Waarom is brandstof goedkoop in vergelijking met raket?

Zoals opgemerkt door anderen, worden Methane, RP-1 en LOX op grote schaal geproduceerd de VS en veel andere delen van de wereld. (Gefabriceerd is misschien het verkeerde woord, misschien is geproduceerd is beter).

Het is functioneel een handelsartikel.

Aan de andere kant krijgen lucht- en ruimtevaartingenieurs relatief hoge salarissen. Ruimtecomponenten komen uit een wereld waar je één kans krijgt bij een lancering en het beter werkt absoluut perfect. Dat soort betrouwbaarheid is veel duurder dan simpelweg LOX verwerken door het te comprimeren en af te koelen.

SpaceX heeft enkele duizenden werknemers in dienst. De lanceringen genereren het meeste geld om hun salarissen te financieren. De reden dat de Space Shuttle zo veel kostte, was niet de hardware per se, maar eerder de meer dan 20.000 werknemers die direct overwogen te werken om elke lancering te garanderen.

Lean impliceert een kleiner personeelsbestand.

Interessante anekdote waarnaar ik geen verwijzing kan vinden. Terwijl een Falcon 9-lancering ongeveer $ 62 miljoen US kost, kost een lancering voor de luchtmacht bijna $ 100 miljoen. Waarom? Vanwege extra papierwerk dat de luchtmacht nodig heeft. D.w.z. Ze geven bijna $ 40 miljoen uit aan papierwerk! Dat is een verbazingwekkende hoeveelheid papier.

Natuurlijk kost het de werknemer tijd om het papier in te vullen en te verwerken, en de extra taken die het met zich meebrengt. Dat zou je bang moeten maken over hoeveel werk het moet zijn om \ $ 40 miljoen aan papierwerk te genereren.

Opmerkingen

• Over het punt over papierwerk – is van toepassing voor de luchtvaartindustrie, dus geen verrassing dat dit ook zo zou zijn voor de ruimtevaartindustrie. Om ervoor te zorgen dat een vliegtuig veilig is om te vliegen, moet elk onderdeel worden geleverd met een bewijs van geschiktheid voor gebruik om in een vliegtuig te worden geïnstalleerd. Dat betekent traceerbaarheid tot het punt van fabricage en bewijs van alle noodzakelijke en passende inspecties en / of tests. Dat ‘ is een duur papieren spoor.
• Er is ook een kwestie van productievolumes. Ondanks hun complexiteit en de verbluffende hoeveelheid technologie die erin is ingebouwd, zijn autos, computers en mobiele telefoons tegenwoordig relatief goedkope basisartikelen omdat ze in enorme hoeveelheden worden vervaardigd. Vliegtuigen, ondanks dat ze ” productie ” items zijn, worden in veel kleinere hoeveelheden gebouwd, dus de ontwikkelingskosten hoeven over veel minder eenheden te worden afgeschreven, waardoor elke verkochte eenheid duurder. Raketten worden in nog kleinere hoeveelheden gemaakt en moeten volgens hogere normen worden ontworpen en getest.

Maken brandstoffen is een kwestie van relatief goedkope bulkvloeistofverwerking uit relatief goedkope grondstof. Ja, RP-1 is duurder dan JET-A omdat er meer verwerking nodig is en het is meer gespecialiseerd, maar het is nog steeds bulkvloeistofverwerking.

LOX is zelfs goedkoper omdat de grondstof atmosferische lucht is, er zijn alleen de verwerkingskosten.

Bij het maken van lucht- en ruimtevaartcomponenten is een dure verwerking van exotische materialen nodig. Deze verwerking gebeurt vaak in een laag volume, dus er zijn relatief weinig schaalvoordelen.

Ter vergelijking: 747 blijkbaar kost ergens rond de $ 350.000.000, terwijl een volledige brandstoflading voor één meer op $ 100.000 ligt. De kosten van een volle tank brandstof zijn dus veel lager dan de kosten van het voertuig en zijn niet uniek voor ruimteraketten.

Het verschil is dat een 747 tienduizenden keren kan worden gebruikt. Dus gedurende zijn levensduur kost de brandstof meer dan het vliegtuig. Raketten worden daarentegen meestal maar één keer gebruikt en wanneer ze kunnen worden hergebruikt, zijn de renovatiekosten een punt van zorg. / p>

Reacties

• Brandstof is slechts een deel van de p touwtjes, zuurstof is ook nodig. Maar voor de productie van vloeibare zuurstof hoeft u geen ‘ grondstoffen te kopen, de lucht is gratis. De vloeibare zuurstofplant heeft veel elektrische energie nodig. Maar wanneer de lucht vloeibaar wordt gemaakt en gescheiden door gefractioneerde destillatie, kunnen de resterende vloeibare stikstof en de edelgassen zoals argon, neon en krypton worden verkocht.

Wat is goedkoper: elke keer een nieuwe auto kopen of de tank bijvullen? Het hangt ook af van de brandstof: zuurstof is vrij goedkoop in vergelijking met waterstof (ongeveer 20 keer duurder). Dit is een van de redenen waarom BFR methaan en zuurstof als brandstof gaat gebruiken – ze zijn beide erg goedkoop (ook de overvloed aan kooldioxide die op Mars eenvoudig in methaan kan worden omgezet).

Opmerkingen

• Methaan is niet overvloedig aanwezig op Mars. Het is in sporenhoeveelheden aanwezig in de atmosfeer en er is enige afzuiging uit de ondergrond waargenomen.Het idee is dat het vrij gemakkelijk op Mars kan worden geproduceerd. Met dat voorbehoud heb je ‘ gelijk: ISRU (gebruik van lokaal geproduceerd drijfgas) is de sleutel tot verkenning van Mars. Vanwege de tirannie van de raketvergelijking, is het erg moeilijk om drijfgas van aardse oorsprong naar Mars te vliegen, wat betekent dat grote raketten die van Mars opstijgen, het drijfgas van Mars zullen verbranden. Dus gebruik van methaan in BFR.
• @LesserHedgehog U hebt gelijk, meneer. Ik heb een correctie aangebracht.

Een punt dat andere antwoorden niet hebben behandeld: er zijn “t alle betere, maar duurdere brandstoffen die geen grote nadelen hebben. Een chemische raketmotor is in principe een vrij eenvoudige machine (de details kunnen ingewikkeld worden) en de dingen die je het liefst wilt in een brandstof / oxidatiemiddelcombinatie voor ruimtelanceringen zijn:

• Er komt veel energie vrij in de verbranding.
• Laag molecuulgewicht van de verbrandingsproducten.

Vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof presteren in theorie het beste, maar vloeibare waterstof heeft een zeer lage dichtheid, de tanks ervoor zwaarder. RP-1 of vloeibaar methaan geven je veel betere tankgewichten, en je krijgt een effectievere raket. Vloeibare fluor geeft je misschien meer energie dan zuurstof, maar de veiligheidsproblemen zouden verschrikkelijk zijn.