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/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / space / 17975 < prev    next >
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Text File  |  1992-12-21  |  5.4 KB  |  129 lines

  1. Newsgroups: sci.space
  2. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!cs.utexas.edu!convex!convex!ewright
  3. From: ewright@convex.com (Edward V. Wright)
  4. Subject: Re: SSTO vs. 2 Stage
  5. Sender: usenet@news.eng.convex.com (news access account)
  6. Message-ID: <ewright.724959243@convex.convex.com>
  7. Date: Mon, 21 Dec 1992 17:34:03 GMT
  8. References: <18680@mindlink.bc.ca>
  9. Nntp-Posting-Host: bach.convex.com
  10. Organization: Engineering, CONVEX Computer Corp., Richardson, Tx., USA
  11. X-Disclaimer: This message was written by a user at CONVEX Computer
  12.               Corp. The opinions expressed are those of the user and
  13.               not necessarily those of CONVEX.
  14. Lines: 113
  15.  
  16. In <18680@mindlink.bc.ca> Bruce_Dunn@mindlink.bc.ca (Bruce Dunn) writes:
  17.  
  18. >Wright:
  19. >The 2-stager is a *much* larger vehicle, so your vehicle fabrication
  20. >costs will be much larger.
  21.  
  22. >Larger is a slippery word.  Measured by dry mass, the lower stage is four
  23. >times larger than the DC-1.  Measured by fueled mass, it is two times larger.
  24. >Measured by linear dimensions, it is actually smaller than the DC-1 (it uses
  25. >much denser propellants).
  26.  
  27. Fabrication costs tend to be proportional to dry mass, not fueled mass
  28. or linear dimensions.  So you can expect them to be four times larger.
  29.  
  30.  
  31. >Fabrication costs are not only affected by size, but also strongly affected
  32. >by complexity and by how closely material limits are pressed....  In fact 
  33. >therefore, the fact that the lower stage has a higher
  34. >dry mass than the upper stage (even though it has smaller linear dimensions)
  35. >is an indication that it is likely to be less expensive than an upper stage.
  36.  
  37. The patented Gary Coffman "stress" argument.  Hope you paid your royalties
  38. on this one. :-)  But, in fact, there is nothing to suggest that your
  39. lower stage would be less complex or press material limits less closely.
  40.  
  41.  
  42. >I am assuming that the first stage will return to the launch site under its
  43. >own power.  
  44.  
  45. That requires a significant delta-v.  Let's assume your first stage
  46. accelerates its payload to 1/3 orbital velocity.  After separation,
  47. the first-stage must kill its forward velocity.  That's another 1/3
  48. orbital velocity.  Then it must do a ballistic shot back the way it
  49. came.  Another 1/3 orbital velocity.  Since 1/3 + 1/3 + 1/3 =1, your
  50. vehicle needs enough delta-v to put itself into orbit.  If its burnout
  51. velocity is lower, the total delta-v is lower, but the benefit of the 
  52. first stage is also less.
  53.  
  54.  
  55. >Mating the two stages will take time and manpower, but if the system is
  56. >correctly designed the actual labor need not be too much.  The DC-1 will have
  57. >to be transported in any case from its landing spot to its launch cradle.
  58. >The use of a lower stage would merely mean that the DC-1 would be placed on
  59. >the lower stage, rather than on the launch cradle.
  60.  
  61. No, not quite.  The upper stage can't simply be placed on top of
  62. the lower one.  It's got to be carefully aligned and attached with
  63. explosive bolts to make sure it stays there during launch.  Very 
  64. careful handling is necessary, not only to avoid damaging one of
  65. the vehicles, but also because you're dealing with explosives.
  66.  
  67. Once the vehicles, you no longer have access to the second-stage
  68. engines.  If a problem is detected before launch, you have to
  69. disassemble the stack again.
  70.  
  71. Consider commercial airlines.  If they had to repaint an
  72. airliner after each flight, the cost of an airline ticket
  73. would double.
  74.  
  75. If they had to mate the airliner with a first stage after
  76. every flight, the cost of an airline ticket would probably
  77. go up by a factor of ten.
  78.  
  79. That's why no one operates two-stage airliners any more.
  80.  
  81.  
  82. >Reply:
  83. >OK, in this case two flights of the two stage vehicle can deliver the desired
  84. >total payload in a time of 2 days, as compared to 5 days and 10 flights for
  85. >the DC-1.  The advantage remains - what is your point?
  86.  
  87. My point is, a single-stage vehicle can be turned around, potentially,
  88. in less than an hour.  Unload the passengers, download the inflight
  89. maintenance log, refuel the vehicle, and load the next batch of
  90. passengers.  Airlines do this all the time.
  91.  
  92. A two-stage vehicle will add days, if not weeks, to that turn-around
  93. time.  How often a vehicle flies is the most important factor in
  94. determining how much it costs to operate.
  95.  
  96.  
  97. >Should the DC-1 have engine ignition trouble on staging, it has both the 
  98. >fuel and thrust to land at the launch site.  With only some engines working, 
  99. >it can burn off fuel until it has a thrust to weight ratio of greater than 
  100. >1, hover to get its weight down further,  and then land.
  101.  
  102. At what altitude above (or below) water? :-)
  103.  
  104.  
  105. >       I will assert that turnaround cost of the lower stage will not exceed
  106. >the turnaround cost of the upper stage (the lower stage is much less stressed
  107. >than the DC-1 upper stage, and uses cheap kerosene and LOX as propellants).
  108.  
  109. I can assert that the cost of a luxury car is the same as a compact 1/3
  110. the size.  I don't believe it, but I can assert it.
  111.  
  112.  
  113. >Assuming, as a worst case, that the turnaround costs of the lower stage equal
  114. >the turnaround costs of the upper stage, 
  115.  
  116. Your "worst case" would be overly optimistic, even as a best case.
  117.  
  118.  
  119. >        I will further note that using the DC-1 as an upper stage does not
  120. >prevent it being used in SSTO mode for lighter payloads when this would be
  121. >desirable.  It also offers the opportunity to boost individual payloads 5
  122. >times greater than that achievable in SSTO mode.  A two stage design is thus
  123. >more flexible than the SSTO.
  124.  
  125. No, for the development cost of this vehicle, you could build a "big DC"
  126. five times the size.
  127.  
  128.  
  129.