Electron на стартовой площадке, фото Rocket Lab
Как росли ракеты
Питер Бек рядом с ракетой РН Electron и экспериментальные ракеты на заднем плане, фото Rocket Lab
Ракету Electron разрабатывает компания Rocket Lab, которую в 2006 году основал Питер Бек (Peter Beck). Юридически это американская частная компания с новозеландским филиалом. В 2009 году они запустили геофизическую ракету Atea-1 (на языке маори «космос») и утверждают, что стали первой частной компанией, достигшей космоса в южном полушарии. Теоретически ракета должна была подняться на 100-120 км, первая ступень отработала нормально, и на ней были обнаружены следы успешного разделения, но головную часть не сумели найти после полета, и достижение остается под вопросом.
На старом сайте можно найти планы создания геофизической ракеты Atea-2, но после успеха 2009 года фирмой заинтересовались в DARPA. Следующие несколько лет Rocket Lab разрабатывала ракетные технологии в сотрудничестве с Lockheed Martin, DARPA и Министерством Обороны США. В 2010 году было испытано новое топливо. В баке оно хранилось в твердом виде, но, когда на бак оказывалось давление, топливо превращалось в вязкую жидкость и могло подаваться в камеру сгорания. Таким образом, оно должно было сочетать достоинства твердого топлива (удобное хранение одного компонента) и жидкого (возможность управления тягой и перезапуска двигателя).
В 2011 году испытания проходил компактный дрон с ракетной тягой. Небольшую ракету мог запустить солдат с вытянутой руки, а картинка со спускающегося на парашюте дрона должна была помочь вести бой в условиях сильно пересеченной местности, например, в городе.
К 2013 году компания оказалась на распутье. Можно было и дальше зарабатывать на оборонных контрактах, но Бек мечтал о коммерческом космосе. Собрав дополнительные инвестиции, Rocket Lab приступила к разработке новой ракеты-носителя. В 2013 году был успешно испытан двигатель с подачей компонентов при помощи электромоторов, и был анонсирован проект Electron. В 2014 году был проведен второй раунд сбора инвестиций. В 2015 году стало известно, что при производстве двигателя будет широко использоваться 3D-печать, а сам двигатель получил имя «Резерфорд» (Rutherford) в честь физика новозеландского происхождения. Также в том же году началось строительство космодрома на полуострове Махиа (залив Хок, Северный остров Новой Зеландии)
Анимация planetary.org
Расположение в восточной части острова позволит без проблем выводить полезную нагрузку на солнечно-синхронную или низкую околоземную орбиту — в южном и восточном направлении на многие сотни километров раскинулся океан, в который можно, ни с кем не договариваясь, ронять отработанные ступени.
В 2016 году ракета прошла наземные испытания, а космодром был достроен. Первый полет ракеты-носителя Electron был назначен на 2017 год. И за прошедшие 4,5 месяца Rocket Lab успела провести очередной раунд сбора инвестиций и уже стала получать заказы на коммерческие пуски.
Композитная электроракета
Ракета Electron, фото Rocket Lab
Electron — двухступенчатая ракета-носитель высотой 17 метров и диаметром 1,2 метра. При начальной массе в районе 12,5 тонн она будет способна вывести 150 кг на полярную орбиту высотой 500 км. Типичная солнечно-синхронная орбита обычно выше, 600-800 км, там грузоподъемность будет пониже. Также, при необходимости, ракета может вывести 225 кг на орбиту 180х300 км с наклонением 45°.
Скриншот официального сайта Rocket Lab
Хвостовая часть первой ступени со снятой крышкой двигательного отсека, фото Rocket Lab
Первая ступень высотой 12,1 метра имеет сухую массу 950 кг и несет 9250 кг топлива. На ней стоят девять двигателей Rutherford (более подробно о них ниже) суммарной тягой 16,5 тонн на старте. Максимальная тяга ступени в полете должна будет достигнуть 19,5 тонн, а удельный импульс двигателей на уровне моря составит 303 секунды. По плану полета первая ступень должна будет проработать 2,5 минуты. На ступени около двигателей установлены 13 батарейных сборок суммарной мощностью больше мегаватта.
Вторая ступень. У края ступени слева от двигателя виден блок двигателей ориентации. Фото Rocket Lab
Вторая ступень высотой 2,1 метра имеет сухую массу 250 кг и несет 2150 кг топлива. На ней стоит один двигатель Rutherford с высотным соплом, тягой 2,2 тонны и удельным импульсом 333 секунды. Двигатель второй ступени по плану должен работать чуть меньше пяти минут. На ступени установлены три батарейных блока, два из которых будут сбрасываться в полете по мере исчерпания, чтобы облегчить ступень.
Конструкция ракеты-носителя отличается следующими особенностями:
Двигатель Rutherford, фото Rocket Lab
Электрический привод двигателя. Это первый двигатель, для привода насосов топлива и окислителя которого используются электрический мотор и литий-полимерные батареи. В существующих двигателях стоит турбонасос — насос с турбиной, которую обычно приводят в действие отдельной небольшой камерой сгорания (газогенератором), где сжигают те же компоненты топлива, что и в основном двигателе. Отдельная камера сгорания и турбина, работающая на ее выхлопе, — очень сложная вещь, и для частных ракетных компаний привлекательны более доступные альтернативы. У насоса Rutherford два вентильных двигателя постоянного тока «размером с банку газировки», которые вращаются со скоростью 40000 оборотов в минуту и развивают мощность 37 кВт каждый. Один двигатель качает жидкий кислород, другой — керосин. Удельная плотность энергии современных литий-ионных батарей достигла такого уровня, что сэкономленные на отказе от газогенератора, турбины и топлива для их работы килограммы становятся сравнимы с весом батарей.
По словам Питера Бека они сумели поднять эффективность насосов с 50% газогенератора до 95%, но это явно маркетинговый ход, потому что приведена эффективность только части двигателя. В то же время двигатель в целом получился эффективным. С удельным импульсом у Rocket Lab наблюдается некоторый беспорядок, потому что непонятно, для уровня моря или вакуума указаны 303 секунды удельного импульса двигателей первой ступени. Более вероятно, что это данные для вакуума, где УИ выше, но даже в этом случае Rutherford (303 секунды в вакууме(?)/333 с высотным соплом) занимает хорошее место, почти не уступая Merlin 1D компании SpaceX (311 секунд в вакууме/348 с высотным соплом) и советским/российским вершинам кислородно-керосинового двигателестроения РД-180 (338 секунд в вакууме) и РД-0124 (359 секунд с высотным соплом).
3D-печать. Как заявляют в Rocket Lab, двигатель Rutherford — первый, у которого все основные компоненты печатаются на 3D-принтере. Принтеры на лазерном и электронном спекании используют титан и Инконель (никель-хромовый жаропрочный сплав). В результате один двигатель печатается за 24 часа.
Тестовая заправка 16 мая, фото Rocket Lab
Композитные материалы. Баки обеих ступеней композитные. Учитывая, что один из баков удерживает под давлением очень холодный жидкий кислород, а низкие температуры стремятся сделать материал хрупким, это немалое достижение. Композитные баки заметно легче и дешевле металлических, на них сейчас стремятся перейти и другие ракетостроители.
Адаптер полезной нагрузки и половина головного обтекателя, фото Rocket Lab
Обтекатель с доставкой. Интересное новшество предлагает Rocket Lab в области процессов подготовки спутника к запуску. Обычно спутники привозят в цех компании, занимающейся пуском, устанавливают на адаптер полезной нагрузки и закрывают обтекателем. Rocket Lab предлагает доставку единого блока адаптера полезной нагрузки и створок обтекателя в цех заказчика, чтобы он мог установить спутник на адаптер в удобных ему условиях. Затем закрытые или кондиционируемые модули перевозятся в монтажно-испытательный комплекс Rocket Lab и устанавливаются на ракету.
Заключение
Цель Rocket Lab — стоимость одного пуска в $5 миллионов. При том, что стоимость запуска «взрослых» ракет начинается от примерно 60 миллионов долларов ($62 млн. у SpaceX на 2018 год), предложение Rocket Lab будет потенциально выгодным для тех, у кого есть небольшой спутник, целевая орбита низкая околоземная или полярная, и нет времени ждать попутчиков на ракету-носитель средней грузоподъемности.
Первый пуск — волнительное событие. Несмотря на всю подготовку нет стопроцентной гарантии успеха. Но Rocket Lab продемонстрировала очень серьезный подход для ракетного стартапа, провела множество испытаний, в том числе и полностью собранных ступеней (первая, вторая), и их будущее кажется многообещающим.
Комментарии (117)
av220
22.05.2017 09:32Есть ли какая-то международная организация, с которой надо согласовывать орбиты спутников?
lozga
22.05.2017 09:53+3Частоты надо согласовывать в International Telecommunication Union. Орбитальные параметры — нет.
ptica_filin
22.05.2017 11:42+1А если случайно попадёшь в какой-нибудь другой спутник? Вероятность, конечно, очень мала, но вдруг?
lozga
22.05.2017 12:30+2Можно перед пуском запросить положение мусора например у USSTRATCOM. Серьезные компании так и делают — не хочется разбить спутник о мусор.
wych-elm
23.05.2017 23:10+2Тебе же хуже,
1) твои миллионы на запуск потрачены на фейерверк,
2) этот фейерверк не понравился никому в мире, тебе даже могут погрозить пальчиком.
Ugrum
22.05.2017 14:16Т.е. анархия, пуляй
если сможешь-не хочу?0serg
22.05.2017 16:15+4Пуск и орбитальные параметры надо согласовывать с местными властями. Международной организации которая бы за этим следила нет, но предполагается что если запуск из страны А приведет к потере спутника страны Б, то спрашивать будут не с запускавшего, а со страны А, которая уже дальше будет сама со своими гражданами разбираться что, куда и почему так неудачно запустили
Vemaster
23.05.2017 06:54+1Тем не менее эта американская компания согласовывать свои пуски в Новой Зеландии будет именно что с американской FAA, с которой согласовывают пуски все американские компании (SpaceX, ULA, и т.п). Такие дела.
stranger_shaman
22.05.2017 16:42+2На геостационаре точно надо согласовывать точки стояния.
Zenitchik
22.05.2017 16:58+1«Электрон» туда не заберётся. А если что-то им выведенное заберётся — его там не заметят )))
vervolk
22.05.2017 09:53+5Можно дёргающийся зум местоположения будущего космодрома убрать под кат?
lozga
22.05.2017 11:08+2Если ещё кому-нибудь дискомфортно, уберу. Есть такие?
Bedal
22.05.2017 10:55Удельный импульс — точно ли учитывает массу батарей? А то ведь вынести их за пределы двигателя в расчёте — легко…
lozga
22.05.2017 11:06+1Удельный импульс никак не учитывает массу двигателя или батарей. Потери на повышенную массу пустой ракеты будут в формуле Циолковского.
Bedal
22.05.2017 13:33Тем не менее, кроме удельного импульса топлива, пишут и «удельный импульс двигателя» и даже «удельный импульс ступени» можно встретить. Удельный импульс вообще понятие часто лукавое, но как параметр для сравнения — почему нет?
killik
22.05.2017 15:41+3Чего лукавого может быть в отношении тяги к расходу?
Bedal
22.05.2017 16:02да вот как раз то, что я перечислил. Ведь не абсолютное значение тяги учитывается — а равное весу. И в исчислении веса — бывает лукавство. То ли это вес только топлива, то ли плюс вес двигателя, да что в понятие «двигатель» включать, то ли всю конструкцию считаем…
Как только удельный импульс стал быть и маркетинговым параметром — так лукавство и появилось. Без этого — никак ведь :-)0serg
22.05.2017 16:19+1Да нет, именно что абсолютное значение тяги. Просто, ясно и однозначно определенный параметр, тогда как скажем «импульс ступени» варьируется в зависимости от веса полезной нагрузки ступени. Просто поставил другой спутник (например легкий на ГПО вместо тяжелого на НОО) — уже другой импульс с той же ступенью.
lozga
22.05.2017 20:24+1Нет там «равного весу». УИ — это количество секунд, которое двигатель сможет создавать тягу 1 Ньютон, потратив 1 кг топлива. Каким способом он это топливо будет тратить, формуле безразлично.
Zenitchik
23.05.2017 01:18+2УИ — это количество секунд
Только в МКГСС.
В СИ — он измеряется в единицах скорости и входит как множитель в формулу Циолковского (хотя строго говоря не равен скорости истечения).
А если строго, то УИ — это величина импульса, сообщаемая ракете при израсходовании одного кг топлива.
2morrowMan
22.05.2017 11:24+2Забавно видеть полигоны на реальном объекте (распечатанных частях двигателя).
isden
22.05.2017 11:37+3> В 2010 году было испытано новое топливо. В баке оно хранилось в твердом виде, но, когда на бак оказывалось давление, топливо превращалось в вязкую жидкость и могло подаваться в камеру сгорания.
А можно чуть подробнее вот про это? КМК, достаточно интересная штука.
BubaVV
22.05.2017 12:12ДУмаю, там что-то типа малопрочного геля. Такие штуки давно еще пытались применить для пожаробезопасности топливных баков в авиации — брызги оно не образует, но насосом прокачивается
killik
22.05.2017 14:33Хех, я видел патент, в котором предлагалось металлический алюминий подавать в камеру сгорания давлением. Правда, там была торпеда, нет не наша а буржуйская. Но вообще теоретический УИ у пары вода-алюминий около 2500, да и плотность весьма себе.
isden
22.05.2017 15:00А я вроде тоже читал про что-то на алюминии и воде в торпедах, правда там алюминий в «нормальном» твердом виде был, емнип, в виде мелкого порошка.
BubaVV
22.05.2017 12:15Вспомнился чудный фильм «Самый быстрый Индиан» — тоже Новая Зеландия и доказательство, что киви все-таки могут летать
max_bma
22.05.2017 13:26-4Вместо аккумуляторов могли бы поставить микроволновой приёмник и так питать энергией.
darthmaul
22.05.2017 13:41+9На мегаватт? С такими технологиями можно и без топлива, на плазменном движке с Земли взлетать :)
ClearAirTurbulence
22.05.2017 15:02-1Ага, птичка\облако пролетит, и насос прервётся на coffe-break. «И пусть весь мир подождёт».
tlv
23.05.2017 07:04Птичка превратится в быстрых «Хлоп» под мегаваттным лучом. Да и облако тоже.
Но проблемы предложения не в этом…
Valerij56
22.05.2017 14:31+4принципиально новая идея привода турбонасосов от электродвигателя.
Обычно «турбонасосами» называют агрегат, обединяющий насосы подачи топлива и турбину (турбомотор), приводящую их в действие. В данном случае надо говорить или об электронасосах, или просто насосах, приводимых в движение электомоторами.lozga
22.05.2017 20:09+3Да, я тоже думал, когда писал, какое слово употребить. Новая деталь стоит на месте турбонасоса и выполняет его функции, но у нее, действительно, нет турбины. Давать описательное название будет громоздким. Но и турбонасос — не ксерокс, чтобы стать именем нарицательным, так что попробую все-таки описывать более точно.
NelegalSS
22.05.2017 21:03Вы все правильно написали, это именно турбонасос. Ниже уже об этом расписал подробнее.
Valerij56
22.05.2017 23:19+2В сложившейся в ракетно-космической индустрии (причём не только русскоязычной) турбонасосом называют агрегат двигателя, объединяющий турбину и насосы компонентов топлива, подаваемых в камеру сгорания, при этом турбина может работать или на генераторном газе, или, как на РД-107/108, на парогазе, производимом при разложении перекиси водорода. В состав двигательной установки могут входить также бустерные насосы (строго говоря тоже турбонасосы), стоящие на топливных баках, и подающие компоненты топлива в двигатели, их турбины приводятся в действие, как правило, тем же компонентом с высоким давлением, отбираемым после турбонасоса.
Можно долго спорить, требуя изменения сложившейся в мировой отрасли терминологии, потому, что в другой отрасли терминология другая. А можно делать дело.
dron_k
23.05.2017 02:06+1Турбонасос — насос приводимый в действие турбиной на которую подают газ/пар/жидкость.
Электронасос — насос приводимый в действие электромотором на который подают электричество.
Zenitchik
23.05.2017 01:22+2Насос — он и в ракете насос. Приставка «турбо» круто звучит, другой причины ей там быть не наблюдается.
darthmaul
23.05.2017 12:19Там же насос сам по себе — турбина, просто приводимая в движение электромотором. Как в машине «турбина» — это по сути две турбины (горячий и холодный контур), а здесь вместо горячего — электродвигатель.
0serg
23.05.2017 12:31+2В машине «турбо» — это как раз только если есть та самая «горячая турбина»
А если привод другой то это уже «механический нагнетатель», «суперчарджер» хотя «холодная» часть может быть той же.darthmaul
23.05.2017 12:35У механического нагнетателя совершенно другая конструкция холодной части (т.к его крутит двигатель с куда меньшими, чем у турбины оборотами — простая крыльчатка не даст нужного давления). А у электрона — точно такая крыльчатка, как и у газогенераторных и работает на сравнимых оборотах.
0serg
23.05.2017 13:30Там в обоих случаях стоит центробежный насос а не простая крыльчатка.
Хотя обороты у турбо конечно выше в несколько раз
Zenitchik
23.05.2017 12:58+2Турбина, это не насос, а наоборот. Турбина — отбирает энергию потока. Если её крутить принудительно, она будет нагнетать воздух — станет насосом.
Igor0261
24.05.2017 11:00+1Просто название «турбонасос» уже занято вполне конкретной конструкцией,
попытка применять этот же термин к иным устройствам вызовет нерабериху.
Давайте перестанем заново «изобретать колесо» и примем то что уже есть, а новое назовем как то по другому.
Если Вы решили начать изобретать ракетную технику заново, то боюсь вы сильно опоздали.
Но хочется обратить ваше внимание:
Летающие сегодня российские ракеты фактически разработки еще времен Королёва.
Ну вносят там кое какие модернизации…
То что делают новозеландцы пока слабовато, но это совершенно новое слово в ракетостроении, новые материалы, новые технологии… дайте время и из этого может вырасти что то очень конкурентоспособное.
К тому же советские ракеты делала огромная страна с огромными ресурсами,
а тут какая то частная компания… но тем не менее у них уже кое что получается.
Gryphon88
22.05.2017 14:37+2Интересно, почему литий, а не что-то другое? Задачи перезарядки и сохранения циклов не ставятся, цена на фоне цены запуска небольшая
cyberly
22.05.2017 14:42Возможно, просто взяли лучшее из доступного в готовом виде. А какая-нибудь экзотическая химия потянула бы на отдельный стартап.
isden
22.05.2017 15:07+3Всякие убер-дивайсы на серебре/цинке или вообще с высокотемпературным электролитом (который в нормальных условиях в твердом виде) давно уже серийно делают, правда мелкими сериями, для военных, того же космоса и т.п.
На мой взгляд с дивана, использовать литий тут как-то немного странно.killik
22.05.2017 15:48+2Явно же прицел у них на отработку "гаражной" технологии. Как у Фон Брауна с пожарными насосами в системе подачи компонентов.
Zenitchik
22.05.2017 17:01Он лёгкий.
Gryphon88
22.05.2017 17:12-1В Вт/кг? Не очень. Если сравнивать, то легче неперезаряжаемый цинк-воздушный, расходуемый алюминиевый. Суперконденсаторы меньше по плотности энергии, но выше по плотности мощности.
BubaVV
22.05.2017 18:35+3Для цинк-воздушного нужно везти с собой воздух. Да и с током там беда
Igor0261
24.05.2017 12:43На первой ступени воздуха вокруг хватает, так что вполне можно как то использовать.
Но… технология эта мало отработана. Проще взять лучшее из того что серийно выпускается.
Похоже ребята не сильно заморачиваются созданием новых технологий а просто используют то что сейчас доступно.0serg
24.05.2017 13:18+1Первая ступень до высоты 40 км летит, а уже с 5 км с воздухом будут проблемы
differentlocal
24.05.2017 21:50Какие проблемы на 5км с воздухом?
0serg
24.05.2017 23:42+1Его там уже вдвое меньше чем на уровне моря. У «атмосферных» поршневых двигателей, к примеру, возникали проблемы с мощностью.
lozga
22.05.2017 20:38+3На спутнике «Маяк» тоже литий-ионные батареи. Когда спрашивали, зачем им на один рабочий цикл аккумуляторы, конструкторы отвечали, что это удобно для тестов и подготовки к пуску — легко и удобно можно подзарядить перед стартом.
BigBeaver
23.05.2017 01:54+3Задачи перезарядки и сохранения циклов не ставятся
Там и не написано, что он перезаряжаемый. Литий и одноразовый бывает, при чем, с большей плотностью энергии.
wych-elm
23.05.2017 23:18Потому что
Можно было и дальше зарабатывать на оборонных контрактах, но Бек мечтал о коммерческом космосе.
Дешево и удовлетворяет потребности.
Art3
22.05.2017 14:43-2Написать в названии статьи так же «Electron» вместо «Электрон»
православнаявера не позволяет?
x67
22.05.2017 15:18+2Только вот турбонасосом или турбонасосным агрегатом это устройство называют как раз из-за наличия турбины. Стало быть, здесь, не турбонасос, а электронасос. В сэкономленные килограммы литий-ионных батарей не верится, скорее верится в то, что таким агрегатом управлять проще. Никакой лишней гидравлики, дозаторов, перепускных клапанов, управляемых сопел, всего лишь электродвигатель.
Крутой проект, жаль, у нас с такими слабовато…NelegalSS
22.05.2017 20:07Турбонасос и есть турбонасос с приводом от электродвигателя. В большинстве своём на подаче топлива в РД стоят турбоагрегаты, в которых привод турбонасоса берется от другой турбины, которая в свою очередь вращается от рабочего газа (не знаю что за газы применяются в РД, но самый простой аналог — турбина автомобиля).
В общем случае — турбонасос одна из разновидностей видов насосов/компрессоров (поршневые, мембранные, винтовые, роторные, газодинамические, турбинные (точно подзабыл за давностью лет окончания вышки)). Турбонасос — это та самая обычная помпа которая применяется практически в любых областях жизни (центробежный насос, помпа в автомобиле, и т.д.) Видимо просто назвать центробежным насосом агрегат размером с банку от коллы, в которой рабочий орган вращается со скоростью 40000 об/мин, и способный за пару минут пропустить через себя пару-другую кубометров жидкости, язык не повернется.
konst90
22.05.2017 20:13+2Позвольте не согласиться.
Турбина — это устройство, которое энергию потока преобразует в энергию вращающегося вала. Турбонасосный агрегат (ТНА) соответственно — это механизм, в котором установлены турбина и насос (капитан на мостике, да). Турбина получает энергию от горения топлива и отдает ее насосам, которые гонят топливо в камеру сгорания. Если из турбонасосного агрегата выкинуть турбину, то останется только насос :)cyberly
22.05.2017 20:28+1По некоторым данным, «турбинный насос» — это центробежный насос с направляющим аппаратом. Вообще, на отраслевой сленг какой-то похоже. Здесь так, там этак… Кому «разъем», кому «соединитель»…
NelegalSS
22.05.2017 20:48Если из ТНА выкинуть турбину то останется кусок нерабочего железа.
В общих чертах: Полуосевые (диагональные, турбинные) насосы, рабочим органом которых служит полуосевое (диагональное, турбинное) лопастное колесо. пруф https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81
Турбонасос это именно центробежный насос с особой формой рабочего колеса. И от того какой привод на него приходится смысла мало меняет.0serg
22.05.2017 21:24+1В английской терминологии турбонасос — это именно насос (а конкретно rotodynamic pump aka динамический лопастной) приводимый в движение газовой турбиной. Насос там кстати не обязательно центробежный. В нашей насколько я знаю — то же самое. Даже если где-то кто-то использует тот же термин как один из синонимов для некоторой частной конструкции, хотя по Вашей ссылке говорится о «турбинном насосе» что, согласитесь, хотя и похоже, но отличается от «турбонасоса».
NelegalSS
22.05.2017 21:40+2Следуя вашим суждениям турбокомпрессор это компрессор с приводом от турбины. На самом же деле это центробежный компрессор с особыми рабочими колесами, и не важно какой у него привод.
Для примера: АТКА-545-4000 расшифровка: аммиачный турбокомпрессорный агрегат с 5 рабочими колесами диаметром 45 сантиметров производительностью 4000 Гкалл. Привод этого агрегата осуществляется от синхронного электродвигателя. Как видите тут приводом от турбины и не пахнет, в техническом языке это именно турбокомпрессор. Таким же образом на этом двигателе установлен турбонасос имеющий привод от электродвигателя, а не от турбины.0serg
22.05.2017 23:48+2А тут не в рассуждениях дело (они в обоих случаях логичны), просто именно так устоялась терминология. Есть 100500 способов классифицировать насосы (одна из ссылок этому хорошая иллюстрация), один из них — классификация по типу привода. Например «электронасос». Турбонасос — это именно из этой же классификации.
Вот как-то так получается что «турбинный насос», «турбонасос», «турбокомпрессор» и "[холодильный] турбокомпрессорный агрегат" — это все разные вещи. Так получилось. У буржуев проще, у них этот «турбокомпрессорный агрегат» будет просто centrifugal refrigerating unit.
Sandmann-bk
22.05.2017 22:28+1«Турбонасосный агрегат ЖРД (ТНА) — агрегат ЖРД, предназначенный для насосной подачи топлива в камеру, газогенератор и агрегаты автоматики ЖРД и состоящий из насосов и приводящих их в действие турбин.»
Это из ГОСТ по ЖРД.NelegalSS
22.05.2017 23:02Я о ТНА не говорил, ГОСТ применяется все таки к ЖРД с установленными на них ТНА. На двигателях первой ступени, установленных на этой ракете, ТНА отсутствует как единица. Вместо него установлен насос с приводом от электродвигателя. Насос установлен динамического действия, его устройство это и есть турбина, только в этом случае рабочее тело не подают на лопатки турбины, а вращают лопатки турбины за вал, для перемещения рабочего тела. Понятие турбонасос в данном контексте есть описание принципа работы именно насоса, а не всего агрегата в сборе.
0serg
23.05.2017 00:08+1Если говорить о принципах из ссылки которую Вы цитируете, то «диагонального/полуосевого/турбинного насоса» там не стоит. Как правило турбина приводит там классические центробежные насосы.
Полуосевая турбина: поток проходит через турбину и аксиально и отклоняясь в сторону
Различия:
Центробежная турбина ракетного двигателя RL-10
В разрезе:
Как видите использууется обычный центробежный насос, а не диагональный из Вашей ссылки
Sandmann-bk
23.05.2017 00:12Турбонасос и есть турбонасос с приводом от электродвигателя
Кто написал?
И снова из того же ГОСТ:
Насос ЖРД — агрегат ЖРД, предназначенный для подачи окислителя или горючего.
Турбина ЖРД — газовая турбина, предназначенная для привода насосов турбонасосного агрегата ЖРД.
Не надо ничего придумывать, всё уже записано.
Это не говоря о том, что стоило бы всё-таки проверить своё знание определения турбины в общем.
x67
23.05.2017 19:04В случае промышленности общего назначения (в которую в современном виде такие агрегаты пришли уже после авиации) это всего-лишь синоним осевых, центробежных и осецентробежных насосов и компрессоров, причем не очень распространенный, насколько я понимаю. Но мы ведь про космос говорим? Тут ни турбокомпрессор ни турбонасос без турбины не получится.
Про «турбину» автомобиля не понял, что это?) Если имелся ввиду турбонаддув, то строго говоря ничего не меняется. Для привода компрессора используется турбина, которую вращают выхлопные газы. В случае привода компрессора от коленвала или электродвигателя, это уже не турбонагнетатель.
Если вкратце, то для работы ТНА используют 1/2-компонентные схемы. 1-компонентная схема — или просто закачанный под давлением любой удобный газ, который вращает турбину (не уверен, что где-то это применяется — очень неэффективно) или использование реакции разложения, к примеру, перекиси водорода (применяется на небольшой технике, опасно, но просто). 2-компонентная схема — уже совершенно обычный метод получения энергии за счет процесса окисления, тогда вступает в действие терминология и «газом» называют продукт реакции. В авиации, к примеру, через компрессор идет воздух, а на вход в турбину уже подается «газ». Просто газ. И будет ли это двигатель на водороде с паром из сопла или обычный керосиновый ГТД — уже не важно с точки зрения газа. Правда в случае промышленных установок все таки отличают пар от газа, а смесь уже называют парогазом. К счастью, навряд ли используются парогазовые установки на водороде, иначе пришлось бы думать, что там на выходе, просто пар или таки парогаз?)Valerij56
23.05.2017 20:19+11-компонентная схема —… использование реакции разложения, к примеру, перекиси водорода (применяется на небольшой технике, опасно, но просто).
Не сказал бы, что РД-107/108, двигатели первой ступени РН семейства Р-7, в частности РН «Союз», «небольшая техника», но там привод ТНА парогазом от разложения перекиси. С остальным, в принципе, согласен.
В случае привода компрессора от коленвала или электродвигателя, это уже не турбонагнетатель.
С приводом от электромотора не встречался, с приводом от коленвала агрегат называется «нагнетатель», и на авиационных двигателях АШ, и на дизелях семейства М-50.
В авиации, к примеру, через компрессор идет воздух, а на вход в турбину уже подается «газ».
Все турбореактивные, турбовинтовые и турбовентиляторные двигатели имеют в своём составе компресор, в котором сжимается воздух из воздухозаборника, и турбину, которая этот компресор приводит в действие. Турбина может так же отдавать мощность на привод винта, тягового или несущего (у вертолёта) или вентилятора внешнего контура (у турбовентиляторных двигателей).
mdaemon
22.05.2017 15:53+4Вот это и есть реальный прорыв, «дешевая», компактная, простая ракета.
Сильное упрощение и удешевление — теоретически залог массовости.
shedir
22.05.2017 20:03+1Новозеландской площадке разрешены пуски каждые 72 часа. Плюс упоминается договоренность о пусках с Kodiak Launch Complex.
Alter2
22.05.2017 22:28+3Ну ничего себе дешёвая, больше 20000 долларов за кг на НОО, почти на порядок дороже Протона и Falcon Heavy.
kostus1974
22.05.2017 17:19+2«ачуметь!» (с)
вот это круто. вот в этом чувствуется будущее! электронасосы в жрд?! композиты и 3д-печать?? запасаюсь попкорном!
tyderh
23.05.2017 02:50-1Да еще и за 5 миллионов! Это же очумень можно, какая была бы низкая цена на запуск при объединении этого и технологий Маска! (Не уверен, правда, корректно ли такое с технической точки зрения)
fvaaa
23.05.2017 06:56В то же время двигатель в целом получился эффективным, по удельному импульсу (303 секунды на уровне моря/333 секунды в вакууме) он сравним с советским/российским НК-33 (297/331 секунд) и не сильно отстает от нашей вершины кислородно-керосинового двигателестроения РД-180 (311/338 секунд).
Ну проверяйте же ваши утверждения банальным здравым смыслом, пожалуйста.
Первое — сравнивать два двигателя с разными соплами с одним двигателем — дурной тон. Сравнивайте с 297с/311с на уровне моря и, например, 359с в вакууме у РД-0124.
Второе — 303с у этого двигателя явно не на уровне моря. Официальный сайт — https://rocketlabusa.com/electron/
Данные с официального сайта:
* вторая ступень — тяга 22 кН, удельный импульс 333 секунды.
* первая ступень — девять двигателей, общая тяга 162 кН (уровень моря), 192 кН (вакуум), удельный импульс 303 секунды (неизвестно для чего).
Двигатели одинаковые, соответственно проверяем для чего приведен импульс первой ступени — (192/9)/22 * 333 = 323 секунды вакуум, (162/9)/22 * 333 = 272 секунды уровень моря. Очень странный разброс (тяга больше 100% на каком-то этапе запуска?), и похоже что удельный импульс приведен средний за время работы ступени. Если использовать старые данные, которые сейчас все еще остались в вики ( https://en.wikipedia.org/wiki/Rutherford_(rocket_engine) ) — то там тяга 16.89кН/20.33кН на двигатель, что в пересчете с 333 секунд и 22кН дает 255с/307с для двигателя с первой ступени.
Дополнительный аргумент к невозможности 303с на уровне моря — смотрим Мерлины, 348с вакуум и 282с уровень моря — 81% от вакуумного. Смотрим РД-180 и РД-0124 (да, разные — но похожие по классу) — 359с вакуум и 311с уровень моря — 86.5% от вакуумного при огромном давлении в камере сгорания. Ну и приведенные 333с/303с — это 91% от вакуумного, что абсолютно нереалистично.
Вывод — реальные параметры этого двигателя — 260-270 секунд на уровне моря/310-320 секунд в вакууме для первой ступени и 333 секунды в вакууме с вакуумным соплом для второй ступени, и хотя это достаточно хорошие показатели для маленькой частной компании — они даже близко не стоят с НК и РД двигателями.lozga
23.05.2017 21:00С 303 секунды у них, действительно, больший бардак, чем мне показалось сначала, потому что в вики по ракете (не двигателю) пишут 303 в вакууме. Это я переформулирую.
Поясните подробнее расчеты, пожалуйста.0serg
23.05.2017 21:38+4Alcpp все верно пишет. При одинаковом расходе топлива (а его нет смысла искусственно занижать т.к. это увеличивает гравитационные потери, следовательно на одинаковых двигателях он будет одинаков и равен максимуму) тяга прямо пропорциональна уи что позволяет при известной тяге разных модификаций пересчитать уи для одной модификации в уи другой. И да, удельный импульс зависит от используемого сопла и следовательно фактически с двумя соплами получаются два разных (по уи) двигателя.
Я поначалу тоже не понял, затем внимательно посчитал и перепроверил, все действительно так.
Greeneff
24.05.2017 16:07В очередной раз откладывают.
Опять из-за ветра и «triboelectrification», как они пишут в своём Твиттере.
Что это, вообще? Некое электричество, возникающее из-за трения воздуха о композитный корпус ракеты? Это паразитное электричество может повлиять на запуск?
При металлических корпусах такой фигни не было!
GlassEagle
24.05.2017 20:50-2Картинка №2 (на которой лохматый дядька) — а что, разве Маск не запатентовал свой «окто-веб»? Это было сильное упущение…
Или у Маска «специальный» октовеб, с соплами разного диаметра? (Соответственно, изображённый под патент не подпадает).
Hayate
25.05.2017 07:43Вроде запустили.
Burtanshy
28.05.2017 10:33-1Запуск в космос первой частной карбоновой ракеты завершился неудачей (видео)
это очередной фейл. просто тут не только строить надо уметь, но и в науку.
artspb
25.05.2017 15:43+3В 9 утра понедельника по новозеландскому времени
Было бы здорово все же указывать дату, потому что далеко не всегда получается читать статью сразу после ее выхода. И начинается. А в понедельник будущий или прошедший? Так запуск уже был или нет? Где мой календарь? И т.д. Но за статью все равно спасибо. Радует, что появился ещё один игрок — больше интересных новостей.lozga
28.05.2017 10:34+1Там же рядом в интерфейсе дата публикации, мне показалось излишним.
artspb
28.05.2017 11:05+1Ваша правда, не догадался на нее посмотреть. Тем не менее я за дублирование инфомрации здесь. Обычно хочется прочитать статью, чтобы разгрузить мозг, а не озадачить его поиском даты на странице. Впрочем, возможно это только моя проблема.
Fenyx_dml
28.05.2017 21:00Ясно откуда самые низкие показатели удельного импульса. Мотор просто не тянет накачать такое же давление в камере сгорания, как турбина от газогенератора. Неосиляет. Пошли на компромисс — потеряли удельный импульс, но сэкономили на весе батарей (движок-то можно и помощнее поставить, разница в весе будет мизер, а вот батареек к нему придется грузить бочками) — в итоге просчитали где точка пересечения графиков и так и сделали. На мой взгляд для первых ступеней бесперспективно — слишком большие мощности. Ну, для этой сверхлегкой еще прокатывает, а для чего-то посерьёзнее уже фиг — надо нормальный ТНА замкнутого типа. Вот на вторую ступень или если тяжелый класс — на блок довыведения было бы интересно. Для многократных пусков двигателя удобно.
GlassEagle
28.05.2017 21:58Мотор просто не тянет накачать такое же давление в камере сгорания, как турбина от газогенератора. Неосиляет.
Неужели?
Конечно, конкретно про этот двигатель пока инфы немного, но вот что на английской википедии написано про "Electric pump-fed engine": "...to increase the pressure from the tank to combustion chamber, generally from 0.2 to 0.3 MPa (29 to 44 psi) to 10 to 20 MPa..."
Насколько я понимаю, 20 MPa — это 200 (грубо) атмосфер… Это больше, чем у НК-33. Да даже и 10 MPa (~100 атм.) — всё равно больше, чем у РД-107/108.cyberly
28.05.2017 23:02>> from 0.2 to 0.3 MPa (29 to 44 psi) to 10 to 20 MPa…
Это, по всей видимости, по сравнению с давлением наддува в баке. Кроме того, просто способность создавать давление — это одно, а способность создавать нужное давление при определенном расходе — немного другое.
Так что получится ли (и надо ли) ставить такой электрический насос на большую ракету — непонятно. Возможно, есть проблемы масштабирования. Тут мотор 50лс, скорее всего — серийный, а легких моторов с мощностью, которая нужна для большого двигателя, может не быть. И плюс, с габаритами силовых кабелей и коммутацией больших мощностей могут быть какие-нибудь грабли. В ракету придется засунуть кусок электровоза.
lash05
lozga
Они делали не ракеты-носители, а не космические ракетные технологии — ракетный дрон и т.п.
impetus
в общем военные настолько по-другому настраивают параметры ТЗ, что итоговая разница получается почти принципиальной. (время подготовки к запуску, скрытность запуска и/или подготовки, устойчивость к одночному прострелу ступени ручным стрелковым оружием, возможность долгого хранения, погодонезависимость… да хоть секретность разработки или просто параметров спутинка и/илиорбиты — не все горят желанием работать под жёсткими NDA, и — самое главное — военных мало парит коммерческая окупаемость, а вот заказы у них получать — это целая наука лоббирования часто с заходом в большую политику иногда даже по совершенным мелочам) напр в т.ч. поэтому военные транпортные самолёты (а то и грузовики (привет студебеккеру)) практически невозмжоно продать в гражданскую эксплуатацию — ни новые, ни сильно б/у (кроме имевшей быть в истории истории распада одной большой страны, разово выбосившей на рынок много всего по цене самовыноса)
xDimus
Смотрел пару раз сериал Стальные парни (Steel Buddies) — там Михаэль контейнерами скупает списанное имущество с американских военных баз и чего там только не было, грузовики в том числе…
ClearAirTurbulence
Вы реальность от вымысла отличать не умеете? Списанное военное имущество продается гражданским только после «демилитаризации».
Да, вы можете купить demil HMMWV. Только целым там останется только двигатель, т.к. demil для Хамви предусматривает уничтожение всего остального прессом \ разрезанием на некрупные части. Эти же правила касаются и большинства других транспортных средств, оружия и других полезных в хозяйств вещей.
xDimus
Продают реальные грузовики (к коим относится вышеупомянутый студебеккер) и автомобили которые ставят на учет и используют гражданские. То что не продают оружие, радиостанции и т.п. даже
ежулюбому понятно.ClearAirTurbulence
Древние грузовики продадут, с высокой вероятностью сняв «необычное» (какие-нибудь «военные мосты и т.п.»). Небронированные ТС продают иногда. Ничего «интересного» там не будет точно. А обычный древний Студебеккер можно и так купить, какой смысл брать военный, который изношен в хлам? Т? лько для ТВ-шоу или частного музея.
impetus
продавать-то продают, да мало желающих купить. Потому что он много ест и мало возит. Тяжел, неудобен, неэргогномичен и по-хорошему годится только для практикующих УАЗ-дао, да и то — если даром. Даже в стране, где для дорог нужны внедорожники — не прижились военные грузовики у коммерсантов.
С самолётами та же фигня — даже даром не нужны рамповики б/у, даже в Африке (почти все там в итоге оказались).
Космос ныне коммерческий — более рабочим оказывается подход, когда военные покупают запуски у гражданских, а не наоборот.
Dmitry_4
У вас батарейки сядут за время боевого дежурства. А новых не производят — идите за новым айфо… носителем.
killik
Есть разница. Военные не любят криогенику, зато не против гидразина или даже фтора. А ещё они не любят низкую плотность топлива и высокое массовое совершенство, поэтому до последнего цепляются за твердотопливные объединённые с баком ДУ, из-за прочной оболочки.
0serg
У твердотопливных масса других полезных для военных свойств, помимо прочности там и большая тяговооруженность (меньше активный участок) и мгновенная скорость пуска (не надо заполнять магистрали перед стартом) и минимальные проблемы с хранением (на высококипящих были инциденты с утечками ядовитых веществ и даже взрывом ракет). А вот высокое массовое совершенство и плотность топлива не волнуют вообще никого, кроме фанатов, практической пользы от них никакой…
Zenitchik
Плотность топлива это, теоретически, полезное качество, но на практике — его важность где-то в конце списка.
Весовое совершенство… За ним хорошо гоняться когда уже всё работает «у улучшенной модели мёртвая масса меньше на 10%, что дало экономический эффект при эксплуатации 0,5%» — вполне себе тема для диплома.