Starship/Super Heavy (ehemals BFR/ITS/MCT)

Nach einem Interview mit Elon ergibt sich für SH aktuelles Bild.
Dank an Neopork.


https://twitter.com/Neopork85/status/1300830052490379265

Gut, die 28 Stück das passt schon mal.

^ Das ist halt eine Idee eines Nutzers.
...
In anderen Konfigurationen (z.b. 1 Raptor in der Mitte+7 außenrum im Kreis. Oder die 8 inneren Raptors im Kreis.) würde es tatsächlich schon knapp werden.

Hier noch weitere Möglichkeiten eines Twitter-Nutzers
https://twitter.com/thesejustwords/status/1300828706953474048

EDITED:
Für beide Entwürfe passt es mir nicht, dass keine gleichmässige Kraftaufnahme ermöglichen ist, ausserdem bin ich mir das nicht sicher, ob so einen Anordnung gut für die Arodynamik des Triebwerksstrahls ist.

Die Triebwerke im äusseren 20er-Ring leiten die Schubkräfte über den Rand der Schubstruktur  dynamisch nahezu direkt in die Raketenwandung, ohne allzugrosse Belastung der Schubstruktur. So braucht auch diese Struktur nicht soooo massiv ausfallen und es kann Gewicht und Aufwand gespart werden.
Zwischenzeitlich war auch mal vorgesehen je ein Triebwerk an den Beinansätzen zu platzieren.

...ausserdem bin ich mir das nicht sicher, ob so einen Anordnung gut für die Arodynamik des Triebwerksstrahls ist.

Erklär bitte mal, was du mit "Arodynamik des Triebwerksstrahls" meinst.

Mane

Hier mal eine aktualisierte Version des Aufbaus von SS und SH. SH jetzt mit vier Beinen statt sechs.


Quelle: https://twitter.com/brendan2908/status/1301076988518518786

Mane

Und hier noch einige Version der Triebwerksanordnung, die auf Twitter zu sehen sind.











Quelle: https://twitter.com/Neopork85

Zitat von: Klakow am 01. September 2020, 23:46:42

...ausserdem bin ich mir das nicht sicher, ob so einen Anordnung gut für die Arodynamik des Triebwerksstrahls ist.

Erklär bitte mal, was du mit "Arodynamik des Triebwerksstrahls" meinst.

Mane

Die Abgasstrahlen sind nicht unabhängig zueinander sondern die Strömungen agieren miteinander. Das sind quasi Oberflächen aus sehr schnellen Gasstrahlen, diese sind alles angere als weich. Man schaue sich nur den Abgasstrahl eines Raptors an, da gibt es sichtbare Kanten im Gasstrahl, mal abgesehen von der großen Hitze sind die mächtig Hard. Hier könnte es bei ungleichmäßiger Triebwerksanordnung zu üblen Resonanzkommen.
Möglicherweise wird man später die Triebwerke auch gezielt asynchron zueinander betreiben.

Hier könnte es bei ungleichmäßiger Triebwerksanordnung zu üblen Resonanzkommen.

Hm, diese Resonanzen im Abgasstrahl müssten dann aber schon sehr nahe an den Triebwerken auftreten, damit sie einen negativen Effekt hätten. Ich kann mir nicht vorstellen, dass das wirklich ein Problem ist.

Egal wie die Triebwerksanordnung am Ende sein wird, klar ist, dass die inneren Triebwerke beweglich sein werden, die Äusseren aber nicht. Sprich: Es wird passieren, dass sich die Abgassträhle sogar kreuzen.

^ noch mal zurück zu den sonstigen News: Was mich hat aufmerken lassen war die Steigerung der Treibstoffmasse beim Starship von 1200t auf 2000t. Das ist mal eben eine Steigerung um 2/3el!

Was für Auswirkungen würde so eine Steigerung haben?

- weniger nutzbares Volumen für die Nutzlast
- mehr dV für ein (voll getanktes) Starship
- etwas mehr Nutzlast?
- eine andere Flugbahn beim gesamten Start. SH wird verhältnismäßig weniger lang brennen, in geringerer Höhe separiert. Dafür hat das Starship einen längeren Weg bis zum Orbit zurück zu legen.
- vereinfachen einer möglichen SSTO für das Starship?
- bessere Nutzungsmöglichkeit für einen no-Stop Flug vom LEO zur Mondoberfläche und zurück?
- mir zumindest ist es unklar ob sich großartig etwas am Tankprozess ändert oder die Skalierung sich einfach vergrößert (mehr Treibstoffbedarf zum auftanken. Aber Tanker bringt eben soviel mehr Treibstoff in den Orbit?). Oder ob mehr Flüge notwendig werden.

^ noch mal zurück zu den sonstigen News: Was mich hat aufmerken lassen war die Steigerung der Treibstoffmasse beim Starship von 1200t auf 2000t.

Das ist eine Sonderkonstruktion für bestimmte Anwendungen. Der Tank wird viel größer. Der Frachtraum viel kleiner, vermute ich. Start mit der üblichen Treibstoffmasse von ca. 1200t. Aufgetankt im LEO und mit grob geschätzt, 30-40t Nutzlast reicht das bis zum Mond und zurück. Perfekt, um eine Mondbasis alle paar Monate anzufliegen. Crew-Austausch und Versorgung in einem Flug, ähnlich wie das Shuttle zur ISS.

So habe ich es auch verstanden als EM das getwittert hat.
Tankvergrösserung auf Kosten des Frachtraumvolumens, um weniger Nutzlast günstiger transportieren zu können.

Die Auswirkungen sind vor allem das man ca. 1600m/s mehr deltaV hat, das sind immerhin zusätzliche 4,5Millionen km je Monat, oder das was man braucht um beim Mond landen oder abheben zu können.

Die Auswirkungen sind vor allem das man ca. 1600m/s mehr deltaV hat, das sind immerhin zusätzliche 4,5Millionen km je Monat, oder das was man braucht um beim Mond landen oder abheben zu können.

Das wäre natürlich super!! Aber woher kommen diese Zahlen? ich hab dazu gar nix gefunden 

Am Mond braucht man jeweils 2300 m/s, also 4600 m/s gesamt. Dann müsste das "normale" Starship ja schon 3000 m/s mitbringen. Das geht vermutlich, wenn man in irgendeinem hohen Orbit jenseits des LEO das Ding noch mal volltankt (vom LEO zum Mond brauch ich ja nochmal 3000 m/s, das kann sich nicht ausgehen). Trotzdem wundert es mich, dass das gehen soll.

Je nach erreichtem Erd - Orbit brauch ich ja auch noch irgendein deltaV um in die Mondbahn zu kommen, also müsste das "neue" Starship irgendwas gut jenseits der 5000 m/s können.

Kann man das irgendwo nachlesen? Danke!     

Man hat ja jeweils die Trocken und Gesamtmasse und das ISP der Triebwerke. Das sollte man einfach in die Formel für die dV Berechnung werfen können...

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EDIT: Das die meisten DeltaV Kalkulatoren inzwischen auf Kerbal Space Programm ausgerichtet sind ...

Mit 2000t Treibstoff: 9712 m/s

Mit 1200t Treibstoff : 8948 m/s

Jeweils 40t Fracht, Trockenmasse ohne Fracht von 120t und ISP von 380s


PS: Für den LEO braucht man etwa 9.4 km/s.
Um SSTO zu ermöglichen müsste man da wohl schon ohne Fracht und mit verbesserter Leermasse von 100t starten..

100t Leermasse, ISP: 330s, Fracht: 0t, 2000t Treibstoff -> dV = 9866 m/s

Laut Raketenformel:
Angenommen wird: Leermasse+Nutzlast=200t
Start: dV=ISP*1G*LN(M_start/M_stop)=3777m/s*LN(2200/1400)=1707m/s

Für das Mehr an dV durch den zusätzlichen Treibstoff, ja.

Am Mond braucht man jeweils 2300 m/s, also 4600 m/s gesamt. Dann müsste das "normale" Starship ja schon 3000 m/s mitbringen. Das geht vermutlich, wenn man in irgendeinem hohen Orbit jenseits des LEO das Ding noch mal volltankt (vom LEO zum Mond brauch ich ja nochmal 3000 m/s, das kann sich nicht ausgehen). Trotzdem wundert es mich, dass das gehen soll.

Je nach erreichtem Erd - Orbit brauch ich ja auch noch irgendein deltaV um in die Mondbahn zu kommen, also müsste das "neue" Starship irgendwas gut jenseits der 5000 m/s können.

Diese dV Angaben sind für einen schnellen Transit zum Mond. Es gibt auch langsamere, viel sparsamere 'Routen'.

Da ist es dann eine Frage der Zeit, welche man sich zum Mond nehmen will. Und damit auch um ein Bemannt vs Unbemannt. (so lange die Hardware die Strahlung aushält)

PS/@Klakow:
Ich verstehe dein "das sind immerhin zusätzliche 4,5Millionen km je Monat," nicht. Wie rechnest du dV in Geschwindigkeit um? Außerdem weiß kaum einer mit Längenangaben im Sonnensystem etwas anzufangen.
Wäre da eine Angabe von "verkürzt den Transit von x auf y Tage" besser?

1700m/s*3600s*24*30=4.406.000km mehr je 30 Tage.
Das kann man nur dann in verkürzte Reisezeit umrechnen wenn man die Strecke kennt.
Leider ist Schneefüchsin nicht mehr hier, die hätte sicher sagen können.
Nimmt man die Reise zum Mond, könnte man mit halbem dV, ca. einen Tag einsparen.
Zum Mars sind das eher einige Wochen, falls der mars weit weg ist, sind das vermutlich sogar 2 Monate oder so.
Wichtig ist da aber was ganz anderes, diese 1700m/s mehr sagt aus das man Missionen unternehmen kann die sonst unmöglich sind.

In der nachfolgenden kleinen Animation wird eine mögliche Landung auf dem Mond mit hoch an der Rakete angebrachten Landeraketen gezeigt. Somit würden bei der Landung schon mal keine großen Steinbrocken umher fliegen.  Allerdings hieße es, dass zusätzliche Raketensysteme angebracht werden müssten. Ich finde, das Steuern bei der Landung wäre einfacher. da der Schwerpunkt der Rakete sich unter und nicht über den Triebwerken befinden würde. Es würde das ganze Projekt allerdings verkomplizieren und verteuern.

Nachtrag:
Es wäre wohl eine reine "Mondlanderakete", eine Fähre quasi, die zwischen einer Raumstation im Orbit des Mondes und dem Mond pendeln würde.


https://www.humanmars.net/2020/09/short-film-honeymoon-trip-to-moon-with.html
 

Ich finde, das Steuern bei der Landung wäre einfacher. da der Schwerpunkt der Rakete sich unter und nicht über den Triebwerken befinden würde.

Das ist ein sehr Altes Missverständnis, siehe
https://en.wikipedia.org/wiki/Pendulum_rocket_fallacy

Für Schiffe/Flugzeuge spielt es eine Rolle, wo Schwerpunkt und Angriffspunkt der Aero/Hydrodymanischen Kräfte im Verhältnis zueinander liegen, auch Bei Raumschiffen/Raketen, wenn diese in aerodynamisch dominierten Flugregimes sind (z.B. Kapsel beim Wiedereintritt, Falcon 9 im Freien Fall durch Gridfins gesteuert).

Raketen im Vakuum oder bei so langsamen Fluggeschwindikeiten, dass aerodynamische Kräfte keine Rolle spielen (Endanflug Falcon 9 Landung, kleiner Starship Hop) ist es dagegen völlig wurscht, wo Triebwerke im Verhältnis zum Schwerpunkt angbracht sind, das macht es weder einfacher, noch schwieriger zu steuern. Deswegen haben die meisten Raketen ihre Triebwerke einfach unten.

...völlig wurscht, wo Triebwerke im Verhältnis zum Schwerpunkt angbracht sind, das macht es weder einfacher, noch schwieriger zu steuern. Deswegen haben die meisten Raketen ihre Triebwerke einfach unten.

Ein Triebwerk allein über dem Schwerpunkt geht eh nicht. Allenfalls exakt in der Mitte hoch über der Rakete hängend, mit allen Problemen der Strahlableitung. Sowas hat man damals in Johannistal in klein und sehr gestreckt starten können. Bei großen Raketen wegen der Unmengen an zusätzlich nötigem Material nicht möglich.

SN6 ist unterwegs zum Konstruktionsgelände.

Zitat von: wulf21

...völlig wurscht, wo Triebwerke im Verhältnis zum Schwerpunkt angbracht sind, das macht es weder einfacher, noch schwieriger zu steuern. Deswegen haben die meisten Raketen ihre Triebwerke einfach unten.

Ein Triebwerk allein über dem Schwerpunkt geht eh nicht. Allenfalls exakt in der Mitte hoch über der Rakete hängend, mit allen Problemen der Strahlableitung. Sowas hat man damals in Johannistal in klein und sehr gestreckt starten können. Bei großen Raketen wegen der Unmengen an zusätzlich nötigem Material nicht möglich.

Theoretisch geht das schon. Mann muss nur die Tanks aus m Weg räumen. Praktikabel ist das natürlich eher nicht:

Praktikabel ist das natürlich eher nicht

Eben . Man rechne nur das Volumen eines ausreichend großen Toroid zum gleichen Volumen eines herkömmlichen Tanks plus zusätzlicher Befestigungen, Schwingungsdämpfungen und zusätzlichem Hitzeschutz bzw Isolation.
Das hat man im Bild netterweise weggelassen, um uns nicht zu inkommodieren