{"id":12543,"date":"2017-05-12T15:21:22","date_gmt":"2017-05-12T13:21:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=12543"},"modified":"2017-05-14T07:06:47","modified_gmt":"2017-05-14T05:06:47","slug":"ein-vorschlag-fuer-blue-origin","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2017\/05\/12\/ein-vorschlag-fuer-blue-origin\/","title":{"rendered":"Ein Vorschlag f&uuml;r Blue Origin"},"content":{"rendered":"<p>Ich hatte mir mal &uuml;berlegt wie die USA wohl heute, wenn sie Tabula Rasa machen w&uuml;rden, ein Tr&auml;gersystem entwerfen w&uuml;rden, wobei das in Anbetracht der neueren Entwicklungen m&ouml;glichst wiederverwendbar sein sollte. Zuerst dachte ich an eine Zentralstufe mit dem RS-25, dessen Treibwerke geborgen werden und Booster mit dem BE-4 die weich auf einem Droneship landen. Dann suchte ich nach einer Oberstufe, die nicht geborgen wird. Sie sollte daher m&ouml;glichst g&uuml;nstig sein. Ich dachte daher an ein Methan-Triebwerk im Bereich von 100 bis 200 kB. So was existiert aber nicht. Das RL-10 scheint relativ teuer geworden zu sein. So lag es nahe, das n&auml;chste verf&uuml;gbare Triebwerk, das BE-3 zu nehmen. Doch das ist mit 490 kN schon zu schubstark. Man k&ouml;nnte dann die Zentralstufe einsparen oder durch eine weniger leistungsf&auml;hige ersetzen. Dann hat man aber nur noch Triebwerke von Blue Origin. Also ging ich daran, ein System auf Basis der Triebwerke von Blue Origin zu konstruieren.<!--more--><\/p>\n<p>Dazu braucht man nur zwei Grundstufen:<\/p>\n<ul>\n<li>Eine Erststufe mit dem BE-4. Dessen Bodenschub ist unbekannt. Im Vakuum soll er 2.400 kN betragen. Da es ein Hochdrucktriebwerk ist, setze ich den Bodenschub zu 10% niedriger. Bei einer Beschleunigung mit 12,5 m\/s kann das Triebwerk so 175 t heben. Ich habe die Masse der Stufe nur auf 130 t angesetzt. Jeder Booster kann so 45 t Masse als Oberstufe oder Treibstoff in der Zentralstufe transportieren. Die gesch&auml;tzte Trockenmasse betr&auml;gt dann 8 t. Spezifischer Impuls 3200 m\/s. Beides sind konservative Werte.<\/li>\n<li>Eine Oberstufe mit dem BE-3. Bei 490 kN Schub m&uuml;sste man, wenn man derzeitige Oberstufen und ihr Schub\/Gewichtsverh&auml;ltnis nimmt, enorm schwere Stufen transportieren k&ouml;nnen. Die Centaur auf der Atlas hat 100 kN Schub wiegt aber mit Nutzlast bis zu 40 t. Die ESC-A bei 65 kN Schub bis zu 37 t. Das auszunutzen ist praktisch nicht m&ouml;glich. Ich habe daher nur eine Stufe mit 20 t angesetzt. (leer 2,5 t). Der spezifische Impuls betr&auml;gt ebenfalls konservative 4400 m\/s.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Diese beiden Stufen mit je 4 m Durchmesser kann man nun noch verl&auml;ngern. Wenn man den Tank in je zwei Segmenten fertigt, dann kann man 50 % oder 100 % mehr Treibstoff zuladen. Die Zuladung ist dann m&ouml;glich, wenn weitere Erststufen als Booster verwendet werden. Bei der Maximalkonfiguration (6 Booster) kann man dann die Zentralstufe um 100% verl&auml;ngern und die Oberstufe auch. Die Stufen werden schwerer, aber der Strukturfaktor g&uuml;nstiger. Ich habe g&auml;ngige Werte f&uuml;r Tankmassen angesetzt.<\/p>\n<p>Es sind dann sehr viele Konfigurationen m&ouml;glich. Schon bei 2 Boostern kann man zwei unterschiedliche Oberstufen einsetzen. Bei 3 dann drei Oberstufen. Ab drei Boostern kann man dann alternativ auch die Zentralstufe um 50% verl&auml;ngern und bei vier Boostern auch um 100%. Dann brennt die Zentralstufe entsprechend l&auml;nger und man hat eine \u201ezweieinhalbstufige\u201c Rakete. Ich will gar nicht alle Konfigurationen aufzeigen, es sind 27 St&uuml;ck. Sondern nur die Kleinste und gr&ouml;&szlig;te: Das sind 7 und 50 t Nutzlastmasse \u2013 die letzte Angabe passt auch gut zur New Glenn die ja auch 45 t Nutzlast haben sollte, nur ohne zus&auml;tzliche BE-4 Oberstufe. Den Effekt der geringeren Aufstiegsverluste habe ich durch niedrige Verluste bei den unterschiedlichen Oberstufen ber&uuml;cksichtigt.<\/p>\n<p>Gut die Kombinationen sind wirtschaftlich unterschiedlich sinnvoll. Alle 27 wird man nicht nutzen, doch wenn es nur ein Drittel also 9 sind, dann hat man doch schon eine gute Abdeckung des Nutzlastbereiches zwischen 7 und 45 t. Da man so auch andere M&auml;rkte erschlie&szlig;t, n&auml;mlich f&uuml;r mittelgro&szlig;e Nutzlasten in SSO und LEO und die New Glenn, sofern sie keine Doppelstarts macht, mit 13 t auch f&uuml;r GTO zu &uuml;berdimensioniert ist halte ich das Konzept f&uuml;r besser als die New Glenn mit monolithischer erster und zweiter Stufe mit sieben bzw. einem Triebwerk. Das lehnt sich zwar an das Konzept von SpaceX an, aber SpaceX hat keine andere Wahl. Blue Origin hat dagegen ein geeignetes Oberstufentriebwerk.<\/p>\n<p>Der Grund f&uuml;r die Konzeption der New Glenn ist f&uuml;r mich die ebenfalls geplante Bergung: Das ist eben mit einer Stufe einfacher als mit sieben. Ich halte trotzdem mein Konzept f&uuml;r eine sinnvolle Alternative, vor allem im Hinblick auf den Markt: Die New Glenn ist schon wieder zu gro&szlig; f&uuml;r GTO-Transporte und der Markt ist umk&auml;mpft. USAF und NASA haben leichtere Nutzlasten, und bei gleicher Zuverl&auml;ssigkeit wie etablierte US-Tr&auml;ger w&auml;re ein Tr&auml;ger mit weniger Modulen preislich g&uuml;nstiger und damit konkurrenzf&auml;higer.<\/p>\n<h4 class=\"western\">Rakete: 6A+A+a<\/h4>\n<table width=\"603\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"2\">\n<colgroup>\n<col width=\"80\" \/>\n<col width=\"57\" \/>\n<col width=\"86\" \/>\n<col width=\"116\" \/>\n<col width=\"79\" \/>\n<col width=\"161\" \/> <\/colgroup>\n<tbody>\n<tr bgcolor=\"#ffd700\">\n<th width=\"80\">Startmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"57\">Nutzlast<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"86\">Verkleidung<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"116\">Geschwindigkeit<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th width=\"79\">Verluste<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th width=\"161\">Nutzlastanteil<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00f0ee\">\n<td width=\"80\">\n<p align=\"RIGHT\">1130939<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"57\">\n<p align=\"RIGHT\">50939<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"86\">\n<p align=\"RIGHT\">3000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"116\">\n<p align=\"RIGHT\">7802<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"79\">\n<p align=\"RIGHT\">1500<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"161\">\n<p align=\"RIGHT\">4,60 %<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#ffd700\">\n<th width=\"80\">Stufe<\/th>\n<th width=\"57\">Anzahl<\/th>\n<th width=\"86\">Name<\/th>\n<th width=\"116\">Vollmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"79\">Leermasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"161\">Spez.Impuls (Vakuum)<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00f0ee\">\n<td width=\"80\">\n<p align=\"RIGHT\">1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"57\">\n<p align=\"RIGHT\">1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"86\"><\/td>\n<td width=\"116\">\n<p align=\"RIGHT\">910000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"79\">\n<p align=\"RIGHT\">48000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"161\">\n<p align=\"RIGHT\">3200<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00e0de\">\n<td width=\"80\">\n<p align=\"RIGHT\">2<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"57\">\n<p align=\"RIGHT\">1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"86\"><\/td>\n<td width=\"116\">\n<p align=\"RIGHT\">130000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"79\">\n<p align=\"RIGHT\">10000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"161\">\n<p align=\"RIGHT\">3200<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00d0ce\">\n<td width=\"80\">\n<p align=\"RIGHT\">3<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"57\">\n<p align=\"RIGHT\">1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"86\"><\/td>\n<td width=\"116\">\n<p align=\"RIGHT\">37500<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"79\">\n<p align=\"RIGHT\">3200<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"161\">\n<p align=\"RIGHT\">4400<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4 class=\"western\">Rakete: A+a<\/h4>\n<table width=\"603\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"2\">\n<colgroup>\n<col width=\"80\" \/>\n<col width=\"57\" \/>\n<col width=\"86\" \/>\n<col width=\"116\" \/>\n<col width=\"79\" \/>\n<col width=\"161\" \/> <\/colgroup>\n<tbody>\n<tr bgcolor=\"#ffd700\">\n<th width=\"80\">Startmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"57\">Nutzlast<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"86\">Verkleidung<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"116\">Geschwindigkeit<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th width=\"79\">Verluste<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<th width=\"161\">Nutzlastanteil<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00f0ee\">\n<td width=\"80\">\n<p align=\"RIGHT\">158074<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"57\">\n<p align=\"RIGHT\">7074<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"86\">\n<p align=\"RIGHT\">1000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"116\">\n<p align=\"RIGHT\">7802<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"79\">\n<p align=\"RIGHT\">1500<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"161\">\n<p align=\"RIGHT\">4,47 %<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#ffd700\">\n<th width=\"80\">Stufe<\/th>\n<th width=\"57\">Anzahl<\/th>\n<th width=\"86\">Name<\/th>\n<th width=\"116\">Vollmasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"79\">Leermasse<br \/>\n[kg]<\/th>\n<th width=\"161\">Spez.Impuls (Vakuum)<br \/>\n[m\/s]<\/th>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00f0ee\">\n<td width=\"80\">\n<p align=\"RIGHT\">1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"57\">\n<p align=\"RIGHT\">1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"86\"><\/td>\n<td width=\"116\">\n<p align=\"RIGHT\">130000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"79\">\n<p align=\"RIGHT\">8000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"161\">\n<p align=\"RIGHT\">3200<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<tr bgcolor=\"#00e0de\">\n<td width=\"80\">\n<p align=\"RIGHT\">2<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"57\">\n<p align=\"RIGHT\">1<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"86\"><\/td>\n<td width=\"116\">\n<p align=\"RIGHT\">20000<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"79\">\n<p align=\"RIGHT\">2500<\/p>\n<\/td>\n<td width=\"161\">\n<p align=\"RIGHT\">4400<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/vg01.met.vgwort.de\/na\/68066a969a54414fa9b8f4622905a42b\" alt=\"\" width=\"1\" height=\"1\" \/><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ich hatte mir mal &uuml;berlegt wie die USA wohl heute, wenn sie Tabula Rasa machen w&uuml;rden, ein Tr&auml;gersystem entwerfen w&uuml;rden, wobei das in Anbetracht der neueren Entwicklungen m&ouml;glichst wiederverwendbar sein sollte. 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