Antwort zu
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=14556.msg389390#msg389390Ich verschiebe es hierher in das Blue Origin Hauptthema, da es im Bereich New Glenn wirklich zu Offtopic ist.
Die Frage ist, wie sinnvoll Rakete nur mit BE-3 Triebwerken wäre.
Referenz: Delta IV, da sie in der Medium und Heavy Variante eine Reine Wasserstoffrakete ist, sprich keine andere Treibstoffe als Startbooster zu verwenden.
https://en.wikipedia.org/wiki/Delta_IVhttp://www.ulalaunch.com/uploads/docs/Launch_Vehicles/Delta_IV_Users_Guide_June_2013.pdfDie Medium-Variante bringt etwa 250t auf die Wage, plus LEO-Nutzlast von bis zu knapp 9,5 Tonnen. Diese Konfiguration nehme ich als Ausgangssituation.
Das Erststufentriebwerk RS-68 setzt etwa 3140kN bei Isp=360s auf Mehresshöhe frei. Im Vakuum sind wir dann bei einem Isp von 410s und einem Schub von anscheinend 3300kN.
Nehme ich für die Erststufe 10% Trockenmasse an, komme ich auf 203t Treibstoff für diese.
--> dV nur mit dieser Stufe liegt zwischen. 5,4km/s und 6,1km/s wenn sie die ganze Rakete trägt. (
zum Nachrechnen)
Da MECO in 121km und bei 4,72 km/s stattfindet (leider GTO-Missionswerte), etwas dV für den Höhengewinn, die Luftreibung und den Gravitationsverlust draufgeht sehe ich die 10% als akzeptabel, eher sogar leicht optimistisch an.
Die Oberstufe muss noch 3,1km/s nachlegen was mit einem Isp von 465s
und noch übrig gebliebenen 33,7t Masse, 11,7t Treibstoff, 9,5t Nutzlast und 2,5t für die Oberstufe entspricht. Dies passt übrigens recht gut mit den angegebenen 2,85t Trockenmasse dieser Stufe.
Nun zur BE-3:
http://exoscientist.blogspot.de/2016/01/triple-cored-new-shepard-as-orbital.htmlNach diesen Berechnungen ist also von einem Isp von 310s bis 360s (Sealevel und Vakuum) auszugehen.
BE-3 setzt knapp 500kN Schub frei, für einen Vergleichbaren Schub zur Delta IV Erststufe dürften also 7 Stück notwendig sein. 8 für die ganze Rakete mit Oberstufe.
Wenn ich die selben Massenwerte, wie bei der Delta IV einsetze erhalte ich für die erste Stufe ein dV von 4,6km/ bis 5,4km/s Und da durch Gravitationsverlust, Luftwiederstand, sowie Höhengewinn einiges verloren geht sinkt der Wert nochmal ein Stück, so das man nach MECO bei unter 4km/s ist.
Wenn die Oberstufe nun noch die fehlenden 3,8km/s drauf packen soll komme ich noch auf 8t nach Brennschluss.
Bei gleicher Oberstufenmasse wären das 5,5t Satellit. Besser als ich dachte.
Allerdings dürfte eine Oberstufe mit einem BE-3 mehr wiegen, da es schon 4,5 mal so viel Schub erzeugt, wie die Oberstufe der Delta IV.
Auf der anderen Seite kann man den spezifischen Impuls des BE-3 nochmal etwas steigern, indem man die Düse vergrößert. Hacken hierbei ist, dass nochmal mehr Lehrmasse dazukommt. Diese Aufweitung bringt etwa 11%, wenn man Merlin 1D als vergleich nimmt. Wegen der großen Drosselbarkeit ist für das BE-3 sogar noch etwas mehr drin. Der Isp steigt dadurch auf etwa 400s womit im Orbit nun 9t währen. Was davon Nutzlast ist, ist dann die andere Frage, beachte, die Oberstufe wiegt mehr.
Grüße aus dem Schnee