En ingeniería aeroespacial , la fracción de carga útil es un término común que se utiliza para caracterizar la eficiencia de un diseño en particular. La fracción de carga útil se calcula dividiendo el peso de la carga útil por el peso de despegue de la aeronave . El combustible representa una cantidad considerable del peso total de despegue, y para viajes más cortos es bastante común cargar menos combustible para llevar una carga más liviana. Por esta razón, la fracción de carga útil calcula un número similar, pero basado en el peso combinado de la carga útil y el combustible juntos.
Los aviones de pasajeros propulsados por hélice tenían fracciones de carga útiles del orden del 25-35%. Los aviones de pasajeros modernos tienen fracciones de carga útil considerablemente más altas, del orden del 45-55%.
En el caso de las naves espaciales, la fracción de carga útil suele ser inferior al 1%, mientras que la fracción de carga útil es quizás del 90%. En este caso, la fracción de carga útil no es un término útil, porque las naves espaciales normalmente no pueden alcanzar la órbita sin una carga completa de combustible. Por esta razón , en su lugar se utiliza el término relacionado fracción de masa propulsora . Sin embargo, si este último es grande, la carga útil solo puede ser pequeña.
Ejemplos de
Vehículo | Masa de despegue | Misa final | Relación de masa | Fracción de carga útil |
---|---|---|---|---|
Ariane 5 (vehículo + carga útil) | 746.000 kg [1] (~ 1.645.000 libras) | 2.700 kg + 16.000 kg [1] (~ 6.000 libras + ~ 35.300 libras) | 39,9 | 2,506% |
Nave espacial SpaceX (vehículo + carga útil) | 4.400.000 kg (9.700.000 libras) [2] | 85.000 kg (187.000 libras) [2] + 100.000 kg (220.000 libras) [3] | 18,7 | 5,341% |
Nave espacial SpaceX (solo carga útil) | 4.400.000 kg (9.700.000 libras) [2] | 100.000 kg (220.000 libras) [3] | 29,3 | 3,409% |
Soyuz-2 .1b | 312.000 kilogramos | 8.200 kg [4] | 38.05 | 2,63% |
Soyuz-2 .1a | 312.000 kilogramos | 7.020 kg [4] | 44.444 | 2,25% |
Saturno V | 3.038.500 kg [5] (~ 6.700.000 libras) | 13,300 kg + 118,000 kg [5] (~ 29,320 libras + ~ 260,150 libras) | 23,1 | 4,33% |
Transbordador espacial (vehículo + carga útil) | 2.040.000 kg (~ 4.500.000 libras) | 104.000 kg + 28.800 kg (~ 230.000 libras + ~ 63.500 libras) | 15,4 | 6,49% |
Transbordador espacial (solo carga útil) | 2.040.000 kg (~ 4.500.000 libras) | 28.800 kg (~ 230.000 libras + ~ 63.500 libras) | 70,83 | 1,41% |
Skylon (vehículo + carga útil) - proyectado | 345 toneladas [6] | 15 + 53 | 5,07 | 19,71% |
Skylon (carga útil) - proyectado | 345 toneladas [6] | 15 | 23 | 4,35% |
Saturno 1B (solo escenario) | 448,648 kg [7] (989,100 libras) | 41.594 kg [7] (91.700 libras) | 10,7 | 9,346% |
Titan 23G primera etapa | 117,020 kg (258,000 libras) | 4.760 kg (10.500 libras) | 24,6 | 4.065% |
Virgin Atlantic GlobalFlyer | 10.024,39 kg (22.100 libras) | 1.678,3 kg (3.700 libras) | 6.0 | 16,66% |
V-2 | 13.000 kg (~ 28.660 libras) (12,8 toneladas) | 3,85 | 25,97% [8] | |
X-15 | 15,420 kg (34,000 libras) | 6.620 kg (14.600 libras) | 2.3 | 43,478% [9] |
Concorde | ~ 181.000 kg (400.000 libras [9] ) | 2 | 50% [9] | |
Boeing 747 | ~ 363.000 kg (800.000 libras [9] ) | 2 | 50% [9] | |
Etapa de descenso del módulo lunar | 15.200 kg [10] | 6.845 kilogramos | 2.22 | 45,03% [10] |
Etapa de ascenso al módulo lunar | 4.780 kg [10] | 2405 kilogramos | 1,9875 | 50,31% [10] |
Nota: la tabla anterior puede incluir incorrectamente la masa de la etapa o etapas superiores vacías.
Ver también
- Ecuación del cohete Tsiolkovsky
Referencias
- ^ a b Astronautix- Ariane 5g
- ^ a b c "Making Life Multiplanetary: Transcripción abreviada de la presentación de Elon Musk en el 68º Congreso Astronáutico Internacional en Adelaida, Australia" (PDF) . SpaceX. Septiembre de 2017.
- ^ a b spacexcmsadmin (27 de septiembre de 2019). "Nave estelar" . SpaceX . Consultado el 10 de noviembre de 2019 .
- ^ a b "Características de potencia / vehículo de lanzamiento SOYUZ-2" . Progreso de JSC SRC . Consultado el 20 de agosto de 2015 .
- ^ a b Astronautix - Saturno V
- ^ a b Manual del usuario de Skylon
- ^ a b Astronautix- Saturno IB
- ^ Astronautix-V-2
- ^ a b c d e AIAA2001-4619 RLV
- ^ a b c d Módulo lunar