Skylon / SABRE

Sie sind noch sehr, sehr weit entfernt vom Industriestandard.

Woher willst du das wissen? So hab ich letzthin gelesen, dass das gesamte Ariane-Programm rund 10'000 Leute beschäftigt (ev. inkl. Vega), bei ULA stehts momentan bei ca. 3000 (laut Post bei NSF). Für Ariane 6 möchte man das beträchtlich reduzieren, trotzdem, die gesamte Industrie kann wesentlich weniger von Synergie-Effekten profitieren wie SpaceX und andere amerikanische Raumfahrt-Konzerne, ausserdem sind hier alle Zulieferer eingerechnet. So gesehen keine schlechte Zahl im Vergleich zu den 4200+ die SpaceX bald beschäftigen wird und bisher 2 Mal pro Jahr gestartet ist.

Man darf beim Vergleich nicht vergessen, daß sie fast alles selbst produzieren. Sie haben inzwischen etwas mehr Personal als ULA. Aber ULA baut keine Raketen, die kriegen sie komplett zugeliefert, sie integrieren und starten nur.

Meines Wissens stimmt das nicht, ULA bekommt die Triebwerke geliefert, sowie den LH2 Tank aus Japan. ULA ist ja ein Joint Venture von Boeing und Lockheed. Gewisse Teile wird auch SpaceX geliefert bekommen (wenn auch sicherlich einiges weniger als ULA).

Bevor jetzt das "Der Markt ist zu klein"-Gekreische losgeht

Der mangelnde Markt ist der Grund warum wir heute noch nicht mit RLVs rumfliegen. Das ist kein Gekreische sondern bittere Realität.

Umso geringer die Startkosten, desto mehr Nutzlasten wird es geben.

Logisch, die Frage ist wieviel mehr.

Umso geringer die Startkosten, desto mehr Nutzlasten wird es geben.

Je mehr Nutzlasten, umso geringer die Startkosten.

Was war denn nun zuerst da, die Henne oder das Ei?

@Rugoz.

Antwort im SpaceX-Thread, hier weit OT.
 
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3424.msg270481#msg270481

Hat jemand parat, wie viel delta-v in einer "vollgetankten" Skylon im Vakuum steckt? (Mal angenommen, man könnte Skylon an einem Treibstoffdepot im LEO auftanken...)

Hat jemand parat, wie viel delta-v in einer "vollgetankten" Skylon im Vakuum steckt? (Mal angenommen, man könnte Skylon an einem Treibstoffdepot im LEO auftanken...)

Nein, aber das würde keinen Sinn machen. Skylon hat viel zu viel Ballast, um sinnvoll oberhalb von LEO eingesetzt zu werden.

Skylon-Konzept geht von ca. 150t Sauerstoff aus.

http://www.reactionengines.co.uk/space_skylon_tech.html

schaut mal bei Take-Off and Landings Kapitel dafür rein.

 Ich kenne leider den LOX/LH2-Verbrauchsverhältniss des Teiebwerks nicht. Sonst könnte man auf die H2-Menge schließen und daraus (unter Berücksichtigung des angegebenen spezifischen Impulses für Vakuum von 480 s) auf die Masse von Skylon schließen, ab der er im Raketenmodus unterwegs ist.  Damit und mit der Kentniss der Leermasse (50t?) liese es sich leicht berechnen...Racketengleichung eben. Vielleicht kennt jemand die Daten?

Ich habe bei Bernd Leitenberger die Zahl 5,5 als ein Optimum für die Treibstoffe aufgeschnapt gehabt. Also LH2:LOX=1:5,5 daraus bekomme ich 27t für H2

Anfangsmasse im Racketenmodus: 27t + 150t + 55t=232t
Delta V= 480*9,8*ln (232/55)= 6778m/s
Ohne Nutzlast

Stimmt es?

Hab gerade gefunden, dass es in dem Racketenmodus ca 80% der Gaschwindigkeit und Höhe aufbringen muss. Es scheint wohl keine grosse Abweichung zu sein

Ich hab mal wieder etliche Texte/Artikel zum Thema gelesen - also ich glaub immer weniger daran, daß der zyklische Betrieb mal so günstig sein wird, wie "geplant".
Das fängt schon beim Triebwerk damit an "1000° auf -150° in einer hundertstel Sekunde". Das muß man sich mal vorstellen. Was ist mit der endlichen Geschwindigkeit des Wärmetransports in den Materialien? Die Abtrennung von Wasserdampf ist gelöst, ok, das muß man halt glauben. Und da wird auch nirgends von Luftverunreinigungen geredet und von Turbulenzen. Und was ist mit Ozon? Das ist kein grad lustiger Stoff! Ok, nehmen wir an, das Triebwerk übersteht den Flug. Aber in 3 Tagen den nächsten usw.?
Bei der Zelle seh ich auch einige Probleme, na gut ok, das seh ich vlt zusehr als "Mechaniker" 83 Meter werden noch für hübsche Überraschungen sorgen.
Aber dieser 3 Tage WartungsZyklus...
Das wird immer so dargestellt "mal durchsehen und wieder raus". Ich denk halt schon, daß sie dann unbedingt einen Reserveflieger bereit haben müssen. Und das Triebwerk sollte man wohl komplett aus einer geeigneten Halterung rausnehmen und ein neues zertifiziertes reinsetzen und in in aller Ruhe das geflogene durchsehen/messen.
Kostenreduktion von 18000 auf 800 glaub ich nicht. Wenn sie (ca.) 18000 auf 4000 schaffen, wär das ja schon mal ein Anfang.
Allerdings - das möchte ich feststellen - fliegen tät ich das Ding schon gern sehen und Weiterentwicklungen davon. Es muß endlich aufhören, ca 300 Tonnen Kerosin zu verballern, um lächerliche 3 Tonnen Zeug hochzukriegen.

Skylon dauert noch. Eine flexible skalierbare Rakete, die etwa 2 bis 7t in den GTO (10 bis 15t LEO) hebt wäre die richtige Entscheidung gewesen. Japan macht sowas in der Art mit der H3. LH2 oder Methan mit einer variablen Anzahl Booster. Die erste Stufe und die Booster könnten (sollten) in Richtung Wiederverwendbarkeit ausgelegt sein.

Genug Nutzlast für leichte und schwere Satelliten, Raumsonden und bei Bedarf auch für bemannte LEO Missionen, kleinere Module oder die Versorgung einer Raumstation.

Sowas könnte bis auf die kleine Vega alles ersetzen, was jetzt von Kourou aus startet. Teuer wäre es auch nicht, eher günstiger. Doch dann kam die Politik ins Spiel... 

Ich hab mal wieder etliche Texte/Artikel zum Thema gelesen - also ich glaub immer weniger daran, daß der zyklische Betrieb mal so günstig sein wird, wie "geplant".
Das fängt schon beim Triebwerk damit an "1000° auf -150° in einer hundertstel Sekunde". Das muß man sich mal vorstellen. Was ist mit der endlichen Geschwindigkeit des Wärmetransports in den Materialien? Die Abtrennung von Wasserdampf ist gelöst, ok, das muß man halt glauben. Und da wird auch nirgends von Luftverunreinigungen geredet und von Turbulenzen. Und was ist mit Ozon? Das ist kein grad lustiger Stoff! Ok, nehmen wir an, das Triebwerk übersteht den Flug. Aber in 3 Tagen den nächsten usw.?
Bei der Zelle seh ich auch einige Probleme, na gut ok, das seh ich vlt zusehr als "Mechaniker" 83 Meter werden noch für hübsche Überraschungen sorgen.
Aber dieser 3 Tage WartungsZyklus...
Das wird immer so dargestellt "mal durchsehen und wieder raus". Ich denk halt schon, daß sie dann unbedingt einen Reserveflieger bereit haben müssen. Und das Triebwerk sollte man wohl komplett aus einer geeigneten Halterung rausnehmen und ein neues zertifiziertes reinsetzen und in in aller Ruhe das geflogene durchsehen/messen.
Kostenreduktion von 18000 auf 800 glaub ich nicht. Wenn sie (ca.) 18000 auf 4000 schaffen, wär das ja schon mal ein Anfang.
Allerdings - das möchte ich feststellen - fliegen tät ich das Ding schon gern sehen und Weiterentwicklungen davon. Es muß endlich aufhören, ca 300 Tonnen Kerosin zu verballern, um lächerliche 3 Tonnen Zeug hochzukriegen.

Nichts für ungut aber bei den drei Tage ist von Normalen Betrieb die Rede, du kannst schon drauf vertrauen das man nicht ins Blaue konstruieren wird, sondern an realen Messwerten sich ausrichtet und Wetterbedingungen für ein Flug definiert. Es soll ja kein "Allwetter" Flieger werden ;-)

Du bist ja schon beim Flugbetrieb, dass ist noch mal was andres. Natürlich wären spare Maschinen vorteilhaft für ein flüssigen Betriebsablauf, das obliegt dann aber den Betreibern wie es z.B. Airlines heute tun. Man wird sich bei der Konstruktion auch Gedanken dazu machen wie genau im Fall von planbaren und unplanbaren Instandsetzung zu verfahren ist. Ob sich an die Empfehlungen einzelne Betreiber dran halten oder nicht bleibt ab zu warten.

Skylon dauert noch.

Woher nimmst du diese Gewissheit und könntest du diese Bitte mit Quellen untermauern. Was glaubst du denn wie schnell eine Alternative wie eine Kryogene Ariane 6 Einsatz bereit wäre. Wie ich bereits oben geschrieben habe rechnet man bei der Ariane 6 mit 2021.

A first flight is targeted for 2021.

Edit: ESA Zitat
Quelle: http://www.esa.int/Our_Activities/Launchers/Launch_vehicles/Ariane_6

Die Gewissheit nehme ich daher, daß noch nicht mal ein Triebwerksprototyp fertig ist, da braucht es keine Quelle. Bis zum praktischen Einsatz werden wohl noch zwanzig Jahre vergehen. Ich wäre angenehm überrascht, wenn es schneller ginge, aber dazu müsste erst mal das Budget gewaltig aufgestockt werden.
Eine Rakete wie oben genannt könnte innerhalb weniger Jahre fliegen, die Technologie ist bei Arianespace bereits vollständig vorhanden, inklusive der Triebwerke. Der Entwicklungsaufwand wäre wohl geringer als bei Ariane 6.

Zitat LOXPR1 -

Du bist ja schon beim Flugbetrieb, dass ist noch mal was andres. Natürlich wären spare Maschinen vorteilhaft für ein flüssigen Betriebsablauf, das obliegt dann aber den Betreibern wie es z.B. Airlines heute tun. Man wird sich bei der Konstruktion auch Gedanken dazu machen wie genau im Fall von planbaren und unplanbaren Instandsetzung zu verfahren ist. Ob sich an die Empfehlungen einzelne Betreiber dran halten oder nicht bleibt ab zu warten.

Ja ich bin da etwas vorgeprellt.  Aber man muß wohl doch besser trennen zwischen PR Geschwafel und den Technikern die behind the curtains das Richtige tun (werden).

Die Gewissheit nehme ich daher, daß noch nicht mal ein Triebwerksprototyp fertig ist, da braucht es keine Quelle. Bis zum praktischen Einsatz werden wohl noch zwanzig Jahre vergehen. Ich wäre angenehm überrascht, wenn es schneller ginge, aber dazu müsste erst mal das Budget gewaltig aufgestockt werden.
Eine Rakete wie oben genannt könnte innerhalb weniger Jahre fliegen, die Technologie ist bei Arianespace bereits vollständig vorhanden, inklusive der Triebwerke. Der Entwicklungsaufwand wäre wohl geringer als bei Ariane 6.

Die Technologie von Skylon ist auch vorhanden. Ja der Aufwand ist bei Skylon größer aber auch nicht so weit von den andren entfernt, dass es ein show stopper sein muss. In all den Fällen muss keine grundlegend neue Technologie erforscht werden, sondern bestehende Technologie in einem neuer Form rekombiniert und konstruiert werden. Mit alle den iterativen Schritte zum Endprodukt. Man wird in allen Fällen ähnlich viele Berechnungen anstellen und Messdaten auswerten müssen, sowie gewonnene Erkenntnisse ins Design und Konstruktion einfließen lassen.

Bei Skylon müssten wohl neue Produktionsanlagen geschaffen werden, welche keine bis kaum Synergie Effekte mit bestehenden hätten. Natürlich sind die anfangs Investition höher bei Skylon aber Mittelfristig und erst recht Langfristig wäre es ein Gewinn.

Die ESA führt eine Studie zu Einschätzung von Skylon als Next European Launch System durch. Die Ergebnisse sollten demnächst fest stehen. Mal schauen was dabei heraus kommt 

Technologie vorhanden meinte ich in dem Sinn, daß die vorhandenen Teile nur passend zusammengedübelt werden müssten. 
Skylon wird schon was, das ist ein beeindruckendes Stück Technologie. Bis dahin brauchen wir aber auch einen Träger, und so wie es jetzt bei Arianespace läuft sollte es nicht weitergehen.

Ich hab mal wieder etliche Texte/Artikel zum Thema gelesen - also ich glaub immer weniger daran, daß der zyklische Betrieb mal so günstig sein wird, wie "geplant".
Das fängt schon beim Triebwerk damit an "1000° auf -150° in einer hundertstel Sekunde". Das muß man sich mal vorstellen. Was ist mit der endlichen Geschwindigkeit des Wärmetransports in den Materialien? Die Abtrennung von Wasserdampf ist gelöst, ok, das muß man halt glauben. Und da wird auch nirgends von Luftverunreinigungen geredet und von Turbulenzen. Und was ist mit Ozon? Das ist kein grad lustiger Stoff! Ok, nehmen wir an, das Triebwerk übersteht den Flug. Aber in 3 Tagen den nächsten usw.?

Den Wärmetauscher haben sie schon demonstriert, das muß man ihnen glauben. Eine ziemliche Leistung, zu der ich gratuliere. Was Luftverschmutzung angeht, ja das ist die Frage, wie das sich auswirkt. Es soll ja nicht für ein oder zwei Flüge funktionieren, sondern für 200, mindestens. Ob das mit Reinigung zwischen den Flügen erreichbar ist? Wie wirkt sich eine Fliege im Ansaugkanal aus, von Vogelschlag ganz zu schweigen?

Bei der Zelle seh ich auch einige Probleme, na gut ok, das seh ich vlt zusehr als "Mechaniker" 83 Meter werden noch für hübsche Überraschungen sorgen.
Aber dieser 3 Tage WartungsZyklus...
Das wird immer so dargestellt "mal durchsehen und wieder raus". Ich denk halt schon, daß sie dann unbedingt einen Reserveflieger bereit haben müssen. Und das Triebwerk sollte man wohl komplett aus einer geeigneten Halterung rausnehmen und ein neues zertifiziertes reinsetzen und in in aller Ruhe das geflogene durchsehen/messen.
Kostenreduktion von 18000 auf 800 glaub ich nicht. Wenn sie (ca.) 18000 auf 4000 schaffen, wär das ja schon mal ein Anfang.

Gute Vorschläge, die aber die Betriebskosten ganz bedeutend erhöhen würden. Dann wird es nichts mit den angegebenen Kosten pro Flug. Wie du ja auch schreibst. Bloß sind sie dann noch konkurrenzfähig mit wiederverendbaren Raketen?

Allerdings - das möchte ich feststellen - fliegen tät ich das Ding schon gern sehen und Weiterentwicklungen davon. Es muß endlich aufhören, ca 300 Tonnen Kerosin zu verballern, um lächerliche 3 Tonnen Zeug hochzukriegen.

Ja, auch ich würde es sehr gerne fliegen sehen. Aber spart es wirklich Treibstoff? Es spart jede Menge Oxydator, aber LOX ist spottbillig. Der Wasserstoff will erst einmal unter Einsatz von Primärenergie hergestellt sein. Ob das geringe Startgewicht dann auch wirklich Treibstoff spart, kann ich im Augenblick nicht überschauen. Der Luftwiderstand in der Luftphase kostet auch eine Menge Treibstoff. Die Ersparnis müßte aus günstigen Betriebskosten kommen. Das haben wir oben schon angesprochen.

[...]
Eine Rakete wie oben genannt könnte innerhalb weniger Jahre fliegen, die Technologie ist bei Arianespace bereits vollständig vorhanden, inklusive der Triebwerke. Der Entwicklungsaufwand wäre wohl geringer als bei Ariane 6.

Diese Aussage ist ungenau, denn Arianespace ist Betreiber eines Startgeländes und Vermarkter von Starts, mittels Tochterfirma Starsem auch von Kasachstan aus. Als Hersteller von Raketen oder Raketenteilen ist sie meines Wissens bislang nicht in Erscheinung getreten.

Technologie vorhanden meinte ich in dem Sinn, daß die vorhandenen Teile nur passend zusammengedübelt werden müssten. 
Skylon wird schon was, das ist ein beeindruckendes Stück Technologie. Bis dahin brauchen wir aber auch einen Träger, und so wie es jetzt bei Arianespace läuft sollte es nicht weitergehen.

Das wäre eine betriebwirtschaftliche Frage. Angenommen, wir gehen davon aus, daß Skylon in 15 Jahren fliegt. Dann ist die Frage was ist billiger, Ariane 5 so lange subventionieren oder einen Träger entwickeln, der die Lücke füllt. Der ist doch auch nicht 2017 am Start. Immerhin haben wir mit Ariane 5 einen wirklich leistungsfähigen, zuverlässigen Träger am Start, nur eben nicht kostengünstig.

Das Risiko dabei ist, daß Skylon vielleicht doch nicht fliegt, was wir nicht hoffen wollen.

@Triebwerksprototyp: Ehhm....

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3432.msg268921#msg268921

Zitat von: Major Tom am 09. Dezember 2013, 08:21:21

Technologie vorhanden meinte ich in dem Sinn, daß die vorhandenen Teile nur passend zusammengedübelt werden müssten. 
Skylon wird schon was, das ist ein beeindruckendes Stück Technologie. Bis dahin brauchen wir aber auch einen Träger, und so wie es jetzt bei Arianespace läuft sollte es nicht weitergehen.

Das wäre eine betriebwirtschaftliche Frage. Angenommen, wir gehen davon aus, daß Skylon in 15 Jahren fliegt. Dann ist die Frage was ist billiger, Ariane 5 so lange subventionieren oder einen Träger entwickeln, der die Lücke füllt. Der ist doch auch nicht 2017 am Start. Immerhin haben wir mit Ariane 5 einen wirklich leistungsfähigen, zuverlässigen Träger am Start, nur eben nicht kostengünstig.

Das Risiko dabei ist, daß Skylon vielleicht doch nicht fliegt, was wir nicht hoffen wollen.

An einen  Betrieb von Skylon schon in 15 Jahren glaube ich nicht, dafür wird viel zu zögerlich investiert. Ich hoffe auf 20 Jahre, wäre aber auch bei 25 oder gar 30 Jahren nicht sehr überrascht. Im Übrigen denke ich nicht nur an Ariane 5, sondern an alles, was da so von Kourou aus startet. Ein einziges flexibles System könnte abgesehen von Vega fast alle teilweise im Ausland zugekauften Träger ersetzen. Das größte Problem von Ariane 5 ist auch gar nicht der Preis, der wird bezahlt, sondern die Doppelstarts. Wenn die aufkommende Konkurrenz dafür benötigte Kunden abgräbt, wird es eng. Mit der ME hätte man etwas mehr Spielraum bei den zwei Nutzlasten, aber die wird auch ständig verschoben... 

@Triebwerksprototyp: Ehhm....

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=3432.msg268921#msg268921

Eben, es gibt noch keinen. Sag ich doch.

Und was ist mit Ozon? Das ist kein grad lustiger Stoff!

Die Ozonkonzentration ist zwischen 10-50km in der Stratosphäre am höchsten. Berücksichtigt man dann noch die stark abnehmende Atmosphärendichte in großen Höhen, dürfte das Mengen-Maximum irgendwo zwischen 15 und 25km Höhe liegen und da flogen schon ganz andere Flugzeuge, unter anderem die SR-71.  Der Wärmetauscher des Skylons ist zudem aus korrosionsbeständigem Inconel gebaut, zumindest die unzähligen Röhrchen darin. Nach der Abkühlung auf -150°C vergeht dann auch Ozon der Reaktionsspaß....

Die ESA führt eine Studie zu Einschätzung von Skylon als Next European Launch System durch. Die Ergebnisse sollten demnächst fest stehen. Mal schauen was dabei heraus kommt 

Ja, mit 1,6 Millionen Euro dotiert. Das ist ein besserer Witz. Ich glaube man muss an dieser Stelle nicht erneut über die Weitsichtigkeit europäischer "Weltraumverantwortlicher" diskutieren.

Was Peter Bond dringendst benötigt ist ein Großinvestor, damit jetzt und heute die Arbeiten auf breiter Front beginnen können. Er selbst hat (wenn ich mich da recht erinnere) ohnehin mal gesagt, dass er Skylon oder die Passagierjetversion A2 gar nicht selbst bauen möchte, sondern dass REL nur die Sabre-Triebwerke beisteuern wird. Das Know-How abgeben will Bond nach den schlechten Erfahrungen mit Rolls-Royce aber auch nicht.

Wäre ein Raketenflugzeug von der notwendigen Expertise nicht so weit weg von einer normalen Rakete, wäre das Konzept sicherlich schon unlängst von Musk und Co. aufgegriffen und unterstützt worden. Meiner Meinung nach braucht es hier einen großen Konzern mit Erfahrungen im Großflugzeugbau wie EADS oder Boeing, die ausreichend Erfahrungen zumindest für den flugzeugtechnischen Teil von Skylon haben, z.B. Aerodynamik, Fahrwerkauslegung, Avionik, etc.. Nur hat EADS zumindest was Skylon angeht nur verhaltenes Interesse daran (vielleicht sieht das bei einer A2 mal anders aus), da keine hohen Stückzahlen winken und sie sich mit ihrer relativ hohen Arianespace-Beteiligung dann auch noch selbst ins Fleisch schneiden würden. Die aktuelle Ariane 6 ist eh schon schlimm, aber wenn man damit nur noch diejenigen Dinger hochbringt, die nicht in einen Skyloncontainer passen würden, wäre das Finanzdesaster komplett. Klarer Interessenskonflikt.

Ich habe schon mehrfach ausgedrückt, daß ich mir wünschen würde, Europa würde Skylon finanzieren. Aber glauben kann ich daran leider nicht.

An den Großinvestor kann ich auch nicht richtig glauben. Es sei denn, jemand macht das Geld locker, um die Raumfahrt voranzubringen und ist bereit, die Investition abzuschreiben. Auf NSF gibt es einen umfangreichen Thread dazu und das dort diskutierte Geschäftsmodell, das von REL stammen soll, kann mich nicht überzeugen. Allerdings bin ich auch kein Großinvestor.

Das sieht so aus, daß die Skylon einzeln an Betreiber verkauft werden sollen. Viele Staaten und einige kommerzielle Betreiber würden mindestens 20 (aus dem Gedächtnis) kaufen, dann geht es auf. Staaten sollen es kaufen, um unabhängigen Zugang zum Weltraum zu bekommen. Aber selbst wenn sie einen Skylon besitzen, was ist daran unabhängig? Sie bräuchten einen teuren Startflughafen nahe am Äquator mit extra langer und extra stabil ausgelegter Start- und Landebahn, also für die meisten nicht im eigenen Land. Sie bräuchten Service durch Skylon vor jedem Flug. Und mit kommerziellen sähe es auch nicht gut aus. Staaten hätten ihren eigenen Skylon und bräuchten die Kapazität nicht annähernd, also würden sie wohl Flüge kommerziell vermarkten. Da bleibt für rein kommerzielle Anbieter kein Markt.

Sicher, dass man aus der Nähe des Äquators sein muss ? Natürlich würde alles andere an der Nutzlast nagen, aber wenn das so massiv günstiger wird, dann ist das den Betreibern auch egal. Und zu den Startbahnen: Ich glaube in Europa und Amerika gibt es einige Landebahnen, die den anforderungen standhalten dürften; nämlich ehemalige Militärflughäfen auf denen strategische Bomber stationiert waren. Und der Ankauf eines Exemplars dürfte selbst für nicht-raumfahrtaffine Staaten interessant sein, um an das Know-How heranzukommen. Und dann werden die Staaten auch recht versessen darauf sein, ihre Maschinen selbst zu warten...