Kosmonautika (úvodní strana)
Kosmonautika@kosmo.cz
  Nepřihlášen (přihlásit)
  Hledat:   
Aktuality Základy Rakety Kosmodromy Tělesa Sondy Pilotované lety V Česku Zájmy Diskuse Odkazy

Obsah > Zájmy > Projekty > X-Prize > Návrh A.Holuba
tisk 

Návrh a rozbor jednoduchého "vehiklu" pro X-Prize

Mým prvotním cílem bylo si soukromě předběžně prověřit (malou studií) možné odpovědi na dvě otázky:
1. Lze v ČR postavit "vehikl" pro X-Prize?
2. Lze na tom vydělat peníze?

Abych mohl udělat alespoň hrubý rozbor, udělal jsem si návrh minimálního jednoduchého "vehiklu".

Pro pobavení, inspiraci a případnou diskusi, zde uvádím konkrétnější popis mého návrhu vehiklu pro X-Prize.
Na Danovo přání je to i s jednoduchým nákresem :-)
Počítal jsem s poměrně těžkou kabinou (1000 kg) a mizerným Isp (2000 Ns/kg), takže mi vyšla dvojstupňová konstrukce.
Udělal jsem celou konstrukci úzkou a dlouhou, aby se dala případně dobře nést v podvěsu letadla.

Schéma vehiklu pro X-PrizeZákladní prvky:

  1. Kabina (modrá)
    - průměr 1.2 m, délka cca 3 m
    - startovní hmotnost 1300 kg (1000 kg konstrukce, 300 kg posádka a její vybavení)
    - celokovová konstrukce, 3 sedadla za sebou, po stranách okénka, v přídi padáky
    - výrobní cena do 1 mil. USD (do 10 mil. Kč), výdrž nejméně 100 startů a přistání
  2. Motor (červená)
    - průměr 1.2 m, délka 3 m (z toho 1 m tryska),
    - startovní hmotnost 2000 kg (400 kg konstrukce, 1600 kg palivo)
    - počítáno s Isp 2000 Ns/kg (TPL), doba chodu cca 30 s
    - aerodynamické řízení směru letu pomocí křidélek
    - výrobní cena do 1 mil. USD (do 10 mil. Kč), výdrž nejméně 100 startů a přistání
    - před novým startem se mění ablativně chlazená tryska a plní nové palivo

Možné sestavy:

  1. XP-1 (Kabina + Motor)
    - startovací hmotnost 3300 kg, celková délka cca 6 m, charakteristická rychlost 1300 m/s
    - dostup při startu ze země je cca 50 km
    - dostup při vzdušném startu ve výšce 10 km a rychlosti 250 m/s (900 km/hod) je cca 100 km
    - dostup při vzdušném startu ve výšce 20 km a rychlosti 600 m/s (Mach 2) je cca 160 km
    - náklady na start cca 100000 USD (20000 palivo, 20000 tryska, 20000 odpisy, 20000 personál, 20000 letadlo)
  2. XP-2 (Kabina + Motor + Motor) (dva stejné motory ve funkci prvního a druhého stupně)
    - startovací hmotnost 5300 kg, celková délka cca 9 m, charakteristická rychlost 2000 m/s
    - dostup při startu ze země je cca 100 km
    - náklady na start cca 130000 USD (40000 palivo, 40000 trysky, 30000 odpisy, 20000 personál)

Možné alternativy a vylepšení:

  • místo padáku může být něco jako rotor u Rotonu (možnost přesného řízeného přistání)
  • kabina může být s křidélky (jako X-15), nebo ve tvaru vztlakového tělesa (jako X-38) pro přistání na letišti
  • motor s lepším Isp a lepším konstrukčním číslem (na KPL) by mohl být menší, nebo by stačil jen jeden pro dostup 100 km

Tady jsou výsledky mých prvních jednoduchých ekonomických úvah o X-prize vehiklu:
- maximální cena "letenky" je 100000 USD (optimální je pod 10000 USD)
- maximální cena jednoho startu musí být o dost nižší než 200000 USD (2 platící zákazníci)
- X-prize (10 mil. USD) je tedy finančně totéž co příjem z nejméně 50 komerčních letů
- optimisticky počítám se 100 lety jednoho X-prize vehiklu (s tím, že se to stihne během jednoho roku)
- je tedy třeba buď dostat celkové vývojové, výrobní a provozní náklady na dva nekomerční starty pod 10 mil. USD (a jako první získat X-prize), nebo je třeba dostat provozní náklady tak nízko, aby prodej letenek umořil všechny počáteční náklady a přinesl zisk do cca 5 let (pak už nás spolehlivě převálcuje konkurence)
- v dalších úvahách a rozborech je tedy třeba se zaměřit na to, jaké mohou být reálné vývojové, výrobní a provozní náklady X-prize vehiklu (kdo to dokáže určit?), případně se snažit je dostatečně snížit

Vysvětlivky a poznámky:

Podle průzkumu trhu kosmické turistiky (jehož výsledky jsem našel i na Internetu) i podle porovnání nákladů se stávajícími nosiči lze maximální cenu suborbitální letenky stanovit na 100000 USD. Při vyšší ceně by se už těžko sháněl dostatek platících zájemců a také měrná cena by už převyšovala cenu stávajících nosičů (odhaduji, že X-prize vehikl by mohl po přidání dalších stupňů vynést na LEO cca 10% z toho, co přímo vynese do výše 100 km [cca 1000 kg], takže na LEO by se pak dostalo cca 100 kg za cenu cca 500000 USD [k ceně "letenek" připočítávám odhad ceny vyšších stupňů], což už není lepší, než stávající stav [5000 USD/kg]). Optimální cena za letenku by byla pod 10000 USD, protože pak už by asi nebyl problém sehnat dostatek zájemců (i když se přiznám, že já osobně bych za takovýto suborbitální let nikdy nedal více než cca 30000 Kč [1000 USD]).

Nyní k ekonomice mého modelového návrhu (příkladu):
- uváděné standardní jednotkové ceny raket jsou cca 300 USD na kg startovací hmotnosti
- výrobní cena vehiklu by tedy měla být vždy v pohodě nižší než 2 mil. USD
- cenu paliva odhaduji na max. 10 USD na kg
- palivo pro jeden start by tedy mělo stát max. 40000 USD
- optimisticky doufám, že vehikl vydrží 100 startů a také frekvence startů bude 100 za rok
- "odpisy" vehiklu tedy vychází na max. 20000 USD na start
- již dříve jsem uvedl že max. příjem za jeden start může být cca 200000 USD (podle průzkumu trhu)
- příjem za start může být rozdělen takto: 40000 USD palivo + 20000 USD "odpisy" + 40000 USD "příprava ke startu, mzdy, režie a jiné provozní náklady" + 100000 USD "zisk" použitý pro umoření vývojových nákladů
- během pěti let by se takto daly "umořit" vývojové náklady ve výši až 50 mil. USD

Závěry z mého výše uvedeného odhadu:
- náklady na start mohou být nižší než 100000 USD a lze dosahovat slušného zisku
- X-prize (10 mil. USD) může pokrýt většinu výrobních a vývojových nákladů (možná i celé náklady)
- předběžně se mi tedy celý záměr zdá být (teoreticky) realizovatelný a ziskový (má tedy dobrý smysl)

Rizika:
- moje odhady mohou být příliš optimistické nebo nepřesné (možná jsem něco opominul)
- nepočítám s žádnou havárií ani se ztrátami na životech (což hrozí velmi významně)


Aktualizováno : 09.01.2004

[ Obsah | Nosiče ]


Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.


(originál je na https://mek.kosmo.cz/zajmy/projekty/xprize/ales/index.htm)

Stránka byla vygenerována za 0.149423 vteřiny.