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/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / space / 18020 < prev    next >
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Text File  |  1992-12-22  |  7.4 KB  |  167 lines

  1. Newsgroups: sci.space
  2. Path: sparky!uunet!gatech!rpi!clotho.acm.rpi.edu!strider
  3. From: strider@clotho.acm.rpi.edu (Greg Moore)
  4. Subject: Re: SSTO vs. 2 Stage
  5. Message-ID: <rns2_yp@rpi.edu>
  6. Nntp-Posting-Host: acm.rpi.edu
  7. Organization: The Voice of Fate
  8. References: <18680@mindlink.bc.ca> <ewright.724959243@convex.convex.com>
  9. Date: Tue, 22 Dec 1992 07:31:42 GMT
  10. Lines: 155
  11.  
  12. In article <ewright.724959243@convex.convex.com> ewright@convex.com (Edward V. Wright) writes:
  13. >In <18680@mindlink.bc.ca> Bruce_Dunn@mindlink.bc.ca (Bruce Dunn) writes:
  14. >
  15. >>I am assuming that the first stage will return to the launch site under its
  16. >>own power.  
  17. >
  18. >That requires a significant delta-v.  Let's assume your first stage
  19. >accelerates its payload to 1/3 orbital velocity.  After separation,
  20. >the first-stage must kill its forward velocity.  That's another 1/3
  21. >orbital velocity.  Then it must do a ballistic shot back the way it
  22. >came.  Another 1/3 orbital velocity.  Since 1/3 + 1/3 + 1/3 =1, your
  23. >vehicle needs enough delta-v to put itself into orbit.  If its burnout
  24. >velocity is lower, the total delta-v is lower, but the benefit of the 
  25. >first stage is also less.
  26. >
  27.     What if you assume much lower than 1/3 orbital velocity.
  28. What if you basically use the DC-0 to lifht the DC-1 up to say
  29. 100 miles with limited velocity in the horizontal vector.  What
  30. effect would this have?  Is this even practical?  (If someone
  31. who doens't want to do the calculation wants to email the
  32. equations, I'd gladly do them.)
  33.  
  34. >
  35. >>Mating the two stages will take time and manpower, but if the system is
  36. >>correctly designed the actual labor need not be too much.  The DC-1 will have
  37. >>to be transported in any case from its landing spot to its launch cradle.
  38. >>The use of a lower stage would merely mean that the DC-1 would be placed on
  39. >>the lower stage, rather than on the launch cradle.
  40. >
  41. >No, not quite.  The upper stage can't simply be placed on top of
  42. >the lower one.  It's got to be carefully aligned and attached with
  43. >explosive bolts to make sure it stays there during launch.  Very 
  44. >careful handling is necessary, not only to avoid damaging one of
  45. >the vehicles, but also because you're dealing with explosives.
  46. >
  47.     Are the explosives any more dangerous than dealing
  48. with LOX? LOX spills can be nasty.  Perhaps have a single bolt
  49. in the center with a corresponding spot in the center
  50. of the DC-1 to accept it.  The rest of the DC-1 just sits
  51. on top of the DC-0.  (Or radically, eliminate the bolt
  52. altogether.  REly on gravityto hold things in place. :-)
  53.  
  54. >Once the vehicles, you no longer have access to the second-stage
  55. >engines.  If a problem is detected before launch, you have to
  56. >disassemble the stack again.
  57. >
  58.     This assume how you design the DC-0.  Since we
  59. are looking at a simple to maintain vehicle here, and not
  60. looking at pushing the envelope, leave the DC-1 engines exposed
  61. just like they would be in the launch cradle.  (I.e, if the
  62. launch cradle can leave the engines exposed enough to allow
  63. maintaince, the top of the DC-0 can be built in a similar fashion.)
  64.  
  65. >Consider commercial airlines.  If they had to repaint an
  66. >airliner after each flight, the cost of an airline ticket
  67. >would double.
  68. >
  69.     Umm, yeah? So who's repainting the DC-1?  In fact,
  70. many airlines like to keep as much of the aircraft unpainted
  71. as possible.  Saves weight and is easier to maintain.
  72.  
  73. >>Reply:
  74. >>OK, in this case two flights of the two stage vehicle can deliver the desired
  75. >>total payload in a time of 2 days, as compared to 5 days and 10 flights for
  76. >>the DC-1.  The advantage remains - what is your point?
  77. >
  78. >My point is, a single-stage vehicle can be turned around, potentially,
  79. >in less than an hour.  Unload the passengers, download the inflight
  80. >maintenance log, refuel the vehicle, and load the next batch of
  81. >passengers.  Airlines do this all the time.
  82. >
  83.     So, let's see, your SSTO vehicle takes an hour to turn
  84. around.  NOw a simpler (in theory) DC-0 stage should take less time.
  85. Even if it takes more time it's not a total loss.  Part of that time
  86. your DC-1 will be in orbit.  So, the limiting factor becomes
  87. stacking.  That's the key.  If you have a simple stacking design
  88. (say a minimal of umbilicals and they are auto-connecting), this
  89. could be minimized.  Since the TSTO will take 5 times as much
  90. to orbit, this means that we only have to equal the turn around
  91. time of a DC-1 five times, namely the one hour you mention above.
  92. That means we have to beat a turn-around time of 5 hours.
  93. However, if we include the on-orbit time of the same DC-1, that 
  94. number goes way up.  (I.e., just as the turn-around time of a
  95. 747 from NY-London-NY may only be 1 hour in London, the total
  96. time to do this takes over 13 with flight time.)
  97.  
  98. >A two-stage vehicle will add days, if not weeks, to that turn-around
  99. >time.  How often a vehicle flies is the most important factor in
  100. >determining how much it costs to operate.
  101. >
  102.     I agree with the second statement.  The first though, even
  103. with my own additions above, I'd claim there are not enough data
  104. points.  We have no real numbers for DC-0.  For DC-1, we have numbers
  105. that McDac has come up with. But these are tentative at best.  (
  106. Though better than the DC-0 numbers I'd claim.)
  107.  
  108. >
  109. >>Should the DC-1 have engine ignition trouble on staging, it has both the 
  110. >>fuel and thrust to land at the launch site.  With only some engines working, 
  111. >>it can burn off fuel until it has a thrust to weight ratio of greater than 
  112. >>1, hover to get its weight down further,  and then land.
  113. >
  114. >At what altitude above (or below) water? :-)
  115. >
  116.     Umm, isn't this what the DC-1 is SUPPPOSED to do in any
  117. case, forgetting the DC-0 stage?
  118.  
  119. >
  120. >>       I will assert that turnaround cost of the lower stage will not exceed
  121. >>the turnaround cost of the upper stage (the lower stage is much less stressed
  122. >>than the DC-1 upper stage, and uses cheap kerosene and LOX as propellants).
  123. >
  124. >I can assert that the cost of a luxury car is the same as a compact 1/3
  125. >the size.  I don't believe it, but I can assert it.
  126. >
  127.     But, you do assert that DC-1 will be cheaper and easier to
  128. operate than the shuttle.  The only difference in your assertion here
  129. and the above assertion about a DC-0, is taht McDac has provided
  130. some numbers on a DC-1.  If McDac is wrong though... I've got
  131. a compact for sale. :-)
  132.     Remember, we are all arguinh numbers here.  The question is
  133. how reliable are they?
  134.     In reliability order (just to provoke a few flames :-)
  135. I'd say, the reliability of the cost figures for some craft goes 
  136. as follows:
  137.     Shuttle > DC-X >> DC-Y > DC-1 >> DC-0.
  138.  
  139. I base this on the following:
  140.     Shuttle is flying.  Though we often can't agree on a cost,
  141. we have numbers to argue about.
  142.     DC-X is being built. I'm sure Mc-Dac has a good handle on
  143. this cost.
  144.     DC-Y cost figures are much less reliable since we don't know
  145. what if any problems will show up in DC-X.  If few to none, then
  146. the figures are probably pretty good.
  147.     DC-1 figurs should be a simple extrapolation from DC-Y since
  148. it would basically be a production model of the same craft.
  149.     DC-0 (or DC-1 lower stage) numbers are at this point since
  150. no real numbers have been generated.
  151.  
  152.     Note, this says NOTHING about which would be cheaper.
  153. (In fact that is a pointless argument since DC-X has no
  154. orbital capicity, DC-Y is a prototype.  Only when DC-1 flies
  155. can REAL numbers be compared about cost to orbit.)
  156.  
  157. >
  158. >>Assuming, as a worst case, that the turnaround costs of the lower stage equal
  159. >>the turnaround costs of the upper stage, 
  160. >
  161. >Your "worst case" would be overly optimistic, even as a best case.
  162. >
  163.     Careful, you're asserting again. :-)
  164.  
  165.  
  166.  
  167.