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

  • From: Rand Simberg <simberg@xxxxxxxxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Sat, 17 Feb 2018 14:27:27 -0800

SpaceX has been doing a lot of rebuilding and pad mods for the past couple years (and will continue, with upcoming crew flights).

On 2018-02-17 14:24, William Claybaugh wrote:

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:

  1. Home
  2. arocket
  3. Archive
  4. 02-2018