[AR] Re: reentry Isp (was Re: SSTO)

  • From: William Claybaugh <wclaybaugh2@xxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Mon, 12 Feb 2018 20:47:48 +0000

Henry:

Obvious but clever; it is not something I think I would have thought.
Thanks.

Bill

On Sun, Feb 11, 2018 at 10:40 PM Henry Spencer <hspencer@xxxxxxxxxxxxx>
wrote:

On Mon, 12 Feb 2018, William Claybaugh wrote:
Henry:
This is interesting; could you be explicit about how you calculate
effective Isp for rentry system mass?

Same as for a rocket:  Isp = deltaV / ln(massbefore/massafter) / g0.

For example, a late-model Apollo CM at start of reentry weighed roughly
13klb, and the Block II TPS was about 1.5klb of that (ref:  TN D-7564, the
Apollo Experience Report on TPS), which took off essentially all of the
CM's ~11km/s return velocity, so 11000 / ln(13.0/11.5) / g0 gives an
effective Isp of about 9150s.

(Either I just misremembered the number, or the 8000s I cited was figured
for the early lunar CMs, which were a bit lighter on reentry.)

And this is a large underestimate because no real reentry consumed more
than a fraction of the TPS thickness on the base, and the TPS on the upper
cone was almost certainly quite unnecessary.  The basic design was fixed
at a time when heatshield scaling laws weren't fully understood, so it was
deliberately very conservative, and it also made assumptions about
worst-case reentry profile that ended up being quite unrealistic.

Henry


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