如何给运载火箭划代?

但在之前研究火箭价格时,发现了火箭运力提升一倍价格打八折定律,因此可以定义一个指标k为火箭价格系数,由k可计算火箭价格为: 其中C为火箭运力(单位吨),P为火箭价格(单位千万美元),k的单位为千万美元/吨(2/3)。

对这个表格进行分析:

航天飞机价格系数最高,尽管技术上最先进,但在代际上反而属于第一代,已远远背离了其节省成本的初衷,加之失败两次,最终黯然退役。

最近写了几篇关于火箭价格的文章,朦朦胧胧找到了一条线,指向了一个好大好大的题目:运载火箭划代。

先定原则,我心目中一个好的划代可以有如下原则:

  • 顶层性原则:指标要顶层。划代应有面向客户的客观的指标,不能用技术自说自话;

  • 简洁性原则:逻辑要简单。指标应简洁明了,易于识别和记忆,并为未来指明方向;

  • 普适性原则:规律要普适。指标是脱离了国别的客观规律,不能一个国家一套指标;

  • 解释性原则:解释性要强。总体代际呈现自然替代关系,老一代理论上会慢慢退役。

第一条原则,如战斗机四代划分,第一代第二代分别是1.3Ma和2Ma的超音速,第三代是机动能力,第四代是4S(超机动、超隐身、超音速巡航、超视距打击),前两代分别是绝对速度、第三代是加速度、第四代则涉及信息处理速度,指标明确,它们面向的是战斗,而非战斗机内部技术。

从这个角度,火箭控制系统、测发流程等技术卫星客户并不关心,它们可以作为自身系统划代的依据,但在全火箭划代中只能作为辅助逻辑,而不能作为主要逻辑。

第二条原则,如计算机划代,计算机的四代分别为电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路,这儿看起来都是技术和第一条原则冲突,其实这些技术隐含的是主频这个客户顶层指标,不同的电路类型和主频有唯一对应关系,第一代是0.1-1万Hz,第二代10-100万Hz,第三代100-1000万Hz,第四代GHz,都是为了客户更好的性能体验。有了这个简洁明了的指标,划代疑义少,且可以为未来指明方向。从这个角度,火箭划代宜提出一个简洁指标,而非综合打分的指标。

第三条原则,战斗机、计算机代际划分,不同国家基本一致。火箭划代也应如此,如美苏最早火箭都是液氧煤油的,如果仅考察中国国情,将无毒推进剂作为新一代,这种划代普适性就没有那么高。

第四条原则,新一代应逐次自然代替旧一代,代际对此要具备解释能力。一般情况下,大家自然地认为新研火箭总归是代际更高的,但这无法解释联盟、CZ-2C等火箭为何几十年常青,航天飞机是火箭技术的顶峰,一个合理的代际划分应能解释它为何早早退役。

怎么划代呢?回到运载火箭初心,运载火箭的初心是把指定载荷送入太空,客户就是载荷,载荷只关心能否送上去,以及送上去花多少钱,而对其它环节其实客户并不那么关心。客户只会因为价格昂贵淘汰一款火箭,而不会因为技术先进保留一款火箭。

很自然的想法是采用“每千克单价”作为指标,对《中国的火箭贵吗?》一文中的表格进行统计如下:

但这个指标仅能满足原则1、2,而无法满足原则3和4:

  • 无法解释电子号火箭发射量不小的现象,这不满足原则3,除非增加小型、中型、大型火箭等修饰,使得逻辑更复杂。

  • 无法解释联盟火箭、CZ-2C等长盛不衰的奥秘,它们不满足原则4。

但在之前研究火箭价格时,发现了火箭运力提升一倍价格打八折定律,因此可以定义一个指标k为火箭价格系数,由k可计算火箭价格为: 其中C为火箭运力(单位吨),P为火箭价格(单位千万美元),k的单位为千万美元/吨(2/3)。重新制作上表如下:

如果以LEO价格系数为标准进行划代:

k∈[8,+∞]为第一代;

k∈[4,8]为第二代;

k∈[2,4)为第三代;

k∈[1,2)为第四代;

k∈[1/2,1)为第五代。

即:同样运力,每一代降价一倍。其中1吨运力时,1万美元/千克是进入第四代的标准。

这个划分符合原则1和2,是否符合原则3和4呢?对表格分析如下:

  • 德尔塔4H为第三代,昨天,也就是2024年4月10日德尔塔4H最后一次发射,经典落幕;

  • 宇宙神551为第三代,虽然价格系数略低于德尔塔4H,但由于美俄交恶,RD-180不可获得,因此在德尔塔4H之前退役;

  • 联盟2.1B、电子号、猎鹰9一次性使用为第四代,其中有点意外的是阿里安5,也属于第四代,但欧洲在研制阿里安6时衔接性不好,现在阿里安5已退役;

  • 猎鹰9一次性为第四代,猎鹰9复用、猎鹰重型为第五代,通过复用将价格系数降低了17%,迈入了第五代火箭行列。

  • 质子号虽为一次性火箭,但价格系数甚至低于猎鹰9复用,虽然古老且为有毒推进剂,但先进性上仍属于第五代行列,因此质子号迟迟不退役。

也就是这个标准具有较好的规律性和解释性,那么它适用于土星V、航天飞机等老型号吗?统计已退役型号运力和价格表如下,由于老型号定价时间不同,这里用历年CPI数据,换算到2022年的购买力平价做了一个小修正。

对这个表格进行分析:

  • 航天飞机价格系数最高,尽管技术上最先进,但在代际上反而属于第一代,已远远背离了其节省成本的初衷,加之失败两次,最终黯然退役;

  • 用于载荷登月的土星1B和土星5属于第二代火箭,现均已退役;

  • 阿里安4也属于第二代火箭,到了阿里安5,价格系降低了一半以上,成功迈入第三代;

  • 日本火箭价格系数偏高,H2于1999年停飞。其后研制的H2A和H2B价格系数分别为4.6和4.0,还是属于第二代火箭,仅仅H2B接近第三代;

  • 有特殊情况的是猎鹰1号,它本身属于第四代火箭,放在任何其它公司都有可能成为主力火箭,但由于SpaceX公司通过复用已迈入第五代,因此退役了第四代的猎鹰1火箭。

综上,这代际划分对于已退役型号有一定的解释能力。我们自然也很感兴趣,中国的火箭属于第几代呢?网上查不到中国火箭价格数据,这里仅能估计,假设CZ-5为1.5亿美元每发,则价格系数为15/25(2/3)=1.75,属于第四代;假设CZ-2C为2千万美元每发,则价格系数为2/4(2/3)=0.79,这可能就是尽管CZ-2C为毒发但却一直常青的奥秘,因为它属于第五代,甚至价格指数比猎鹰9回收更好。

当然,这里不是说CZ-5不好,它是中国的新一代火箭,以经济性为代价开发了大量先进技术,它带来的经验可以让后续型号的经济性跨代提升。可以说,没有新一代火箭,就不会有中国的商业航天,正如我们可以说,没有航天飞机,就不会有美国的Starship。

对全文总结如下,定义火箭价格系数指标,为火箭价格/运力(2/3),其中价格单位为千万美元,运力单位为吨。将LEO价格指数作为火箭划代唯一指标,进行火箭代际划分如下:

注:同样运力,每一代降价一倍。其中1吨运力时,1万美元/千克是进入第四代的标准。

从代际划分上来看,第六代价格指标在1/4-1/2之间,也即在10吨-20吨运力区间左右,火箭价格不超过2千万美元。Starship如果价格为1亿美元,也处在第六代区间,而当其价格降到5000万美元,则进入了1/8-1/4的第七代区间。

本文来自微信公众号:理念世界的影子 (ID:spaceodyssey1968),作者:洞穴之外

声明: 该内容为作者独立观点,不代表新零售资讯观点或立场,文章为网友投稿上传,版权归原作者所有,未经允许不得转载。 新零售资讯站仅提供信息存储服务,如发现文章、图片等侵权行为,侵权责任由作者本人承担。 如对本稿件有异议或投诉,请联系:wuchangxu@youzan.com
Like (0)
Previous 2024年4月11日
Next 2024年4月11日

相关推荐

  • 水温80度:AI行业真假繁荣的临界点

    我们从来没拥有过这么成功的AI主导的产品。

    (这种分析统计并不那么准,但大致数量级是差不多的)

    这两个产品碰巧可以用来比较有两个原因:

    一个是它们在本质上是一种东西,只不过一个更通用,一个更垂直。

    蓝海的海峡

    未来成功的AI产品是什么样,大致形态已经比较清楚了,从智能音箱和Copilot这两个成功的AI产品上已经能看到足够的产品特征。

    未来科技 2024年6月5日
  • ChatGPT、Perplexity、Claude同时“罢工”,全网打工人都慌了

    美西时间午夜12点开始,陆续有用户发现自己的ChatGPT要么响应超时、要么没有对话框或提示流量过载,忽然无法正常工作了。

    因为发现AI用久了,导致现在“离了ChatGPT,大脑根本无法运转”。”

    等等,又不是只有一个聊天机器人,难道地球离了ChatGPT就不转了。

    大模型连崩原因猜想,谷歌躺赢流量激增6成

    GPT归位,人们的工作终于又恢复了秩序。

    未来科技 2024年6月5日
  • ChatGPT宕机8小时,谷歌Gemini搜索量激增60%

    ChatGPT一天宕机两次

    谷歌Gemini搜索量激增近60%

    ChatGPT在全球拥有约1.8亿活跃用户,已成为部分人群工作流程的关键部分。

    过去24小时内提交的关于OpenAI宕机的问题报告

    图片来源:Downdetector

    ChatGPT系统崩溃后,有网友在社交媒体X上发帖警告道:“ChatGPT最近发生的2.5小时全球中断,为我们所有依赖AI工具来支持业务的人敲响了警钟。

    未来科技 2024年6月5日
  • ChatGPT、Perplexity、Claude同时大崩溃,AI集体罢工让全网都慌了

    接着OpenAI也在官网更新了恢复服务公告,表示“我们经历了一次重大故障,影响了所有ChatGPT用户的所有计划。Generator调查显示,在ChatGPT首次故障后的四小时内,谷歌AI聊天机器人Gemini搜索量激增60%,达到327058次。

    而且研究团队表示,“Gemini”搜索量的增长与“ChatGPT故障”关键词的搜索趋势高度相关,显示出用户把Gemini视为ChatGPT的直接替代选项。

    未来科技 2024年6月5日
  • 深度对话苹果iPad团队:玻璃的传承与演变

    iPad最为原始的外观专利

    没错,这就是iPad最初被设想的样子:全面屏,圆角矩形,纤薄,就像一片掌心里的玻璃。

    2010年发布的初代iPad

    好在乔布斯的遗志,并未被iPad团队遗忘。

    初代iPad宣传片画面

    乔布斯赞同这一想法,于是快速将资源投入平板电脑项目,意欲打造一款与众不同的「上网本」,这就是iPad早年的产品定义。

    iPad进化的底色

    苹果发布会留下过很多「名场面」,初代iPad发布会的末尾就是一例。

    未来科技 2024年6月5日
  • 底层逻辑未通,影视业的AI革命正在褪色…

    GPT、Sora均为革命性产品,引发了舆论风暴,但它在上个月发布的“多模态语音对谈”Sky语音,却由于声音太像电影明星斯嘉丽·约翰逊,被正主强烈警告,被迫下架。

    华尔街日报也在唱衰,认为“AI工具创新步伐正在放缓,实用性有限,运行成本过高”:

    首先,互联网上已经没有更多额外的数据供人工智能模型收集、训练。

    03、

    如果说训练“数字人”、使用AI配音本质上瞄向的仍是影视行业固有的发展方向,那么还有另外一群人试图从根本上颠覆影视行业的生产逻辑和产品形态。

    但分歧点正在于此,电影公司希望通过使用AI技术来降低成本,但又不希望自己的内容被AI公司所窃取。

    未来科技 2024年6月5日
  • KAN会引起大模型的范式转变吗?

    “先变后加”代替“先加后变”的设计,使得KAN的每一个连接都相当于一个“小型网络”, 能实现更强的表达能力。

    KAN的主要贡献在于,在当前深度学习的背景下重新审视K氏表示定理,将上述创新网络泛化到任意宽度和深度,并以科学发现为目标进行了一系列实验,展示了其作为“AI+科学”基础模型的潜在作用。

    KAN与MLP的对照表:

    KAN使神经元之间的非线性转变更加细粒度和多样化。

    未来科技 2024年6月5日
  • 这个国家,也开始发芯片补贴了

    //mp.weixin.qq.com/s/tIHSNsqF6HRVe2mabgfp6Q
    [4]中国安防协会:欧盟批准430亿欧元芯片补贴计划:2030年产量占全球份额翻番.2023.4.19.https。//mp.weixin.qq.com/s/VnEjzKhmZbuBUFclzGFloA
    [6]潮电穿戴:印度半导体投资大跃进,一锤砸下1090亿,政府补贴一半.2024.3.5https。

    未来科技 2024年6月5日
  • 大模型的电力经济学:中国AI需要多少电力?

    这些报告研究对象(数字中心、智能数据中心、加密货币等)、研究市场(全球、中国与美国等)、研究周期(多数截至2030年)各不相同,但基本逻辑大同小异:先根据芯片等硬件的算力与功率,计算出数据中心的用电量,再根据算力增长的预期、芯片能效提升的预期,以及数据中心能效(PUE)提升的预期,来推测未来一段时间内智能数据中心的用电量增长情况。

    未来科技 2024年6月5日
  • 你正和20万人一起接受AI面试

    原本客户还担心候选人能否接受AI面试这件事,但在2020年以后,候选人进行AI面试的过程已经是完全自动化的,包括面试过程中AI面试官回答候选人的问题,AI面试官对候选人提问以及基于候选人的回答对候选人进行至多三个轮次的深度追问。

    以近屿智能与客户合作的校验周期至少3年来看,方小雷认为AI应用不太可能一下子爆发,包括近屿智能在内的中国AI应用企业或许要迎来一个把SaaS做起来的好机会。

    未来科技 2024年6月4日