Raptor (raketový motor)
| Raptor | |
|---|---|
 První testovací zážeh motoru v měřítku jedna ku třem dne 25. září 2016 v McGregoru v Texasu | |
| Země původu | USA |
| Výrobce | SpaceX |
| Účel | Hlavní motor |
| Použití | BFR |
| Status | Ve vývoji |
| Specifikace | |
| Tah (vakuum) | ~3285 kN |
| Tah (hladina moře) | 3050 kN |
| Isp (vak) | 361 s |
| Isp (hlm) | 334 s |
| Druh pohonných látek | kapalné |
| Palivo | kapalný metan |
| Okysličovadlo | LOX |
| Poměr poh. látek | 3,8 |
| Cyklus | uzavřený cyklus (full-flow staged combustion) |
| Tlak v komoře | 30 MPa |
| Rozměry | |
| Průměr trysky | <2 m |
| Raptor vakuum | |
|---|---|
 První testovací zážeh motoru v měřítku jedna ku třem dne 25. září 2016 v McGregoru v Texasu | |
| Země původu | USA |
| Výrobce | SpaceX |
| Účel | Hlavní motor |
| Použití | BFR |
| Status | Ve vývoji |
| Specifikace | |
| Tah (vakuum) | ~3500 kN |
| Isp (vak) | 382 s |
| Druh pohonných látek | kapalné |
| Palivo | kapalný metan |
| Okysličovadlo | LOX |
| Poměr poh. látek | 3,8 |
| Cyklus | uzavřený cyklus (full-flow staged combustion) |
| Tlak v komoře | 30 MPa |
Raptor je raketový motor vyvíjený soukromou americkou společností SpaceX. Má být použit na Meziplanetárním dopravním systému, pomocí kterého chce SpaceX do konce dvacátých let přistát s lidskou posádkou na Marsu.
Motor bude použit na raketě BFR, kde jich bude umístěno 42, tak i na ITS, kde tři z nich budou v atmosférické variantě s možností vektorování tahu a šest ve vakuové variantě, bez možnosti vektorování tahu. Tlak ve spalovací komoře bude 30 MPa, což je více než u jakéhokoliv jiného v současnosti používaného raketového motoru. Raptor by měl mít také zatím nejlepší poměr tahu ku hmotnosti. Také poskytuje více než trojnásobek tahu oproti motoru Merlin 1D, ale bude zhruba stejně veliký.[1]
Vývoj motoru byl od roku 2009 do roku 2015 financován výhradně ze soukromých investic, SpaceX.[2] V lednu 2016 SpaceX souhlasila s americkým letectvem, které nabídlo 33,6 milionu dolarů na vývoj prototypu nové varianty motoru pro druhý stupeň. Ten by mohl být využit na raketách Falcon 9 a Falcon Heavy. SpaceX musí na tento vývoj poskytnout alespoň 67,3 milionu dolarů, protože poměr investic soukromého a vládního sektoru musí být alespoň 2:1.
V srpnu 2016 byl tento motor přepraven do testovacího zařízení v McGregor v Texasu, kde prochází testováním. V červnu 2017 Gwynne Shotwell uvedla, že Raptor už má za sebou desítky úspěšných testů.[3]
Verze
- Raptor ER40
- S expanzním poměrem 40:1. Tyto motory budou použity na raketě BFR, kde jich bude umístěno 42. Každý bude mít tah 3050 kN (hladina moře) a 3285 kN (ve vakuu).[4]
- Raptor ER50
- S expanzním poměrem 50:1. Tři takové motory budou umístěny na druhém stupni ITS. Tyto motory budou sloužit při přistání na Marsu, případně jiných tělesech Sluneční soustavy.
- Raptor ER200
- S expanzním poměrem 200:1. Šest takových motorů bude také umístěno na druhém stupni ITS a budou sloužit jako primární pohon.
- Raptor development engine
- Mají expanzní poměr trysky pouze 150:1. Tento motor se začal testovat v září 2016 a do června 2017 prodělal desítky úspěšných testů. Jedná se o zmenšenou variantu motoru, která má tah kolem 1000 kN. Tah motoru v plné velikosti by měl být dvakrát až třikrát vyšší.[3]
Návrh
Raptor používá jako palivo směs kapalného kyslíku a metanu, stejně jako nový motor BE-4 od Blue Origin. Tato palivová směs není dnes ale úplně obvyklá. Produkuje vyšší specifický impuls, než směs kerosinu a kyslíku, ale nižší než kyslíkovodíkové systémy. Ty mají ale jiné technické problémy, jako například velice nízká hustota vodíku a jeho extrémně nízká teplota, kvůli kterým musí být nádrže veliké a dobře izolované, což jim přidává na hmotnosti. Metan oproti kerosinu neprodukuje saze. To znamená, že motory budou po použití čistější a tedy lépe připravené na opětovné použití.[5]
Porovnání s ostatními raketovými motory
Kompletní tabulka: Srovnání raketových motorů
| Název motoru | Tah ve vakuu (kN) | Specifický impulz ve vakuu (s) | Poměr tahu k hmotnosti | Palivo | Cyklus |
|---|---|---|---|---|---|
| SpaceX Merlin 1D | 914 | 311[6] | 180[7] | podchlazený RP-1/LOX | Otevřený s plynovým generátorem a turbočerpadlem |
| SpaceX Merlin 1D Vakuum | 934[8] | 348[8] | 180[7] | podchlazený RP-1/LOX | Otevřený s plynovým generátorem a turbočerpadlem |
| RD-276 | 1832 | 315,8 | 174,5 | N2O4/UDMH | Uzavřený |
| NK-33 | 1638[9] | 331[9] | 136,66[9] | RP-1/LOX | Uzavřený |
| RD-270 | 6710 | 322 | 125,77 | N2O4/UDMH | Uzavřený (full-flow staged combustion) |
| RD-191 | 2090[10] | 337,5[10] | 89[10] | RP-1/LOX | Uzavřený |
| F-1 (Saturn V) | 7740 | 304 | 83 | RP-1/LOX | Otevřený s plynovým generátorem a turbočerpadlem |
| RD-180 | 4152[11] | 338[11] | 78,44[11] | RP-1/LOX | Uzavřený |
| Space Shuttle Main Engine | 2280 | 453[12] | 73[13] | LH/LOX | Uzavřený |
| SpaceX Raptor vakuum | 3500 | 382 | podchlazený metan/LOX | Uzavřený (full-flow staged combustion) | |
| SpaceX Raptor ER40 | 3050 | 361 | podchlazený metan/LOX | Uzavřený (full-flow staged combustion) | |
| Blue Origin BE-4 | 2400[14] | metan/LOX | Uzavřený | ||
| TR-107 | 4900 | RP-1/LOX | Uzavřený |
Použití
V září 2016 bylo představeno použití na třech zařízeních. Na prvním stupni ITS, který jich bude mít 42 a bude znovupoužitelný. Také budou použity na druhém stupni, kde jich bude umístěno 9. Druhý stupeň bude ve dvou verzích. Jednak samotná meziplanetární loď určená k přepravě osob a nákladu a potom ve verzi tanker. Ten bude sloužit k dotankování meziplanetární lodi na nízké oběžné dráze Země.
Dříve než na Meziplanetárním dopravním systému budou motory Raptor nejspíše použity na některé z budoucích verzí Falconu 9.[3]
Odkazy
Reference
- ↑ Shrnutí marsovské architektury SpaceX. www.kosmonautix.cz. 2016-09-27. Dostupné online [cit. 2016-11-16].
- ↑ http://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/septemberlagniappe2.pdf
- ↑ a b c SpaceX’s final Falcon 9 design coming this year, two Falcon Heavy launches next year - SpaceNews.com. SpaceNews.com. 2017-06-27. Dostupné online [cit. 2017-06-30]. (anglicky)
- ↑ ITS Propulsion – The evolution of the SpaceX Raptor engine | NASASpaceFlight.com. www.nasaspaceflight.com [online]. [cit. 2016-11-17]. Dostupné online.
- ↑ První zážeh Raptoru!. www.kosmonautix.cz. 2016-09-26. Dostupné online [cit. 2016-11-18].
- ↑ http://www.astronautix.com/engines/merlin1c.htm. www.astronautix.com [online]. [cit. 2016-11-19]. Dostupné online.
- ↑ a b Thomas Mueller's answer to Is SpaceX's Merlin 1D's thrust-to-weight ratio of 150+ believable? - Quora. www.quora.com [online]. [cit. 2016-11-19]. Dostupné online.
- ↑ a b SPACEXCMSADMIN. Falcon 9. SpaceX. 2012-11-15. Dostupné online [cit. 2016-11-19].
- ↑ a b c http://www.astronautix.com/engines/nk33.htm. www.astronautix.com [online]. [cit. 2016-11-19]. Dostupné online.
- ↑ a b c RD-191. www.npoenergomash.ru [online]. [cit. 2016-11-19]. Dostupné online.
- ↑ a b c RD-180. www.npoenergomash.ru [online]. [cit. 2016-11-19]. Dostupné online.
- ↑ http://www.astronautix.com/engines/ssme.htm. www.astronautix.com [online]. [cit. 2016-11-19]. Dostupné online.
- ↑ http://www.astronautix.com/engines/ssme.htm. www.astronautix.com [online]. [cit. 2016-11-19]. Dostupné online.
- ↑ ULA To Invest in Blue Origin Engine as RD-180 Replacement - SpaceNews.com. SpaceNews.com. 2014-09-17. Dostupné online [cit. 2016-11-19]. (anglicky)
