Die echten Saturn V Upgrades

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Nachdem sich Elendsoft schon über mögliche Saturn V Upgrades ausgelassen hat, möchte ich mal nachreichen was man tatsächlich angedacht hat. Wie immer bei allen Raumfahrtprojekten muss man entscheiden, in welcher Phase das dann eingestellt wurde. Es gibt meistens eine vorbereitende Studie die mal grundlegende Fragen klärt und die gibt es zu Hauf zu allen Projekten, das kann auch der private Ansatz eines Mitarbeiters sein, der dann nicht viel weiter geht als Überlegungen in meinem Blog. Wird es ein echtes Projekt, so  durchläuft es vier Phasen, richtig teuer wird es erst ab Phase C, der Entwicklung. Phase A und B dienen dazu die Machbarkeit zu prüfen, das Design detailliert festzuklopfen und eventuelle vorbereitende Technologiearbeiten durchzuführen. Phase D ist dann die Produktion. Bei CCDev kostete z.b.  Phasen A+B bei drei Unternehmen rund 1100 Millionen Dollar, Phase C+D bei drei Unternehmen 10100 Millionen Dollar. (Ich habe Sierra Nevada das bei den ersten Stufen dabei war auch bei Phase C/D mit hinzugenommen). Ich behandele diesen Punkt etwas ausführlicher, weil viele diese Stadien nicht unterscheiden, wenn von einer „NASA Studie“ oder „NASA Projekt“ unterschieden wird. Doch wir wollen das ja hier richtig machen. Continue reading „Die echten Saturn V Upgrades“

Triebwerke – damals und heute

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Zufälligerweise, bzw, weil auch die Reihenfolge im Buch so ist, korrigiere ich dieses Wochenende vom aktuellen Manuskript zwischen Falcon und Saturn. Da entdeckte ich was interessantes, das ich als kleinen Lückenfüller um schneller mit der Erstkorrektur fertig zu sein, mal reinschiebe.  Bei der Falcon 9  musste ich natürlich den Ausfall des Triebwerks bei CRS-1 einarbeiten, für das es folgende Begründung gab: zu viel Testen. Continue reading „Triebwerke – damals und heute“

Das F-1: eine Alternative für die SLS?

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Seit die F-1 ausgemustert wurden tauchen sie regelmäßig wieder auf – vor allem in Diskussionen, wenn es um Schwerlastträger geht. Selten ist die Diskussion sachlich. So gab es mal das Argument „Wenn sie ein neues Auto haben wollen, bauen sie dann einen Chevrolet aus den Sechzigern nach?“. Nachdem nun nochmals der Vorschlag kam es bei der SLS einzusetzen, ist es Zeit dies mal genauer zu betrachten. Fangen wir mit dem einfachsten an, den reinen technischen Parametern:

Die F-1 waren keine Triebwerke, die man auf maximale Leistung, sondern auf Robustheit und Zuverlässigkeit auslegte. Ein Vergleich mit anderen Triebwerken ist relativ schwierig, weil es nur wenige Vergleichsmaßstäbe gibt. Das RD-170/171 ist zwar vom Schub vergleichbar, ist aber ein Triebwerk mit vier Brennkammern. Triebwerke mit Gasgeneratorantrieb findet man nur mit einer Zehnerpotenz kleinerem Schub. Am ehesten kann man noch die NK-33 vergleichen, die immerhin ein Viertel des Schubs liefern. Continue reading „Das F-1: eine Alternative für die SLS?“

Ein Triebwerk für alle Stufen – Teil 2

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Im ersten Teil habe ich dargelegt das bei zweistufigen Raketen sehr viele Triebwerke in der ersten Stufe benötigt werden, wenn man nur ein Triebwerk in beiden Stufen verwendet wird. Heute will ich die Konsequenzen dessen darlegen.

Nun ist es sicher so, dass größere Stückzahlen ein Triebwerk preiswerter ist, das muss aber gegengerechnet werden, dass ein großes, schubstarkes Triebwerk immer noch preiswerter als zehn kleine sind. Ich denke, wenn man einen Vergleich zur Luftfahrt macht, wo ein Jumbojet auch maximal vier anstatt 10 bis 12 Triebwerke hat, liegt die Obergrenze bei vier Triebwerken.

Das ist bei LOX/LH2 noch zu erreichen, wenn man bei der zweiten Stufe etwas höheren Startschub toleriert, hier 700 kN, entsprechend 10,4 m/s Beschleunigung beim Start und 36,9 m/s² Brennschluss. Würde man bei der LOX/Kerosinlösung genauso verfahren, so kommt man auf 668 kN Schub pro Triebwerk und 17,3 m/s² Start- und 83 m/s² Brennschlussbeschleunigung. Der letzte Wert ist intolerabel hoch und auch ist dann die Brennzeit so kurz, dass zu Brennschluss eventuell ohne Freiflugphase noch kein Orbit erreicht wurde. Continue reading „Ein Triebwerk für alle Stufen – Teil 2“

„man rated“ – an den Triebwerktests festgemacht

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Der Begriff „man rated“ ist nicht so fest definiert, wie man es gerne hätte und ich denke er hat sich auch im Laufe der Zeit geändert. So würde man wohl die Atlas D und Titan II die man für den Start von Mercury und Gemini benutzt hat sicher nicht mehr heute als „man rated“ bezeichnen. Weiterhin ist es natürlich ein Begriff, der eigentlich auf ein System als ganzes angewandt werden muss. Vereinfacht gesagt muss ein System als Ganzes sicher sein. Die schlechte Zuverlässigkeit früher Trägerraketen wurde durch den Fluchtturm ausgeglichen. Doch ich will mich mal auf etwas beschränken, von dem man relativ viel weiß, den Triebwerken.

Triebwerke werden ausführlich getestet bevor der erste Start ansteht. Es fängt an mit den Tests einzelner Komponenten wie Turbopumpen oder der Brennkammer, es geht weiter über Prototypen. Die Tests fangen an mit kurzen Zündungen an, dann folgen längere Tests. Schließlich welche über die nominelle Betriebsdauer hinaus und unter verschärften Bedingungen wie höhere, Schub als normal. Natürlich werden auch Störungen simuliert. Continue reading „„man rated“ – an den Triebwerktests festgemacht“