Dlaczego paliwo jest tanie w porównaniu do rakiety?

Jak zauważyli inni, metan, RP-1, LOX są produkowane na dużą skalę Stany Zjednoczone i wiele innych części świata. (Wyprodukowane może być złym słowem, być może wyprodukowane jest lepsze).

Funkcjonalnie jest towarem.

Z drugiej strony inżynierowie lotniczy dostają stosunkowo wysokie pensje. Komponenty z klasyfikacją kosmiczną pochodzą ze świata, w którym podczas startu dostajesz jeden strzał i lepiej działa absolutnie idealnie. Ten rodzaj niezawodności jest znacznie droższy niż zwykłe przetwarzanie LOX przez jego kompresję i chłodzenie.

SpaceX zatrudnia kilka tysięcy pracowników. Premiery generują większość pieniędzy na ich pensje. Powodem, dla którego wahadłowiec kosmiczny kosztował tak dużo, nie był sam sprzęt, ale raczej ponad 20 tysięcy pracowników, którzy bezpośrednio rozważali pracę nad każdym startem.

Lean oznacza mniejszą siłę roboczą.

Ciekawa anegdota, do której nie mogę się odnieść. Podczas gdy start Falcona 9 kosztuje około 62 milionów dolarów, start dla Sił Powietrznych kosztuje prawie 100 milionów dolarów. Dlaczego? Z powodu dodatkowych dokumentów wymaganych przez Siły Powietrzne. To znaczy. Wydali prawie 40 milionów dolarów na papierkową robotę! To niesamowita ilość papieru.

Oczywiście jest to koszt czasu pracownika na wypełnienie i przetworzenie papieru oraz dodatkowe zadania, które się z tym wiążą. Co powinno cię przerazić, ile pracy trzeba wykonać, aby wygenerować papierkową robotę wartą 40 milionów dolarów.

Komentarze

• Na temat papierkowej roboty – dotyczy dla przemysłu lotniczego, więc nic dziwnego, że tak samo będzie w przypadku przemysłu kosmicznego. Aby zapewnić bezpieczeństwo statku powietrznego do lotu, przed instalacją na statku powietrznym każda część musi posiadać dowód przydatności do użytku. Oznacza to identyfikowalność do miejsca produkcji oraz dowód wszystkich niezbędnych i odpowiednich kontroli i / lub testów. To ' to kosztowna papierowa ścieżka.
• Jest też kwestia wielkości produkcji. Pomimo swojej złożoności i oszałamiającej ilości wbudowanej technologii, samochody, komputery i telefony komórkowe są obecnie stosunkowo niedrogimi towarami, ponieważ są produkowane w ogromnych ilościach. Samoloty, mimo że są ” produkcją „, są zbudowane w znacznie mniejszej liczbie, więc koszty rozwoju muszą być amortyzowane na znacznie mniejszą liczbę jednostek, każda jednostka sprzedawała się drożej. Rakiety są produkowane w jeszcze mniejszych ilościach i muszą być zaprojektowane i przetestowane zgodnie z wyższymi standardami.

Tworzenie Paliwa to kwestia stosunkowo taniego przetwarzania płynnego luzem ze stosunkowo tanich surowców. Tak, RP-1 jest droższy niż JET-A, ponieważ potrzebne jest większe przetwarzanie i jest bardziej wyspecjalizowany, ale nadal jest to przetwarzanie masowe w stanie ciekłym.

LOX jest nawet tańszy, ponieważ surowcem jest powietrze atmosferyczne. tylko koszty przetwarzania.

Wytwarzanie elementów dla przemysłu lotniczego wiąże się z kosztowną obróbką egzotycznych materiałów. Przetwarzanie to często odbywa się w małych ilościach, więc istnieje stosunkowo niewiele korzyści skali.

Dla porównania 747 najwyraźniej kosztuje gdzieś około 350 000 000 $, podczas gdy pełne załadowanie jednego paliwa to więcej niż 100 000 $. Tak więc koszt pełnego zbiornika paliwa, który jest dużo mniejszy niż koszt pojazdu, nie jest unikalny dla rakiet kosmicznych.

Różnica polega na tym, że 747 może być używany dziesiątki tysięcy razy. Tak więc przez cały okres jego eksploatacji paliwo kosztuje więcej niż samolot. Rakiety z drugiej strony są zwykle używane tylko raz, a kiedy można je ponownie wykorzystać, problemem są koszty renowacji.

Komentarze

• Paliwo to tylko jedna część p ropelant, tlen też jest potrzebny. Ale do produkcji ciekłego tlenu nie ' nie trzeba kupować surowców, powietrze jest darmowe. Instalacja ciekłego tlenu potrzebuje dużo energii elektrycznej. Ale kiedy powietrze jest skraplane i rozdzielane przez destylację frakcyjną, pozostały ciekły azot i gazy szlachetne, takie jak argon, neon i krypton, mogą zostać sprzedane.

Co jest tańsze: kupowanie nowego samochodu za każdym razem czy tankowanie? Zależy to również od paliwa: tlen jest dość tani w porównaniu z wodorem (około 20 razy droższy). Jest to jeden z powodów, dla których BFR będzie używać metanu i tlenu jako paliwa – oba są bardzo tanie (także obfitość dwutlenku węgla, który można łatwo przekształcić w metan na Marsie).

Komentarze

• Metan nie występuje obficie na Marsie. Występuje w śladowych ilościach w atmosferze i wykryto pewne ulatnianie się spod ziemi.Chodzi o to, że można go dość łatwo wyprodukować na Marsie. Mając to na uwadze, ' masz rację: ISRU (użycie lokalnie pozyskiwanego paliwa) jest kluczem do eksploracji Marsa. Ze względu na tyranię równania rakietowego lot na Marsa paliwem pochodzącym z Ziemi jest bardzo trudny, co oznacza, że każda duża rakieta startująca z Marsa będzie spalać marsjański paliwo. Tak więc użycie metanu w BFR.
• @LesserHedgehog Masz rację. Zredagowałem z poprawką.

Kwestia, której nie uwzględniono w innych odpowiedziach: nie ma jakiekolwiek lepsze, ale droższe paliwa, które nie mają wielkich wad. Chemiczny silnik rakietowy jest w zasadzie dość prostą maszyną (szczegóły mogą się skomplikować), a to, czego najbardziej potrzebujesz w połączeniu paliwa i utleniacza do startów kosmicznych, to:

• Dużo energii uwalnianej w spalania.
• Niska masa cząsteczkowa produktów spalania.

Ciekły wodór i ciekły tlen mają w teorii najlepsze parametry, ale ciekły wodór ma bardzo niską gęstość, czołgi za to cięższe. RP-1 lub ciekły metan zapewniają znacznie lepszą masę czołgów, dzięki czemu otrzymujesz skuteczniejszą rakietę. Ciekły fluor może dać więcej energii niż tlen, ale problemy z bezpieczeństwem byłyby straszne .