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SpaceX starship Raptor 引擎 172噸的推力
2021-09-27 18:36:23 *
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作者 主題: SpaceX starship Raptor 引擎 172噸的推力  (閱讀 2801 次)
peter
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« 於: 2016-09-28 13:52:44 »


 starship
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=45&topic=29021.45

SpaceX starship  Raptor 引擎 172噸的推力

==
http://chinese.engadget.com/2016/09/26/spacex-raptor-rocket-first-test/



如何评价spaceX正在研发的下一代火箭发动机 raptor 猛禽 火箭发动机?
https://www.zhihu.com/question/51097785
spaceX,全流量分级燃料循环,液氧甲烷燃料,可重复使用,BFR 
猛禽比梅林的推力更大,推力至少是200吨级别,甚至更高,否则无法满足规划中的重型火箭BFR(也就是现在的ITS火箭)的要求,因为发动机数量的简单堆砌是有限度的,当面对几千吨(事实是上万吨)的起飞推力时,用80吨级别的发动机来凑数简直是无法想象的



部分现役及在研火箭发动机参数对比,请注意推重比这项数据(发动推力和自重的比值),现在是由梅林拔得头筹,猛禽和BE-4还不知道,但据传猛禽的体积与梅林基本一致,结构质量也不大,因此猛禽极有可能接班成为世界上推重比最大的火箭发动机


===========

SpaceX 成功地完成了 Raptor 引擎的第一次測試發射,讓 SpaceX 的太空計畫正式邁入了一個新的階段。正式版的 Raptor 以甲烷為主要燃料,
預計將有 3MN(680,000lbf)的推力,是 Falcon 9 火箭使用的 Merlin 1D 的三倍多。同時 382s 的目標真空 Isp 也超越 Merlin 1D 的 343s 甚多,
只是離液態氫燃料(450s+)還是有點距離就是了。

Raptor 是 SpaceX 行星間運輸系統(Interplanetary Transport System)重要的組成成份,未來以它為基礎的火箭預計能將 100 噸的貨物射向火星。Elon Musk 預計明天會發表行星間運輸系統的設計以及整體殖民火星的時程與計畫,屆時我們就會知道 SpaceX 預計 2018 年發射 Red Dragon 無人探測器和 2024 年人類登陸火星的原計畫有沒有改變了。Raptor 的成功對 SpaceX 來說是個及時雨,在最近的災難後,SpaceX 極需要一點振奮人心的消息啊!

预测需求:必须要能够深度节流;必须要能够多次启动;必须要能够进行精确快速的矢量调整,这个和现在的梅林系列发动机要求基本一致。实际结果:结果是完全符合,而且远超预期,尤其是猛禽低至20%的节流能力(最新的梅林1D+最低也只能到40%),也就是推力能够下降到全推力状态下的20%,这是笔者所见到的节流能力最强的起飞级发动机(如有更强者望指教)。由于ITS飞船在长达三年的火星任务过程中要数次启动,所以多次启动性能上要比梅林更进一步,但是甲烷发动机的点火其实一直都是个技术难点,因此猛禽的点火机构经过了全新设计,淘汰了现有的TEA-TEB,这套新的点火系统理论上将支持无限次点火。




由于猛禽既要在地球大气内工作,又要在深空工作,还要在火星大气内工作;既要能起飞,而且还要充当着陆发动机,简直是“万能发动机”了


==

火箭引擎  rd181 rs25
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=35&topic=8856.0


* 圖片 9.jpg (244.96 KB, 1118x452 - 已被閱讀 13 次.)
« 最後編輯時間: 2021-08-04 21:34:28 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #1 於: 2017-10-01 22:00:20 »

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=41363.360

https://en.wikipedia.org/wiki/Raptor_%28rocket_engine_family%29




猛禽(英語:Raptor)是SpaceX正在研發的一款低溫甲烷燃料火箭發動機。
該發動機被計劃用於高性能的星際運輸系統第一節與第二節。猛禽火箭發動機採用液態甲烷
與液氧作為推進
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« 回覆文章 #2 於: 2019-02-12 21:11:45 »

https://www.space.com/43289-spacex-starship-raptor-engine-launch-power.html
Raptor 引擎 172吨的推力

https://www.cnbeta.com/articles/science/817415.htm

马斯克近期的一系列推文激动地公布了Raptor引擎的点火测试进展,Raptor引擎的表现让马斯克非常激动,
其产生了172吨的推力 打破了俄罗斯RD-180火箭引擎的推力纪录。

Raptor发动机上周首次亮相,随着工程师逐渐加强,其性能测试的进展非常顺利

“Raptor引擎刚刚达到了Starship和Super Heavy所需的推力水平。”在里程碑式的点火测试之后,SpaceX首席执行官Elon Musk发了推文。


=> 應說燃燒室壓力到   268.9 bar    打破 RD180   267 bar 吧
 Raptor reached 268.9 bar today, exceeding prior record held by the awesome Russian RD-180

RD180  Chamber pressure   26.7 MPa  => 267 bar
« 最後編輯時間: 2019-02-12 21:37:33 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #3 於: 2019-03-18 12:26:22 »


=>

SpaceX 計畫在3月18日在 Boca Chica Beach 附近的測試 BFR 原型 測試Raptor火箭引擎
http://familystar.org.tw/index.php?option=com_smf&Itemid=35&topic=29021.msg241398#msg241398
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« 回覆文章 #4 於: 2019-09-20 12:44:37 »

https://www.facebook.com/photo.php?fbid=2905299996150921&set=a.169739076373707&type=3&theater





SpaceX的猛禽是目前最强的火箭发动机吗?
https://36kr.com/p/5221018

但这有几种解决办法,我们看看苏联是怎么解决的。他们造的第一个能用的闭式循环发动机是N-1登月火箭的NK-15发动机(校注:原文如此,但世界第一型闭式循环发动机应该是科罗廖夫设计局研制的S1.5400液氧煤油发动机,GRAU代码为11D33,1960年就随闪电号运载火箭完成了首飞,而NK-15的首飞时间是1969年)。

它们之后升级成了NK-33,随后衍生出很多种型号,包括至今仍在Atlas V火箭上使用的RD-180(校注:严格来说RD-180和NK-15/33是不同设计局的产品,系统结构布局差别很大,不能简单地认为是衍生关系)。

美国认为这样做是不可能的,他们基本上是放弃尝试了,他们认为不存在某种合金可以承受如此恶劣的条件,他们也不相信苏联会造出如此高效、大推力的煤油发动机。直到苏联解体以后,美国工程师才见到了那些发动机,并对其进行第一手测试。但毛子当年真的很努力,他们真的把可以承受预燃室内富氧的恶劣条件的特种合金造出来了。

在闭式循环发动机中,你不是使用一部分燃料和一部分氧化剂在预燃室内燃烧并驱动涡轮,而是把所有的氧化剂或者燃料以过量的形式通过涡轮。

所以对于富氧循环来说,所有氧气都会经过预燃室,然后把特定量的燃料输往预燃室。你只需要给涡轮刚好足够的燃料来驱动燃料泵,从而给预燃室和主燃烧室提供正确的压力,以此产生正确的功率,把火箭送进太空。



回到富氧预燃室上,热的气态氧全部进入主燃烧室,遇到了液体燃料后发生爆炸,得到了一个完整高效的燃烧过程,不浪费一滴燃料!

再看“小本本”:燃烧室压力不能高于泵压力,所以燃料泵弱小无助的外表下却承受着巨大的负担。

所以如果你以为美国就那样坐视不管,让苏联人拿走所有闭式循环的荣耀,那你就错了。美国的确多花了点时间,但他们最终还是造出来了闭式循环发动机,但它和富氧循环非常不同,美国研发的闭式循环发动机的预燃室是富燃的……等下,说好的富燃预燃室的废气有过多的煤烟会导致结焦、毁掉一切东西吗?

如果你使用的是煤油等高碳含量燃料的话,那的确会发生结焦。所以美国用了另一种不同的燃料——氢。OK,我们现在避免了让高温高压气态氧冲击那些宝贝机器,但我们又遇到新麻烦了。

液氢的密度远远小于煤油和液氧,以至于需要非常巨大燃料泵才能准确地将氢送往燃烧室,与之相比,煤油和液氧的密度接近、混合比接近,可以用同一个预燃室驱动一根轴   为此,Rocketdyne(洛克达因,美国大推力液体火箭发动机的最强公司,这公司近几年比较失意。详见:美国航天动力格局变化剖析——从AR-1发动机落选“火神”一级主动力竞标引起的思考)的工程师为航天飞机研发了RS-25发动机。他们意识到氢和氧的两个泵区别非常大,可能需要两个不同的预燃室,一个驱动氢泵一个驱动氧泵——他们的确这样做了。但使用两根独立的轴又带来了新问题,工程师把高温高压的氢气就放在了同一根轴驱动的液氧泵的隔壁,一旦那一部分氢气从预燃室泄漏到液氧泵,就会在液氧泵内引发大爆炸,后果很严重。氢又非常难储存,因为它密度太低、太轻了,会从细小缝隙中泄漏出去,到处乱飘。所以工程师们不得不为此设计一个复杂的密封装置放置氢泄漏。


从“梅林”到“猛禽”:“液氧甲烷”+“全流量分级循环”,星际火箭发动机的中级选择?

https://zhuanlan.zhihu.com/p/63783327
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« 回覆文章 #5 於: 2020-04-23 11:50:17 »

https://www.cnbeta.com/articles/science/970589.htm


Merlin引擎 最近一次发射星链卫星的任务期间,SpaceX 遇到的某个 Merlin 火箭发动机的故障,或许是由‘少量’在飞行过程中被点燃的清洁液引发的。尽管最终未能影响本次发射顺利入轨,但 SpaceX 还是特地联手 NASA 展开了调查。承担本次发射任务的猎鹰 9 号运载火箭一共配备了 9 台 Merlin 发动机。

即使有一台在发射升空阶段发生了故障,SpaceX 最终还是顺利地完成了后续 60 颗星链卫星的部署。

鉴于 NASA 即将借助这家私营航天公司的龙式飞船将宇航员送往太空(预定 5 月 27 日首次载人发射),该机构也积极参与了本次故障的后续调查。

马斯克表示,导致这台引擎失效的原因是有“少量”的异丙醇(清洁液)被困在传感器的死角、并在飞行中被点燃。

作为一款在无菌环境中常用的清洁消毒剂,其似乎有些意外地被留在了 Merlin 流体系统中压力阀传感器的外壳中,然后在发动机点火时燃烧了起来。

尽管此事可能不足以损坏发动机,但传感器还是认为热量超过了材料可承受的极限,从而触发了保护性停机。

基于此,SpaceX 后续可在清洁后再次仔细地检查,以避免发生类似的意外,尤其是龙式飞船即将首次载人发射的前夕。
 
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« 回覆文章 #6 於: 2020-05-14 16:05:58 »

https://www.universetoday.com/146049/another-starship-success-raptor-engine-fires-for-4-seconds-and-nothing-explodes/

Last week, SpaceX passed another milestone in the development of its Starship prototype. This was the crucial engine static fire test, which saw the fourth full-scale Starship prototype (SN4) ignite a fully-integrated Raptor engine for the first time. The successful test took place on Tuesday night (May 5th) at 08:57 PM local time (09:57 PM EDT; 06:57 PM PDT) and saw the Raptor engine ignite and fire for four full seconds.

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« 回覆文章 #7 於: 2021-03-17 12:14:41 »

https://twitter.com/artzius/status/1371479013798084609/photo/1
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« 回覆文章 #8 於: 2021-06-01 17:04:56 »

https://www.cnbeta.com/articles/science/1134953.htm 


SpaceX位于加州霍桑的工厂目前正在全速生产猛禽发动机,在这种生产速度下,猛禽发动机很可能在未来不久成为SpaceX除星链互联网卫星外数量最多的产品。


马斯克则回应称,“最初助推器上将有29部猛禽发动机,今年晚些时候可能会增加到32部,同时每台发动机的推力也有望增加到7500吨。功重比可能要达到1.5。”

马斯克表示,超级重型助推器“最初”将配备29部猛禽发动机,而不是设计中的28部,未来甚至可能升级为32部。2020年,在SpaceX开发研发第一个真正的超级重型助推器原型之前,出于未知原因对设计进行了变更,将搭载的发动机数量从31部减少到28部。这枚助推器被称为BN1,高度达70米,但造好后超级重型助推器的设计再次改变。

目前尚不清楚是什么原因导致了反复出现设计变化,但SpaceX公司任何重大变化都会给星际飞船的首次太空飞行计划“轨道飞行测试”带来延误。在最初进行轨道飞行测试时,SpaceX是否会尝试回收超级重型助推器还有待观察。

马斯克还在推文中称,“目前猛禽发动机的产量接近每48小时一部。”

马斯克似乎是在暗示,超级重型助推器原型机也将配备全部数量的猛禽发动机,这似乎说明SpaceX不会在助推器原型中减少搭载的猛禽发动机数量,意味着SpaceX乐于冒着每次都失去32部到35部猛禽发动机的风险进行测试。

SpaceX可能对回收助推器原型非常有信心,也可能有将猛禽发动机当成消耗品的心理准备。SpaceX可以降低成本,提高生产速度,因此失去几十部猛禽发动机不是一个大问题。当然,即便公司已经实现马斯克所谓每部猛禽发动机“低于25万美元”的长期目标,32部猛禽发动机仍将花费800万美元。

还有粉丝问道,“29部猛禽发动机已经很挤了,我想知道他们怎么能在9米的裙段装下32部发动机?”

马斯克则回应称,“其实相差并不大。因为所有12个万向节都安装在一起,内环会更靠近中心。在这种设计中,加力燃烧效率会大大提高。”

此外马斯克也表示,SpaceX已经将猛禽发动机的产量提高到几乎每48小时造成一部,这相当于每年大约生产180部猛禽发动机。以这样的速度,猛禽发动机可能已经击败了猎鹰火箭上搭载的梅林发动机,成为SpaceX生产最多的火箭发动机。

据美国国家航空航天局称,SpaceX已经开始研究序列号为150的猛禽发动机。据报道,SpaceX公司麦格雷戈开发设施中正在工作的两个新的猛禽发动机试验台平均每天能完成一部发动机的测试,每年365部发动机通过测试意味着SpaceX下线的猛禽发动机足以每年装备6个超级重型助推器和30艘星际飞船。简而言之,SpaceX公司正朝着有能力制造和驱动星际飞船和超级重型助推器舰队的方向前进
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« 回覆文章 #9 於: 2021-06-29 20:04:40 »

378秒

  https://twitter.com/elonmusk/status/1409368907480113155



MUSK

It is! Looks like we can get 378 sec Isp with this version of Raptor Vacuum, so over 380 sec with some improvements down the road.

Raptor引 擎

分一般版

和 raptor vacuum engine 長噴嘴版本  

http://www.b14643.de/Spacerockets_2/United_States_1/SpaceX_ITS/Propulsion/engines.htm


http://www.b14643.de/Spacerockets_2/United_States_1/SpaceX_ITS/Propulsion/engines.htm



Difference between the Raptor engine and the Raptor Vacuum Rvac engine of SpaceX

https://starlinkfree.com/difference-between-the-raptor-engine-and-the-raptor-vacuum-rvac-engine-of-spacex/

https://youtu.be/oXz__gxsUlE


* 圖片 16.jpg (406.57 KB, 1140x403 - 已被閱讀 28 次.)

* 圖片 15.jpg (173.77 KB, 554x497 - 已被閱讀 29 次.)
« 最後編輯時間: 2021-06-29 20:18:43 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #10 於: 2021-06-29 20:07:45 »

https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_orbital_rocket_engines  


https://everydayastronaut.com/aerospikes/



* 圖片 17.jpg (93.44 KB, 571x309 - 已被閱讀 29 次.)

* 圖片 18.jpg (94.35 KB, 563x305 - 已被閱讀 24 次.)
« 最後編輯時間: 2021-06-29 20:25:02 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #11 於: 2021-08-04 21:42:34 »

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甲烷机一直没有上位的主要原因

1. 甲烷组合相对常用的煤油机最突出的特色就是比冲更高,但是优势并没有氢氧机那么大。因此伴随着煤油机的不断发展,尤其是冷战时期RD-170发动机成功解决了大推力液氧/煤油发动机的燃烧不稳定性、高压推力室冷却和高性能补燃循环等一系列技术挑战后,以及衍生型号RD-180、RD-191的成熟和大规模应用。就性能而言,补燃煤油机已经追平甚至稍高于发生器循环的液氧/甲烷发动机的水平,这就让全新开发甲烷机变得很不划算。
2. 另一方面原因是自冷战结束后,航天投入骤降,加上通货膨胀等原因,全新研发发动机的费用甚巨,绝大部分企业都对研制新发动机兴趣缺缺,更别提研发甲烷机了
3.  甲烷不受重视还有火箭设计思路上的问题。公认的多级火箭最理想的燃料组合形式是:助推级或一级发动机应为高密度比冲
因此最尴尬的问题就出来了——甲烷的密度低,导致密度比冲不如煤油,做一级发动机没啥优势;单纯比冲也比不上氢氧,做上面级也没有优势,总之就是常说的半吊子,干啥都不是特别适合。


因此如果在ITS火箭上采用液氢作为燃料,由于其密度比冲太小,贮箱会变得非常大非常重

猛禽的“全流量分级燃烧循环”,这种循环能够大幅度提高甲烷机性能,使得甲烷机摆脱不上不下的尴尬境地,首先是提高比冲,从而使得密度比冲接近煤油,使之适用于起飞级


而液-液燃烧的稳定性就不那么好搞了,虽然发动机研发中会尽量避免,但是当气-液混合不良时,部分气体会遇冷重新凝结成液体,导致变成液-液燃烧,导致燃烧的不稳定



作者:跆拳道大灰狼
链接:https://www.zhihu.com/question/51097785/answer/125273684
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
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