SpaceX подтверждают успешное прохождение испытаний
Super Heavy Booster 7 завершил полномасштабные статические огневые испытания 31 двигателя Raptor, создав тягу в ~3600 метрических тонн - менее половины мощности ракеты-носителя.
Впервые в истории космонавтики был запущен 31 двигатель - SpaceX испытала самую мощную ракету
На базе Starbase в Южном Техасе SpaceX провела статические огневые испытания 31 двигателя Raptor на ракете Super Heavy, которая является первой ступенью для корабля Starship. Эти испытания были важным шагом к первому испытательному орбитальному запуску корабля.
Илон Маск после тестов заявил, что один из двигателей был отключен перед запуском, а другой - во время испытания. Так что штатно отработал 31 двигатель - но этого достаточно, чтобы выйти на орбиту.
Достижения прошедшего огневого испытания:
— Впервые в истории космонавтики был запущен 31 ракетный двигатель одновременно (до этого 30 - H-1)
— SpaceX впервые запустили такое количество двигателей на своей ракете (до этого 27 - FH)
— Рекорд по суммарной тяге двигателей в рамках огневого теста (точная тяга - неизв.)
В следующий раз они зажгутся уже для орбитального испытательного полёта, который ожидается в марте. Теперь компании остаётся получить лицензию на орбитальные запуски Starship и разрешение на конкретный полёт. Но важнейший шаг к запуску Starship компания сделала именно сегодня!
Друзья, подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!
Полигон SpaceX в МакГрегоре отмечает праздники по-своему – взрывая большую “хлопушку” под названием Raptor Vac
Двигатель Raptor, оптимизированный для использования в условиях вакуума, взорвался (перед) или во время испытаний на горизонтальном испытательном стенде компании. Недавно на этом стенде также взорвался (по другим данным, загорелся) один из атмосферных двигателей во время теста. Условия испытаний нам неизвестны и могли заключаться в доведении до предельных нагрузок. В любом случае, компания уже вышла на производство 1 двигатель в день, могут себе позволить.
В это время на вертикальном испытательном стенде (aka Треножник) была снова проверена возможность перезапуска атмосферного двигателя Raptor.
Друзья, подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!
Источник
О темпах двигателестроения в SpaceX. Raptor
Raptor:
— 1-й двигатель - февраль 2019 года
— 100-й двигатель - июль 2021.
Raptor 2:
— 1-й двигатель - февраль 2022
— 100-й двигатель - июль 2022
— 200-й двигатель - ноябрь 2022.
И это всё ещё двигатели, произведенные на основном предприятии в Хоторне. Пока не запущен новый завод по их выпуску в Мак Грегоре, который сможет производить их втрое больше, чем первый.
С 2019 года компания осуществила с помощью двигателей Raptor - 5 прыжковых испытаний (Starhopper и Starship SN5/SN6), а также 5 суборбитальных полётов прототипов корабля Starship. Но его настоящая лётная история начнётся с первого орбитального полёта Starship, который мы с нетерпением ждём уже в cледующем месяце.
Друзья, подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!
SpaceX вышла на уровень производства 1 двигателя Raptor в день
SpaceX: "Если вам было мало новости о 200 произведенных вторых ступеней Falcon и вакуумных двигателей Merlin, команда Raptor недавно завершила 200-й двигатель Raptor 2!"
Кроме того, из документов NASA стало известно, что SpaceX уже производят по одному двигателю Raptor в день. Таким образом, компания уже сейчас способна оснащать свыше 9 связок Starship+SuperHeavy в год, имеющих потенциальный ресурс в 100 повторных полетов.
Друзья, подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!
SpaceX провели огневой тест 7 двигателей Raptor
Elon Musk:
— Давление в камерах выглядело хорошо на всех семи двигателях.
— Теперь Super Heavy B7 вернётся в ангар для доработок, повышающих отказоустойчивость, а SH B8 - доставят на площадку для тестов.
Следующим важным испытанием, вероятно, будет полноценный WDR-тест (ред. - тест заправки) всей системы (Full Stack), а через несколько недель - запуск 33 двигателей.
|
— (огневой тест с семью двигателями) отлично убирает пыль!
Подписывайтесь на наше сообщество и следите за свежими новостями о космонавтике!
Raptor 1 против Raptor 2: что изменила SpaceX? Everyday Astronaut
Ожидаемый обзор очередного «лучшего двигателя мира» от Тима Тодда. Raptor 1 (1.5), ставший «звездой», ничего и не выведя на орбиту, списан в утиль. На сцене Raptor 2 — модернизированный, более дешевый, более мощный, более простой… Тим подчеркивает отличия от предыдущей версии — серьезное упрощение конструкции двигателя, изменение параметров сопла и увеличение его мощности. Этот двигатель делает еще один шаг в неизвестное, в область запредельного давления в камере сгорания и мощности на единицу веса. Поражает воображение. А в перспективе новая версия Raptor 3, еще более мощная, простая и дешевая. Осталась самая малость — подтвердить свои заявленные характеристики в реальном орбитальном полете.
Тревор Сесник, 14 июля 2022 г., 6 минут чтения
Видео от Тима Тодда (Everyday Astronaut)
Обзор двигателя Raptor:
В последние месяцы мы наблюдали переход SpaceX с версий двигателя Raptor, которые использовались на Starhopper, SN5, SN6, SN8, SN9, SN10 и SN11: Raptor v1.0, и Raptor, используемым на SN15, S20. и B4: Raptor v1.5. Новая версия Raptor, получившая название Raptor 2, имеет большое количество улучшений производительности и надежности; что SpaceX изменила в Raptor 2 и почему эти изменения выгодны для Starship?
Наглядное сравнение Raptor 1 и Raptor 2.
Двигатель Raptor
Двигатель Raptor представляет собой двигатель с закрытым циклом с полной газификацией компонентов (FFSCC), который работает на сверхохлажденном жидком кислороде и сверхохлажденном жидком метане CH4, который будет приводиться в действие космические носители следующего поколения SpaceX: Starship. В двигателе Raptor используется очень выгодный цикл FFSCC, максимально увеличивающий импульс, генерируемый заданным количеством топлива. Это третий двигатель FFSCC, когда-либо разработанный, и первый, покинувший испытательный стенд.
Диаграмма, показывающая схему двигателя с закрытым циклом с полной газификацией компонентов со ступенчатой подачей компонентов топлива.
Первая ступень Starship, называемая Super Heavy, будет оборудована 33 двигателями Raptor: 20 двигателей Raptor без карданного подвеса в самом внешнем кольце; 10 двигателей на карданном подвесе в среднем кольце; и три центральных двигателя в самом внутреннем кольце. Ожидается, что в будущем это число уменьшится, поскольку SpaceX продолжит модернизацию двигателя Raptor. На второй ступени, Starship, в настоящее время установлено шесть двигателей: три двигателя без карданного подвеса, оптимизированные для работы в вакууме и три двигателя с карданным подвесом для работы на уровне моря. Генеральный директор и технический директор SpaceX Илон Маск отметил, что в будущем Ship, вероятно, получит еще три двигателя оптимизированных для работы в вакууме.
Компоновка двигателя Superheavy 33 Raptor.
Компоновка двигателя Starship Raptor. (Источник: SpaceX)
Raptor изготовлен из запатентованного SpaceX сплава SX500, медных, алюминиевых и стальных сплавов — нет информации, позволяющей предположить, что сплавы значительно изменились между Raptor 1 и Raptor 2. Двигатель использует некоторое количество элементов 3D-печати; однако SpaceX пытается максимально отказаться от 3D-печати из-за невозможности масштабирования, высокой стоимости и низкой скорости производства.
Одной из самых впечатляющих характеристик Raptor является его диапазон карданного подвеса: двигатель может поворачиваться на 15 градусов по осям X и Z. Это необходимо для выполнения маневра «перевернуть и затормозить», которое делает Starship. Диапазон карданного подвеса в 15 градусов — это много; для сравнения, RS-25 имеет 12,5 градусов, а двигатель SpaceX Merlin 5 градусов на первой ступени.
Диапазон карданного подвеса Raptor 2 составляет 15°.
Изменения
В начале 2022 года был замечен первый Raptor 2, что ознаменовало конец истории Raptor 1 — после начала производства Raptor 2 SpaceX прекратила производство всех двигателей Raptor 1.5.
По сравнению с оригинальным Raptor, Raptor 2 выглядит почти незавершенным — большое количество трубопроводов и датчиков было удалено, что изменило внешний вид двигателя с «елочки» на значительно более компактный вид. В оригинальной версии Raptor, пока SpaceX училась запускать двигатель, требовалось очень большое количество датчиков для разработки, чтобы они могли отслеживать давление и температуру по всему двигателю. Кроме того, многие клапаны были объединены в клапанные пластины, что еще больше упростило трубопроводы.
Удалив большое количество этих компонентов, SpaceX сделала двигатель более огнестойким и термостойким: явный шаг к цели SpaceX по удалению всех кожухов двигателя с ракеты-носителя, что уменьшило бы массу ракеты-носителя. Это яркий пример мантры Маска «лучшая часть — это отсутствие части».
Еще одно различие между Raptor 1 и Raptor 2 заключается в удалении факельных воспламенителей в основной камере сгорания. Вместо использования резервных воспламенителей факела хорошо перемешанный горячий газообразный кислород и горячий газообразный CH4 самовоспламеняются под воздействием высокой температуры и давления. Это изменение еще больше снижает массу двигателя.
Raptor 2 также имеет меньше фланцев, чем на исходных версиях Raptor. Фланцы отлично подходят для прототипирования, когда необходимо заменить детали, но они увеличивают массу и увеличивают потери давления в двигателе. Теперь, когда конструкция стала более стабильной, SpaceX смогла удалить многие фланцевые соединения на двигателе, вплоть до того, что надеется удалить все фланцы на Raptor 2.5, что еще больше увеличит тягу до 250 тонн и дебютирует на 12-м ускорителе.
Визуализация, демонстрирующая шаг к удалению фланцев на Raptor 2 по сравнению с Raptor 1.
Изменение сопла
Самым фундаментальным изменением было увеличение критического сечения сопла. Более широкая горловина позволяет большему количеству топлива проходить через двигатель, увеличивая тягу. Однако это изменение уменьшает коэффициент расширения — отношение между площадью выходного отверстия сопла и площадью критического сечения сопла. Чем выше степень расширения, тем больше работы выполняет сопло для преобразования высокого давления в высокую скорость, увеличивая удельный импульс двигателя.
Сравнение Raptor 1 и Raptor 2
Raptor 1 и Raptor 2 имеют одинаковый диаметр выходного отверстия сопла, а остальная часть двигателя имеет практически одинаковые размеры. Тем не менее, Raptor 2 значительно легче, чем Raptor 1 — Raptor 1 весил примерно 2000 кг (конечно, масса зависит от того, есть ли у двигателя кардан), а Raptor 2 — около 1600 кг.
Давление в камере MCC Raptor 2 составляет поразительные 300 бар — самое высокое давление MCC среди всех ракетных двигателей. Это значительно выше, чем у Raptor 1 с давлением в камере 250 бар. Предыдущим рекордсменом по самому высокому давлению в камере был российский РД-180, работающий при давлении 267 бар.
Из-за большего критического сечения сопла и повышенного давления в камере Raptor получил значительную тягу: Raptor 1 создавал 185 тонн тяги, а Raptor 2 - 230 тонн тяги. Однако недостатком увеличения критического сечения сопла является снижение ISP: Raptor 1 достигает примерно 330 секунд ISP, а Raptor 2 достигает 327 секунд.
Сравнение технических характеристик Raptor 1 и Raptor 2.
Влияние на ускоритель
Несмотря на снижение скорости выхлопа, увеличение тяги резко увеличивает эффективность ускорителя из-за уменьшения гравитационного сопротивления. Первые 9,8 м/с^2 ускорения тратятся исключительно на борьбу с гравитационным колодцем Земли. При соотношении тяги к массе 1,25:1 80 % тяги тратится на борьбу с гравитацией, и только 20 % тяги используется для разгона корабля при 0,25 g. Несмотря на всего лишь 25-процентное увеличение тяги по сравнению TWR 1 : 1, это бесконечно увеличивает ЧИСТУЮ работу, выполняемую на ускорителе.
Поднимая до TWR 1,5 : 1, 66% тяги теряется на гравитацию, а остальные 33% совершает работу по разгону аппарата. Несмотря на увеличение тяги всего на 16 %, это увеличивает работу, выполняемую ускорителем, на 100 %.
Raptor 1 будет иметь приблизительный TWR 1,25 при старте, а Raptor 2 будет иметь TWR 1,5 при старте. Это 100-процентное увеличение работы, выполняемой в начале полета, значительно важнее, чем 1-процентное снижение ISP. Это имеет много преимуществ, например, ракета-носитель находится менее высоко в конце своего горения, уменьшая количество топлива, необходимое для возвращения ракеты-носителя.
График, показывающий гравитационные потери.
Будущее Raptor
Основная цель Маска состоит в том, чтобы стоимость тонны тяги Raptor была ниже 1000 долларов, а это означает, что для производства Raptor необходимо около 250 000 долларов. С этой целью ясно, что SpaceX продолжит делать Raptor более простым и дешевым в производстве, включая удаление всех фланцев на Raptor 2.5 и удаление как можно большего количества 'элементов 3D-печати из производственной последовательности. Raptor 2.5 предназначен для дальнейшего увеличения тяги Raptor до 250 тонн тяги при давлении MCC 330 бар.
Кроме того, SpaceX пытается полностью отказаться от завесного охлаждения двигателя; есть несколько способов, которыми SpaceX может добиться этого, в том числе дополнительное завесное охлаждение или работа MCC с более высоким содержанием топлива. В настоящее время SpaceX изучает, будет ли выгоден отказ от завесного охлаждения горловины сопла.
В целом ясно, что Raptor в настоящее время находится в зачаточном состоянии. Подобно тому, что SpaceX сделала с двигателем Merlin, двигатель будет продолжать развиваться по мере того, как SpaceX будет больше летать, больше строить и больше тестировать.