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[美国发射] 2017年5月16日07:20, Inmarsat-5 F4通信卫星由Falcon 9自肯尼迪航天中心成功发射

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cmj9808 发表于 2017-5-17 16:31 | 显示全部楼层
dwy 发表于 2017-5-17 16:04
好像有说spx正在选点,加拿大东北靠近美国的海岸(加拿大当地政府部门也放出口声),美国国内也有候选, ...

那是另一家美国公司,本站有跟踪贴,使用乌克兰火箭。SpX的星座大部分轨道倾角是53度,仍然从卡角发射,尤其是IOC阶段。
预计后续GTO任务都会转到南德州发射场,LC-40专门用来发射星座。

joki 发表于 2017-5-17 16:32 | 显示全部楼层
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-17 16:15
这回猎鹰9火箭送的卫星进入GTO轨道质量6.1吨,最终定轨的GEO重量是3.7吨。
目前SpaceX官网上写的是Block ...

就算FH现在一次性极限运力能到GTO26吨,GEO我没推算过,但就算有12吨那又如何。前面已经试算过了,为了让二级从GEO返回,需要的二级自重就得12吨,这种情况下有效载荷只剩4吨出头,更不要说复用一级后。
虽然Raptor确实神器,但毕竟液氧甲烷组合密度低,即便用了碳纤维储箱,结构再减30%,GEO任务全复用后实际运力也不会那么好看。何况这得是搞定MCT以后的事情,太遥远。
topzdx 发表于 2017-5-17 16:35 | 显示全部楼层
☆温内图☆ 发表于 2017-5-17 12:50
有没有这种可能,FH完全回收,完全替代F9通吃所有任务?

这样做(全 FH:回收)在成本( 及测试、维护、人力、运输等)上是否有优势?
F9二级就算不能回收,只是流水线上多多生产一台真空型发动机。 FH全回收,芯级、双助推,二级等一堆回收工作和维护测试,有更多隐形成本...
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-17 18:03 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-17 16:32
就算FH现在一次性极限运力能到GTO26吨,GEO我没推算过,但就算有12吨那又如何。前面已经试算过了,为了让 ...

按你的12吨算是4吨,如果按6.1/3.7算26700*(3.7/6.1) = 16 195.081967213≈16吨,16-7 = 9那么载荷就有9吨,
9:7,入轨运力浪费不过一半,也就是说可以接受了。
如果碳纤维能够减重30%,那就是11:5,也就是仅仅将入轨运力浪费1/3不到而已,完全可行。
zimu 发表于 2017-5-17 18:27 | 显示全部楼层
darklighter 发表于 2017-5-17 12:29
比63000多的远地点多了40m/s。
这次在耗尽关机条件下演示的能力,按前面介绍的方法,
可以换算为从卡角 ...

spaceX 官网可能又更新技术数据了? 现在官网上给出的GTO运力是8.3吨. 我记得以前是7吨多. MIO现在是4吨+, 以前应该是3吨多.

TECHNICAL OVERVIEW
....
PAYLOAD TO LEO
22,800kg50,265 lb

PAYLOAD TO GTO
8,300kg18,300 lb
....

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joki 发表于 2017-5-17 19:31 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-17 18:03
按你的12吨算是4吨,如果按6.1/3.7算26700*(3.7/6.1) = 16 195.081967213≈16吨,16-7 = 9那么载荷就有9 ...

你这个计算是错误的。
GEO运力是按照总冲计算,不是按比例和加减法。。。何况你这个参照系可不太对,一个是卫星自己变轨,一个是火箭二级直送,工况差太多。
手机编辑不方便,回头有空的时候简单计算一下。
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-17 20:36 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-17 19:31
你这个计算是错误的。
GEO运力是按照总冲计算,不是按比例和加减法。。。何况你这个参照系可不太对,一 ...

我算的是干质比,变轨需要速度增量,而根据火箭速度方程,速度增量不就是干质比和比冲量两个参数么?
并且卫星大幅变轨时还是使用的低比冲的肼燃料,而二级则是高比冲的燃料,实际运力还会更高。
9m96e2 发表于 2017-5-17 22:37 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-17 16:32
就算FH现在一次性极限运力能到GTO26吨,GEO我没推算过,但就算有12吨那又如何。前面已经试算过了,为了让 ...

FFSC引擎混合比的液氧甲烷密度相比富燃的煤油只差了15%不到,再考虑到猛禽的比冲比梅林高了10%以上,实际猛禽二级的密度比冲和现有F9S2应该几乎没有差别。
joki 发表于 2017-5-18 10:45 | 显示全部楼层
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-17 20:36
我算的是干质比,变轨需要速度增量,而根据火箭速度方程,速度增量不就是干质比和比冲量两个参数么?
并 ...

卫星自己变轨,关机质量就是自身剩余质量。二级直送,除了卫星还得加上二级好几吨,能是一回事么。虽然Merlin比冲更高,也没高出一个数量级。

以SpaceX网站最新公布的运力数据为准,FH一次性LEO运力63.8吨、GTO26.7吨。
由于SpaceX尚未公布FH火箭各级详细参数,此处以slr提供的参数进行估算。不过这有一定偏差,除slr提供数据未必完全准确外,主要是因为FH数据滞后,已经有一年多参数未更新,特别是在F9 blk5出现以后差异更大。因此,后面将通过对LEO和GTO两个运力指标进行反推,检验基础参数的合理性。考虑到FH两侧助推与F9通用,起飞级3个Core以blk5参数为依据(中间芯级加强结构增重暂不考虑)。不过这里也有个小问题,根据slr提供的数据,F9 blk5的一级干重高达27吨、而blk1只有19吨,显然blk5增重部分是由于加装起落架、冷气RCS、格栅翼和强化发动机舱带来的。经过初步计算标明,如果一级干重27吨,则无法实现SpaceX宣传的运力指标,因此,一次性运力估算时干重仍沿用19吨的数据。
下面进行详细估算:
卡角发射LEO(200*200@28.5°)所需Dv为7788*1.2-409≈8937m/s,GTO需额外增加2455m/s合计11392m/s,GEO变轨1836m/s合计13228m/s。
按一级干重19吨(燃尽质量含不可用推进剂)、可用推进剂418.7吨,总重437.7吨。芯二级干重4.5吨、不可用推进剂0.5吨、可用推进剂111吨。GTO载荷26.7吨、整流罩4吨。整箭合计起飞重量1459.8吨。为了尽可能提升运力,芯级进行大幅节流(平均约44%),整流罩抛罩时间统一按220s计算。GTO任务中,助推关机速度为3506m/s、抛罩前芯一级提供697m/s、芯一级关机时提供1967m/s、芯二级提供5227m/s,合计Dv11397m/s,满足GTO入轨条件。
LEO计算方法如上不再赘述,合计Dv9015m/s也满足入轨条件。初步认定SpaceX公布的一次性数据是可行的,由于两种任务的计算结果和实际数据都比较接近,反推可知火箭建模参数虽然不够准确,但已有参考价值。在这个基础上对FH火箭执行GEO直送能力进行估算成为可能。
二级直送GEO时需要加强二级的电源、长时间滑行后推进剂沉底能力和防热能力,SpaceX宣传搞了一套可以增加的组件,增重未知,这里先不做考虑。按重量完全不增加估算最理想情况,当GEO12.9吨时合计提供Dv13232m/s,满足入轨条件。扣除必要的增重后,我们认为FH有直送GEO12吨的潜力。但是,需要注意的是,这个时候二级已经进入GEO,这么大个家伙在GEO是非常不安全的,必须离轨。按离轨再入大气层需1500m/s的Dv,需要预留至少2.8吨推进剂,计算结果是在不考虑二级增重的前提下,一次性GEO能力已经降低到近10吨(13225m/s),考虑增重只会更低。
然后,我们再算一下二级复用的情况,按之前的理想估计二级增重2吨(防热、气瓶、起落架、着陆缓冲发动机等)、回收1800m/s的Dv折算需预留5吨推进剂,计算结果是GEO可以达到5.5吨。但这里面有两个问题没计入,一个是二级长时间工作套件重量没算,一个是着陆300m/s是按理论值没考虑重力损失。综合这些因素,实际运力在4~5吨是比较合理的。如果再考虑一级复用,也就是真正的完全复用,按2个助推返场、芯级落船考虑,由于没有工作时序,这里偏差最大。仅根据之前NSF上对各状态下GTO运力比例的估算推测,全复用状态下,FH的理想GEO能力是2~3吨,结构稍稍超重掉到1~2吨也有可能。这个能力是不是有性价比,见仁见智。
最后谈一下复合材料储箱的问题,减重30%是指储箱结构减重比例,不是整个二级干重减30%。液氧甲烷组合密度比液氧煤油低,只有后者80%左右,这块是拖后腿的。发动机、GNC、气瓶、卫星支架等是不会因为采用复合材料就能跟着减的,综合来看,同样质量下的液氧甲烷二级采用复合材料后能跟现在的干质比指标打平就不错了。由于架空太多,FH也没有明确的升级计划,这里就不展开计算。

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hkhtg090201 + 2 一看这么多字, 感觉还不是拷贝来的, 马上.

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dwy 发表于 2017-5-18 11:11 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-18 10:45
卫星自己变轨,关机质量就是自身剩余质量。二级直送,除了卫星还得加上二级好几吨,能是一回事么。虽然Me ...

离轨是二级调头后反向发动机点火减速,还是反向喷RCS冷气减速?印象中前段时间好像有说离轨是反向喷冷气的?
zimu 发表于 2017-5-18 12:19 | 显示全部楼层
dwy 发表于 2017-5-18 11:11
离轨是二级调头后反向发动机点火减速,还是反向喷RCS冷气减速?印象中前段时间好像有说离轨是反向喷冷气 ...

GEO要离轨再入,  是从GTO到GEO的逆过程. 1500m/s GTO -to- GEO, 那就需要1500m/s GEO-to-GTO;  
冷气系统提供不了这么大的速度增量, 只能是主发动机点火. 转移到GTO之后, 倒是可能依靠冷气系统降轨, 高层大气刹车把远地点降下来直至再入.
joki 发表于 2017-5-18 13:33 | 显示全部楼层
dwy 发表于 2017-5-18 11:11
离轨是二级调头后反向发动机点火减速,还是反向喷RCS冷气减速?印象中前段时间好像有说离轨是反向喷冷气 ...

从GEO回来只能靠主发工作。冷气RCS适合大椭圆轨道,可以减一点点高度,时机把握得当的话,近地点降的多一点,可以靠大气减速自然慢慢掉下来。当然,这种情况后半截是不可控的,只适合销毁。
自由狼-台风 发表于 2017-5-19 10:46 | 显示全部楼层
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-17 11:54
SpaceX未来肯定是全回收的,这一点是确定的。。。
风险大不是问题,最近Tom Mueller在一次公开交流中指 ...

应该是在某些任务中全回收,而不是所有任务~

鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-19 11:27 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-18 10:45
卫星自己变轨,关机质量就是自身剩余质量。二级直送,除了卫星还得加上二级好几吨,能是一回事么。虽然Me ...

你的算法有问题,首先,在有效排气速度(m/s, kg·m/s/kg)Ve一定的情况下,由于变轨所需的速度增量△V也一定,比冲和速度增量这两个参数完全可以约掉。直接通过干质比运算


其次,火箭发动机比冲量比如380s换算到有效排气速度(m/s, kg·m/s/kg)Ve一般要乘以10,即当火箭发动机比冲量为380s时,代入公式的数值是3800。

由此次任务卫星定轨质量和GTO质量来推出GTO到GEO变轨后的质量比。这还没算上二级比冲优势。
【二级直送,除了卫星还得加上二级好几吨,能是一回事么】
当然是一回事,
二级GEO往返完全可以把二级和卫星当作一个整体看待,在GEO定轨后有效载荷与二级分离时有多重,就是GEO有效载荷就有多重。
我之前的计算,如果二级加卫星整体作为GEO卫星A来看待,假定燃料比冲不变,则有:
根据此次任务的干质比可得,卫星A入轨GEO时的总质量是
26700*(3.7/6.1) = 16 195.081967213≈16吨
卫星A此时由两部分构成:7吨重的可返回二级和有效载荷卫星。
即【16-7 = 9那么有效载荷就有9吨】
如果碳纤维能够将二级箭体减重30%,所需速度增量不变,比冲不变,即干质比也不变。根据火箭速度方程,速度增量不变,比冲不变,保持干质比一定,则二级整体减重30%

则有16-(7*0.7) ≈ 11,那么有效载荷就有11吨.
即【也就是仅仅将入轨运力浪费1/3不到而已,完全可行】

我找到了一个重型猎鹰运力的表格:
Price        $90M (3 RTLS)        $105M (2 RTLS CC ASDS)        $135M (EXPD)
LEO        24                             44.8                                         64
TLI        8.24                           15.4                                         22
Mars        6.22                         11.62                                   16.6
GTO        10                            18.69                                    26.7
按表格运力可知,如果重型猎鹰完全回收GEO直送轨道的有效运力为
(3.7/6.1)*18.69 ≈ 11.3吨
11.3-7=4.3吨
碳纤维减重30%,有11.3-5=6.3吨




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cmj9808 发表于 2017-5-19 12:50 | 显示全部楼层
joki 发表于 2017-5-17 09:08
标反的可能性倒是有。不过这次F9是燃尽关机,是否还能进行钝化?排空储箱来完成么。

NORAD已经互换了卫星和上面级的代号
42698   INMARSAT 5-F4  2017-025A      1409.24 min    24.52deg    70134km    385km
42699   FALCON 9 R/B    2017-025B      1401.51 min   24.47deg    69835km    378km



herry1993 发表于 2017-5-19 13:22 | 显示全部楼层
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-19 11:27
你的算法有问题,首先,在有效排气速度(m/s, kg·m/s/kg)Ve一定的情况下,由 ...

不回收二级的(3.7/6.1)*18.69 ≈ 11.3吨这个有点高吧 不能这么算吧
光光是卫星飞和带着二级+卫星飞的重量可不一样
Delta IV Heavy 6.7/14.2 47%
ariane 6 4.1/11=37%
个人以为SPX水平再高基于比冲劣势 还要二级增重 能够留下GTO的35%就已经很不错了
所以18.69*0.35=6.54t 基本满足地球上任意全电星 至于F9 5.5*0.35=1.8 就有点略为捉鸡
joki 发表于 2017-5-19 21:41 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-19 11:27
你的算法有问题,首先,在有效排气速度(m/s, kg·m/s/kg)Ve一定的情况下,由 ...


上贴计算错误在何处,烦请明确指出,每一步均可验算。顺便说一下比冲单位换算(s换算成m/s)是乘以g,即9.80665,近似取10积累误差较大。
另外,这里有个问题必须说清楚。一般定义上有效载荷是指实际运力,而不是卫星+上面级剩余质量,你说的这种称为组合体质量。上贴计算中的GTO运力26.7吨也是这个标准,如果按照你组合体的计量标准则约为32吨,其他轨道运力也是这个情况,所有参数均通过建模计算验证,这里不再赘述。所以说,这同卫星自行变轨差异较大,不能类比。你之前的推算在第一步计量标准上就出现了较大误差,后面的结果自然无法采信。而且,按比例推测这种做法误差极大,何况是两种不同工况,远比不上通过实际总冲计算来得准确。
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-19 21:52 | 显示全部楼层
herry1993 发表于 2017-5-19 13:22
不回收二级的(3.7/6.1)*18.69 ≈ 11.3吨这个有点高吧 不能这么算吧
光光是卫星飞和带着二级+卫星飞的重 ...

为什么不能在GEO定规前把二级和卫星看作一个整体的卫星呢?
herry1993 发表于 2017-5-20 02:47 | 显示全部楼层
鱼肉百姓馆 发表于 2017-5-19 21:52
为什么不能在GEO定规前把二级和卫星看作一个整体的卫星呢?

就是因为要看成一个整体
GTO-GEO消耗3.7/6.1的燃料这部分并没有二级重量
你要算的GEO直送必然有二级重量
而且3.7/6.1=60%就算是Delta Heavy都打不到的水平
joki 发表于 2017-5-22 15:58 | 显示全部楼层
herry1993 发表于 2017-5-19 13:22
不回收二级的(3.7/6.1)*18.69 ≈ 11.3吨这个有点高吧 不能这么算吧
光光是卫星飞和带着二级+卫星飞的重 ...

你这个估算还是比较接近的,我129楼通过计算整箭总冲,得出的数据是:考虑离轨时一次性GEO运力接近10吨,也就是10/26.7≈37.4%。考虑到长时间滑行套件可能带来的增重,总体上看跟阿6是比较接近的。
不过2 RTLS CC ASDS时GTO能打18.69吨要打个问号,对应的其他轨道运力也是,明显都是一次性运力直接乘0.7得出来的,印象里这是NSF上网友的估计,并不是SpaceX公布的数据。以此为依据推测GEO运力其实也偏差的比较远。现在缺乏FH实际极限发射以及对应时序,所以很难精确估算。个人认为二级一次使用、3个core都ASDS降落能这么高还差不多,因为以比较严苛的边界推算2侧助推均返场时很难超过5吨GEO。
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