseeraukset tuottavat suurimman osan rahasta palkkojen rahoittamiseen. Avaruussukkulan niin kalliiksi syynä ei ollut laitteisto sinänsä, vaan yli 20 tuhatta työntekijää, jotka pitivät suoraan töissä jokaisen laukaisun varmistamiseksi.

Lean tarkoittaa pienempiä työvoimaa.

Mielenkiintoinen anekdootti, johon en löydä viittausta. Vaikka Falcon 9: n laukaisulista on noin 62 miljoonaa dollaria Yhdysvalloissa, ilmavoimien laukaisu maksaa lähes 100 miljoonaa dollaria. Miksi? Ilmavoimien tarvitseman ylimääräisen paperityön takia. Eli. He käyttävät melkein 40 miljoonaa dollaria paperityöhön! Se on hämmästyttävä määrä paperia.

Tietysti työntekijän aika maksaa paperin täyttäminen, käsittely ja siihen liittyvät lisätehtävät. Mikä pitäisi kauhistuttaa sinua siitä, kuinka paljon työtä on oltava 40 miljoonan dollarin arvosta paperityötä.

Kommentit

• Paperityötä koskevasta asiasta – pätee ilmailuteollisuudelle, joten ei ole yllätys, että se olisi yhtä lailla avaruusteollisuudelle. Jotta ilma-alus olisi turvallinen lentoa varten, jokaisessa osassa on oltava todisteet sen soveltuvuudesta käyttöön, jotta se voidaan asentaa ilma-alukseen. Tämä tarkoittaa jäljitettävyyttä sen valmistuspaikkaan ja todistusta kaikista tarvittavista ja asianmukaisista tarkastuksista ja / tai testauksista. Se ’ on kallis paperirata.
• Kyse on myös tuotantomääristä. Huolimatta monimutkaisuudesta ja hämmästyttävästä sisäänrakennetusta tekniikasta, autot, tietokoneet ja matkapuhelimet ovat nykyään suhteellisen halpoja hyödykkeitä, koska niitä valmistetaan valtavasti. Ilma-alukset, vaikka ne ovat ” tuotanto ”, rakennetaan paljon pienemmässä määrin, joten kehityskustannukset on poistettava huomattavasti vähemmän yksiköissä, jolloin kukin yksikkö myytiin kalliimmin. Raketteja valmistetaan vielä pienemmissä määrissä, ja ne on suunniteltava ja testattava tiukempien standardien mukaisesti.

Valmistus polttoaineet ovat suhteellisen halpoja nesteiden irtotavarana suhteellisen halpoja rehuja. Kyllä, RP-1 on kalliimpi kuin JET-A, koska tarvitaan enemmän käsittelyä ja se on erikoistuneempaa, mutta se on silti irtotavaranestekäsittely.

LOX on vieläkin halvempaa, koska raaka-aine on ilmakehän ilmaa, on vain käsittelykustannukset.

Ilmailu- ja avaruusteollisuuden komponenttien valmistaminen vaatii eksoottisten materiaalien kallista käsittelyä. Tämä käsittely tapahtuu usein pieninä määrinä, joten mittakaavaetuja on suhteellisen vähän.

Vertailun vuoksi 747 ilmeisesti kustannukset ovat noin 350 000 000 dollaria, kun taas yhden polttoaineen täysi kuorma on enemmän kuin 100 000 dollaria. Joten koko polttoainesäiliön hinta, joka on paljon pienempi kuin ajoneuvon hinta, on tuskin ainutlaatuinen avaruusraketeille.

Erona on, että 747-mallia voidaan käyttää kymmeniä tuhansia kertoja, joten polttoaine maksaa elinkaarensa aikana enemmän kuin kone. Toisaalta raketteja käytetään yleensä vain kerran ja kun ne voidaan käyttää uudelleen, kunnostuskustannukset ovat huolestuttavia. / p>

Kommentit

• Polttoaine on vain yksi osa p myös happea tarvitaan. Nestemäisen hapen tuottamiseksi sinun ei ’ tarvitse ostaa raaka-aineita, ilma on ilmaista. Nestemäinen happilaitos tarvitsee paljon sähköenergiaa. Mutta kun ilma nesteytetään ja erotetaan jakotislauksella, jäljellä oleva nestemäinen typpi ja jalokaasut, kuten argon, neon ja krypton, voitaisiin myydä.

Mikä on halvempaa: uuden auton ostaminen joka kerta tai tankkaaminen uudelleen? Se riippuu myös polttoaineesta: happi on melko halpaa vetyyn verrattuna (noin 20 kertaa kalliimpaa). Tämä on yksi syy siihen, että BFR aikoo käyttää metaania ja happea polttoaineena – ne ovat molemmat erittäin halpoja (myös runsaasti hiilidioksidia, joka on yksinkertaista muuntaa metaaniksi Marsilla).

Kommentit

• Marsaan metaania ei ole paljon. Sitä on ilmakehässä jäljellä pieninä määrinä ja havaittiin jonkin verran ilmaa maan alla.Ajatuksena on, että se voidaan tuottaa melko helposti Marsilla. Tämän varoituksen avulla olet ’ oikeassa: ISRU (paikallisesti tuotetun ponneaineen käyttö) on avain Marsin tutkimiseen. Rakettien yhtälön tyranniasta johtuen on erittäin haastavaa lentää maasta peräisin olevaa ponneainetta Marsille, mikä tarkoittaa, että kaikki Marsilta lähtevät suuret raketit polttavat Marsin ponneaineen. Siten metaanin käyttö BFR: ssä.
• @LesserHedgehog Olet oikeassa sir. Muokkasin korjausta.

Piste, jota muut vastaukset eivät ole kattaneet: ei ole ”t kaikilla paremmilla, mutta kalliimmilla polttoaineilla, joilla ei ole valtavia haittoja. Kemiallinen rakettimoottori on periaatteessa melko yksinkertainen kone (yksityiskohdat voivat olla monimutkaisia), ja mitä haluat eniten polttoaine / hapetin-yhdistelmässä avaruuteen laukaisemiseen, ovat:

• Paljon energiaa vapautuu palaminen.
• Palamistuotteiden pieni molekyylipaino.

Nestemäisellä vedellä ja nestemäisellä hapella on teoriassa paras suorituskyky, mutta nestemäisellä vedyllä on hyvin alhainen tiheys, jolloin sen säiliöt raskaammiksi. RP-1 tai nestemäinen metaani antavat sinulle paljon paremman säiliön painon, ja päädyt tehokkaampaan rakettiin. Nestemäinen fluori saattaa antaa sinulle enemmän energiaa kuin happea, mutta turvallisuusongelmat olisivat kamalat .