Apesar do sucesso retumbante do F9 no mercado comercial, há cidadãos alternativamente talentosos que afirmam ser construídos com a tecnologia dos anos 60. Tentarei mostrar, com a ajuda de dados abertos e matemática simples, que essa é uma falácia gigantesca.
Por um lado, é difícil argumentar que o injetor de tinta, que garante a operação estável de merlins em uma ampla gama, foi desenvolvido pela famosa empresa TRW (da qual Thomas Müller escapou, agarrará todas as tecnologias na mala) como parte do programa lunar. Por outro lado, você pode ver que os princípios da maioria dos outros injetores foram desenvolvidos 10 anos antes. O problema é que o foguete é um sistema complexo, cuja eficácia deve ser totalmente avaliada. E olhando para essa avaliação, você pode avaliar o nível tecnológico, que deu um ou outro resultado. Formulamos com mais rigor -
apenas a análise do resultado nos permite avaliar o nível tecnológico .
O Falcon 9 é um foguete de dois estágios (ainda não falamos sobre o Falcon Heavy). Primeiro de tudo, precisamos descobrir qual o papel que essas etapas desempenham. Aqui seremos ajudados pela transmissão do lançamento do satélite Intelsat 35e, onde não houve pouso da primeira etapa e funcionou na velocidade máxima. A primeira etapa desligou o motor a uma velocidade de 2,3 km / s. A segunda etapa levou o satélite ao GPO. A velocidade de saída para o GPO é de aproximadamente 10,33 km / s (7,8 - 1º espaço + 2,53 transições). Não leva em consideração as perdas aerodinâmicas e gravitacionais, uma vez que quase todas foram para a primeira etapa. E assim - o primeiro estágio foi disperso por 2,3, o segundo por 7,73. Obviamente, o segundo estágio é muito mais importante, e o primeiro é desprezadamente chamado de “booster”, porque seu objetivo é elevar o segundo grau mais alto, onde o motor a vácuo liga e faz todo o trabalho. Portanto, ainda não consideraremos o primeiro estágio,
mas concentraremos toda a nossa atenção no segundo estágio .
O que mais é o segundo estágio interessante? Cada quilograma estupidamente devorado do segundo estágio é um quilograma perdido de carga. Portanto, os segundos passos são verdadeiras obras-primas de design de peso e mostram perfeitamente o nível tecnológico.
Iremos a um
site muito útil e anotaremos as características de peso no prato. A razão entre a massa da estrutura e a massa de combustível é chamada de coeficiente de perfeição estrutural.
| Massa de combustível | Peso de construção | Peso bruto | Excelência em design | Vazio para cheio |
| 107,5 | 4 | 111,5 | 26,88 | 27,88 |
Uma proporção de perfeição de design de 26 é ficção genuína! Mas, para apreciar essa fantástica, teremos que fazer alguns cálculos. Para conveniência de cálculos adicionais, lembremos o coeficiente da razão entre a massa total da etapa e a vazia.
Vamos tentar entender se somos enganados com essa ficção. Pegue o peso máximo de carga de 8 toneladas no site do fabricante e veja até onde o segundo estágio pode acelerá-lo. Usamos a fórmula de Tsiolkovsky com um impulso específico de 345s:
Muito bem consistente com os dados acima. Vamos tentar compará-los com alguma coisa. O problema é que não existem muitos veículos lançadores de querosene na mesma classe do Falcon, e todos eles são representados pela família Zenith, uma obra-prima da tecnologia dos anos 80.
Vamos ao mesmo site útil
para os dados do Zenith 3SL e escrevemos o tablet:
| Massa de combustível | Peso de construção | Peso bruto | Excelência em design | Vazio para cheio |
| 81,74 | 8.31 | 90,04 | 9,84 | 10,84 |
Como você pode ver, o coeficiente de perfeição estrutural é muito menor. Mas todos nos lembramos que o Zenit tem interface do usuário 350s, e nos disseram que 5 segundos é muito! Esqueça os motores de direção Zenith e tente calcular a velocidade para 8 toneladas de carga usando a mesma fórmula. Eu tenho
6,15 km / s . Obviamente, a comparação não é totalmente honesta, porque o estágio do falcão é maior e requer grandes despesas para a conclusão do primeiro estágio. Bem, portanto, conheça o novo foguete
Falconit , cujo segundo estágio tem a mesma massa total de 111,5 toneladas e um coeficiente de Zenit 9.84, UI 350 s. Dividindo a massa total por 10,84, encontramos a massa de um veículo de lançamento vazio.
| Massa de combustível | Peso de construção | Peso bruto | Excelência em design | Vazio para cheio |
| 101,21 | 10,29 | 111,5 | 9,84 | 10,84 |
Esta etapa acelera 8 toneladas para:
... 6,4387 km / s. Infelizmente, não alcançará o GPO. Vamos tentar levantar a questão de outra maneira - e quanta massa ela pode fornecer ao GPO? Alguns cálculos sombrios mostram que a velocidade igual ao Falcon 7,77 km / s é alcançada a uma carga de ...
1,43 toneladas. Este valor pode ser verificado:
Uma comparação dos números 8 e 1,43 coloca uma bala nas questões da "tecnologia dos anos 60". É claro que o Zenit pode trazer cargas decentes, mas para isso ele precisa usar o terceiro estágio, que, segundo a tradição soviética, é chamado de bloco de aceleração (os americanos sempre o chamam de estágio superior e o consideram um estágio de foguete. Isso é claramente visto na família dos minotauros). É por isso que o segundo estágio do Zenith é menor, porque também precisa arrastar grande parte do bloco de reforço, que é um projeto caro e complexo, para a corcunda, as falhas em seu trabalho têm sido uma fonte inesgotável de lulz nos últimos 10 anos. Não é de admirar que o manual de voo do Falcon diga que menos etapas aumentam significativamente a confiabilidade.
Foi a cultura de maior peso que tornou possível criar um transportador de querosene de dois estágios (ou seja, abandonar o hidrogênio, oi Atlas-5), que abrange todos os nichos disponíveis de mídia média e pesada. E, para isso, não é necessário um mecanismo de malha fechada e a compressão dos últimos segundos de um impulso específico.
Upd. Corrigimos vários erros de digitação e turnos sem êxito, obrigado a todos.