SpaceX Falcon 9

[nonconvex]

У нас ведь речь не о том, выгоднее ли многоразовые пуски Ф9 по сравнению с ним же одноразовым. Речь о том, выгоднее ли многоразовая Ф9 по сравнению с БОЛЕЕ ЛЕГКОЙ одноразовой ракетой (с массовым стандартизированным производством и вообще без всякого обслуживания).

Кроме того, себестоимость не считается в тоннах металла.

А давайте упростим подсчет.
Итак, 20 полетов Фалкон.
1. Одноразовая версия.
Выведено 22*20=440 тонн.
Потрачено 1-ступень= 20 штук, 2-ступень= 20 штук, Мерлинов= 200 штук.
2. Многоразовая версия.
Выведено 15*20=300 тонн.
Потрачено 1-ступень= 1 штука, 2-ступень= 20 штук, Мерлинов= 20 штук.
И еще в 1-ступени были были 4 ножки, тоже расход.

Сколько потрачено на восстановление ступеней и прочих мерлинов?

[telekast]

Нет. Это просто один из вариантов. Скажем, когда нужно больше топлива на вывод и на торможение наверху его не хватает. Вообще, по старой пдфке ЦНИИМаш получается:
На баржу, только посадочный импульс - теряем 9% ПН;
На баржу, тормозной и посадочный импульс - 23% ПН;
Возврат на старт - 39% ПН;

Насколько я помню, у Ф-9 нет возможности отказаться от тормозного импульса, т.к. будет слишком сильный аэродинамический нагрев. Или это цифры для абстрактной РН, изначально рассчитанной на это?

Есть. Вполне штатно. При выводе р-н на ГПО:
"..При запуске спутника на геопереходную орбиту первая ступень работает дольше, используя больше топлива для набора более высокой скорости до расстыковки, резерв оставшегося топлива ограничен и не позволяет выполнить сброс горизонтальной скорости. После расстыковки ступень двигается по баллистической траектории (без торможения) по направлению к платформе, расположенной в 660 км от места запуска...
...
В случае запуска на геопереходную орбиту, в связи с отсутствием предыдущего манёвра торможения, скорость ступени при вхождении в атмосферу вдвое (2 км/с против 1 км/с), а тепловая нагрузка в 8 раз больше соответствующих значений при запуске на низкую околоземную орбиту[51]. Нижняя часть первой ступени и посадочные стойки выполнены с использованием термостойких материалов, позволяющих выдержать высокую температуру, до которой нагреваются элементы ступени при входе в атмосферу и движении в ней..."
https://www.wikiwand.com/ru/articles/Falcon_9

[Буцетам]

Я полагаю, что многоразовость Ф9, вероятно, (весьма) выгодна. Но как честный человек, разбирающийся в учёте себестоимости, я не вижу способа это убедительно показать, кроме фантастического сравнения с альтернативным Маском-одноразником.

Да чо там сложного то? Надо просто перестать считать деньги в чужом закрытом кармане и посмотреть на факты.
1-ступень - 9 движков, весит 22 тонн металла.
2-ступень - 1 движок, весит 4 тонны металла.
Одноразовый Фалкон, траты:
Производство = 26 тонн металла, 10 движков.
Многоразовый Фалкон, траты:
Производство = 4 тонны + (22 тонны / 20 полетов) = 5,1 тонн металла и 1 движок.
И обслуживание 1-ступени, диагностика, промывка и прочая ерунда.

Я бы эту методику вынес в заголовок отдельной темы даже...
Только двигателей на каждый "раз" нужно не 1, а 1+(9/20) = 1,45. Но! Это при условии что двигатели держат 20 раз. А они не держат! 
Двигатели через каждые 5-7 полётов капиталятся в части ТНА, а это самая дорогая часть. В худшем случае (замена двигателя целиком каждые 5 полётов), на "раз" потребуется 1+(9/5) = 2,8 двигателей

[Prokrust]

Я бы эту методику вынес в заголовок отдельной темы даже...
Только двигателей на каждый "раз" нужно не 1, а 1+(9/20) = 1,45. Но! Это при условии что двигатели держат 20 раз. А они не держат!
Двигатели через каждые 5-7 полётов капиталятся в части ТНА, а это самая дорогая часть. В худшем случае (замена двигателя целиком каждые 5 полётов), на "раз" потребуется 1+(9/5) = 2,8 двигателей

На практике движкам нужно надежно держать 10 полетов. В 10-й полет такой движок ставим на 2-ступень.
Ну конечно зачетные сопла диаметром 3.3 м производить по количеству 2-ступеней.

[Буцетам]

У нас ведь речь не о том, выгоднее ли многоразовые пуски Ф9 по сравнению с ним же одноразовым. Речь о том, выгоднее ли многоразовая Ф9 по сравнению с БОЛЕЕ ЛЕГКОЙ одноразовой ракетой (с массовым стандартизированным производством и вообще без всякого обслуживания).

Кроме того, себестоимость не считается в тоннах металла.

А давайте упростим подсчет.
Итак, 20 полетов Фалкон.
1. Одноразовая версия.
Выведено 22*20=440 тонн.
Потрачено 1-ступень= 20 штук, 2-ступень= 20 штук, Мерлинов= 200 штук.
2. Многоразовая версия.
Выведено 15*20=300 тонн.
Потрачено 1-ступень= 1 штука, 2-ступень= 20 штук, Мерлинов= 20 штук.
И еще в 1-ступени были были 4 ножки, тоже расход.

Ну и что мы сравниваем, 440 тонн и 300? Не сравнимые величины. Добавляйте вторую ракету многораз, пусть запускает оставшиеся 140 тонн

[Demir_Binici]

У Маска есть Старлинк.

Есть сомнения в его экономической устойчивости.

К окучиванию..

Так ведь цена абонентского плана не изменилась.

Так и Старлинк не конкурирует с кабельными сетями.

Оба конкурируют за предоставление услуг по доступу в Интернет.

Если эти вопросы так вам интересны, то почему бы не обсудить их, например, здесь: Starlink - глобальный спутниковый интернет от SpaceX.

[Буцетам]

На практике движкам нужно надежно держать 10 полетов. В 10-й полет такой движок ставим на 2-ступень.

Так они не держат 10 полётов, они держат 5 полётов. И запуск в невесомости не факт что будет для обычного Мерлина

[nonconvex]

Если эти вопросы так вам интересны, то почему бы не обсудить их, например, здесь: Starlink - глобальный спутниковый интернет от SpaceX.

Они непосредственно связаны с экономической устойчивостью многоразовых средств выведения.

[Prokrust]

На практике движкам нужно надежно держать 10 полетов. В 10-й полет такой движок ставим на 2-ступень.

Так они не держат 10 полётов, они держат 5 полётов. И запуск в невесомости не факт что будет для обычного Мерлина

Неизвестно сколько они держат. Более того, их возможно дорабатывают в этом отношении и может быть существенная разница между сколько они держали полетов пару лет назад и сейчас.

[nonconvex]

Неизвестно сколько они держат. Более того, их возможно дорабатывают в этом отношении и может быть существенная разница между сколько они держали полетов пару лет назад и сейчас.

А некому дорабатывать. Мюллер ушел, группа ведущих тоже.

[telekast]

У нас ведь речь не о том, выгоднее ли многоразовые пуски Ф9 по сравнению с ним же одноразовым. Речь о том, выгоднее ли многоразовая Ф9 по сравнению с БОЛЕЕ ЛЕГКОЙ одноразовой ракетой (с массовым стандартизированным производством и вообще без всякого обслуживания).

Кроме того, себестоимость не считается в тоннах металла.

А давайте упростим подсчет.
Итак, 20 полетов Фалкон.
1. Одноразовая версия.
Выведено 22*20=440 тонн.
Потрачено 1-ступень= 20 штук, 2-ступень= 20 штук, Мерлинов= 200 штук.
2. Многоразовая версия.
Выведено 15*20=300 тонн.
Потрачено 1-ступень= 1 штука, 2-ступень= 20 штук, Мерлинов= 20 штук.
И еще в 1-ступени были были 4 ножки, тоже расход.

Сколько потрачено на восстановление ступеней и прочих мерлинов?

Стоимость одноразовой считаем на единицу, стоимость восстановленной 0,5. Итого для примера с 20 пусками выше:
(1(стоимость новой ступени)+19*0,5(стоимость восстановления))/20=0,525. Те экономия у многораза на стоимости в 20 пусках составит 47,5%
Стоимость тонны ПН для одноразов:
20/440=0,45;
Многоразов:
(1+19*0,5)/300=0,35;
Как-то так

[Demir_Binici]

Я полагаю, что многоразовость Ф9, вероятно, (весьма) выгодна. Но как честный человек, разбирающийся в учёте себестоимости, я не вижу способа это убедительно показать, кроме фантастического сравнения с альтернативным Маском-одноразником.

Да чо там сложного то? Надо просто перестать считать деньги в чужом закрытом кармане и посмотреть на факты.
1-ступень - 9 движков, весит 22 тонн металла.
2-ступень - 1 движок, весит 4 тонны металла.
Одноразовый Фалкон, траты:
Производство = 26 тонн металла, 10 движков.
Многоразовый Фалкон, траты:
Производство = 4 тонны + (22 тонны / 20 полетов) = 5,1 тонн металла и 1 движок.
И обслуживание 1-ступени, диагностика, промывка и прочая ерунда.

У нас ведь речь не о том, выгоднее ли многоразовые пуски Ф9 по сравнению с ним же одноразовым. Речь о том, выгоднее ли многоразовая Ф9 по сравнению с БОЛЕЕ ЛЕГКОЙ одноразовой ракетой (с массовым стандартизированным производством и вообще без всякого обслуживания).

Кроме того, себестоимость не считается в тоннах металла.

Чем ступень Falcon 9, которую предполагают пустить в расход отличается от ступени которую предполагают сажать? Отсутствием посадочных опор и fin grids, что видно невооружённым глазом. Возможно что и двигатели ориентации снимают. Ну и чем это не БОЛЕЕ ЛЕГКАЯ одноразовая ракета? Как её ещё облегчать?

Не знаю, о насколько массовом стандартизированным производстве вы рассуждаете, но самая массовая в мире ракета, Союз-У/ФГ/2.1а/2.1а по крайней мере в XXI веке производилась максимум 20 штук в год. CZ-2C/2D на пике частоты полётов - примерно столько же. CZ-4B/4C - заметно меньше. Остальных - намного меньше. Первых ступеней Falcon 9 v1.2 до Block 5 было выпущено 26 штук (включая сгоревшую вместе с Amos-6 и центральную Falcon Heavy. А летали они (новые) с 22 декабря 2015 до 18 апреля 2018. Получается выпуск 11.14 ступеней в год, что больше всех остальных ракет, кроме вышеперечисленных, и больше, чем ступеней с ЖРД для любой тяжёлой ракеты. ТТУ для Atlas V пожалуй больше производилось в отдельные годы.

Выгода от массового производства сильнее проявляется на твердотопливных ракетных ступенях. Собственно JAXA/MHI и Arianespace/Avio были намерены добиться удешевления своих ракет во многом за счёт этого.

[Demir_Binici]

Интересно - есть ли хотя бы один стартап пытающийся такое реализовать?
Судя по всему - нет. А почему? Не выходит каменный цветок?

А Ангара? Разве модульность не удешевляет вывод ПН?

Удешевляет. ПН нагрузки надо выводить всякие. Ракету проектируют под максимальный вариант, ведь его надо на чём-то выводить. Но чаще, как показывает статистика надо выводить что-то более лёгкое. Не балластом же забивать остальное? Только Arianespace удавалось в некий весьма длительный период максимально полно использовать возможности своей ракеты Ariane 5 EKA. Но они не надеются, что так и дальше будет продолжаться - отсюда Ariane 64 и 62, причём последняя не так чтобы сильно дешевле в абсолютных цифрах, а в пересчёте на кг очевидно дороже.
Так же и Ангара А3 была бы очевидно дороже за кг, чем Ангара А5, но в целом была бы выгодна, так как очевидно, что не всегда нужна Ангара А5. Лучше ведь потратить три УРМ вместо пяти, там где все 5 просто лишние.

Китайцы просто имеют зоопарк ракет на все случаи.

Вот многоразовая ракета, даже с минимальным повторным использованием (один раз) и минимальной частотой полётов, тоже эту проблему решает. Причём довольно эффективно. Выводить на 20-30% меньше, там где больше и не требуется, чтобы в следующем пуске сократить затраты на 30% - это выгоднее модульной ракеты. Для SpaceX альтернативой повторному использованию ступеней Falcon 9 мог бы быть Falcon 5.

[Demir_Binici]

Нет. Это просто один из вариантов. Скажем, когда нужно больше топлива на вывод и на торможение наверху его не хватает. Вообще, по старой пдфке ЦНИИМаш получается:
На баржу, только посадочный импульс - теряем 9% ПН;
На баржу, тормозной и посадочный импульс - 23% ПН;
Возврат на старт - 39% ПН;

Насколько я помню, у Ф-9 нет возможности отказаться от тормозного импульса, т.к. будет слишком сильный аэродинамический нагрев. Или это цифры для абстрактной РН, изначально рассчитанной на это?

От тормозного импульса наверное нельзя отказаться. Первая ступень Falcon 9 имеет нулевую вертикальную скорость где-то на высоте от 120 км, а дальше тупо падает набирая такую скорость, что сгорела бы без тормозного импульса. Без тормозного импульса обходятся New Sheppard и Super Heavy, но они всего на 100 км поднимаются.

[wisefilinn]

самая массовая в мире ракета, Союз-У/ФГ/2.1а/2.1а по крайней мере в XXI веке производилась максимум 20 штук в год.

Зачем передергивать?
При чём тут 21 век?

В 20м веке доходило до 108 космических запусков в год в СССР (1982 год).
Из них всяко больше половины РН семейства Р7.
Лень точно искать но минимум 60 получается.

Сейчас производственные мощности гораздо больше.
Выпускать раз в 10 больше вполне реально.
Соответственно, с запасом перекрыть грузопоток Фальконов.

Никакого кардинального отрыва по числу запусков многоразовость не дала.
...
Стоимость тогда была, по памяти, около 2 млн рублей.
Но особо большая.
И это при том, что Р7 - очень сложная, сделанная впопыхах РН.
Сейчас вполне реально сделать аналогичную по ПН РН которая будет в массовом производстве в разы дешевле.
И цикл производства которой будет в разы короче.

[telekast]

Нет. Это просто один из вариантов. Скажем, когда нужно больше топлива на вывод и на торможение наверху его не хватает. Вообще, по старой пдфке ЦНИИМаш получается:
На баржу, только посадочный импульс - теряем 9% ПН;
На баржу, тормозной и посадочный импульс - 23% ПН;
Возврат на старт - 39% ПН;

Насколько я помню, у Ф-9 нет возможности отказаться от тормозного импульса, т.к. будет слишком сильный аэродинамический нагрев. Или это цифры для абстрактной РН, изначально рассчитанной на это?

От тормозного импульса наверное нельзя отказаться. Первая ступень Falcon 9 имеет нулевую вертикальную скорость где-то на высоте от 120 км, а дальше тупо падает набирая такую скорость, что сгорела бы без тормозного импульса. Без тормозного импульса обходятся New Sheppard и Super Heavy, но они всего на 100 км поднимаются.

Ответ #21301
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?msg=2743534

[Astro Cat]

Никакого кардинального отрыва по числу запусков многоразовость не дала.
...

Сравниваете легкую Р-7 и тяжелую Фалькон-9. Поделите запущенный вес Фальконами в прошлом году на 7 тонн "семерки" и узнаете реальный отрыв.

[nonconvex]

Никакого кардинального отрыва по числу запусков многоразовость не дала.
...

Сравниваете легкую Р-7 и тяжелую Фалькон-9. Поделите запущенный вес Фальконами в прошлом году на 7 тонн "семерки" и узнаете реальный отрыв.

Надо сравнить количество сожженного керосина, по нему и определим отрыв!

[Demir_Binici]

самая массовая в мире ракета, Союз-У/ФГ/2.1а/2.1а по крайней мере в XXI веке производилась максимум 20 штук в год.

Зачем передергивать?
При чём тут 21 век?

Мы в нём живём. И уже порядочно.

В 20м веке доходило до 108 космических запусков в год в СССР.
Из них всяко больше половины РН семейства Р7.
Лень точно искать но минимум 60 получается.

Вот это я называю передёргиванием. Сильно влияло увеличение объёма производства Молнии или Восхода 2М на снижение себестоимости производства Союз-У? Остальные советские ракеты вообще каким боком? Среднее число запусков Союза-У вместе с Союзом-У2 - 43 в год с 1978 по 1988. Ранее и позднее заметно меньше.

С чего вдруг выпуск 20 ступеней с ЖРД в год или даже 40 ступеней, так уж удешевит производство относительно выпуска 10 ступеней в год? Переход к сотням или тысячам ступеням, другая организация производства наверное дали бы заметный эффект.

Сейчас производственные мощности гораздо больше.
Выпускать раз в 10 больше вполне реально.
Соответственно, с запасом перекрыть грузопоток Фальконов.

Этот поток сознания он про что конкретно? С запасом перекрыть грузопоток это 200 с хвостиком тяжёлых ракет в год? Это вы кого на прочите на роль этого перекрывальщика?

Никакого заметного отрыва по числу запусков многоразовость не дала.

Какой-то незаметный такой слон. То что в прошлом году SpaceX выполнили больше удачных пусков в год, чем ВСЕ страны за любой из годов вашего любимого XX века. То, что 55% всех пусков в прошлом году выполнили SpaceX, не говоря уже о выведенной ПН. То что они запустили вдвое больше чем СССР запускал всех Р7 в любой из годов.

Вторые ступени у SpaceX конечно новые, но и с их производством, как мы видим, они как-то справляются. Вероятно, что справились бы и с производством первых тоже, и производство двигателей могли бы наверное в 10 раз поднять. Но зачем, Карл? Ведь ими освоен более экономный способ.

[nonconvex]

Вторые ступени у SpaceX конечно новые, но и с их производством, как мы видим, они как-то справляются. Вероятно, что справились бы и с производством первых тоже, и производство двигателей могли бы наверное в 10 раз поднять. Но зачем, Карл? Ведь ими освоен более экономный способ.

Более экономный для массовых запусков Старлинка. Для разовых коммерческих - менее экономный.