В качестве топлива Raptor использует жидкий метан и жидкий кислород. Это первый двигатель подобного рода, созданный SpaceX. Другая разработка компании — двигатель Merlin также относится к классу ЖРД, однако в качестве топлива использует керосин, а окислителя — жидкий кислород.
В своем Твиттере Маск обозначил цели, которые ставятся перед Raptor в плане производительности:
Перед двигателем Raptor ставится следующая цель: удельный импульс 382 секунды и тяга в ~310 тонн на 300 Бар (3 МН).
Были ли достигнуты указанные цифры во время испытаний основатель SpaceX не уточнил.
Как и Merlin, Raptor проектировался с учетом повторного использования а также для эксплуатации в условиях глубокого космоса, то есть межпланетных перелетов.
Разработка двигателя с 2009 по 2015 год проводилась за счет собственных средств SpaceX. В 2016 году ВВС США профинансировали проект на 33,6$ млн с целью создания модификации Raptor для использования на верхних ступенях РН Falcon 9 и Falcon Heavy. Еще 67,3$ млн добавила на исследования сама SpaceX.
Ожидается, что завтра, 27 сентября, Маск представит детали его пилотируемой программы полета к Марсу. Необходимо отметить, что в свое время исследование и колонизация Марса ставились как основные, хоть и далекие цели создания и развития компании SpaceX.
Комментарии (59)
miga
26.09.2016 15:52Мне интересно, зачем нужен настолько мощный двигатель. Что же за межпланетную нагрузку собираются они им тягать.
qrck13
26.09.2016 17:35+1По плану MCT должен доставлять до 100 тонн груза к Марсу. Для сравнения SaturnV выводил такую массу только на низкую околоземную орбиту.
miga
26.09.2016 17:54+2Впрочем, можно же посчитать.
[KSP режим вкл]
До Марса с НОО нам нужно, по разным источникам, от 5.7 до 6.1 км/с deltaV. С УИ 382 с. и ПН в 100 тонн нам потребуется 410 тонн топлива, итого отлетная ступень будет (огого!) 510 тонн, итого TWR вполне солидные 0.6.
В принципе, можно разгоняться можно и с меньшим ускорением, используя более легкий двигатель, но особого толку его облегчать нет, плюс, опять же, универсальность.
raffeis
26.09.2016 16:17Хм, я ожидал, что от метанового двигателя будет сплошное синие пламя. А тут синева только возле сопла.
Почему такой эффект, кто-нибудь знает? (Может эта краснота от того, что горит окислитель? Или окружающий воздух? Или всё вместе?)
formatbce
26.09.2016 16:50+2Окислитель — кислород. Учитывая то, что горение, в общем случае, суть экзотермическое окисление, маловероятно «горение окислителя»…
sHaggY_caT
26.09.2016 22:31+2Странные люди Вам ставят минусы :) Ведь вряд ли действительно кислород в Рапторе горит во фторе.
black_semargl
26.09.2016 17:53+5Реакция СН4+2О2 = СО2 + 2 Н2О менее выгодна, чем СН4+О2 = С + 2Н2О — потому как нам от неё не температура нужна, а скорость вылета, а она обратно пропорциональна массе образующихся молекул.
Поэтому кислорода в движок подают поменьше, а сажа догорает снаружи, от атмосферного.AhuraMasda
27.09.2016 00:24мне почему-то кажется что важен импульс, давление в КС, качество выгорания компонентов, и чистота выхлопа (иначе сажей всё забьет)
с точки зрения химии — процесс горения углеводородов гораздо более многостадийный чем сухая формула «СН4+О2 = С + 2Н2О» и мне так кажется при недостатке окислителя в выхлопе будет масса не догоревших компонентов топливаblack_semargl
27.09.2016 10:15+1Важен только импульс, всё прочее — побочные параметры (в смысле — они есть, но оптимизировать по ним не надо)
Метан, в отличие от керосина, даёт «правильную» сажу, без высокомолекулярных смол, которые собственно и «липкие»
Процесс горения конечно не такой простой, но можно делать так чтобы основной была та или иная реакция.
И в ЖРД выгодней получается вариант с неполным сгоранием.
WildLynxDev
26.09.2016 17:29Это уменьшенная модель, и возможно, там временное сопло.
Отрабатывают стабильность горения LCH4+LOX?
Laney1
26.09.2016 17:40кстати интересен выбор топлива. Это все наверняка с самого начала задумывалось под сценарий "долететь до Марса — вертикально приземлиться — заправиться местным метаном — улететь обратно"
MadBender
26.09.2016 17:55+1Метан в целом удобнее и водорода, и керосина. Не такой криогенный, как водород, не оставляет при сгорании сажи, как керосин (плюс к долговечности и надежности двигателя). Заправка на Марсе — это маленький бонус.
Bedal
27.09.2016 17:16+1метан по температуре кипения очень близок к кислороду, что даёт вообще шикарную экономию — нет проблем хранить рядом, один класс оборудования, очень много одинакового.
Whisky667
26.09.2016 17:55Нет, не только Маск занимается метаном. У него много преимуществ, для реюзабельности очень важно например то, что не остается сажи, двигатель сам очищается от непрореагировавшего топлива, при этом цена ниже чем у водорода, и хранить проще.
Скорее всего, будет очень небольшой корабль, на долгохранимом топливе (на случай проблем с химическим реактором, до которого еще дожить надо, выделяющим метан и кислород из атмосферы, например), летающий до «тягача» на орбите, потому что в ближайшем будущем с Марса возвращать что-то кроме людей и экспериментов не нужно. Может быть, позже трансферная ступень будет заправляться метаном, добытым из атмосферы, но там уже нужно считать, что выгоднее: прямой старт большого корабля с поверхности, куча рейсов маленького челнока, или вообще топливо, привезенное с собой.
Завтра, кстати, будет презентация планов по Марсу.
nehrung
26.09.2016 18:18В качестве топлива Raptor использует жидкий метан и жидкий кислород.
на долгохранимом топливе
Но разве криоген является долгохранимым? До сих пор вроде считалось, что за несколько месяцев полёта сохранить жидкий кислород при ?183°C (или ниже) очень непросто, поэтому предпочиталась всякая отрава. Что-то изменилось?Whisky667
26.09.2016 18:20Контекст сообщения — возврат с Марса. Написал, что считаю, что скорее всего для этого не будут использовать метан, и объяснил ход своих мыслей.
nehrung
27.09.2016 15:58Я настаиваю на том, что топливо — это горючее + окислитель, т.е. не один только метан, а ещё и кислород, который (в данном варианте) вряд ли окажется долгохранимым. И какова тогда цена усилиям по сохранению метана?
Whisky667
27.09.2016 16:04Читайте внимательнее оригинальное сообщеие, и не занимайтесь буквоедством. Под долгохранимым топливом очевидно подразумевалась, например, пара НДМГ/АТ.
Whisky667
26.09.2016 18:29Да, кстати, в «Созвездии» было много штук на водороде, предполагавших длительное его хранение.
black_semargl
26.09.2016 17:56Тут ещё такой момент, что жидкий метан освоен промышленностью, не надо тратить деньги на разработку того что вокруг движка будет.
ceres
26.09.2016 18:18Ну и самое главное в methalox не нужно наддувать бак гелием, думаю первым делом используют вакуумную версию во второй ступени для F9.
Rumlin
В википедия загрузили фото испытаний
Имхо такой факел говорит о пока малой тяге.
Alexsandr_SE
Возможно двигатель будет состоять из нескольких малых двигателей, для возможности коррекции работы в случае частичного отказа мелких двигателей из группы.
Whisky667
Вы, извиняюсь, поняли, что написали?
SKolotienko
Салат рекурсивный. Состав: помидоры, огурцы, салат рекурсивный.
0xd34df00d
Любое отношение помидоров и огурцов подходит. С двигателем так не прокатит, впрочем, он не сходится к нулю.
Rumlin
По описанию это должен быть очень мощный двигатель —
Raptor википедия — Thrust (SL) 3.1 MN (700,000 lbf)
и для сравнения РД-180 Thrust (SL) 3.83 MN (860,000 lbf)
DanielKOcean
Я не очень в теме, но можно поинтересоваться таким вопросом: на всех фото РД-180 имеет два «сопла», а на фото испытаний Thrust — одно. Правильно ли считать, что в РД-180 тяга суммируется, то есть 1.915 МН х 2 = 3.83 МН. И разумно ли утверждение, что два Thrust, занимая ту же площадь дадут 3.1 МН х 2 = 6.2 МН, что примерно в 1.6 раза больше тяги РД-180?
Whisky667
Там две КС просто, двигатель один (один ТНА). Пошло это еще с 60-х, когда не получилось рассчитать КС с устойчивым горением достаточно большого размера (Королев, например, вообще не верил в возможность создания такого двигателя, пруфы у Чертока), и решили на Н-1 поставить кучу отдельных двигателей. Это не очень надежно и удобно (см. историю Н-1). Далее уже по иннерции стали делать несколько КС поменьше на одном двигателе.
С F-1 и его инжектором вообще куча занимательных историй связана. Взрывы TNT в модели камеры с хитрыми методами съемки и вот это вот все.
black_semargl
У РД-180 диаметр сопла полтора метра, тут, судя по перилам — где-то вдвое меньше.
Хотя по-идее должно быть слегка больше (площадь сопла должна быть такой, чтобы давление на срезе было не ниже атмосферного)
qthree
4+ метров диаметр обещают, больше чем у F-1. Но это, наверное, на вакуумной версии.
black_semargl
Да, наверно. Тут 300 тонн — 3м2 площадь — 2м диаметр.
Tim_23
Лучше сравнивать с РД-191, тяга 196-220, давления 250-280. Импульс уд. у метана повыше, поэтому сопло, то есть расход можно сделать поменьше( при равной тяге), но это грубо. А вообще по фото, что-то маловат стенд для тяги в 300 тонн. Тут кто-то верно предположил, что это может быть модельный демонстратор.
Tim_23
Хотя если тяга натурная, то есть 300 тонн, то это не модель, а реальный двигатель в полном размере
black_semargl
Расход у движка с более высоким уи поменьше, а вот давление на срезе сопла всё равно равно тяге делённой на его площадь. И делать его меньше атмосферного чревато последствиями.
А выше — потерями тяги.
Tim_23
Погодите, почти все движки, по крайней мере отечественные имеют нерасчетность меньше 1, то есть струя перерасширенная. У кислороды керосина это как правило 0.7-0.8, у водорода вообще 0.2-0.3. Расчетных струй практически не существует, оно и понятно, чуть поднявших давление воздуха падает, и вообще нужны становятся сопливые насадки для компенсации перерасширения. У Метана, я думаю нерасчетность близка кислород керосину. Ну либо между оной и водородной.
Tim_23
Кстати, я давление на срезе много меньше атмосферного, как раз ближе к показателях RS-25.Догадаетесь как по фото я это понял?)
Tim_23
Подсказка:
" alt=«image»/>
<img src="
black_semargl
Если просто давление газа считать — то да, но если и кинетическую составляющую учесть (т.е. суммарное давление на перпендикулярно поставленную поверхность) — то уже нет.
Иначе бы по краям сопла наблюдался отрыв потока.
Хотя обжатие струи на фото вполне видно.
Tim_23
Ну суммарное давление на гипотетическую пластину называют полным давлением торможения, и пока есть скорость оно всегда отлично от нуля и больше атмосферы, иначе бы истечения газа просто не получилось бы. Но у вас был тезис про площадь и давление на срезе( если правильно понял), так вот это давление, которое Ра, это статическое давление ну или грубо нерасчетность и здесь оно сильно меньше атмосферы, поэтому струя поджимается, а самое главное в струе виден диск Маха, характерный для таких перерасширенных струй.
Как показывает практика даже водордники с 0.2 запускаются без обратной ударной волны и соответствующих последствий. Просто вы подсчитали площадь 3 квадрата для 300 тонн. Мне кажется должна быть побольше)
Robotex
вы перепутали двигатель с двигательной установкой :)
Alexsandr_SE
Тоже верно :)
AlexanderG
Н1 загадочно улыбается из небытия.
Eklykti
Разница в том, что тогда сбалансировать тягу 30 двигателей так, что они не раздраконили ступень в полёте, оказалось весьма затруднительно, а сейчас может быть вполне реально.
Tim_23
Там вроде дело то не в тяге было, а в резонансе по вибронагрузкам от этих 32 ДУ
Rumlin
Дотянулся Сергей Палыч!
MadBender
Эксперты с реддита полагают, что это уменьшенная версия (1:3 — 1:5)
Rumlin
Меня больше смущают турбулентности потока. Что имхо указывает на невысокую скорость газов. Хотя как ниже заметил Laney1 может быть не «максимальный режим».
Whisky667
Но ведь это нормально на большом удалении от среза сопла, нет?
Rumlin
Трудно сказать, не зная что испытывают и как. Может уменьшенная модель, может не на полную мощность, может еще что. Имхо тут не слишком большое удаление от сопла, а турбулентность заметна.
Для примера факел РД-108.
https://www.youtube.com/watch?v=HZkaaJ2ThoE
РД-170
https://www.youtube.com/watch?v=U0IYKIZYAng
Whisky667
Еще такой момент: фотография сделана ночью, и некоторые вещи, которые на аналогичных дневных фото не видны, тут заметны.
И вообще, по одному видимому спектру судить не получится ;)
Посмотрим, что в итоге выйдет, и как полетит, в общем.
ion2
Там не 170, а 107.
Laney1
это же только первое испытание. Естественно, там никто не будет включать максимальный режим — до этого дело дойдет, может быть, только через пару лет.
CyberAndrew
А как вы по факелу определяете величину тяги?
Rumlin
В сравнении с видео как «горят» двигатели с мощностью того же порядка РД-170 и т.д.
Но т.к. не заявлено, что двигатель развил заявленную мощность, то возможно это включение на какой-то низкой мощности.