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[话题讨论] 进入近地轨道的成本理论极限是多少?

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CDer:001125295
发表于 2020-1-12 20:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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晚上吃饭看到胖五复飞的视频,小朋友和我聊天吹牛问了我一个问题发现我回答了。
假设有一款理想的火箭,使用液氢液氧发动机,发动机的效率做到了理论比冲,那么送一千克的载荷上近地轨道需要多重的液氧液氢??
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CDer:000163992
发表于 2020-1-12 21:27 超大游击队员 | 显示全部楼层
你的火箭干质比是多少啊?
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CDer:001125295
 楼主| 发表于 2020-1-12 21:42 | 显示全部楼层

RE: 进入近地轨道的成本理论极限是多少?

akula12345 发表于 2020-1-12 21:27
你的火箭干质比是多少啊?

理论计算,假设火箭的干质比无限大,除了载荷就是燃料了
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CDer:000163992
发表于 2020-1-12 22:04 超大游击队员 | 显示全部楼层
xinlonging 发表于 2020-1-12 21:42
理论计算,假设火箭的干质比无限大,除了载荷就是燃料了

干质比都无限大了,那就不是火箭,是魔法了。液氢的热值大约是140MJ/kg,剩下的就是中学物理知识了,你自己去换算吧。
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CDer:001125295
 楼主| 发表于 2020-1-12 22:27 | 显示全部楼层

RE: 进入近地轨道的成本理论极限是多少?

akula12345 发表于 2020-1-12 22:04
干质比都无限大了,那就不是火箭,是魔法了。液氢的热值大约是140MJ/kg,剩下的就是中学物理知识了,你自 ...

直接用第一宇宙速度的动能和液氢液氧完全燃烧的能量换算的是吗?
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CDer:000413854
发表于 2020-1-12 22:34 超大游击队员 | 显示全部楼层
xinlonging 发表于 2020-1-12 22:27
直接用第一宇宙速度的动能和液氢液氧完全燃烧的能量换算的是吗?

不行,因为燃烧的能量很大一部分用于加速液氢液氧了,还一部分能量用于加热液氢液氧。
真想算,也挺麻烦的,需要优化弹道。因为火箭还受大气阻力影响。
如果所有复杂的因素都不考虑。。。。那你开心就好
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CDer:000163992
发表于 2020-1-12 22:44 超大游击队员 | 显示全部楼层
xinlonging 发表于 2020-1-12 22:27
直接用第一宇宙速度的动能和液氢液氧完全燃烧的能量换算的是吗?

你说呢?不然,你还可以查一下液氢中的氘和氚的含量,算一下聚变反应的热值。
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CDer:000163992
发表于 2020-1-12 22:45 超大游击队员 | 显示全部楼层
chenxiao86 发表于 2020-1-12 22:34
不行,因为燃烧的能量很大一部分用于加速液氢液氧了,还一部分能量用于加热液氢液氧。
真想算,也挺麻烦 ...

人家都说了干质比无限大,除了燃料就是载荷,显然是不打算考虑热力学第二定律了,你还替他考虑这么多干嘛?
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CDer:001125295
 楼主| 发表于 2020-1-12 22:48 | 显示全部楼层

RE: 进入近地轨道的成本理论极限是多少?

chenxiao86 发表于 2020-1-12 22:34
不行,因为燃烧的能量很大一部分用于加速液氢液氧了,还一部分能量用于加热液氢液氧。
真想算,也挺麻烦 ...

那看样子小朋友还真说对了。我在那对比长五和空X的复用火箭,认为未来随着技术的发展能做到把工厂打到太空去在太空进行工业化生产。小朋友觉得不可能,现在一千克送上去的成本那么高,哪怕到了理论极限也没办法降到能建太空工厂的程度。运费1万美元的东西价值至少要十几万美元才够,这还只是产品的运费。
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CDer:000515401
发表于 2020-1-12 22:54 | 显示全部楼层
发射维度多少?目标轨道参数多少?不考虑四大损失?
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CDer:000946994
发表于 2020-1-12 23:24 超大游击队员 | 显示全部楼层
chenxiao86 发表于 2020-1-12 22:34
不行,因为燃烧的能量很大一部分用于加速液氢液氧了,还一部分能量用于加热液氢液氧。
真想算,也挺麻烦 ...

确实,所有因素都不考虑的话,开心就好,毕竟即使液氧液氢占火箭成本不过0.4%
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CDer:000973835
发表于 2020-1-13 00:35 超大游击队员 | 显示全部楼层
拿齐奥尔科夫斯基公式算算不就得了,简单的对数计算。应该需要7公斤左右燃料。
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CDer:000286889
发表于 2020-1-13 02:23 | 显示全部楼层
W=F*S=MgS
重量*(9.8+7.9)*0.5*600000/重量
=~7百万焦耳=1944度电
每度电算五毛钱
那就是每公斤一千人民币

这是假设有免维护,超高效电磁驱动太空电梯,运行无数次,摊平研发建造费用后
得出来的值
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CDer:000494449
发表于 2020-1-13 02:39 | 显示全部楼层

RE: 进入近地轨道的成本理论极限是多少?

akula12345 发表于 2020-1-12 22:04
干质比都无限大了,那就不是火箭,是魔法了。液氢的热值大约是140MJ/kg,剩下的就是中学物理知识了,你自 ...

找你这么算不成了永动机了吗 效率100%?
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CDer:000163992
发表于 2020-1-13 06:41 超大游击队员 | 显示全部楼层
火烧天下无毛 发表于 2020-1-13 02:39
找你这么算不成了永动机了吗 效率100%?

哈哈,是第二类永动机。
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CDer:000018365
发表于 2020-1-14 10:44 | 显示全部楼层

RE: 进入近地轨道的成本理论极限是多少?

xinlonging 发表于 2020-1-12 22:27
直接用第一宇宙速度的动能和液氢液氧完全燃烧的能量换算的是吗?

实际上要比冲,你就要尽量多加氢,因为氢分子比水分子轻,更容易实现更高的速度.....
这也是氢氧发动机比冲无敌的主要秘诀。
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CDer:000921577
发表于 2020-1-14 16:10 | 显示全部楼层

RE: 进入近地轨道的成本理论极限是多少?

xinlonging 发表于 2020-1-12 22:48
那看样子小朋友还真说对了。我在那对比长五和空X的复用火箭,认为未来随着技术的发展能做到把工厂打到太 ...

嘿嘿,这就不是工程造价问题了,而是经济学问题,成本高怎么了,只要产品的利润价值够高就不怕。
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