[AR] Re: SSTO fuels (was Re: SSTO)

  • From: William Claybaugh <wclaybaugh2@xxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Sat, 17 Feb 2018 22:24:46 +0000

Henry:

For launch vehicles, ops begin when it arrives at the launch site (lands,
for Shuttle; ferry flights are included in ops).

I’ve bundled the data here, but in some cases I also have a breakout for
“moves from processing to launch pad”.  More efficient vehicles
obviously—in the data—minimize launch pad time.

Words have meaning: dry weight—in this case—means exactly that. No
propellant was included in the mass estimate.

I have no ops data on F9; I have counted cars at the launch site which has
not proven helpful: there are pretty consistently more cars at that site
than at ULA’s Atlas pad, go figure.

Bill

On Sat, Feb 17, 2018 at 3:09 PM Henry Vanderbilt <hvanderbilt@xxxxxxxxxxxxxx>
wrote:

Bill,

"Obviously incorrect" is overdoing the mea culpa.  Too cryptic and
context-deficient, perhaps.  A hazard of posting late and tired - but
we've all done that at some point.

My apologies in turn for perhaps once or twice visibly enjoying myself
too much during my guessing-what-you-might-mean responses.  (Mind, even
guessing wrong I found them useful; I hadn't revisited those numbers in
too long.)

But now that you've posted that chart, there's obviously an interesting
point here: Adjusting labor-hours per flight for overall vehicle dry
mass does lead to some interesting and instructive clusterings, and
potentially clarifies things in the search for factors affecting vehicle
ops costs.

Though I do have two questions about your assumptions there:

  - For expendables, where did you draw the line between manufacturing
man-hours and support man-hours?  The logical divide would be at the
point where the stages get delivered to the launch site and begin
pre-launch erection and processing.  (Mind, on an expendable, I could
see a defensible argument for counting manufacturing hours too.)

  - For vehicles with fixed-size large solid boosters associated - Titan
4, Ariane 5, Shuttle - did you include the dry mass of the solid casings?

Hmm, make that three questions: What do you have on where Falcon 9 comes
down on this chart?  You did mention some such.  (And, where might F9
reuse flights fit into that?)


Henry

On 2/17/2018 7:22 AM, William Claybaugh wrote:
All:

My sincere apologies for this obviously incorrect post.

There is a four order of magnitude difference in *Labor Intensity*
between subsonic aircraft and space launch systems (see the attached
chart), not in cost per pound.

By way of explanation (but not excuse), let me admit too putting in some
fairly long hours lately on this SSTO study and being in the middle of
writing about labor costs when I dashed off this stupid post.

My apologies to all,

Bill

On Fri, Feb 16, 2018 at 2:49 PM, William Claybaugh
<wclaybaugh2@xxxxxxxxx <mailto:wclaybaugh2@xxxxxxxxx>> wrote:

    Henry:

    To first order and to date, stuff that goes to orbit costs about
    four orders of magnitude more than subsonic stuff, per pound.

    SpaceX has pulled about half an order of magnitude out of that,
    leaving the difference—in their case only—at almost exactly four
    orders of magnitude.

    Bill

    On Fri, Feb 16, 2018 at 1:28 PM Henry Vanderbilt
    <hvanderbilt@xxxxxxxxxxxxxx <mailto:hvanderbilt@xxxxxxxxxxxxxx>>
wrote:

        Cost-per-airframe/engine pound certainly scales up with higher
        vehicle
        performance.

        Development cost per project has a less linear relationship with
raw
        vehicle performance - other significant variables also apply.

        See my previous remarks about the different demands of achieving
a
        profitable performance increment over existing mature-technology
        ailiner
        competition, versus developing a Good Enough version of a
        radically new
        space transport approach that inherently brings with it a
        significant
        performance edge.

        And on the gripping hand, setting up for economic serial
        production of
        hundreds-to-thousands of copies of a big state-of-the-art
        airliner is a
        major expense that developers of advanced rockets generally
avoid.

        In fact, SpaceX's investment in reusability can be viewed as
        primarily a
        way to support their high (for the old expendable industry)
        flight rates
        with a much smaller/cheaper booster core production
        establishment than
        they'd otherwise need.

        To a first approximation, a successful Mark 1 version
        fast-turnaround
        SSTO space transport will not immediately require mass
        production.  More
        like single digit numbers of hand-built copies.

        Later marks, as the market radically expands, will be a
        different story.
           But the revenue from the early marks will be there to help
        support
        establishing higher-rate production.  Not an issue for funding
the
        initial push to market.

        Henry Vanderbilt

        On 2/15/2018 3:15 PM, William Claybaugh wrote:
         > Rick:
         >
         > Productivity gains in the aerospace sector have pretty much
        matched
         > inflation over the period since the 747 was developed;
        accordingly, a
         > large passenger aircraft should cost—in today’s
        dollars—pretty much the
         > same as a 747 cost in then dollars. $1 Billion by your
estimate.
         >
         > The other glaring issue here is that a subsonic aircraft is
not
         > comparable to a Mach 25 spaceship; trying to use the one to
        estimate the
         > cost of the other guarantees underestimating.
         >
         > Bill
         >
         >
         >
         > On Thu, Feb 15, 2018 at 1:42 PM Rick Wills <willsrw@xxxxxxxxx
        <mailto:willsrw@xxxxxxxxx>
         > <mailto:willsrw@xxxxxxxxx ;<mailto:willsrw@xxxxxxxxx>>> wrote:
         >
         >     Henry
         >
         >     I'll throw my 2 cents in here.
         >
         >     $20B should be an upper limit for spaceplane/launch
vehicle
         >     development.  My estimate is $14B to $17B.  A reusable
        orbital
         >     launch  vehicle may or not be an SSTO but it needs to be
100%
         >     reusable.  My rational for the estimate is Boeing spent
        $1 Billion
         >     to develop the 747 with first flight in  1969. Today,
        that's roughly
         >     $7B.   Rough order of magnitude is double Boeing's cost;
        than add
         >     20% for cost overruns.  I can see why some people might
        argue $20B
         >     to $40B; Boeing Dreamliner is reported to have cost $30B
        to develop.
         >     However, SpaceX could hit 100% reusable with a reusable
        upper stage.
         >
         >     On Monday afternoon, I spoke to freshman mechanical and
        aerospace
         >     engineering students at the University of Dayton on the
        subject of
         >     the Engineering Profession.  In my "lessons learned"
        section, I
         >     discussed bias.  Yep, we all got them.   As an example, I
        discussed
         >     my bias about what a reusable orbital launch vehicle
        would like.  My
         >     long held view was a reusable launch vehicle would be
        "aircraft
         >     like":  wings, landing gear, etc, and of course a pilot.
        (full
         >     disclosure, I hold a commercial pilot rating and am
        engineer).  In
         >     preparing for the talk, I realize this bias when as far
        back as my
         >     childhood looking at Pratt & Coggins book "By Spaceship
        to the
         >     Moon".  It's 1950 technology but the science is solid for
        the time.
         >       In it, there is a nice drawing of a large winged
        vehicle, they
         >     called it a supply ship.  The vehicle was taking off
        horizontally
         >     with a rocket powered sled.  My five year old self looked
        at that
         >     and thought, "that's neat".  I now understand the
technical,
         >     developmental, political, and financial issues with these
        sorts of
         >     system configurations but the bias was implanted.   Now
        Space X
         >     comes along and shows how recovering an intact undamaged
        first stage
         >     can return a profit.    Biases do die hard, but it's hard
        to argue
         >     with success.
         >
         >     Take Care and Be Safe,
         >
         >     Rick Wills
         >     Still waiting for Buck Rogers
         >
         >     -----Original Message-----
         >     From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx
        <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>
         >     <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx
        <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>>
         >     [mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx
        <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>
         >     <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx
        <mailto:arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx>>] On Behalf Of Henry
        Vanderbilt
         >     Sent: Thursday, February 15, 2018 1:54 PM
         >     To: arocket@xxxxxxxxxxxxx <mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx>
        <mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx ;<mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx>>
         >     Subject: [AR] Re: SSTO fuels (was Re: SSTO)
         >
         >     On 2/13/2018 7:14 PM, William Claybaugh wrote:
         >      > I have seen that paper.  For something as technically
        (much less
         >      > economically) difficult as SSTO it seems a little
        light: even much
         >      > more detailed analysis doesn’t often lead to much
        confidence that I
         >      > ought to recommend dropping $20 or $40 billion on one
        solution
         >     over another.
         >
         >     My two cents worth: If fielding a useful SSTO space
        transport is
         >     costing you $20 to $40 billion, you're doing something
        very wrong.
         >
         >     That's the sort of price tag you get by farming it out to
the
         >     existing cost-plus government aerospace houses,
        supervised by an
         >     existing high-overhead government R&D bureaucracy.
         >
         >     At the end of that process you may or may not get a
        useful space
         >     transport, but lots of people will have had decades of
        low-stress
         >     white-collar job security.  Fine if that's your objective
-
         >     typically if you're a Congressman and they're your
        constituents - if
         >     you actually care about building useful space
        transportation, not so
         >     much.
         >
         >     Done as previously described, build your own private team
        up doing
         >     methodical risk-reduction then development (as with
        SpaceX and Blue)
         >     it should be perhaps a tenth of that.
         >
         >     Henry V
         >
         >
         >




Other related posts: