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Sonderbereich => SpaceX => Thema gestartet von: Major Tom am 24. Oktober 2013, 16:46:48

Titel: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 24. Oktober 2013, 16:46:48
Auf Wunsch und weil überraschenderweise schon in ein paar Monaten die Tests beginnen sollen hier nun ein eigener Thread für Raptor, das neue Riesentriebwerk von SpaceX.

Raptor wird mit Methan betrieben und soll mit MCT Menschen zum Mars befördern. Der Schub liegt bei etwa 3000kN, damit sind zwei Stück etwa so leistungsfähig wie die Erststufe der Falcon 9.

Quellen:

http://www.sunherald.com/2013/10/23/5053390/stennis-lands-spacex-another-rocket.html (http://www.sunherald.com/2013/10/23/5053390/stennis-lands-spacex-another-rocket.html)
://www.seattlepi.com/news/article/SpaceX-to-test-methane-rocket-engine-in-Miss-4919628.php
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 24. Oktober 2013, 16:56:59
Nur mal eine laienhafte Schätzung von mir:

Bei 3.000kN und Methan 380s schätze ich bei 9 Triebwerken in der Erststufe, quasi also eine upgescaled Variante der Falcon 9, wenn ich vergleiche mit anderen grossen Trägerraketen, eine maxiamle Nutzlast von ~90t in den LEO.

SpaceX peilt aber viel mehr Nutzlast an. Ob man das nun mit mehreren Cores oder mehr Triebwerken pro Core erreichen will ist schwer zu sagen. Eines ist aber wohl klar, die Wiederverwendung erfordert wie bei der Falcon 9 mindestens 9 Triebwerke oder die Möglichkeit einer deutlich stärkeren Drosselung, ansonsten dürfte eine Landung der Startstufe schwierig werden.

Zitat
Vorschlag: Könnte man das ganze Thema eventuell auslagern in einen neuen eigenen Thread "SpaceX Methan-Triebwerke" oder so änlich bei z.B. Konzepte und Perspektiven? Denn jetzt scheints ja damit endlich los zu gehen und s wird in den nächsten Monaten sicher noch mehr Nachrichten dazu kommen.

Schon erledigt: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=12030.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=12030.0)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: TWiX am 24. Oktober 2013, 17:16:39
Sollte man auf Grundlage dieses Triebwers eine F9-abgeleitete Rakete bauen und einen Impuls von 380s haben, über welche Nutzlast LEO sprechen wir dann? Wäre toll wenn jemand der fit mit den Rechnungen ist mir da aushelfen könnte :)

Schwer zu sagen, ob für MCT wieder 9+1 Triebwerke verwendet werden. Eine Nutzlast von etwa 200t +-50t wirds wohl werden, wenn 50t den Mars erreichen sollen. Neben sowas wäre SLS geradezu mickrig.  ;D
Ähm, echt ? zwischen 150 und 250 Tonnen Nutzlast in den LEO ? Das ist jetzt doch ein schlechter Scherz. Ernsthaft, wie groß müsste die Rakete werden, um so viel zu transportieren ? 150 Meter ?
Wenn dann mal das Triebwerk entwickelt ist, wie hoch ist dann noch der Restaufwand für die Struktur, Tanks und ggf. weitere Triebwerke/ Oberstufe ?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 24. Oktober 2013, 18:01:52
Ähm, echt ? zwischen 150 und 250 Tonnen Nutzlast in den LEO ? Das ist jetzt doch ein schlechter Scherz. Ernsthaft, wie groß müsste die Rakete werden, um so viel zu transportieren ? 150 Meter ?
Wenn dann mal das Triebwerk entwickelt ist, wie hoch ist dann noch der Restaufwand für die Struktur, Tanks und ggf. weitere Triebwerke/ Oberstufe ?

Nö, das ist kein Scherz. Eine Nutzlast von an die 200t hat SpaceX selbst genannt, bin gerade erst wieder in einem Artikel darüber gestolpert.

Zitat
"Shotwell said a possible payload range of the new rocket is 150-200t to low Earth orbit (LEO). A vehicle of that size would easily eclipse NASA's proposed Space Launch System..."

Shotwell nannte 150-200t in den LEO als mögliche Nutzlast der neuen Rakete. Ein System solcher Größe würde SLS der NASA locker übertrumpfen.
Siehe http://www.flightglobal.com/news/articles/spacex-aims-big-with-massive-new-rocket-377687 (http://www.flightglobal.com/news/articles/spacex-aims-big-with-massive-new-rocket-377687)

150m wird die Rakete sicher nicht erreichen. Bei einem Durchmesser von 7-10m düften aber locker 100m drin sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 24. Oktober 2013, 18:27:50
Hallo,

ich hab mich mal ein wenig mit der Raketengrundgleichung (besonders hier: http://www.bernd-leitenberger.de/raketengrundgleichung.shtml (http://www.bernd-leitenberger.de/raketengrundgleichung.shtml) ) beschäftigt und ein wenig herumgerechnet:

Ausgehend von einem Raptor 3.000kN Methantriebwerk mit 3.400Ns/kg (Vakuum 3.700Ns/kg) und einer Rakete die quasi ein upscale einer Falcon 9 ist, also neun Triebwerke in Stufe 1 und einem Triebwerk  Stufe 2, Voll/Leermassenverhältnisse von je 10:1 (Das schien mir die plausibelste Annahme) komme ich auf 70t LEO Nutzlast, GTO oder Fluchtbahn wird dramatisch schlechter, zu diesem Zweck würde eine zusätzliche Oberstufe mit viel ISP ziemlich viel bringen.

Eine Rakete mit so einem 3.000kN Methantriebwerk und 200t +- LEO-Nutzlast ist nicht so ohne weiteres zu verwircklichen, das ginge höchstens z.B. in so einer Heavy-Variante mit zwei Erststufen zusätzlich als Booster wie die Falcon Heavy.

Mit den Ausmaßen einer solchen Rakete hab ich mich noch nicht beschäftigt, Methan hat ja weniger Dichte als Kerosin aber eine höhere als Wasserstoff, schätze aber mal vorsichtig 6 bis 7 Meter Durchmesser müsste so ein Teil minimum haben, Höhe dann entsprechend 80 bis 100 Meter. Eine entsprechnde Heavyvariante wäre sehr breit (~20m) und würde einen völlig neuen Startpad erfordern, ich glaube kaum das sich Pad 39A am Cape so weit umrüsten liesse.

Mit zusätzlichen kleinen Feststoff oder z.B. wiederverwendbare Kerosinbooster (ein paar Merlin 1D zum Beispiel :) ) könnte so eine normale Variante eine etwas schwerere Zweitstufe oder eine zusätzliche dritte Stufe vom Pad heben und so ginge dann am Ende auch eine etwas höhere Nutzlast in hochenergetische Bahnen.

Leider ist Methan halt kein Zauberbrennstoff, würde man die Oberstufe mit H2 statt Methan betreiben steigt die Nutzlast signifikant an....


Gruß, Gerry

EDIT: Habe weiter gerechnet:

Eine Heavyvariante, bestehend also aus drei Cores zu je neun 3.000kN-Raptortreibwerken in der Erststufe, mit einer Zweitstufe und einer dritten Stufe jeweils mit einer oder mehreren Vakuumversionen des Raptor mit Isp 380s könnte tatsächlich ziemlich genau 200 t in den LEO bringen, und ratet mal, ziemlich genau 50 t auf eine Fluchtbahn zum Mars  :)

Noch zum Isp von Methan/LOX: Es ist ja zu lesen, SpaceX möchte mit Staged Combustion in der Vakuumversion mit langer Düse einem spezifischen Impuls von 380s erreichen, das sind etwa 3.700Ns/kg. Das ist sehr ambitioniert, bisher wurde wohl eher mit maximal 3.200Ns/kg bis 3.400Ns/kg  im Vakuum experimentiert bzw. gerechnet. Auf Wikipedia findet man gar nur ~3.000Ns/kg als Angabe für CH4/LOX. Nun, mit Staged Combustion und hohem Brennkammerdruck mag es wohl möglich sein auf einen derart hohen ISP zu kommen, das wird aber alles andere als einfach sein. Und nur mit einem so hohem ISP sind wircklich nennenswerte Nutzlasten auf Fluchtbahnen zu bekommen.

EDIT2: Mehr zu meinen Rechnerein hier: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=11322.msg268690#msg268690 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=11322.msg268690#msg268690)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: spacer am 24. Oktober 2013, 19:39:53
Hallo,

SpaceX hat via Twitter bestätigt, dass es sich bei dem Triebwerk um das angekündigte Raptor handelt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 24. Oktober 2013, 22:58:20
Hier eine offizielle Pressemitteilung:
http://www.mississippi.org/press-room/spacex-10-23-2013.html (http://www.mississippi.org/press-room/spacex-10-23-2013.html)

Zitat
Another engine rocket testing program is coming to NASA’s Stennis Space Center in south Mississippi, Gov. Phil Bryant announced. SpaceX, a commercial spaceflight company, will bring initial testing of their Raptor methane rocket engines—the latest in propulsion technology, capable of generating nearly 300 tons of thrust in vacuum—to NASA’s Stennis Space Center.
Also erste Tests vom Raptor-Triebwerk und 300 Tonnen Schub (=3000kN) im Vakuum soll es mal haben.

Zitat
Under a future engine testing agreement, SpaceX will upgrade the E-2 test stand at Stennis with methane capability
Teststand E-2 und Methan!

Zitat
Infrastructure improvements will begin upon execution of the agreement, with testing expected to start in early 2014. Once complete, the upgraded stand will be one of the most sophisticated high-pressure testing facilities in the world capable of supporting many potential users, and will remain the property of Stennis Space Center for future use as needed.
Erste Tests Anfang 2014 und es handelt es sich um eine Hochdruckanlage!

Bei NSF heißt es außerdem, dass der E-2 Teststand für kleinere Triebwerke bis ca. 445 kN verwendet wird. Worum es sich hier handeln dürfte, sind (meiner persönlichen Meinung nach) Preburner Tests für das Staged Combustion Triebwerk.

Europa killt SCORE-D und jetzt baut SpaceX ein Staged Combustion Triebwerk... ;D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 24. Oktober 2013, 23:06:59
Es könnte sich bei dem 445 kN Triebwerk aber auch um ein hochenergetisches Oberstufentriebwerk mit Methan für die Falcon 9 handeln. Wurde ja schon mehrfach besprochen hier das das ein guter Schritt wäre um die Nutzlast in hochenergetische Bahnen zu steigern, gleichzeitig könnte man Erfahrung mit Methan und eventuell auch Stage Combustion sammeln bevor man sich an den grossen Raptor wagt 8)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: GG am 24. Oktober 2013, 23:38:53
Wenn man vor hat, ein Triebwerk mit 3 MN zu entwickeln, würde man dann nicht gleich einen Teststand umbauen, der diese Kräfte auch auffangen kann? Zwei Umbauten kosten auch doppelt.

Ein Methan-betriebenes Zweitstufentriebwerk macht natürlich auch als Zwischenstufe Sinn.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: ZiLi am 24. Oktober 2013, 23:45:26
Also wenn das so weiter geht, kriegen wir eher den Start eines 40t Staged Combustion Methan Oberstufentriebwerks zu sehen, als ein Vinci im Einsatz... Meinjanur(tm)

-ZiLi-
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 25. Oktober 2013, 22:43:16
SpaceNews mit weiteren exklusiven Infos:
http://www.spacenews.com/article/launch-report/37859spacex-could-begin-testing-methane-fueled-engine-at-stennis-next-year (http://www.spacenews.com/article/launch-report/37859spacex-could-begin-testing-methane-fueled-engine-at-stennis-next-year)

Zitat
“We are looking to test the whole engine at Stennis, but the first phase starts with the components,” SpaceX spokeswoman Emily Shanklin said in an Oct. 25 email. “The E-2 stand at Stennis is big enough for components, but we would need a bigger stand for the whole Raptor.”

Es sollen erstmal Komponenten getestet werden. Für das ganze Raptor muss man noch an einen anderen Prüfstand.

Zitat
The current Raptor concept “is a highly reusable methane staged-combustion engine that will power the next generation of SpaceX launch vehicles designed for the exploration and colonization of Mars,” Shanklin said. “The Raptor engine currently in development is the first in what we expect to be a family of engines.”

Also staged combustion wie vermutet. ;) Und Fokus auf Wiederverwendbarkeit. Raptor ist ein erstes Triebwerk einer Familie von Triebwerken, was soll das denn genau heißen? ;) Sicher gibts noch RaptorVac oder macht man Kammerbündelung wie die Russen?

Spannend, spannend. 8)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: BadCop am 26. Oktober 2013, 00:00:18
Hallo,

ich verstehe die Ankündigung so, dass man versucht in einem ersten Schritt die Technik erst einmal kennenzulernen und zum laufen zu bekommen. Sobald das dann im "kleinen" Maßstab beherrscht wird, kann man an die richtig "dicken" Triebwerke ran.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 26. Oktober 2013, 20:03:42
Es sollen erstmal Komponenten getestet werden. Für das ganze Raptor muss man noch an einen anderen Prüfstand.

Komponenten... Wahrscheinlich neue Turbopumpen. Für Raptor dürften das ganz schön große Brummer werden.

Zitat
Also staged combustion wie vermutet. ;) Und Fokus auf Wiederverwendbarkeit. Raptor ist ein erstes Triebwerk einer Familie von Triebwerken, was soll das denn genau heißen? ;) Sicher gibts noch RaptorVac oder macht man Kammerbündelung wie die Russen?

Spannend, spannend. 8)

Superspannend.  :)
An Kammerbündelung glaube ich aber nicht. Es würde die Triebwerksanordnung einschränken und vermutlich eine zusätzliche Einzelkammervariante für die Landung erfordern. Es sei denn, SpaceX schafft eine extreme Drosselung der Triebwerke bei einem vertretbaren Kostenaufwand.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 26. Oktober 2013, 21:08:18
Also Nee!

Da hat man mal drei Tage kein Internet dank Störung. Und dann verpasst man sowas! :o

Ich bin sehr gespannt, wie der damit gebaute Träger oder die Trägerfamilie aussieht. Volle Wiederverwendbarkeit auch der Oberstufe setze ich mal voraus, und zwar von Anfang an. Ich frage mich, wie wird es bei einer Heayv-Variante aussehen, falls sie eine bauen. Da muß eine Lösung her, die einen extremen Nutzlastverlust vermeidet. Bei der Falcon Heavy ist das ja wohl ziemlich heftig bei der Zentralstufe.
Falcon 9 1.1 ist zwar auch von Anfang an mit der Möglichkeit der Wiederverwendbarkeit ausgestattet. Aber man kann sicher vieles dabei lernen und beim nächsten Anlauf mit MCT besser machen.

Die Methode, bei besonders schwerer Last auf Wiederverwendbarkeit verzichten geht hier meiner Meinung nach nicht. Die höchsten Nutzlasten werden gebraucht, wenn man zum Mars will, emannt oder Landung schwerer Nutzlasten wie Habitat oder ISRU-Gerätschaften. Und gerade die sollen ja preisgünstiger werden, also voll wiederverwendbar.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 27. Oktober 2013, 01:35:37
Mal eine ketzerische Frage: Wer braucht denn so eine große Rakete? Die Satellitenbetreiber sicherlich nicht, und von der NASA ist mir auch nichts von einer entsprechenden Absicht zu Ohren gekommen. Woher soll dann aber das Geld für die Entwicklung kommen, wenn niemand den MCT benötigen wird?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 27. Oktober 2013, 02:27:14
Mal eine ketzerische Frage: Wer braucht denn so eine große Rakete? Die Satellitenbetreiber sicherlich nicht, und von der NASA ist mir auch nichts von einer entsprechenden Absicht zu Ohren gekommen. Woher soll dann aber das Geld für die Entwicklung kommen, wenn niemand den MCT benötigen wird?

Jemand, der sehr große Objekte in den Orbit bringen will? Jemand, der bemannt zum Mond will? Jemand, der bemannt zum Mars will? Jemand, der einen Orbiter zu einem der äußeren Planeten schicken will?

Warum sollten Satellitenbetreiber MCT nicht buchen, wenn der Preis stimmt?

Die NASA baut gerade mit SLS eine ähnlich große Rakete, also warum sollen sie MCT nicht brauchen können? Müssen sie nicht sogar günstigere kommerzielle Anbieter nutzen?

Im Endeffekt kommt es nur auf Startkosten und Zuverlässigkeit an. Ein voll wiederverwendbares System hat das Potential den Markt richtig aufzumischen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: AndiJe am 27. Oktober 2013, 05:01:08
Mal eine ketzerische Frage: Wer braucht denn so eine große Rakete? Die Satellitenbetreiber sicherlich nicht, und von der NASA ist mir auch nichts von einer entsprechenden Absicht zu Ohren gekommen. Woher soll dann aber das Geld für die Entwicklung kommen, wenn niemand den MCT benötigen wird?

Jemand, der sehr große Objekte in den Orbit bringen will? Jemand, der bemannt zum Mond will? Jemand, der bemannt zum Mars will? Jemand, der einen Orbiter zu einem der äußeren Planeten schicken will?

Warum sollten Satellitenbetreiber MCT nicht buchen, wenn der Preis stimmt?

Die NASA baut gerade mit SLS eine ähnlich große Rakete, also warum sollen sie MCT nicht brauchen können? Müssen sie nicht sogar günstigere kommerzielle Anbieter nutzen?

Im Endeffekt kommt es nur auf Startkosten und Zuverlässigkeit an. Ein voll wiederverwendbares System hat das Potential den Markt richtig aufzumischen.

Ja, Mars One würde sich freuen, wenn sie sich eine Menge Geld bei der Errichtung des Aussenpostens der Menschheit sparen würde, die haben noch immer weniger als eine Million auf dem Spendenkonto, Stand Ende September... und Österreich hat sogar mehr gespendet als China mit seinen 1,4 Mrd. Einwohnern! Liegt wohl auch an mir...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 27. Oktober 2013, 05:54:23
Woher soll dann aber das Geld für die Entwicklung kommen, wenn niemand den MCT benötigen wird?
Es ist meinem Eindruck nach viel mehr eine Frage verfügbarer Konstruktions- oder auch anderer Kapazitäten. Ich kann mir z.B. gut vorstellen, daß die Konstruktion bei SpaceX nicht immer gleichmäßig ausgelastet ist - wenn z.B. auf die Ergebnisse irgendwelcher praktischer Tests gewartet wird. Die erfahrenen Leute will man natürlich behalten, also kann man schon mal die weiter in die Zukunft gerichteten Aufgaben angehen.

Es stellt sich bei dem SpaceX - Geschäftsmodell nicht immer/nur die Frage "wer gibt uns einen Auftrag", sondern mehr "was machen wir wann mit den verfügbaren Mitteln". Das ist zumindest mein Eindruck und gleichzeitig die Erklärung für das hohe Tempo.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Oktober 2013, 06:05:54
Mal eine ketzerische Frage: Wer braucht denn so eine große Rakete? Die Satellitenbetreiber sicherlich nicht, und von der NASA ist mir auch nichts von einer entsprechenden Absicht zu Ohren gekommen. Woher soll dann aber das Geld für die Entwicklung kommen, wenn niemand den MCT benötigen wird?

Man braucht Leistung, wenn man vollständige Wiederverwendung haben will, denn das kostet Nutzlast. Wenn man dann eine Rakete hat, die vielleicht 100-200mal fliegt, ohne riesige Kosten für die Wartung, dann kann man große Satelliten in den GTO, vielleicht sogar GEO bringen mit Kosten, die noch unter denen von Falcon Heavy liegen. Man kann Nutzlasten in die L-Punkte des Erde-Mond-Systems bringen und die Oberstufe zurückholen. Wenn die Rakete so ihr Geld hier verdient, kann man ein Habitat, einen Rover, ein Solarkraftwerk, Anlagen zur Gewinnung von Wasser, Sauerstoff und Methan zum Mars schicken. Mit Kosten, die in etwa dem ersten bemannten Testflug von SLS Block I entsprechen.

Ja, ist optimistisch gerechnet, aber nicht unrealistisch. Bisher hat SpaceX zwar im Detail mehrfach Pläne geändert. Am Ende steht aber ein leistungsfähiges kostengünstiges System. Alternativ könnte man natürlich auch Pläne weiterverfolgen, wenn man schon lange weiß, daß es so nicht funktionieren kann. ::)

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: runner02 am 27. Oktober 2013, 09:24:44
Zitat
Ja, ist optimistisch gerechnet, aber nicht unrealistisch. Bisher hat SpaceX zwar im Detail mehrfach Pläne geändert. Am Ende steht aber ein leistungsfähiges kostengünstiges System. Alternativ könnte man natürlich auch Pläne weiterverfolgen, wenn man schon lange weiß, daß es so nicht funktionieren kann. ::)

Die NASA hat keine Pläne, die nicht funktionieren können. Nur leider solche, die nicht finanziert werden wollen.


Apropos:

Wenn die Kosten pro Kilogramm dramatisch sinken, und es kostet das selbe, ob ich einen 1 Tonnen ode 10 Tonnen Satellit starte, dann werde ich als Satellitenbetreiber gerne mehr fürs selbe Geld bekommen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 27. Oktober 2013, 10:06:44
Jemand, der sehr große Objekte in den Orbit bringen will? Jemand, der bemannt zum Mond will? Jemand, der bemannt zum Mars will? Jemand, der einen Orbiter zu einem der äußeren Planeten schicken will?

Und wer sollte das sein? Die NASA vielleicht?

Zitat
Warum sollten Satellitenbetreiber MCT nicht buchen, wenn der Preis stimmt?

Eine Rakete, die einen Orbiter zum Neptun schaffen kann, wäre für einen Satelliten sicherlich etwas überdimensioniert und somit auch zu teuer.

Zitat
Die NASA baut gerade mit SLS eine ähnlich große Rakete, also warum sollen sie MCT nicht brauchen können? Müssen sie nicht sogar günstigere kommerzielle Anbieter nutzen?

Ja und nein. Die NASA arbeitet als staatliche Agentur mit Steuermitteln, und der US-Kongress hat in seiner unendlichen Weisheit entschieden, SLS zu bauen. Ob der Kongress nun am Ende der NASA das Geld geben wird, um die SLS für derartige Missionen auch tatsächlich zu bauen, stattdessen den MCT zu kaufen oder gar nichts zu tun, erschließt sich uns einfachen Sterblichen natürlich nicht.

Spaß beiseite: MCT mag dasselbe leisten können wie SLS zu einem geringeren Preis, aber die Entwicklungskosten für SLS werden dann ausgegeben sein. Sparen werden die USA damit nicht allzuviel, wenn man SLS niemals fliegen lassen wird.

Zitat
Im Endeffekt kommt es nur auf Startkosten und Zuverlässigkeit an. Ein voll wiederverwendbares System hat das Potential den Markt richtig aufzumischen.

Naja, in Punkto Zuverlässigkeit hat SpaceX ja noch nicht den allerbesten Ruf, aber vielleicht steigert man sich ja noch. Zum Thema Wiederverwendbarkeit gilt selbstverständlich: "Quod esset demonstrandum!"
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 27. Oktober 2013, 10:12:38
Die NASA hat keine Pläne, die nicht funktionieren können. Nur leider solche, die nicht finanziert werden wollen.

Und das ist das Problem: Wenn tolle Missionen der NASA vom Kongress nicht finanziert werden, dann sieht auch SpaceX als Zulieferer ganz alt aus, abgesehen davon, dass die NASA gerade die Entwicklung einer anderen Großrakete für Flüge tief ins Sonnensystem finanziert.

Zitat
Wenn die Kosten pro Kilogramm dramatisch sinken, und es kostet das selbe, ob ich einen 1 Tonnen ode 10 Tonnen Satellit starte, dann werde ich als Satellitenbetreiber gerne mehr fürs selbe Geld bekommen.

Sicher, aber neben "Quod esset demonstrandum" gilt zu bedenken, dass es wohl zurzeit keine Entwicklung solch großer Satelliten gibt, um einen MCT auszulasten. Steht SpaceX am Ende etwa mit einer einsatzfähigen Rakete da, die kein Mensch braucht, wird es richtig teuer.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 27. Oktober 2013, 10:53:28
Und was wäre, wenn Elon wirklich ein zwar gut rechnender, aber dennoch fanatischer Träumer wäre? Ich hab mal seine Biografie gelesen - es scheint, man darf ihn nicht mit einer XYZ Organisation gleichsetzen. Und wenn er diesen großen Brocken hat, der auch mal gezeigt hat, was er kann - da wird der in der Ecke stehn bleiben ?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 27. Oktober 2013, 10:55:30
Mal eine ketzerische Frage: Wer braucht denn so eine große Rakete? Die Satellitenbetreiber sicherlich nicht, und von der NASA ist mir auch nichts von einer entsprechenden Absicht zu Ohren gekommen. Woher soll dann aber das Geld für die Entwicklung kommen, wenn niemand den MCT benötigen wird?

MCT = Mars Colonial Transporter. Was könnte da vielleicht die Nutzlast sein? Vielleicht Kolonisten, die zum Mars fliegen wollen? ;)

Das Geld für die Entwicklung kommt natürlich aus den ganzen kommerziellen und NASA/DOD Starts. Die neuste F9 v1.1 Version, Grasshopper, Wiederverwendbarkeit und die F9 Heavy werden auch mit internen Mitteln bzw. Profite aus anderen Programmen entwickelt.

Die Chance auf Erfolg ist natürlich unklar, vielleicht auch sehr gering. Aber wer es nicht versucht ( wie Europa z.B.) hat 0% Erfolgswahrscheinlichkeit.  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 27. Oktober 2013, 11:36:40
Und was wäre, wenn Elon wirklich ein zwar gut rechnender, aber dennoch fanatischer Träumer wäre? Ich hab mal seine Biografie gelesen - es scheint, man darf ihn nicht mit einer XYZ Organisation gleichsetzen. Und wenn er diesen großen Brocken hat, der auch mal gezeigt hat, was er kann - da wird der in der Ecke stehn bleiben ?

Kaufst du dir einen Porsche oder Ferrari, wenn dir eigentlich ein Smart reicht und das Geld dazu mühsam verdient werden muss?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 27. Oktober 2013, 11:47:49
MCT = Mars Colonial Transporter. Was könnte da vielleicht die Nutzlast sein? Vielleicht Kolonisten, die zum Mars fliegen wollen? ;)

Und wer soll sich da finden, der nicht nur auf den Mars will, sondern auch noch dafür zu bezahlen bereit ist? Die Leute zu finden, die per einfachem Ticket, also nur Hinflug, auf den Mars wollen, ist natürlich einfach genug, wie dieses eigenartige Kolonisierungsprojekt bewiesen hat. Nur, woher soll das Geld dafür kommen?

Nein, der Mars Colonial Transporter ist erst einmal nur ein Produktname, und wenn eine staatliche Raumfahrtagentur stattliche Summen dafür ausgeben will, kann sie mit dieser Rakete, so sie denn gebaut werden wird, eine Expedition zum Mars starten. Kolonisten wird es da aber keine geben. Auf welcher Basis sollte diese Kolonie denn bestehen? Großzügigkeit der Steuerzahler auf der Erde vielleicht?

Zitat
Das Geld für die Entwicklung kommt natürlich aus den ganzen kommerziellen und NASA/DOD Starts. Die neuste F9 v1.1 Version, Grasshopper, Wiederverwendbarkeit und die F9 Heavy werden auch mit internen Mitteln bzw. Profite aus anderen Programmen entwickelt.

Dann wäre es vielleicht ganz gut, wenn SpaceX die kommerziellen Aufträge auch einmal abwickeln würde. Wieviele erfolgreiche Starts für kommerzielle Kunden hat man bislang geschafft? Einen?

Von welchen Profiten redest du also? Die Entwicklung die von dir angesprochenen Dinge läuft doch bereit, und muss also auch bezahlt werden.

Zitat
Die Chance auf Erfolg ist natürlich unklar, vielleicht auch sehr gering. Aber wer es nicht versucht ( wie Europa z.B.) hat 0% Erfolgswahrscheinlichkeit.  ;)

Sicher, aber du weißt doch, dass viele erfolgreiche Menschen bei ihren Zeitgenossen als bekloppte Spinner gegolten haben. Allerdings ist die Zahl jener, die sich tatsächlich als bekloppte Spinner erwiesen haben, um ein Vielfaches größer.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Oktober 2013, 11:56:47
Und was wäre, wenn Elon wirklich ein zwar gut rechnender, aber dennoch fanatischer Träumer wäre? Ich hab mal seine Biografie gelesen - es scheint, man darf ihn nicht mit einer XYZ Organisation gleichsetzen. Und wenn er diesen großen Brocken hat, der auch mal gezeigt hat, was er kann - da wird der in der Ecke stehn bleiben ?

Kaufst du dir einen Porsche oder Ferrari, wenn dir eigentlich ein Smart reicht und das Geld dazu mühsam verdient werden muss?

Vorsicht mit den Vergleichen, sonst kommt der OT-Sheriff. ;)

Elon kauft baut sich MCT, weil ihm Falcon eben nicht reicht.

 Ja das Geld muß mühsam verdient werden, so reich ist er nicht. Aber er will die große Rakete, Gewinne sind ihm da ziemlich egal. Ein Risiko geht er nicht ein, solange er keine Bankkredite dafür aufnimmt und das tut er nicht. Er verwendet Gewinne, begrenzt Eigenmittel und er hat Freunde, die seine Ziele teilen und unterstützen.

Ich bin auch ziemlich sicher, daß der neue Großträger sich selbst "trägt" mit Kundenaufträgen. Dann sind die Mars-Ambitionen leichter bezahlbar. Ob sie erfolgreich sind, ist eine andere Sache. Elon Musk hat bisher schon mehrere Sachen gestemmt, die alle für unmöglich gehalten haben. Das heißt aber nicht zwangsläufig, daß es mit dem Mars auch klappt. Komplett aus eigenen Mitteln kann er es nicht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MX87 am 27. Oktober 2013, 12:02:16
Hauptnutzer von MCT wird SpaceX selbst sein, so viel dürfte sicher sein. Die Jungs haben kommerzielle Pläne für den Mars und wollen die durchziehen. Was jetzt die Skeptiker davon halten sei mal dahingestellt. Es mag eine Utopie sein aber das waren die heutigen Smartphones vor 20 Jahren auch...

Wie gesagt würde ich beim oberen Teil der Rakete nicht auf eine typische Oberstufe tippen. Die Anforderungen (Pendelverkehr Marsoberfläche-Erde) und verschiedene Statements lassen eher etwas ähnliches wie DC-X als Mars-Vehikel vermuten.

Und wenn es erstmal eine MCT gibt wird es einige geben, die Nutzer sein wollen. Neben SpaceX weitere private Projekte und sicherlich auch Raumfahrtagenturen. Mit einer funtkionierenden MCT wären weitere Rover- / Landerprojekte ad absurdum geführt: Es wäre ergiebiger und wahrscheinlich auch günstiger einfach zwei, drei Astronauten mitzuschicken...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 27. Oktober 2013, 12:24:55
Zitat
Das Geld für die Entwicklung kommt natürlich aus den ganzen kommerziellen und NASA/DOD Starts. Die neuste F9 v1.1 Version, Grasshopper, Wiederverwendbarkeit und die F9 Heavy werden auch mit internen Mitteln bzw. Profite aus anderen Programmen entwickelt.

Dann wäre es vielleicht ganz gut, wenn SpaceX die kommerziellen Aufträge auch einmal abwickeln würde. Wieviele erfolgreiche Starts für kommerzielle Kunden hat man bislang geschafft? Einen?

Von welchen Profiten redest du also? Die Entwicklung die von dir angesprochenen Dinge läuft doch bereit, und muss also auch bezahlt werden.

Genau welche Profite und welche kommerzielle Starts. ;) Es gab bisher erst zwei kommerzielle Starts und trotzdem hat man das Geld um eine Menge Infrastruktur zu bauen und Grasshopper, F9 Heavy, F9 v1.1 und Co zu entwickeln. Jetzt stell dir mal vor man würde regelmäßig kommerziell starten. Was dann an mehr Geld in die Kasse fließen würde!

Bei COTS, CRS und CCiCap müssen bereits fette Profite anfallen, die ja auch bereits reinvestiert werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 27. Oktober 2013, 13:13:47
Jemand, der sehr große Objekte in den Orbit bringen will? Jemand, der bemannt zum Mond will? Jemand, der bemannt zum Mars will? Jemand, der einen Orbiter zu einem der äußeren Planeten schicken will?

Und wer sollte das sein? Die NASA vielleicht?

Bigelow will Raumstationen von entsprechendem Kaliber starten. Die NASA plant (wenn auch wegen der Kosten bisher noch auf Sparflamme) Mond- und Marsflüge. Auch bei Orbitern ist die NASA ganz vorn mit dabei. Dann sind da natürlich noch die Marspläne von SpaceX selbst.

Zitat
Zitat
Warum sollten Satellitenbetreiber MCT nicht buchen, wenn der Preis stimmt?

Eine Rakete, die einen Orbiter zum Neptun schaffen kann, wäre für einen Satelliten sicherlich etwas überdimensioniert und somit auch zu teuer.

Ein voll wiederverwendbares System dürfte deutlich günstiger fliegen als alles andere, was derzeit auf dem Markt ist. Dazu kommt noch, daß sich Kunden bei derartigen Nutzlastkapazitäten vermutlich so manche teure Gewichtsoptimierung sparen können.

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Die NASA baut gerade mit SLS eine ähnlich große Rakete, also warum sollen sie MCT nicht brauchen können? Müssen sie nicht sogar günstigere kommerzielle Anbieter nutzen?

Ja und nein. Die NASA arbeitet als staatliche Agentur mit Steuermitteln, und der US-Kongress hat in seiner unendlichen Weisheit entschieden, SLS zu bauen. Ob der Kongress nun am Ende der NASA das Geld geben wird, um die SLS für derartige Missionen auch tatsächlich zu bauen, stattdessen den MCT zu kaufen oder gar nichts zu tun, erschließt sich uns einfachen Sterblichen natürlich nicht.

Spaß beiseite: MCT mag dasselbe leisten können wie SLS zu einem geringeren Preis, aber die Entwicklungskosten für SLS werden dann ausgegeben sein. Sparen werden die USA damit nicht allzuviel, wenn man SLS niemals fliegen lassen wird.

Mag ja alles sein, aber meines Wissens müssen sie sogar vorhandene günstigere kommerzielle Anbieter nutzen. Sparen werden sie damit auf jeden Fall, denn ein Start von SLS wird garantiert das mehrfache eines MCT-Starts kosten. Womit rechnet man derzeit, 6-8 Milliarden bei Starts alle vier Jahre?  ::)
Warum gutes Geld schlechtem hinterher werfen?

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Im Endeffekt kommt es nur auf Startkosten und Zuverlässigkeit an. Ein voll wiederverwendbares System hat das Potential den Markt richtig aufzumischen.

Naja, in Punkto Zuverlässigkeit hat SpaceX ja noch nicht den allerbesten Ruf, aber vielleicht steigert man sich ja noch. Zum Thema Wiederverwendbarkeit gilt selbstverständlich: "Quod esset demonstrandum!"

Da bin ich zuversichtlich. SpaceX ist mit der F9R auf einem guten Weg.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 27. Oktober 2013, 13:27:08
Mit einer funtkionierenden MCT wären weitere Rover- / Landerprojekte ad absurdum geführt: Es wäre ergiebiger und wahrscheinlich auch günstiger einfach zwei, drei Astronauten mitzuschicken...
Was die "großen" Rover betrifft, sind wir d'accord. Aber mit einem im Orbit rausgeworfenen speziellen Mehrkanal-Relais-Sat. nur für Marsbetrieb und einem "Schwarm" kleiner robuster Rover im 50 kg Marsgewicht-Bereich (nur mit guter Stereo-Kamera an einfachem Arm, einem Spektrometer und einer Drahtbürste) und den zwei, drei Astronaten, die vor Ort in Echtzeit 90% Uninteressantes aussortieren - das wär vlt. eine effektive Vorarbeit für die nächste Landung. Denn uneffektive Landeorte wären das schlimmste...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: runner02 am 27. Oktober 2013, 14:01:35
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Sicher, aber neben "Quod esset demonstrandum" gilt zu bedenken, dass es wohl zurzeit keine Entwicklung solch großer Satelliten gibt, um einen MCT auszulasten. Steht SpaceX am Ende etwa mit einer einsatzfähigen Rakete da, die kein Mensch braucht, wird es richtig teuer.

Einfach einen fetten Tank dran für die Lageregelung :D Und alles doppelt und dreifach redundant.


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Und wenn es erstmal eine MCT gibt wird es einige geben, die Nutzer sein wollen. Neben SpaceX weitere private Projekte und sicherlich auch Raumfahrtagenturen. Mit einer funtkionierenden MCT wären weitere Rover- / Landerprojekte ad absurdum geführt: Es wäre ergiebiger und wahrscheinlich auch günstiger einfach zwei, drei Astronauten mitzuschicken...

Naja, zumindest könnte die NASA dann keinen Wirbel schlagen, wenn sie einen 1 Tonnen Rover auf den Mars aufsetzt, während SpaceX eine XX Tonnen Dragon landet. Wenn es klappt.


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Genau welche Profite und welche kommerzielle Starts. ;) Es gab bisher erst zwei kommerzielle Starts und trotzdem hat man das Geld um eine Menge Infrastruktur zu bauen und Grasshopper, F9 Heavy, F9 v1.1 und Co zu entwickeln. Jetzt stell dir mal vor man würde regelmäßig kommerziell starten. Was dann an mehr Geld in die Kasse fließen würde!

Hm, wenn das nicht auf Pump ist, dann ist es wirklich beachtlich.


Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Oktober 2013, 14:33:01

Hm, wenn das nicht auf Pump ist, dann ist es wirklich beachtlich.

Kommt drauf an, was man als "nicht auf Pump" bezeichnet. Die Fabrikationsanlagen in Hawthorne wurden sicher zu einem guten Teil mit Vorschüssen der NASA auf den CRS -Vertrag finanziert.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: GG am 28. Oktober 2013, 11:41:20
Raptor könnte man auch verwenden, um die Anzahl der Triebwerke an der Falcon 9 oder Heavy zu reduzieren. Seine Entwicklung muss also nicht unbedingt zu einer Großrakete führen. Dafür benötigt man schon Kunden, so schlau wird Elon schon sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: runner02 am 28. Oktober 2013, 11:43:50
Das Triebwerk könnte man auch verwenden, um die Anzahl der Triebwerke an der Falcon 9 oder Heavy zu reduzieren. Seine Entwicklung muss also nicht unbedingt zu einer Großrakete führen. Dafür benötigt man schon Kunden, so schlau wird Elon schon sein.

Damit wird die Drosselung schwerer, man kann nicht einfach ein paar abschalten.

Engine-out capability ist auch einfacher. Wenn ein Triebwerk von 9 ausfällt, hat man immer noch 8/9 Schub.

Wenn 1/2 ausfällt ... Nur mehr die Hälfte...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 28. Oktober 2013, 12:17:17
Das Triebwerk könnte man auch verwenden, um die Anzahl der Triebwerke an der Falcon 9 oder Heavy zu reduzieren. Seine Entwicklung muss also nicht unbedingt zu einer Großrakete führen. Dafür benötigt man schon Kunden, so schlau wird Elon schon sein.

Damit wird die Drosselung schwerer, man kann nicht einfach ein paar abschalten.

Engine-out capability ist auch einfacher. Wenn ein Triebwerk von 9 ausfällt, hat man immer noch 8/9 Schub.

Wenn 1/2 ausfällt ... Nur mehr die Hälfte...

Mit 1 oder 2 Triebwerken wird auch die Ausfallwahrscheinlichkeit geringer. Aber der Knackpunkt ist die Landung. Da kann man den hohen Schub nicht gebrauchen und man braucht ein Triebwerk in der Mitte, also mindestens drei, wenn eines nicht genügt. Eines genügt nicht, drei haben schon wieder zu viel Schub für Falcon 9.

Vor Allem aber, Elon Musk WILL die große Rakete. Und ich habe es schon gesagt, dank vollständiger problemloser Wiederverwendbarkeit wird die kleinste Version Falcon Heavy ersetzen und billiger fliegen. Da sind dann schon die Kunden.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 28. Oktober 2013, 12:32:47
Selbst wenn sich Raptor tief genug drosseln lässt, würde der Einsatz von Methan etwa 30% größere Tanks erfordern, also ein Komplettumbau der Falcon. Das wird sicher nicht passieren. Eine Methanoberstufe kann ich mir vorstellen, aber selbst daran glaube ich mittlerweile nicht mehr.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 28. Oktober 2013, 14:10:52
Stimmt das mit den 30% mehr Volumen so wirklich?

Ich denke, das gilt für gleiches Treibstoffgewicht. Dank höherem ISP holt man aber aus dem gleichen Volumen ungefähr die gleiche Leistung heraus, trotz geringerem Gewicht. Man müßte aber wenigstens das Volumenverhältnis der Tanks ändern. Für Methan/LOX braucht man in Volumenrelation viel mehr LOX. Echten Nutzen durch Methan hat man aber erst, wenn man das Volumen vergrößert, das ist sicher richtig.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: ZeT am 28. Oktober 2013, 20:53:09
Kaufst du dir einen Porsche oder Ferrari, wenn dir eigentlich ein Smart reicht und das Geld dazu mühsam verdient werden muss?

Naja, ich fahr mit ner 140PS GSX-R 750 in die Arbeit (5 km). Total overpowerd, teuer im Unterhalt sowie in der Anschaffung und höllisch unbequem.

Ich tus aber - denn ich will es so. Auch wenn viel Geld drauf geht - egal. *g*
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: runner02 am 29. Oktober 2013, 15:25:24
Zitat
Mit 1 oder 2 Triebwerken wird auch die Ausfallwahrscheinlichkeit geringer. Aber der Knackpunkt ist die Landung. Da kann man den hohen Schub nicht gebrauchen und man braucht ein Triebwerk in der Mitte, also mindestens drei, wenn eines nicht genügt. Eines genügt nicht, drei haben schon wieder zu viel Schub für Falcon 9.

Naja, wenn man drei Triebwerke einbaut, und alle fahren bei kleinen Nutzlasten nur auf halber Leistung, dann ist das sicher nicht sehr effizient. Aber sicher billiger, als Raptor und das "alte Triebwerk" gleichzeitig zu bauen. Und Effizienz ist bei kleinen Nutzlasten auch "egal", weil Trebstoff ohnehin nur einen Bruchteil des Startpreises ausmacht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 29. Oktober 2013, 16:20:12
Zitat
Mit 1 oder 2 Triebwerken wird auch die Ausfallwahrscheinlichkeit geringer. Aber der Knackpunkt ist die Landung. Da kann man den hohen Schub nicht gebrauchen und man braucht ein Triebwerk in der Mitte, also mindestens drei, wenn eines nicht genügt. Eines genügt nicht, drei haben schon wieder zu viel Schub für Falcon 9.

Naja, wenn man drei Triebwerke einbaut, und alle fahren bei kleinen Nutzlasten nur auf halber Leistung, dann ist das sicher nicht sehr effizient. Aber sicher billiger, als Raptor und das "alte Triebwerk" gleichzeitig zu bauen. Und Effizienz ist bei kleinen Nutzlasten auch "egal", weil Trebstoff ohnehin nur einen Bruchteil des Startpreises ausmacht.

Bloß landen kann man damit nicht. Die Triebwerke drosseln nicht weit genug, jedenfalls höchst wahrscheinlich nicht. Ich denke, Falcon 9 wird weitergebaut und geflogen. Falcon Heavy wird durch die neue abgelöst, mit mindestens Nutzlast der Falcon Heavy, aber voll wiederverwendbar, auch bei GTO.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 05. November 2013, 19:43:37
Hach jetzt muss ich mich auch mal melden......:-).
Ist schon interessant, dass niemandem hier die Offensichtlichkeit des Moves von Elon Musk bewusst ist.
War Raptor bisher seit jeher ein LH2/LOX-Konzept, schwenkt Musk urplötzlich auf Methan/LOX um.
Warum könnte er das wohl tun?? Musk scheint es ziemlich ernst mit dem Mars zu meinen und ist ja auch ein Unterstützer der Vision von Robert Zubrin (Erfinder des Mars Direct-Konzepts). Zubrin hat schon zu Zeiten bei Martin Marietta einen funktionierenden Demonstrator zur Durchführung des Sabatier-Prozesses gebaut, der aus atmosphärischem CO2 und mitgeführtem H2 eben Methan produziert. Ich denke Elon schielt eindeutig auf eine potentielle Herstellung des Raketentreibstoffs auf dem Mars, was noch mehr Nutzlast für eine MCT-Mission (im Falle einer Rückführung zur Erde) eröffnen könnte.
Glaube übrigens nicht, dass eine MCT-Rakete dermaßen gigantisch wird, wie hier oftamsl kolportiert. Schaut euch doch nur mal an mit viel Know-How (z.B. Propellant Cross-Feed System, etc.) es SpaceX plant mit einer etwa gleich großen Falcon9-Heavy weit über das Doppelte an Nutzlast in den Orbit zu verfrachten wie eine Delta4 Heavy.
Das kann man schon auf der hauseigenen Seite von SpaceX in der Grafik sehen. (http://www.spacex.com/falcon-heavy (http://www.spacex.com/falcon-heavy)).
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 05. November 2013, 19:54:42
Huch, jetzt fehlt ja meine Schlussfolgerung:
wenn SpaceX also tatsächlich eine Superschwerlastrakete (Falcon XX Heavy??)  im Bereich 150-200t in den LEO für das MCT realisieren sollte, wird diese sicherlich nicht höher sein als eine Saturn 5, wohl aber mit Zusatzstages sicherlich breiter.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 05. November 2013, 22:14:33
Huch, jetzt fehlt ja meine Schlussfolgerung:
wenn SpaceX also tatsächlich eine Superschwerlastrakete (Falcon XX Heavy??)  im Bereich 150-200t in den LEO für das MCT realisieren sollte, wird diese sicherlich nicht höher sein als eine Saturn 5, wohl aber mit Zusatzstages sicherlich breiter.

Nur daß eine Heavy analog zur Falcon Heavy das Problem mit der Wiederverwendung der Kernstufe hat. Die Kernstufe ist im Gegensatz zu den Boostern sehr schnell und deshalb kaum zur Wiederverwendbarkeit zurückfliegbar. Ich gehe fest davon aus, daß für die Methanrakete nichts auch nur in Erwägung gezogen wird, das keine effiziente Wiederverwendung ermöglicht. Aber wer weiß, welche Lösung sie finden. Es wäre nicht das erstemal, daß sie etwas machen, woran noch keiner gedacht hat.

Daß sie Methan wählen, weil es auf dem Mars herstellbar ist, ist übrigens schon ziemlich lange bekannt. Aber das würde auch nicht gegen Wasserstoff sprechen. Es gibt ja Wasser auf dem Mars und mit Elektrolyse kann man genauso LH/LOX herstellen wie Methan/LOX. Elon Musk hat gesagt, er zieht Methan dem Wasserstoff vor, weil er leichter handhabbar ist, auch lagerfähig für den Flug. Man kann Methan auf der Erde oder im Erdorbit tanken und damit bis zum Mars fliegen und dort für die Landung benutzen. Mit LH ist das zumindest viel schwerer, es würde verdunsten. Außerdem ist Wasserstoff metallurgisch viel problematischer, besonders für ein ohne große Aufarbeitung vielfach wiederverwendbares Triebwerk.

Übrigens noch was. Vor kurzem hat Gwynne Shotwell in einer Präsentation gesagt, für Mars haben sie keinen Businesscase. Sie sehen also nicht, wie man damit Geld verdienen kann. Sie machen es aber trotzdem.


Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 05. November 2013, 22:49:32
Hier noch das Video, aus dem diese Aussage stammt und noch ein paar interessante Sachen mehr.

Keynote Address- Gwynne Shotwell, President and Chief Operating Officer, SpaceX (http://www.youtube.com/watch?v=8GT9Crl1ZOg#ws)

Sie haben zur Zeit 3600 Mitarbeiter, und suchen noch 600, auf allen Gebieten, aber am dringendsten wirklich Spitzen-Software-Leute.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 06. November 2013, 17:07:56
Hallo Führerschein,
danke für das nette Video.
Ich verfolge die englisch- und deutschsprachigen (Presse-)Meldung über SpaceX eigentlich relativ aufmerksam und  habe leider noch keine entsprechende Meldung gelesen, in der SpaceX die Methanherstellung auf dem Mars tatsächlich explizit erwähnt. Kannst du mir da bitte mal einen Link schicken? Mich wundert trotzdem, weshalb das Umschwenken auf Methan beim Raptor-Antrieb in den Medien so wenig damit in Verbindung gebracht wird.

Warum hat eine Falcon Heavy ein Problem mit der Kernstufe und welche Booster? Das verstehe ich nicht. Durch den Croos-feed besitzt die mittlere erste Stufe zwar sehr viel mehr Treibstoff zum Zeitpunkt der Trennung der beiden äußeren ersten Stufen (Booster hat in meinen Augen was mit Feststofftreibstoff zu tun und ist hier etwas irreführend), aber ich denke:

a) Die erheblich schwerere Nutzlast einer Heavy macht den sehr viel höheren Schub ja wieder wett. Ich gebe dir natürlich recht, dass die Geschwindigkeit und Höhe bei der Trennung der ersten Stufe einer Falcon 9 Heavy eventuell etwas höher sind (zumal die zweite Stufe von der Brenndauer zu einer normalen Falcon 9 identisch ist), aber nicht so signifikant, dass es wiedereintrittstechnisch problematisch werden könnte.
b) Zur Trennung der Kernstufe wird ja sicherlich ebenfalls ein Plus an Treibstoff im Kern verbleiben, damit die Abbremsphase mit drei Triebwerken der Kernstufe schlicht länger dauert und das plus an Geschwindigkeit etwas kompensiert.
c) SpaceX hätte kaum eine Darstellung der Falcon 9 Heavy mit gleichartigen Landegestellen an allen drei Erststufen auf ihrer Internetseite, wenn es hier tatsächlich ein Problem gäbe.
d) SpaceX besitzt immer noch den hauseigenen PICA-X-Ablativschild, den sie ja auch bei der zweiten Stufe später einmal einsetzen wollen/werden.....allerdings würden dann die Landebeine anders aussehen.

Eintrag aus dem Wiki zum Thema "SpaceX reusable rocket launching system": "It (Wiederverwendbarkeit) is particularly well suited to the Falcon Heavy where the two outer cores separate from the rocket much earlier in the flight profile, and are therefore moving at slower velocity at stage separation". Zwar wird die Kernstufe hier nicht erwähnt, aber auch nicht, dass es nicht möglich wäre diese ebenfalls zu landen. Umwieviel schneller als die erste Stufe bei einer Falcon 9R (ca. 6800km/h beim letzten Test) schätzt du denn die Kernstufe einer Heavy bei der Trennung ein?

Grüssle aus dem Schwarzwald
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Mcdivitt am 06. November 2013, 17:44:15
Hallo,
was mich in diesem Zusammenhang auch sehr wundert, ist folgendes: Auf der SpaceX-Seite ist auf der Abbildung der Falcon Heavy zu sehen, daß die mittlere Core-Stufe kürzer zu sein scheint, zumindest sieht es sehr stark danach aus.
Ist das auch schon jemand Anderem aufgefallen? Ich finde das macht doch nicht so viel Sinn. Extra zwei verschiedene Stufen herzustellen.

Gruß, Mcdivitt 
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 06. November 2013, 17:58:32
Hallo Doc Hoschi

Das mit der Methanproduktion auf dem Mars wurde häufig genannt. Eigentlich alle Marsflugarchitekturen setzen Methan für den Rückflug voraus, beginnend bei Zubrin. Nur der wollte noch Wasserstoff mitnehmen, was sehr schwierig ist, weil es so kalt sein muß.

Eine auf die Schnelle gefundene Quelle mit Aussage von Elon Musk.

http://www.space.com/18596-mars-colony-spacex-elon-musk.html (http://www.space.com/18596-mars-colony-spacex-elon-musk.html)

Zum Heavy-Problem. Die beiden äußeren Erststufenkerne nennt man häufig Booster. Die lassen sich tatsächlich leicht zurückfliegen und wiederverwenden, weil sie ja beim Crossfeed auch die zentrale Stufe mitspeisen und früh abgeworfen werden. Die zentrale Stufe KANN auch zurückfliegen, wenn man entsprechend viel Treibstoff dafür reserviert. Dann sinkt aber die Nutzlast der Falcon Heavy sehr stark, es wird unwirtschaftlich. Elon Musk selber hat das vor einer Weile selbst gesagt und erwähnt, daß dafür "Downrange" landen in Erwägung gezogen wird, also nicht Rückflug, sondern landen entlang der Flugparabel, z.B. auf einem Schiff. Aber selbst dann muß erheblich mehr gebremst werden als bei den Boostern, weil der Kern so schnell ist. Bremsen mit Hitzeschild geht nicht, weil die Stufe dafür vorwärts fliegen muß. Für die Landung muß sie aber mit den Triebwerken voran fliegen. Nach der Bremsung die Orientierung ändern, geht auch nicht, weil die lange und schlanke Stufe dann im Luftstrom zerbrechen würde. Die Bilder mit den Beinen auch an der Zentralstufe heißen noch nicht, daß man es auch wirklich regelmäßig macht. Es könnte allerdings einige Nutzlasten geben, die zu schwer sind für Falcon 9, aber leicht genug, daß es möglich wird.

@Mcdivitt

Ja das ist aufgefallen. Es ist sehr sinnvoll. Die Falcon 9 ist schon sehr schlank, weil der Kern so entworfen wurde, daß man ihn leicht auf der Straße transportieren kann. Die Gesamtlänge mit 2.Stufe kann auch nicht mehr erhöht werden, weil jetzt schon extrem schlank. Die längeren Booster ermöglichen es, mehr Treibstoff mitzunehmen, ohne die Gesamtlänge zu erhöhen. Es wurde häufig versucht, zu berechnen, wie die Falcon Heavy die angegebene Nutzlast erreicht und niemand konnte es nachvollziehen. Es wurde immer wieder behauptet, SpaceX macht falsche Angaben. Als man dann festgestellt hat, daß die Booster länger sind, ging die Rechnung plötzlich auf. Auch fertigungstechnisch ist es nicht so kritisch. Es ist ja sonst alles gleich, nur die Länge etwas anders.


Für Falcon Heavy gibt es da keine wirklich gute Lösung. Vielleicht gibt es aber etwas für die neue Methan-Rakete. Wer weiß, was ihnen einfällt. Z.B. könnte die Stufe in Relation soviel dicker und kürzer sein, daß Bremsung mit Hitzeschild möglich wird, aber das ist reine Spekulation. Es macht auch nur Sinn, wenn downrange gelandet wird. Oder im Extremfall, wenn es wesentlich weniger Treibstoff braucht, die Stufe ohne Nutzlast in den Orbit zu bringen als zurückzufliegen und dann am Startplatz zu landen. Das würde aber auch erfordern, daß man die Stufe nach atmosphärischer Bremsung umdrehen kann. Ist aber alles nur wilde Spekulation.

Nur bei einem bin ich ganz sicher. SpaceX wird keine Rakete mehr entwerfen, die nicht vollständig wiederverwendbar ist.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: ZiLi am 06. November 2013, 18:56:29
Ich habs ja vorher schon mal angesprochen, warum gerade Brownsville als Startplatz so viel Sinn machen wird - mittelfristig genau für die Downrange-Bergung der Corestufe und langfristig evtl. auch der Zweitstufe.
Da passen immer mehr Puzzleteilchen genau ins Bild, weil es bei Brownsville als Startplatz sehr viele Landeoptionen downrange, entlang der Nordküste des Golfs von Mexiko, und Florida bis Puerto Rico geben wird. Und das alles ist auf U.S. oder doch U.S.-kontrolliertem Grund, und doch im Bereich einer 'sicheren' Flugbahn, welche überwiegend übers Wasser verläuft...

Edit: Sorry, ich merke grad, dass mein Post nicht in den Topic passt - wenn gewünscht mögen die Admins ihn wieder rausnehmen, ich lass ihn aber als SpaceX-relevant mal stehn.

-ZiLi-
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: -eumel- am 06. November 2013, 19:00:47
Nur bei einem bin ich ganz sicher. SpaceX wird keine Rakete mehr entwerfen, die nicht vollständig wiederverwendbar ist.
Das ist ja der Unterschied zur NASA: Bei SpaceX weiß man, was man will! 8)
Das ist doch schonmal ein guter Ansatz!


habe leider noch keine entsprechende Meldung gelesen, in der SpaceX die Methanherstellung auf dem Mars tatsächlich explizit erwähnt.

Nun, allzu viele technische Details hat SpaceX zum Marsflug noch nicht publiziert.
Das wissen sie wohl selber noch nicht so genau - ist noch zu weit weg.
Aber eins ist klar: Den Treibstoff für den Rückflug werden sie nicht von der Erde mitbringen können.
Der muss auf dem Mars hergestellt werden.
Methan wäre dort wohl am leichtesten herzustellen.
Sollte man erst dort damit anfangen, sich mit dem Umgang zu beschäftigen?
Oder wäre es sinnvoll, jetzt schon Erfahrungen beim Umgang mit Methan zu sammeln?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 06. November 2013, 19:30:55
@ Führerschein

Stark, danke dir für die Erläuterungen und den Link...:-). Dann wurde das also tatsächlich schon öffentlich geäußert.

Naja, hab diese Foren hier leider schon sehr lange nicht verfolgt, sonst wäre ich wohl sicherlich schon vorher im Bilde gewesen. Finde es daher sehr angenehm eigene Fragen so diskutieren zu können.....muss hier definitiv häufiger präsent sein.

Auch wenn das nun langsam zum Methanthema so gar nicht mehr passt und in den entsprechenden Thread gehört, hätte ich noch eine letzte Frage (die ich im entsprechenden Thread leider nicht zufriedenstellend nachlesen konnte):
In deinen letzten Einträgen sprachst du mehrfach von "Zurückfliegen". Ich dachte bisher immer, dass das "Zurückfliegen" die Erde meint, auf einen anderen Lande- als Startort bezogen und somit stets entlang der Flugparabel geschieht. Denn wie können drei Triebwerke eine mit 9 Triebwerken beschleunigte ca. 7000 km/h schnelle Stufe nicht nur abbremsen, sondern auch zurückfliegen, zumal der Treibstoff dafür niemals reichen dürfte?? Bist du sicher, dass Elon Musk mit "Downrange" nicht einen Landeort generell außerhalb des Festlandes meinte und alle Landungen der ersten Stufen stets entlang der Flugparabel geschehen? Auf Wiki steht zwar "intend to fly back to the launch site", aber ich versteh's trotzdem nicht.

Das mit dem Zerbrechen ist nachvollziehbar, aber:

Beim letzten Test der v1.1 hat die Rakete mit drei Triebwerken doch erfolgreich abgebremst, sonst hätte sie ja nicht wie geplant vertikal über dem Wasser niedergehen können (auch wenn's dann zu Trouble mit dem einzelnen Triebwerk kam). Die Zündung erfolgte auf 64 km Höhe, d.h. die Drehung erfolgte innerhalb der (zugegebenermaßen dünnen) Mesosphäre. Mist, so langsam kapier ich gar nichts mehr.
Und die zweite Stufe ändert doch laut SpaceX-Video auf Youtube zum Thema Reusable ebenfalls dreimal die Ausrichtung (Abbremsen (Antrieb voran), Wiedereintritt (Kopf mit Hitzeschild voran) und schließlich Landung (Antrieb voran)).....auch wenn die zweite Stufe nicht so lang ist und damit viel stabiler.

So long....
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 06. November 2013, 19:37:01
@ Eunel:
Ja, so richtig viel Brauchbares findet man zu den Marsplänen von SapceX leider wirklich nicht.
Hatte ja nie behauptet, dass man sich erst dort damit beschäftigen sollte...:-)
Würde mich nur mal interessieren, ob der Aparat von Zubrin und Kollegen aus der Zeit bei Martin Marietta (jetzt natürlich Lockheed Martin) mit 94% Wirkungsgrad patentrechtlich geschützt ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 06. November 2013, 19:55:14
Ich habe eine Antwort für Doc Hoschi in den dafür vorgesehenen Thread geschrieben. Dort wurde das alles schon ausführlich diskutiert.

http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=10338.msg269701#msg269701 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=10338.msg269701#msg269701)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MR am 08. November 2013, 14:09:16
Aber eins ist klar: Den Treibstoff für den Rückflug werden sie nicht von der Erde mitbringen können.
Der muss auf dem Mars hergestellt werden.
Methan wäre dort wohl am leichtesten herzustellen.
Sollte man erst dort damit anfangen, sich mit dem Umgang zu beschäftigen?
Oder wäre es sinnvoll, jetzt schon Erfahrungen beim Umgang mit Methan zu sammeln?

Das Problem ist eher, wie man auf dem Mars Methan herstellt. Den Wasserstoff von der Erde mitzubringen ist keine Lösung. Man müsste den Wasserstoff auf dem Mars direkt aus Wasser gewinnen. Per Elektrolyse eigentlich kein Problem, aber man muss einen Landeplatz finden, der in der Nähe des Äquators liegt, keine großen Steine aufweist, möglichst tief liegt und zudem auch noch Eis im Boden bietet. Das könnte schwieriger werden als es klingt. Das meiste Eis befindet sich in Polnähe im Boden, nur wird dort die Energieversorgung per Solarzellen ein Problem. Bei der Menge an Energie, die für die Elektrolyse benötigt wird, wird es vermutlich nicht ohne Kernreaktor gehen.

Den erzeugten Treibstoff muss man dann bis zum Betanken der Rückstart-Einheit entsprechend lagern, wie auf der Erde auch in vakuumisolierten Thermogefäßen. Nur frage ich mich, warum man dann überhaupt Methan verwenden will. Es dürfte viel einfacher sein, Wasserstoff und Sauerstoff per Wasser-Elektrolyse zu gewinnen und zu verflüssigen, als zusätzlich noch Methan daraus herzustellen. Zwar braucht Wasserstoff größere Tanks, aber er ist auch viel energiereicher als Methan. Aus meiner Sicht ist es sinnvoller, auf Methan zu verzichten und lieber auf LH2 / LOX zu setzen. Das macht die Treibstoffherstellung deutlich einfacher.

Grundsätzlich bin ich aber der Meinung, das die Verwendung von kryogenen Treibstoffen beim Rückstart viel zu riskant ist. Ich würde lieber eine Feststoffstufe verwenden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 08. November 2013, 15:14:06
Grundsätzlich bin ich aber der Meinung, das die Verwendung von kryogenen Treibstoffen beim Rückstart viel zu riskant ist. Ich würde lieber eine Feststoffstufe verwenden.

Feststoff, da fällt mir wirklich nichts mehr ein.

Der am leichtesten herzustellende Treibstoff wäre übrigens CO +LOX, herstellbar direkt aus der Atmosphäre. Nur für den Start in den niedrigen Marsorbit wäre das gut genug. Aber auch da hat man den leicht kryogenen flüssigen Sauerstoff. Dann kann man auch gleich Methan und LOX nehmen, wenn man  Wasser hat.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MR am 08. November 2013, 17:45:37
Feststoff, da fällt mir wirklich nichts mehr ein.

Ist das sicherste. Feststoffraketen sind extrem zuverlässig, weit zuverlässiger als Flüssigkeitstriebwerke. Man muss sich keine Gedanken machen, wie man den Treibstoff erzeugt oder lagert. Immerhin geht es hier um das Leben der Astronauten, wenn bei der Treibstofferzeugung irgend etwas schief geht, sitzen sie auf dem Mars fest. Auch bei Apollo hing das Leben der Astronauten von der korrekten Funktion des Aufstiegstriebwerks ab, deswegen hatte man dieses Triebwerk bewusst einfach gehalten und auf maximale Zuverlässigkeit ausgelegt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 08. November 2013, 18:02:23
Den erzeugten Treibstoff muss man dann bis zum Betanken der Rückstart-Einheit entsprechend lagern, wie auf der Erde auch in vakuumisolierten Thermogefäßen. Nur frage ich mich, warum man dann überhaupt Methan verwenden will. Es dürfte viel einfacher sein, Wasserstoff und Sauerstoff per Wasser-Elektrolyse zu gewinnen und zu verflüssigen, als zusätzlich noch Methan daraus herzustellen. Zwar braucht Wasserstoff größere Tanks, aber er ist auch viel energiereicher als Methan. Aus meiner Sicht ist es sinnvoller, auf Methan zu verzichten und lieber auf LH2 / LOX zu setzen. Das macht die Treibstoffherstellung deutlich einfacher.

Methan lässt sich wesentlich einfacher lagern als Wasserstoff. Aktive Kühlung ist unnötig, Diffusion gibt es auch nicht, die Anforderungen an das Tankmaterial sind deutlich geringer. Die Vorteile von Wasserstoff können die erheblichen Nachteile nicht annähernd aufwiegen. Aus meiner Sicht (wie auch aus der von SpaceX) ist es deshalb sinnvoller, auf Wasserstoff zu verzichten.

Zitat
Grundsätzlich bin ich aber der Meinung, das die Verwendung von kryogenen Treibstoffen beim Rückstart viel zu riskant ist. Ich würde lieber eine Feststoffstufe verwenden.

Feststoff ist so ziemlich die schlechteste Wahl, die man für den Mars treffen kann. Den gesamten Treibstoff mitzubringen würde die Nutzlast in den Keller und gleichzeitig die Kosten in astronomische Höhen treiben, die angepeilte Wiederverwendbarkeit wäre so auch nicht möglich.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schillrich am 08. November 2013, 18:12:53
Feststoff, da fällt mir wirklich nichts mehr ein.
Man muss sich keine Gedanken machen, wie man den Treibstoff erzeugt oder lagert.

Na doch, um die Lagerung muss man sich beim Feststoff auch kümmern. Materialeigenschaften und Funktion der Komponenten müssen überwacht und gesichert werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MR am 08. November 2013, 18:51:23
Feststoff ist so ziemlich die schlechteste Wahl, die man für den Mars treffen kann. Den gesamten Treibstoff mitzubringen würde die Nutzlast in den Keller und gleichzeitig die Kosten in astronomische Höhen treiben, die angepeilte Wiederverwendbarkeit wäre so auch nicht möglich.

Ich weiß ja nicht, wie du dir eine Wiederverwendung vorstellst, aber geben wird es sie nicht. Egal was sich SpaceX so vorstellt, aber eine bemannte Marsmission wird anders ablaufen.

Als erstes braucht man eine Schwerlastrakete, die zunächst Habitate, Labore, eventuell Rover und eine Rückstartstufe unbemannt zum Mars befördert und sehr dicht nebeneinander landet

Als nächstes wird in der Erdumlaufbahn eine Marsflug-Kombination zusammengebaut, eine Art Raumstation mit der Möglichkeit, Schwerkraft durch Rotation zu erzeugen und einen stark abgeschirmten Raum zum Schutz vor der Strahlung von Sonneneruptionen. An dieser Kombi sind ein Marslander und auch eine Landekapsel für die Landung auf der Erde mit enthalten. Diese Kombination wird durch eine ganz zuletzt angekoppelte hochenergetische Stufe auf den Weg zum Mars gebracht. Das Einbremsen in den Marsorbit und der Rückstart zur Erde erfolgt mit Ionen- oder Plasmadynamischen Antrieben.

So und nicht viel anders wird irgendwann einmal eine bemannte Marsmission aussehen. Die Kosten sind sehr hoch, daher dürfte so ein Projekt nur mit internationaler Zusammenarbeit machbar sein. Leider sind wir aufgrund der politischen und finanziellen Situation noch einige Zeit von so einem Projekt entfernt.

Methan oder Wiederverwendung allgemein braucht man dafür nicht. Klar mag das Elon Musk anders sehen, aber auch er kann die Physik nicht außer Kraft setzen.

Na doch, um die Lagerung muss man sich beim Feststoff auch kümmern. Materialeigenschaften und Funktion der Komponenten müssen überwacht und gesichert werden.

Ist richtig, das ist aber nicht annähernd so aufwendig und komplex wie die aktive Treibstoffproduktion auf dem Mars.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MX87 am 09. November 2013, 14:45:54

Methan oder Wiederverwendung allgemein braucht man dafür nicht. Klar mag das Elon Musk anders sehen, aber auch er kann die Physik nicht außer Kraft setzen.

Ich verstehe nicht wieso gegen Musks Pläne von einem wiederverwendbaren Mars-Raumschiff immer wieder die Physik als unumstößliches Gegenargument genommen wird. Selbst die NASA hat Konzepte entworfen, die dem was wir von MCT wissen sehr ähneln (im Hinblick auf einen großen Lander mit Wiederstartfähigkeit). Man denke nur an die als Apollo-Weiterführung angedachte Marslandung, die für die 80er anvisiert war und an die Konzepte der 80er und 90er. Umgesetzt wurden sie nicht, weil sie abwegige  "Science Fiction" wären, sondern weil nie ernsthaft die immensen Summen eines solchen  NASA-Projekts genehmigt werden würden. Die physikalische Machbarkeit hat da niemand ernsthaft angezweifelt. Musk erweitert die Konzepte von solchen "riesigen" Raumschiffen nur Methan als Treibstoff und das Thema Wiederverwendbarkeit.

Die Herausforderung ist eine technologische und finanzielle, nicht das Brechen der physikalischen Gesetze. Die Physik wird da sicherlich nicht gebrochen werden müssen.

Im Vergleich zu den Konzepten der vorherigen Jahrzehnte muss auch bedacht werden, dass MCT von vieleren kleineren Entwicklungen immens profitiert. Die Struktur kann durch neuartige Legierungen oder Materialien (z.B. Karbonfasern in einigen Bereichen) erheblich weniger schwer ausfallen, als man es noch vor 10 oder 15 Jahren dachte. Dazu gehört auch der verhältnismäßig leichte aber leistungsfähige PICA-X Hitzeschild.

Bezüglich Raptor denke ich mir, dass es erheblich weniger "filigran" als übliche Raketentriebwerke sein wird. Es soll auf eine hohe Wiederverwendbarkeit ausgelegt sein. Entsprechend dürfte jedes Bauteil mit entsprechend doppelter oder dreifacher (oder mehr) Sicherheit bzgl Struktur und Belastung ausgelegt sein.

Technologisch ist MCT mit hoher Sicherheit machbar. Ansonsten wäre auch schon bekannt geworden, dass viele Ingenieure die Firma wegen "Märchenschlösser" verlassen würden.  ;) Bei so ziemlich allen ganz großen technologischen "Märchenschlössern" sind technische Mitarbeiter vorher abgesprungen und haben mehr oder weniger öffentlich ihrem Frust Luft gemacht. Als deutsche Beispiel kann man da z.B. das große Luftschiff von Cargo-Lifter anführen. Dieses stand vor einigen immensen - im Rahmen der eigenen Zielsetzung - technologisch kaum lösbaren Problemen (Ballastausgleich für die immense Fracht, aufwendige Verankerung am Landeplatz zum Entladen etc), die auch ziemlich früh vor dem Kollaps des Unternehmens publik wurden.

Bei SpaceX bleiben selbst erfahrene ex-Mitarbeiter von Boeing, Lockheed und Co treu... könnte man so intepretieren, dass es intern wesentlich weniger Unklarheiten bzgl. MCT und Co gibt, was auch logisch wäre.  ;)

Die finanzielle Frage hinter MCT haben wir schon oft diskutiert und analysiert. Die Kosten dürften weit unter dem eines NASA oder Boeing / Lockheed-Programms sein. Im Detail wird es dann interessant mit den eigens erwirtschaftetem Geld und weiteren externen Geldgebern... aber lassen wir hier mal das leidige Thema raus und diskutieren das eher im gesonderten MCT-Thread.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 09. November 2013, 15:02:46
Die meisten Entwicklungsingenieure werden sich um solche Aufgaben reißen. Man sucht schließlich herausfordernde Aufgaben. 8)

Wie Shotwell schon in dem Youtubevideo im SpaceX-Thread gesagt hat: ca. 25 Leute arbeiten an Grasshopper, ca. 3000 würden gerne. ;) Und SpaceX ist ja keine Powerpointfirma, sondern da wird echte Hardware gebaut.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MX87 am 09. November 2013, 15:17:42
Und SpaceX ist ja keine Powerpointfirma, sondern da wird echte Hardware gebaut.

Es ist ja in den letzten Jahrzehnten "Mode" geworden zich Alternativen am Computer zu entwerfen und aufwendigen Computersimulationen zu unterziehen. Da ist wohl vollkommen in Vergessenheit geraten, dass das praktische Ausprobieren mitunter schneller und kostengünstiger geht.

Da fällt mir für diesen Umstand ein Beispiel aus dem Rennsport ein, das aber auch hier gewisse Relevanz hat (hinsichtlich Hochtechnologie und Ansätze zur Entwicklung). Vor einigen Jahren kam in Mode den praktischen Windkanal durch einen im Computer simulierten zu ersetzen d.h. virtuelle Windkanaltests. Honda konstruierte so einen sehr erfolgreichen Rennwagen für die American Le Mans Series, was entsprechende Wellen schlug. Schnell experimentierten damit dann auch Formel 1 Teams damit, auch um Kosten zu sparen. Allerdings zeigte sich schnell, dass der virtuelle Windkanal nur sehr bedingt praktischen Nutzen hat. Das komplett aerodynamisch virtuell konzipierte erste Auto des Marussia-Teams hatte sogar eine geradezu katastrophale Aerodynamik in der Praxis. Bei der ersten praktischen Fahrt riss sehr schnell der Frontflügel ab...
Unterm Strich ist die Bilanz des virtuellen Wegs ernüchternd: In Relation zur nicht gerade günstigen Miete oder gar des Baus eines Windkanals sind die virtuellen Windkanalsimulationen schlichtweg ineffizient. Praktischer Bau und Tests von Windkanalmodellen (ob in 1:1 oder 1:4 etc.) sind in Relation zum Nutzen schlichtweg effektiver und effizienter. Zwar kann auch ein "echter" Windkanal falsche Daten liefern, aber dennoch ist die Fehlerwahrscheinlichkeit erheblich geringer und vor allem sind die Fehler leichter zu finden, als bei der virtuellen Simulation.

Trial & Error funktioniert erstaunlich oft mit Hardware viel besser als mit Software. Oder mit SpaceX gesagt: "Next Test might be our first smoking crater."  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 09. November 2013, 20:31:57
Ich weiß ja nicht, wie du dir eine Wiederverwendung vorstellst, aber geben wird es sie nicht. Egal was sich SpaceX so vorstellt, aber eine bemannte Marsmission wird anders ablaufen.

Als erstes braucht man eine Schwerlastrakete, die zunächst Habitate, Labore, eventuell Rover und eine Rückstartstufe unbemannt zum Mars befördert und sehr dicht nebeneinander landet

Als nächstes wird in der Erdumlaufbahn eine Marsflug-Kombination zusammengebaut, eine Art Raumstation mit der Möglichkeit, Schwerkraft durch Rotation zu erzeugen und einen stark abgeschirmten Raum zum Schutz vor der Strahlung von Sonneneruptionen. An dieser Kombi sind ein Marslander und auch eine Landekapsel für die Landung auf der Erde mit enthalten. Diese Kombination wird durch eine ganz zuletzt angekoppelte hochenergetische Stufe auf den Weg zum Mars gebracht. Das Einbremsen in den Marsorbit und der Rückstart zur Erde erfolgt mit Ionen- oder Plasmadynamischen Antrieben.

So und nicht viel anders wird irgendwann einmal eine bemannte Marsmission aussehen. Die Kosten sind sehr hoch, daher dürfte so ein Projekt nur mit internationaler Zusammenarbeit machbar sein. Leider sind wir aufgrund der politischen und finanziellen Situation noch einige Zeit von so einem Projekt entfernt.

Methan oder Wiederverwendung allgemein braucht man dafür nicht. Klar mag das Elon Musk anders sehen, aber auch er kann die Physik nicht außer Kraft setzen.

Wo steht geschrieben, daß es so ablaufen muß und nicht anders ablaufen kann? Die Physik soll das so festlegen? Wohl kaum. Vieles, was du aufgelistet hast, wird so bei einer SpaceX Marsmission wohl nicht zu finden sein.

Die Schwerlastrakate wird es geben, klar. Kleinere Erkundungsmissionen und Landungen von Modulen der Basis wird es auch geben. Dann gehen unsere Ansichten aber auch schon auseinander.

Eine unbemannte Landung der Rückstartstufe ist eher unwahrscheinlich, da der Lander gleichzeitig auch das Startvehikel und die Oberstufe der Schwerlastrakete ist, voll wiederverwendbar. Damit ist auch deine erste Frage beantwortet. Was vorher landen wird ist die Anlage zur Treibstoffherstellung, deren Lander kann wohl im Notfall auch zum Rückflug verwendet werden.

Einen Zusammenbau des Marsschiffs im Erdorbit wird es sicher auch nicht geben. Jeder Start bringt ein komplettes Marsvehikel in den Weltraum, das spart eine Menge Geld. Die Leistung der neuen Großrakete von SpaceX wird dafür reichen, denn genau dafür wird sie konzipiert. Möglich und wahrscheinlich ist eine Kopplung zweier Marsschiffe, um über Rotation künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Ich finde das Rotationskonzept sehr elegant, der Aufwand hält sich in Grenzen und das Problem der Schwerelosigkeit wäre keines mehr. Die Redundanz zweier Schiffe würde auch die Sicherheit deutlich erhöhen.

Marslander und Erdlandekapsel gibt es nicht, daß gesamte Marsvehikel erfüllt beide Aufgaben. Das Ankoppeln einer Antriebsstufe entfällt ebenfalls, weil das Marsschiff und die Raketenoberstufe des Trägers eine feste Einheit sind. Ionen- oder Plasmatriebwerke sind unnötig, die Methantriebwerke reichen völlig.

Sicher braucht man Methan oder Wiederverwendung nicht, aber dank all dieser Optimierungen und den damit verbundenen Einsparungen werden die Missionskosten drastisch sinken. Elon Musk braucht dafür auch nicht die Physik außer Kraft setzen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MR am 11. November 2013, 12:26:49
Ich halte das für nicht durchführbar. Ein System, wie es dir vorschwebt, dürfte schon aus Gewichtsgründen kaum machbar sein. Zudem bietet eine einfache Kapsel, die man vielleicht mit so einer Oberstufe zum Mars transportieren könnte, einfach viel zu wenig Platz. Der Flug zum Mars dauert nun mal ca 7 Monate, wie sollen da 3 oder mehr Astronauten in einer Kapsel von der Größe einer Dragon auskommen? Wo flüchten sich die Astronauten hin, wenn es durch eine Sonneneruption zu einem massiven Anstieg von Strahlung kommt?

Vor allem: Warum sollte man auf diese Art zum Mars fliegen wollen? Wiederverwendung nur der Wiederverwendung willen? Das ist letztlich nicht billiger, sondern einfach nur undurchführbar. Ein „Alles in einem“-Vehikel würde für den Rückstart vom Mars Unmengen an Treibstoff brauchen, weil es jede Menge nutzloses Gewicht in Form von Tanks mitschleppt. Selbst wenn es möglich wäre, wäre das Risiko für die Besatzung viel zu groß. Landet man die Rückstartstufe separat, so kann man sie vor der eigentlichen Landung der Crew durchchecken und sicherstellen, dass sie richtig funktioniert. Zudem sollte das Triebwerk der Rückstartstufe so einfach wie möglich sein, hier geht die Zuverlässigkeit über alles. Dafür ein schon mehrfach ohne Wartung gezündetes Hauptstromtriebwerk zu verwenden macht keinen Sinn. Fällt das Triebwerk aus, ist die Crew tot. Daneben sind schon die atmosphärischen Bedingungen von Mars und Erde viel zu verschieden, um hier mit einer einheitlichen Stufe landen zu wollen.

Egal wie man es dreht, so wird nix draus. Keine Ahnung, was SpaceX wirklich plant, aber mit einem einheitlichen Raumschiff wird es garantiert nichts.


Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 11. November 2013, 13:11:46
Ich halte das für nicht durchführbar. Ein System, wie es dir vorschwebt, dürfte schon aus Gewichtsgründen kaum machbar sein. Zudem bietet eine einfache Kapsel, die man vielleicht mit so einer Oberstufe zum Mars transportieren könnte, einfach viel zu wenig Platz. Der Flug zum Mars dauert nun mal ca 7 Monate, wie sollen da 3 oder mehr Astronauten in einer Kapsel von der Größe einer Dragon auskommen? Wo flüchten sich die Astronauten hin, wenn es durch eine Sonneneruption zu einem massiven Anstieg von Strahlung kommt?

Wer redet denn von Dragon? SpaceX will mit jedem Flug 50t zum Mars bringen, das ist ein ganz anderes Kaliber. Deshalb entwickelt SpaceX ja die neue Großrakete. Ein besonders abgeschirmter Raum sollte da kein besonderes Problem darstellen.

Zitat
Vor allem: Warum sollte man auf diese Art zum Mars fliegen wollen? Wiederverwendung nur der Wiederverwendung willen? Das ist letztlich nicht billiger, sondern einfach nur undurchführbar. Ein „Alles in einem“-Vehikel würde für den Rückstart vom Mars Unmengen an Treibstoff brauchen, weil es jede Menge nutzloses Gewicht in Form von Tanks mitschleppt. Selbst wenn es möglich wäre, wäre das Risiko für die Besatzung viel zu groß. Landet man die Rückstartstufe separat, so kann man sie vor der eigentlichen Landung der Crew durchchecken und sicherstellen, dass sie richtig funktioniert. Zudem sollte das Triebwerk der Rückstartstufe so einfach wie möglich sein, hier geht die Zuverlässigkeit über alles. Dafür ein schon mehrfach ohne Wartung gezündetes Hauptstromtriebwerk zu verwenden macht keinen Sinn. Fällt das Triebwerk aus, ist die Crew tot. Daneben sind schon die atmosphärischen Bedingungen von Mars und Erde viel zu verschieden, um hier mit einer einheitlichen Stufe landen zu wollen.

Egal wie man es dreht, so wird nix draus. Keine Ahnung, was SpaceX wirklich plant, aber mit einem einheitlichen Raumschiff wird es garantiert nichts.

Groß wird das Marsschiff auf jeden Fall und eine Menge Sprit für den Rückflug wird es sicher brauchen. Macht aber nichts, man stellt einfach genügend davon aus den vorhandenen Ressourcen her, auf ein paar Tonnen mehr kommt es da nicht an. Die Spritpreise auf dem Mars sind niedrig.  ;D

Ein größeres Risiko für die Mannschaft sehe ich auch nicht. Wieso auch? Geprüft wird das Marsschiff sowieso, notfalls hat man noch den Lander der Treibstoffanlage. Die Triebwerke dürften reichlich robust ausfallen, immerhin will man die mehrfach verwenden. Die atmosphärischen Bedingungen sind völlig unterschiedlich, sicher. Ich sehe da aber keine sonderlichen Auswirkungen auf ein Schiff, daß mit gezündetem Triebwerk landet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 11. November 2013, 13:18:30
Ich halte das für nicht durchführbar. Ein System, wie es dir vorschwebt, dürfte schon aus Gewichtsgründen kaum machbar sein. Zudem bietet eine einfache Kapsel, die man vielleicht mit so einer Oberstufe zum Mars transportieren könnte, einfach viel zu wenig Platz. Der Flug zum Mars dauert nun mal ca 7 Monate, wie sollen da 3 oder mehr Astronauten in einer Kapsel von der Größe einer Dragon auskommen? Wo flüchten sich die Astronauten hin, wenn es durch eine Sonneneruption zu einem massiven Anstieg von Strahlung kommt?

Ein solches System hat den Vorteil von sehr geringem Startgewicht. Man muß nicht separate Einheiten mit Schnittstellen starten, die alle Gewicht haben. Von einer Dragon-Kapsel kann keine Rede sein, natürlich wird das Habitat viel größer. Strahlung von einer Sonneneruption ist gerichtet. Man kann den Tank mit dem Methan in die Richtung drehen, ein sehr gutes Material für die Abschirmung. Zusätzlich die Wasser- und Lebensmittelvorräte, die auch einen guten Schutz abgeben bzw die verpackten organischen Abfälle. Man darf auch nicht vergessen, daß schon die Apollo-Kapsel einen halbwegs brauchbaren Schutz gegen Solar Flares geboten hat. Viel Treibstoff und damit Gewicht wird auch eingespart, weil man nicht in einen Orbit einschwenken muß, weder auf dem Hinflug noch auf dem Rückflug.

Richtig ist das Problem mit dem Pad-Abort beim Start auf der Erde. Man könnte eventuell die Crew separat mit einem Dragon starten. Auf dem Mars hilft einem ein Abort auch nicht weiter. Wenn das Triebwerk beim Start auf dem Mars nicht funktioniert, muß die Mannschaft auf das nächste Startfenster warten, bis eine Ersatzrakete eingeflogen ist. Vorräte dafür sollten vorhanden sein. Es ist auch durchaus möglich, so zu planen, daß ein Triebwerk ausfallen darf.

Richtig ist auch, daß relativ viel Treibstoff auf dem Mars produziert werden muß, aber das ist dank vorhandenem Wasser machbar. Diese Fähigkeit muß einmal aufgebaut werden, dann können viele Flüge sehr kostengünstig durchgeführt werden.

Es ist die mit Abstand einfachste und daher kostengünstigste Methode für den Marsflug. Elon Musk hat sich noch nicht wirklich geäußert, wie das Konzept aussieht. Ich gehe aber fest davon aus, daß man es so macht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 13. November 2013, 11:37:54
Nochmal zu diesem Konzept für den Flug zum Mars. Wenn es so viele Vorteile hat, warum wurde nicht schon lange so geplant?

Es werden drei neue Schlüsseltechniken gebraucht, um das Marsgefährt so zu bauen. Alle drei wurden als schwierig und aufwändig angesehen, so daß die NASA sie bis auf eine gar nicht in Erwägung gezogen hat, soweit ich weiß.

1. Senkrechtes landen einer ganz normalen Stufe einer Rakete. Das hat wohl noch niemand vorher gemacht. Die senkrechten Lander waren alle spezialisiert und nicht normale Stufen. SpaceX plant das als Bestandteil ihrer Wiederverwendungsstrategie und ist mit Grasshopper und dem Cassiope-Flug sehr weit fortgeschritten.

2. Zur Landung schwerer Nutzlasten auf dem Mars braucht man Triebwerke, die gegen den überschallschnellen Luftstrom starten und arbeiten. Das wurde als schwierig angesehen und NASA sah die Notwendigkeit, dafür ein Grundlagenforschungsprogramm zu starten. SpaceX hat es einfach gemacht und es funktionierte beim Cassiope-Flug einwandfrei. Damit ist dieser Punkt abgehakt.

3.Wiedereintritt einer ganz normal geformten, zylindrischen Stufe aus dem Orbit oder von einem interplanetaren Flug kommend.  Sicher das schwierigste und muß erst noch angegangen werden.

SpaceX wird das Problem wohl zuerst für eine potentielle Wiederverwendung der Falcon 9 Oberstufe angehen, unabhängig davon, ob es für Falcon 9 wirtschaftlich ist oder nicht. Sie brauchen die Technik für die vollständige Wiederverwendbarkeit der Oberstufe des neuen Trägers. Sie werden nicht erst beim neuen Schwerlastträger mit der Entwicklung dafür anfangen.

Aus dem Erdorbit zurück sind das knapp 8km/s, keine leichte Aufgabe für eine Form, die nicht aerodynamisch dafür entwickelt wurde.

Mit welcher Relativ-Geschwindigkeit käme ein Raumfahrzeug auf Hohmann-Transferbahn ungefähr beim Mars an? Das müßte doch deutlich weniger sein als aus dem Erdorbit oder liege ich da völlig falsch?

Am schwierigsten wird die Rückkehr vom Mars sein. Da wird die Geschwindigkeit deutlich höher liegen als die Fluchtgeschwindigkeit der Erde von ca. 11km/s. Allerdings weniger als die Geschwindigkeit der Inspiration Mars Mission mit ca. 14km/s.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: BadCop am 13. November 2013, 14:56:02
Ich weiss, ich mache mich vielleicht jetzt unbeliebt... aber was hat die Diskussion noch mit Raptor zu tun?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 13. November 2013, 16:31:14
Ich weiss, ich mache mich vielleicht jetzt unbeliebt... aber was hat die Diskussion noch mit Raptor zu tun?

Richtig, das hätte in den MCT-Thread gehört. Tut mir leid. :-[
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 30. Dezember 2013, 15:52:18
Ich bin gerade zufällig beim Stöbern nach alten Raketenkonzepten über das TR-106 Triebwerk und dessen Chefkonstrukteur Tom Mueller gestolpert. Beim TR-106 handelt es sich um ein sehr robustes und preisgünstiges Pintle Injector LH2 Triebwerk.

Wieso schreibe ich hier darüber? Nun, Tom Mueller baut auch als Hobby Raketentriebwerke und ist Mitglied in der Reaction Research Society, dem ältesten Amateurraketenclub der USA. Genau dort wurde er von Elon Musk entdeckt und angestellt. Er entwickelte Merlin und nun Raptor. Ist es Zufall, daß die Schubwerte von Raptor und TR-106 fast identisch sind? Ich glaube das nicht und vermute, daß Raptor auf dem TR-106 basiert. Es könnte also durchaus sein, daß die Entwicklung von Raptor viel schneller läuft, als manche sich das vorstellen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 30. Dezember 2013, 16:06:50
Ich bin gerade zufällig beim Stöbern nach alten Raketenkonzepten über das TR-106 Triebwerk und dessen Chefkonstrukteur Tom Mueller gestolpert. Beim TR-106 handelt es sich um ein sehr robustes und preisgünstiges Pintle Injector LH2 Triebwerk.

Wieso schreibe ich hier darüber? Nun, Tom Mueller baut auch als Hobby Raketentriebwerke und ist Mitglied in der Reaction Research Society, dem ältesten Amateurraketenclub der USA. Genau dort wurde er von Elon Musk entdeckt und angestellt. Er entwickelte Merlin und nun Raptor. Ist es Zufall, daß die Schubwerte von Raptor und TR-106 fast identisch sind? Ich glaube das nicht und vermute, daß Raptor auf dem TR-106 basiert. Es könnte also durchaus sein, daß die Entwicklung von Raptor viel schneller läuft, als manche sich das vorstellen.

Allerdings war das TR-106 ein LH/LOX Triebwerk, also eine ganz andere Kategorie. Raptor wird ja ein Methan/LOX-Triebwerk. Trotzdem sind die Erfahrungen damit ganz sicher wertvoll für das Projekt.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 30. Dezember 2013, 16:17:43
Allerdings war das TR-106 ein LH/LOX Triebwerk, also eine ganz andere Kategorie. Raptor wird ja ein Methan/LOX-Triebwerk. Trotzdem sind die Erfahrungen damit ganz sicher wertvoll für das Projekt.

Nun das ist denke ich kein Problem. Alle bisherigen Versuche mit Methan wurden doch auf LH2/LOX basierenden Triebwerken durchgeführt, z.B. mit dem RL-10.

Ein Methantriebwerk ist von den technologischen Herausforderungen sicherlich viel näher an einem LH2/LOX-Triebwerk als an einem Kerosintreibwerk, nur um etwas einfacher.

Ein bestehendes LH2/LOX-Triebwerk könnte wohl ohne großen Aufwand in ein Methantriebwerk umgebaut werden, nur macht das kaum einer weil die Performance sigifikant schlechter ist als bei LH2....

@Major Tom

hast du vielleicht weitere Informationen über das TR-106? Bisher hatte davon noch nie gehört.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 30. Dezember 2013, 16:47:58
Besonders viel kann ich nicht über das TR-106 sagen. Entwickelt hat es wie gesagt Tom Mueller bei TRW, das war unter der Space Launch Initiative. Der Schub war 2892 kN, er wurde erfolgreich auf 65% gedrosselt, es wäre aber wohl noch deutlich mehr dringewesen. Das Low Cost Pintle Engine (LCPE) Triebwerk war darauf ausgelegt, sehr preisgünstig, leicht skalierbar und mit verschiedenen Treibstoffkombinationen(!) betreibbar zu sein.

Das Projekt wurde mit dem Ende der Space Launch Initiative eingestellt. 2002 hat Northrop Grumman TRW gekauft und eine RP1-Variante des Triebwerks entwickelt, das TR-107 mit 4900 kN Schub.

Infos über das TR-106 fand ich hier:

http://blog.nss.org/?p=1900 (http://blog.nss.org/?p=1900)
http://www.astronautix.com/engines/tr106.htm (http://www.astronautix.com/engines/tr106.htm)
http://en.wikipedia.org/wiki/TR-106 (http://en.wikipedia.org/wiki/TR-106)
http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Launch_Initiative (http://en.wikipedia.org/wiki/Space_Launch_Initiative)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 02. Januar 2014, 19:06:33
Danke für die Links :)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 20. Februar 2014, 10:45:24
Tom Mueller, der Chef der Triebwerksentwicklung, sprach bei "Exploring the Next Frontier: The Commercialization of Space is Lifting Off", was gestern in Santa Barbara stattfand. Er sprach über persönliches und Raptor.

Zitat
"Right now, what we’re doing is the evolution, and we’re working on the revolution"

Was wir momentan machen ist Evolution, wir arbeiten an der Revolution.

Er sagte, Raptor soll eine Million Pfund Schub erreichen, also rund 4500kn. Das sind 50% mehr als bisher angenommen. Neun davon sollen kombiniert werden, die dahingehende Spekulation ist also offenbar richtig. Die Leistung des neuen Trägers wird also deutlich höher. Die Nutzlast zum Mars soll 100 Tonnen sein, das Doppelte des bisher angegebenen Wertes. Wir können gespannt sein.

Quelle: http://www.pacbiztimes.com/2014/02/19/spacexs-propulsion-chief-elevates-crowd-in-santa-barbara/ (http://www.pacbiztimes.com/2014/02/19/spacexs-propulsion-chief-elevates-crowd-in-santa-barbara/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 20. Februar 2014, 11:26:13
Wenn das klappen würde - das wär doch mal was !
Hoffentlich erleb ich wenigstens noch den ersten Start damit...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 20. Februar 2014, 11:34:16
Ok also 9 x 4500 kN, das ist in etwa soviel Schub der ersten Stufe wie bei der Saturn V.... Also 100t zum Mars werden da nur mit einer Singlecorelösung trotzdem nicht gehen ::)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 20. Februar 2014, 11:57:35
Ok also 9 x 4500 kN, das ist in etwa soviel Schub der ersten Stufe wie bei der Saturn V.... Also 100t zum Mars werden da nur mit einer Singlecorelösung trotzdem nicht gehen ::)

Das geht auch mit einer 3 core heavy nicht einmal annähernd. Dafür ist auftanken im LEO nötig und dann hat ein core reichlich Tragkraft für den Zweck.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 20. Februar 2014, 12:10:15
Nun, die Frage ist was hier "annähernd" ist. Grob überschlagen müsste eine Triplecorevariante mit 27 x 4500 kN Raptoren beim Start eine Größenordnung von doch 70 t bis 80 t mit Crossfeed, natürlich ohne Wiederverwendung und mit einer zusätzlichen Oberstufe zum Mars schießen können. Aber so ist das ja auch nicht geplant sondern wie du sagst mit mehrenen Starts und auftanken etc.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 20. Februar 2014, 12:18:22
Nun, die Frage ist was hier "annähernd" ist. Grob überschlagen müsste eine Triplecorevariante mit 27 x 4500 kN Raptoren beim Start eine Größenordnung von doch 70 t bis 80 t mit Crossfeed, natürlich ohne Wiederverwendung und mit einer zusätzlichen Oberstufe zum Mars schießen können. Aber so ist das ja auch nicht geplant sondern wie du sagst mit mehrenen Starts und auftanken etc.

Ohne vollständige Wiederverwendung sind die benötigten Kosten nicht erreichbar. Und man will die Masse nicht zum Mars schießen, sondern dort landen, als Nutzlast. Die Rakete fliegt dann zurück und wird wiederverwendet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: TWiX am 20. Februar 2014, 12:33:34
Ok also 9 x 4500 kN, das ist in etwa soviel Schub der ersten Stufe wie bei der Saturn V.... Also 100t zum Mars werden da nur mit einer Singlecorelösung trotzdem nicht gehen ::)

Das geht auch mit einer 3 core heavy nicht einmal annähernd. Dafür ist auftanken im LEO nötig und dann hat ein core reichlich Tragkraft für den Zweck.
Ihr redet hier ständig von einem Auftanken der zweiten (oder dritten) Stufe im LEO, aber seid ihr euch eigentlich bewusst, dass so etwas noch nie versucht wurde? Immerhin reden wir hier nicht vom Transfer einiger hundert Kilo Treibstoff für die Bahnerhaltung, sondern von mindestens hundert Tonnen an flüssigem Sauerstoff und Methan. Allein schon die Größenordnung ist enorm, dazu kommt, dass man zusätzlich einen Tanker bauen muss, der diese Treibstoffe in den LEO befördert, und das am besten in maximal zwei Flügen, sodass eine bemannte Mission nicht ewig warten muss. Das dürfte eine enorme technische Herausforderung sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 20. Februar 2014, 12:54:41
Nun technisch ist das sicher deutlich aufwendiger als ein paar Hundert Liter Hydrazin (?) von einer angedockten Progress in die ISS zu pumpen aber unmöglich ist es auch nicht. Es gab doch immer wieder Kommisionen etc. die damals Alternativen zum teuren Ares Heavylifter Konzept und Constellation und später SLS ausgearbeitet haben und da waren Tankdepots im Orbit von z.B. EELV transportiert doch immer wieder ein ganz großes Thema. Also so abwägig wäre das nicht und wie das umzusetzen ist haben sich sicher auch schon viele kluge Leute mit beschäftigt.

Ein Punkt wo man Erfahrung mit dem auftanken im Orbit sammeln kann wäre auch das Crossfeed bei der Falcon Heavy. Da wird auch viel Treibstoff von Stufe zu Stufe gepumpt und die Verbindungen müssen dann im Flug getrennt werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 20. Februar 2014, 13:34:27
Ihr redet hier ständig von einem Auftanken der zweiten (oder dritten) Stufe im LEO, aber seid ihr euch eigentlich bewusst, dass so etwas noch nie versucht wurde?
Das ganze Mars-Projekt ist ja schließlich auch etwas, was noch nie versucht wurde....8).
Aber ich selbst bin wie Führerschein ein großer Verfechter der Auftank-Variante im All. Wenn 100%-Nutzlast als Hardware hochgeschossen werden, kann diese zwangsläufig viel größer sein, als wenn die Nutzlast mit dem Treibstoff für den BEO-Start geteilt werden muss. Das dürfte allerdings spaäter eine vollkommen anders aufgebaute Tankstufe sein, mit ordentlich Thermalschutz.
Außerdem ist Ähnliches schon einmal durchgeführt wurden, wenn mal mal den Treibstofftransfer auf der ISS außer Acht lässt...2007 wurde ja bereits vollautomatisch Hydrazin während der Orbital Express Mission von ASTRO zu NEXTSat tranferriert. First ever!
LOX ist aber kryogen. Das ist wohl viel heikler zumal die Größenordnung im Falle von MCT schwerlich zu vergleichen ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 20. Februar 2014, 14:25:05
Ihr redet hier ständig von einem Auftanken der zweiten (oder dritten) Stufe im LEO, aber seid ihr euch eigentlich bewusst, dass so etwas noch nie versucht wurde? Immerhin reden wir hier nicht vom Transfer einiger hundert Kilo Treibstoff für die Bahnerhaltung, sondern von mindestens hundert Tonnen an flüssigem Sauerstoff und Methan. Allein schon die Größenordnung ist enorm, dazu kommt, dass man zusätzlich einen Tanker bauen muss, der diese Treibstoffe in den LEO befördert, und das am besten in maximal zwei Flügen, sodass eine bemannte Mission nicht ewig warten muss. Das dürfte eine enorme technische Herausforderung sein.

Bei den Nutzlasten reden wir eher von 500 oder mehr Tonnen. Aber das macht dann auch keinen Unterschied mehr.

An das Problem mit der Wartezeit einer bemannten Mission habe ich auch schon gedacht. Entweder man verwendet wirklich ein Depot, das kostet aber extra. Oder man füllt den Tank eines Frachters auf und transferiert den Treibstoff dann in das bemannte Raumschiff. Der Frachter muß dann eben nochmal aufgefüllt werden.

Es werden sicher immer mehr Frachter fliegen als bemannte Raumschiffe.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MX87 am 20. Februar 2014, 17:42:19
Im L2-Bereich von NSF soll es noch (viel) mehr Daten von Tom Mueller himself geben. Ein Artikel dazu ist laut Chris Bergin (NSF-Admin) in Arbeit und wird in den nächsten Tagen kommen.

Langsam wird es spannend in Sachen MCT und Raptor.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: runner02 am 21. Februar 2014, 21:26:19
Zitat
Ihr redet hier ständig von einem Auftanken der zweiten (oder dritten) Stufe im LEO, aber seid ihr euch eigentlich bewusst, dass so etwas noch nie versucht wurde? Immerhin reden wir hier nicht vom Transfer einiger hundert Kilo Treibstoff für die Bahnerhaltung, sondern von mindestens hundert Tonnen an flüssigem Sauerstoff und Methan. Allein schon die Größenordnung ist enorm,
Technisch gesehen ist das nur up-scaling. Physikalisch spricht nichts dagegen.


Zitat
Das ganze Mars-Projekt ist ja schließlich auch etwas, was noch nie versucht wurde....8).
Das macht es ja interessant. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MX87 am 22. Februar 2014, 04:00:25
Wenn dieses Jahr der Pre-Burner getestet wird, wie weit dürfte der Erfahrung nach der Test eines kompletten Triebwerkes sein?

Man wird es ja von anderen Triebwerken ungefähr wissen wo ein Pre-Burner-Test im Entwicklungsverlauf angesiedelt sein dürfte.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 25. Februar 2014, 19:24:20
Weiß jemand hier ob man mit dem Triebwerk ohne große Anpassungen den Treibstoff den die Russen einsetzen wollten auch verwenden könnte?
Das Zeug besteht aus: 2C2H2+4NH3+8O2
und verbrennt fast vollständig zu: 4CO2+8H2O+2N2
wobei es vermutlich besser ist den Ammoniakanteil etwas größer zu wählen.
Da mit dem Zeug nochmals bessere Ausströmgeschwindigkeiten erreichbar sind, könnte das nochmals gerade für die Oberstufen ein großes Plus an Nutzlast und auch beim beschleunigen in Richtung Mars bringen. Wenn die Oberstufe beides verarbeiten könnte, würde das schon einen Vorteil bringen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: runner02 am 25. Februar 2014, 22:09:12
Wenn die das nicht patentiert haben (eine Chemische Reaktion kann man doch nicht patentieren, aber das Patentsystem ist oft ziemlich verrückt) dann wäre das eventuell eine sinnvolle Idee. Die sollte jemand Musk mitteilen  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 25. Februar 2014, 22:30:24
Weiß jemand hier ob man mit dem Triebwerk ohne große Anpassungen den Treibstoff den die Russen einsetzen wollten auch verwenden könnte?
Das Zeug besteht aus: 2C2H2+4NH3+8O2
und verbrennt fast vollständig zu: 4CO2+8H2O+2N2
wobei es vermutlich besser ist den Ammoniakanteil etwas größer zu wählen.
Da mit dem Zeug nochmals bessere Ausströmgeschwindigkeiten erreichbar sind, könnte das nochmals gerade für die Oberstufen ein großes Plus an Nutzlast und auch beim beschleunigen in Richtung Mars bringen. Wenn die Oberstufe beides verarbeiten könnte, würde das schon einen Vorteil bringen.

Wir haben einen Thread hier im Forum dazu.

http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=11392.0 (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=11392.0)

Acetam wäre etwa gegen RP-1 austauschbar, also eher nicht gegen Methan. Sie haben für die Tests RP-1 Triebwerke verwendet.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 25. Februar 2014, 22:43:45
Ja, ich denk auch, da gibts zu große Unterschiede in der Stömungsmechanik.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 26. Februar 2014, 00:44:59
Ich verstehe ja das man bei Systemen die mehrfach wiederverwendet, den Treibstoff verwendet der günstig im Einkauf ist, also zumindest für die Booster und die 1.Zentralstufe, aber dort wo es ein einmal Nutzung gibt, erscheint mir das eine Alternative zu sein.
Anders wird das natürlich wenn der Russendiesel in der selben Preisregion angesiedelt ist, dann sind 10-15% an mehr ISP vielleicht entscheidend?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 26. Februar 2014, 08:52:09
Ich verstehe ja das man bei Systemen die mehrfach wiederverwendet, den Treibstoff verwendet der günstig im Einkauf ist, also zumindest für die Booster und die 1.Zentralstufe, aber dort wo es ein einmal Nutzung gibt, erscheint mir das eine Alternative zu sein.
Anders wird das natürlich wenn der Russendiesel in der selben Preisregion angesiedelt ist, dann sind 10-15% an mehr ISP vielleicht entscheidend?

Wenn es irgendwo nützlich wäre, dann in der Falcon Oberstufe. Es könnte sicher die Nutzlast zu höheren Orbits verbessern, ohne die Rakete zu vergrößern. Ich bezweifle aber trotzdem stark, daß sie es machen.

Auch die Russen haben noch keine Entwicklung in Richtung tatsächliche Anwendung. Nur interessante Konzepte.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 07. März 2014, 20:31:29
Raptor wird ein Full-flow staged combustion Triebwerk. Der Treibstoff strömt demnach als Gas in die Brennkammer, was bewirkt daß die Turbinentemperatur niedriger und/oder der Brennkammerdruck höher liegen kann. Niedrigere Temperatur wäre gut für die Wiederverwendbarkeit des Triebwerks, die von SpaceX angestrebt wird, also wird wohl in diese Richtung optimiert.

Die Schub soll wie schon geschrieben bei 4.500kN liegen, der ISP bei 321s auf Meereshöhe und 363s im Vakuum. Jeweils neun Raptor Triebwerke befeuern einen Core des MCT trägers, der aus einem oder drei Cores bestehen kann.

Quelle: http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/ (http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 07. März 2014, 23:57:30
"Full flow" staged combustion ist der heilige Gral bei den Raketentriebwerken. Dabei gibt es einen oxidatorreichen und einen brennstoffreichen Preburner. Der komplette Treibstoff fließt durch die Preburner. Maximale Performance bei maximaler Komplexität. Dafür bietet das Konzept Lebensdauervorteile, weil der Preburner nicht so heiß laufen muss, denn weil der komplette Massenstrom durch die zwei Turbinen fließt, braucht man ein kleineres Temperaturverhältnis in der Turbine.

(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up058888.png)

Ich kenne Leute im ESA HQ bei FLPP, die werden vor Neid zerfließen. ;D Insbesondere da SCORE-D ja von der letzten ESA-Ministerratskonferenz gestrichen worden ist.

Das Triebwerk lohnt sich meiner Meinung nach aufgrund der Komplexität ( = teuer!) nur in einem wiederverwendbaren System. Die technische Herausforderung ist gigantisch, wenn es davon auch nur einen erfolgreichen Heißtest gibt, dann ist Musk bzw. Tom Mueller (SpaceX-Triebwerkschef) endgültig im Raumfahrtolymp angekommen - auf einer Stufe mit den großen russischen Namen!
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 08. März 2014, 00:20:51
Hallo Tobi

Danke für die ausführliche Beschreibung. Ein schwieriges Konzept klar dargelegt.

Auch die Prinzipzeichnung hilft beim Verständnis.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Rugoz am 08. März 2014, 01:15:45
"Full flow" staged combustion ist der heilige Gral bei den Raketentriebwerken. Dabei gibt es einen oxidatorreichen und einen brennstoffreichen Preburner. Der komplette Treibstoff fließt durch die Preburner. Maximale Performance bei maximaler Komplexität. Dafür bietet das Konzept Lebensdauervorteile, weil der Preburner nicht so heiß laufen muss, denn weil der komplette Massenstrom durch die zwei Turbinen fließt, braucht man ein kleineres Temperaturverhältnis in der Turbine.

Also Lebensdauervorteile bezweifle ich jetzt mal. Ich zitiere:

Zitat
Staged combustion cycle: In a staged combustion cycle, also called closed cycle, the propellants are burned in stages. Like the gas-generator cycle, this cycle also has a burner, called a preburner, to generate gas for a turbine. The preburner taps off and burns a small amount of one propellant and a large amount of the other, producing an oxidizer-rich or fuel-rich hot gas mixture that is mostly unburned vaporized propellant. This hot gas is then passed through the turbine, injected into the main chamber, and burned again with the remaining propellants. The advantage over the gas-generator cycle is that all of the propellants are burned at the optimal mixture ratio in the main chamber and no flow is dumped overboard. The staged combustion cycle is often used for high-power applications. The higher the chamber pressure, the smaller and lighter the engine can be to produce the same thrust. Development cost for this cycle is higher because the high pressures complicate the development process. Further disadvantages are harsh turbine conditions, high temperature piping required to carry hot gases, and a very complicated feedback and control design.

http://www.braeunig.us/space/index.htm (http://www.braeunig.us/space/index.htm)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 08. März 2014, 08:15:16
Also Lebensdauervorteile bezweifle ich jetzt mal. Ich zitiere:

Zitat
Staged combustion cycle: In a staged combustion cycle, also called closed cycle, the propellants are burned in stages. Like the gas-generator cycle, this cycle also has a burner, called a preburner, to generate gas for a turbine. The preburner taps off and burns a small amount of one propellant and a large amount of the other, producing an oxidizer-rich or fuel-rich hot gas mixture that is mostly unburned vaporized propellant. This hot gas is then passed through the turbine, injected into the main chamber, and burned again with the remaining propellants. The advantage over the gas-generator cycle is that all of the propellants are burned at the optimal mixture ratio in the main chamber and no flow is dumped overboard. The staged combustion cycle is often used for high-power applications. The higher the chamber pressure, the smaller and lighter the engine can be to produce the same thrust. Development cost for this cycle is higher because the high pressures complicate the development process. Further disadvantages are harsh turbine conditions, high temperature piping required to carry hot gases, and a very complicated feedback and control design.

http://www.braeunig.us/space/index.htm (http://www.braeunig.us/space/index.htm)

Das beschreibt ein ganz anderes Triebwerk. Eines, bei dem durch die Turbine nur der dafür benötigte Teil des Treibstoffes fließt und die Turbinenabgase hinter der Pumpe wieder mit dem Treibstoff-Fluß vereint wird. Das ergibt hohe Temperaturen in der Turbine und hohen Druck in der Brennkammer.

Tobi beschreibt ein Triebwerk, bei dem der gesamte Treibstoff durch die Turbine fließt. Dadurch sind die Temperaturen viel niedriger. Weil der Gasfluß durch die Turbine und der Treibstoff-Fluß durch die Pumpe nicht hinterher vereinigt werden müssen, kann auch der Druck niedriger sein, muß aber nicht. Man kann ganz nach Bedarf auf Leistung oder Lebensdauer optimieren. Bei den gegebenen Daten hat man offenbar auf Lebensdauer optimiert.

Dazu noch, daß es zwei Turbopumpen gibt, eine für Methan, eine für LOX. Das ist zwar erstmal aufwändiger, aber die beiden Pumpen können getrennt für ihren Zweck optimiert werden. Es ist auch sicherer, weil Methan und LOX nicht durch Dichtungen voneinander getrennt gehalten werden müssen. Wenn die Dichtung versagt, explodiert das Triebwerk sofort und heftig ohne Vorwarnung. Das kann mit zwei Turbopumpen nicht passieren. Außerdem können Methan- und LOX-Fluß getrennt gesteuert werden. Das erleichtert einen Wechsel des Gemisches. Man kann z.B. beim Start ein Gemisch für maximalen Schub wählen und dann auf ein ISP-optimiertes Gemisch wechseln.

Das Design ist vielversprechend. Ich würde die Daten als vorläufig ansehen. Je nachdem, welche Materialien verwendet und welche Verschleißwerte festgestellt werden, können die Daten noch verbessert werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 08. März 2014, 09:23:05
Dazu noch, daß es zwei Turbopumpen gibt, eine für Methan, eine für LOX.
Auch wenn einige schematische Zeichnungen zu Staged Combustion Triebwerken dies oft andeuten mögen, gab es im SSME bereits ebenfalls getrennte Turbopumpen für Oxidator und Brennstoff, nur waren die eben beide brennstoffreich (fuel rich) und nicht der ganze Massenfluss ging über die Turbinen.

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039852.jpg) (http://www.pic-upload.de/view-22485273/SSME.jpg.html)

Sorry, ich schaff's einfach nicht folgende Grafik in höherer Auflösung zu finden, aber es verdeutlicht, was ich meine:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039853.jpg) (http://www.pic-upload.de/view-22485284/Comparison.jpg.html)

Was ich dabei nicht verstehe, ist worin der technische Aufwand besteht allen Treibstoff über die Turbinen zu leiten, da dies auf den ersten Blick ja eigentlich naheliegend sein sollte und die Komplexität der SSMEs ohnehin ja auch schon beträchtlich war. Wieso hat man sich also beim SSME auf fuel rich für die Turbopumpen beschränkt?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 08. März 2014, 09:33:55
Was ich dabei nicht verstehe, ist worin der technische Aufwand besteht allen Treibstoff über die Turbinen zu leiten, da dies auf den ersten Blick ja eigentlich naheliegend sein sollte und die Komplexität der SSMEs ohnehin ja auch schon beträchtlich war. Wieso hat man sich also beim SSME auf fuel rich für die Turbopumpen beschränkt?

Gute Frage, nächste Frage!

Im Ernst, ich rate jetzt nur. Aber den gesamten Wasserstoff mit seinem großen Volumen als Gas durch die Turbine schicken, sehe ich als problematisch. Beim SSME Design geht es noch flüssig in die Turbopumpe, wenn ich es richtig sehe. Da ist das Volumen noch beherrschbar.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 08. März 2014, 10:05:46
Das Problem ist, dass man bei "full flow" eine aggressive heiße oxidatorreiche Zusammensetzung in einem der Preburner (Vorbrennkammer) und Turbine hat. Die muss dann auch noch zur Brennkammer geleitet werden. Das erfordert spezielle Legierungen. Damit haben die Russen am meisten Erfahrungen.

Ich bin gespannt, wie SpaceX dieses Problem löst. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 08. März 2014, 10:13:14
Das Problem ist, dass man bei "full flow" eine aggressive heiße oxidatorreiche Zusammensetzung in einem der Preburner (Vorbrennkammer) und Turbine hat. Die muss dann auch noch zur Brennkammer geleitet werden. Das erfordert spezielle Legierungen. Damit haben die Russen am meisten Erfahrungen.

Danke Tobi, du bist mir jetzt zuvorgekommen, weil ich eben fragen wollte, ob das ganze am Ende ein Temperaturproblem auf der Oxidatorseite hat? Allerdings hatte ich weniger die Temperatur der Verbrennungsgase im Verdacht, als vielmehr die höhere Oxidatortemperatur im Vergleich zum Brennstoff.
Kannst du eine Aussage mache, welche Legierungen da zum Einsatz kommen könnten  bzw. bisher bei den Russen zum Einsatz kamen?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 08. März 2014, 10:47:40
Viele russische Triebwerke wie RD-180 und RD-170, NK-33 haben nur "normales" staged combustion aber mit einem oxidatorreichen Preburner, weil das bei Kerosin Vorteile hat. Material kenne ich nicht.

Und mir fällt gerade auf, dass das Triebwerk auch noch zweimal wiederzündbar sein muss. Das kann man dann der langen Liste der Anforderungen noch hinzufügen. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Rugoz am 08. März 2014, 11:25:31
Full flow? Das stellt wohl nochmals ganz andere Anforderungen and Turbine und Pumpe.

Das untenstehende Dokument vergleicht die beiden Triebwerke RD-0110 and RD-0124. Das erstere ist ein GG, das zweite ein SC mit gleichem Schub aber höherem Brennkammerdruck und 33s mehr isp.

http://www.space-propulsion.info/resources/articles/AIAA-2005-3946.pdf (http://www.space-propulsion.info/resources/articles/AIAA-2005-3946.pdf)

Auf Seite 4 werden Turbopumpen und Turbine miteinander verglichen, da sieht man dass bei einem SC die Anforderungen massiv höher sind (pressure, rotation speed, mass flow rate).

Ehrlich gesagt finde ich es überraschend, dass SpaceX solche Pläne hat, das passt irgendwie gar nicht zur Firmenphilosophie. Für eine Riesenrakete mit wiederverwendbarer Erststufe würde ich ein Merlin 2 sowie ein GG hydrolox Triebwerk für die Oberstufe verwenden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 08. März 2014, 14:55:11
Ich zitiere mal den NSF Artikel:
http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/ (http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/)

Zitat
The second project was the 250klbf (1,100kN) Integrated Powerhead Demonstrator, part of the joint DoD/NASA Integrated High Payoff Rocket Propulsion Technologies (IHPRPT) program.

The objective of this program was to test high payoff technologies that would enable higher performance than the SSME, but with a useful life of up to 200 missions. In keeping with the USA engine expertise, it used liquid hydrogen and oxygen as propellant.

Also Rocketdyne und Aerojet haben in einem gemeinsamen NASA/DOD Projekt den Integrated Powerhead Demonstrator entwickelt, der Technologien für Triebwerke entwickeln sollte, die bis zu 200 Mal wiederverwendbar sind.

Wir sehen also Musk ist auch in den USA mit seinen Ambitionen nicht allein. Ich bin sehr gespannt, was wir da in den nächsten Jahren sehen werden. 8) SpaceX ist jetzt Innovator Nr. 1 in den USA bei den Flüssigantrieben für Raumtransport.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 08. März 2014, 15:07:24
@Rugoz

Lies doch nochmal die Beschreibung der Triebwerke in deiner Quelle im Vergleich zu den Beschreibungen von Tobi und Doc Hoschi. Das sind völlig verschiedene Konzepte. Der Raptor hat zwei völlig unabhängige Turbopumpen mit jeweils eigenen Gasgeneratoren. Full Flow hat eben nicht die hohen Temperaturen und Drücke.

Der Gasgenerator für LOX ist deshalb zwangsläufig sauerstoffreich. Aber wenn die Russen das metallurgisch vor 50 Jahren geschafft haben, denke ich, SpaceX schafft das heute auch.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Rugoz am 08. März 2014, 16:40:58
@Rugoz

Lies doch nochmal die Beschreibung der Triebwerke in deiner Quelle im Vergleich zu den Beschreibungen von Tobi und Doc Hoschi. Das sind völlig verschiedene Konzepte. Der Raptor hat zwei völlig unabhängige Turbopumpen mit jeweils eigenen Gasgeneratoren. Full Flow hat eben nicht die hohen Temperaturen und Drücke.

Der Gasgenerator für LOX ist deshalb zwangsläufig sauerstoffreich. Aber wenn die Russen das metallurgisch vor 50 Jahren geschafft haben, denke ich, SpaceX schafft das heute auch.

Die hohen Anforderungen bei SC and die Turbine/Pumpen stammen daher, dass die Gase nach dem passieren der Turbine den Brennkammerdruck aufweisen müssen, beim GG werden diese Gase einfach "über Bord geworfen". Daran ändert auch ein full flow cycle nichts, im Gegenteil, auch der Sauerstoff muss jetzt zuerst die Turbine passieren und dann mit hohem Druck in die Brennkammer eintreten, d.h. es kann eigentlich nur schwieriger sein.

Wegen der Temperatur, hab ich keine Ahnung. Aber ein sauerstoffreicher Preburner dürfte wohl eher Probleme verursachen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 08. März 2014, 18:13:50
Die hohen Anforderungen bei SC and die Turbine/Pumpen stammen daher, dass die Gase nach dem passieren der Turbine den Brennkammerdruck aufweisen müssen, beim GG werden diese Gase einfach "über Bord geworfen". Daran ändert auch ein full flow cycle nichts, im Gegenteil, auch der Sauerstoff muss jetzt zuerst die Turbine passieren und dann mit hohem Druck in die Brennkammer eintreten, d.h. es kann eigentlich nur schwieriger sein.

Sieh dir den Zyklus doch einfach mal an und versuch, ihn zu verstehen. Die Diagramme sind wirklich gut und verständlich. Das würde der Diskussion helfen. Natürlich muß der Druck am Ausgang der Pumpe dem Brennkammerdruck entsprechen. Das ist trivial. Es muß bei jedem System so sein, sogar bei druckgespeisten Triebwerken. Bei einem full flow cycle ist es nur so, daß der Druck nicht besonders hoch sein muß, im Gegensatz zu SC-Triebwerken, bei denen der Ausgang der Turbine parallel eingespeist sein muß. Da ist der Mindestdruck durch den Ausgang der Turbine festelegt.

Wegen der Temperatur, hab ich keine Ahnung. Aber ein sauerstoffreicher Preburner dürfte wohl eher Probleme verursachen.

Warum denn? Ich hatte schon geschrieben: Was die Russen vor 50 Jahren hingekriegt haben, sollte heute für SpaceX kein unüberwindbares Problem sein. Schon deshalb, weil bekannt ist, daß es eine Lösung gibt.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 08. März 2014, 19:43:13
Ich gehe einfach mal davon aus, daß SpaceX schon eine mach- und finanzierbare Lösung im Auge hatte, bevor die Entwicklung in diese Richtung vorangetrieben wurde. Elon Musk will das Projekt schließlich auf keinen Fall in den Sand setzen.
Man hatte vielleicht auch Zugriff auf die IHPRPT Unterlagen der NASA.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 08. März 2014, 20:46:02
Ich weiß ja nicht wie das in den USA gehandhabt wird, aber falls die NASA früher schon Entwicklungen bezahlt hat, sollte das wohl staatliches Eigentum sein. Dann liegt es in staatlicher Hoheit, wer die Unterlagen bekommt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 08. März 2014, 21:00:35
War nicht eines der Zugeständnisse der NASA im Rahmen des kommerziellen Raumfahrtprogramms der Zugriff auf NASA Unterlagen?  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Rugoz am 08. März 2014, 21:31:55
Die hohen Anforderungen bei SC and die Turbine/Pumpen stammen daher, dass die Gase nach dem passieren der Turbine den Brennkammerdruck aufweisen müssen, beim GG werden diese Gase einfach "über Bord geworfen". Daran ändert auch ein full flow cycle nichts, im Gegenteil, auch der Sauerstoff muss jetzt zuerst die Turbine passieren und dann mit hohem Druck in die Brennkammer eintreten, d.h. es kann eigentlich nur schwieriger sein.

Sieh dir den Zyklus doch einfach mal an und versuch, ihn zu verstehen. Die Diagramme sind wirklich gut und verständlich. Das würde der Diskussion helfen. Natürlich muß der Druck am Ausgang der Pumpe dem Brennkammerdruck entsprechen. Das ist trivial. Es muß bei jedem System so sein, sogar bei druckgespeisten Triebwerken. Bei einem full flow cycle ist es nur so, daß der Druck nicht besonders hoch sein muß, im Gegensatz zu SC-Triebwerken, bei denen der Ausgang der Turbine parallel eingespeist sein muß. Da ist der Mindestdruck durch den Ausgang der Turbine festelegt.

Wegen der Temperatur, hab ich keine Ahnung. Aber ein sauerstoffreicher Preburner dürfte wohl eher Probleme verursachen.

Warum denn? Ich hatte schon geschrieben: Was die Russen vor 50 Jahren hingekriegt haben, sollte heute für SpaceX kein unüberwindbares Problem sein. Schon deshalb, weil bekannt ist, daß es eine Lösung gibt.

1. Danke ich kann Diagramme lesen, und es ist ganz klar, dass der Treibstoffmix nach passieren der Turbine in die Brennkammer eingeleitet wird, deshalb heissen die Triebwerke ja auch SC.

2. Dürfte kein unüberwindbares Problem sein, aber ich denke nicht, dass es der Wiederverwendbarkeit zuträglich ist.

Übrigens hat es hier die besseren Diagramme, und full flow SC ist klar als die komplexeste Triebwerksvariante gelistet:

http://ftp.rta.nato.int/public/PubFullText/RTO/EN/RTO-EN-AVT-150/EN-AVT-150%20Presentations/EN-AVT-150-06-PPT.pdf (http://ftp.rta.nato.int/public/PubFullText/RTO/EN/RTO-EN-AVT-150/EN-AVT-150%20Presentations/EN-AVT-150-06-PPT.pdf)

Für eine wiederverwendbare Rakete lohnen sich ja in der Regel komplexe Triebwerke eher, da man gute Performance braucht (niedriges Gewicht) sowie die teuren Triebwerke nicht nach jedem Gebrauch weggeworfen werden. Allerdings hat man das auch beim SSME gedacht, die Wiederverwendung hat sich dort aber schlussendlich nicht gelohnt.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 09. März 2014, 12:32:38
Ein Kandidat für FLPP bzw. Ariane 6 war auch ein LCH4/LOX staged combustion Triebwerk mit 265 Tonnen Schub (2650kN). Da wurden Subscale-Tests mit 150 bar Brennkammerdruck in Lampoldshausen am P8 in 2009 gefahren. Das Test-Triebwerk hatte 40kN Schub.

----------

Ich denke, der Entwicklungsaufwand von Raptor wird maßgeblich vom anvisierten BK-Druck abhängen. Zuviel kann man da eh nicht rausholen, denn man will ja die Lebensdauer maximieren. Bisher wurde "full flow" staged combustion ja auch mehr als Mittel zur Performancesteigerung gesehen als Mittel zur Steigerung der Lebensdauer. Mit "full flow" kann man theoretisch 300 bar BK Druck rausholen. Ich denke, dass wird nicht das Ziel von SpaceX sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Doc Hoschi am 09. März 2014, 13:02:49
Aber auf einen Wert über den ca. 225 bar Spitze wie beim SSME wird's doch wahrscheinlich für Raptor trotzdem rauslaufen, oder?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: GerdW am 09. März 2014, 13:31:17
Viele russische Triebwerke wie RD-180 und RD-170, NK-33 haben nur "normales" staged combustion aber mit einem oxidatorreichen Preburner, weil das bei Kerosin Vorteile hat. Material kenne ich nicht.

Und mir fällt gerade auf, dass das Triebwerk auch noch zweimal wiederzündbar sein muss. Das kann man dann der langen Liste der Anforderungen noch hinzufügen. ;)

Eine Frage mal als Laie:
Ein Vorteil des sauerstoffreichen Gasgenerators ist wohl, daß kein Ruß anfällt. Habe ich gelesen.
Wie ist das denn bei Methan? Entsteht da bei brennstoffreicher Vorverbrennung nicht auch Ruß?
Oder ist das kein Problem?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: GG am 09. März 2014, 13:51:49
Im NSF-Artikel stand, dass weniger Rückstände entstehen. Das sollte wohl den Ruß mit einschließen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 09. März 2014, 13:54:07
Und mir fällt gerade auf, dass das Triebwerk auch noch zweimal wiederzündbar sein muss. Das kann man dann der langen Liste der Anforderungen noch hinzufügen. ;)

Für den Marsflug muß das Triebwerk der Oberstufe noch mehr Zündungen bewältigen. Ich nehme an, daß es auf elektrische Zündung über eine Zündflamme oder Laserzündung hinauslaufen wird.

Über eines habe ich noch gar nicht nachgedacht und nichts gelesen. Es werden doch für den Start des Triebwerkes zwei Zündungen gebraucht. Zuerst das Gemisch im Vorbrenner für die Turbopumpe und dann das eigentliche Triebwerk. Macht man das beides mit TEA/TEB?

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 09. März 2014, 14:10:09
Ich kenne kein staged combustion Triebwerk, das eine Wiederzündung kann/konnte. Meistens sind das ja auch Erststufentriebwerke, wo eine Wiederzündung nicht notwendig ist. Oder kennt jemand eins? Der Zündprozess ist da ja etwas komplizierter aber ich denke, es geht technisch auf jeden Fall.

Dazu kommt übrigens noch eine Drosselung auf (vermultlich) 70% wie bei Merlin 1D. Da gibt es gute Nachrichten. Andere Triebwerke mit gestufter Verbrennung wie RD-191 können angeblich (laut engl. Wikipedia) auf 30% den Schub drosseln und das RD-180 auf 40%.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 09. März 2014, 14:31:33
Staged Combustion => hoher Brennkammerdruck? Nein, es gibt auch andere Beispiele! Ein Beispiel ist das RD-8, ein ukrainisches Triebwerk, das als Vernier-Triebwerk in der Zenit eingesetzt wird. Vier Brennkammern werden von einer Pumpenanlage versorgt. Es benutzt den staged combustion Zyklus bei einem beschaulichen Brennkammerdruck von nur 78 bar!

http://www.yuzhnoye.com/?id=156&lang=en (http://www.yuzhnoye.com/?id=156&lang=en)

Es hat laut Hersteller eine hohe Lebensdauer von über 4000 Sekunden. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Rugoz am 09. März 2014, 19:03:06
Staged Combustion => hoher Brennkammerdruck? Nein, es gibt auch andere Beispiele! Ein Beispiel ist das RD-8, ein ukrainisches Triebwerk, das als Vernier-Triebwerk in der Zenit eingesetzt wird. Vier Brennkammern werden von einer Pumpenanlage versorgt. Es benutzt den staged combustion Zyklus bei einem beschaulichen Brennkammerdruck von nur 78 bar!

http://www.yuzhnoye.com/?id=156&lang=en (http://www.yuzhnoye.com/?id=156&lang=en)

Es hat laut Hersteller eine hohe Lebensdauer von über 4000 Sekunden. ;)

Ist aber schon die Ausnahme, je höher der Druck desto höher ist der Effizienzvorteil von SC gegenüber GG. Beim GG nimmt die Effizienz ab einem Brennkammerdruck von ~125 bar wieder ab.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: runner02 am 10. März 2014, 00:29:45
Zitat
Wie ist das denn bei Methan? Entsteht da bei brennstoffreicher Vorverbrennung nicht auch Ruß?
Oder ist das kein Problem?

In CH4 ist viel mehr Wasserstoff (Verhältins C:H) drinnen als zb. in Kerosin (Formel weiß ich nicht, aber sagen wir mal es besteht aus C4H10)

1:4 gegen 1:2,5. Dh bei unsauberer Verbrennung bleibt mehr Kohlenstoff (Ruß) beim Kerosin über.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 17. April 2014, 11:26:40
Die Entscheidung bezüglich Methan wurde schon vor Jahren getroffen, huptsächlich spielen ökonomische Aspekte als auch die sehr hohe Zuverlässigkeit der Technologie die Entscheidende Rolle. Dazu gibt es Informatioen von Mask und von Roskosmos (Auschreibung Triebwerk-2015, veröffentlicht 2010).

Der ISP ist nicht ausschlaggebend, sondern immer das Gesamtpaket angefangen von der Arbeit an Drehbank, Montage bis zum Start. So zum Beispiel ist der ISP von Acetam (bei rк=120 кгс/см2) nur 380s (70/30), bei H2O um 452s. Die Nutzlast ist aber fast gleich. Es geht schlichtweg um Einsparungen von Milliarden.

Bei wiederverwendbaren Triebwerken ist Methan die beste Alternative, es gibt momentan nichts besseres.


Schon der Vergleich der Gas-Gas Triebwerke (RD-0162) zu Gas-Flüssigkeit, haben wir eine enorme Reduzierung der Wärmeströme bei gleichen Druckverhältnissen und somit eine signifikante geringe Materialbelastung die wiederum die Zuverlässigkeit erhöht.

Hochinteressant. Ich kopiere das mal in den Raptor-Thread. Das Konzept hat SpaceX ja für Raptor gewählt.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 17. April 2014, 12:53:56
Zu RD-0162 werde ich noch bei MRKN schreiben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 17. April 2014, 13:25:26
Wirklich sehr interessant. Das zeigt recht klar, daß nicht nur die relativ einfache Herstellbarkeit von Methan auf dem Mars sondern hauptsächlich die Wiederverwendung den Ausschlag gegeben hat.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 17. April 2014, 15:40:29
Nun das ist wohl ein Win-Win Konzept.
Weiß hier jemand was es ausmachten würde, wenn ein LCH4/LOX Triebwerk 200m/s mehr ISP hätte im Bezug auf die Nutzlast bei Wiederverwendung?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tomtom am 25. April 2014, 10:52:45
SpaceX will das Triebwerk bei der NASA im E2 Teststand des Stennis Space Center testen.

Shotwell: man habe einen agressiven Zeitplan und will den ersten Flug in 15-20 Jahren realisieren.

http://www.clarionledger.com/story/news/2014/04/22/spacex-test-methane-rocket-engine-mississippi/8002365/ (http://www.clarionledger.com/story/news/2014/04/22/spacex-test-methane-rocket-engine-mississippi/8002365/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 25. April 2014, 12:13:42
SpaceX will das Triebwerk bei der NASA im E2 Teststand des Stennis Space Center testen.

Shotwell: man habe einen agressiven Zeitplan und will den ersten Flug in 15-20 Jahren realisieren.

http://www.clarionledger.com/story/news/2014/04/22/spacex-test-methane-rocket-engine-mississippi/8002365/ (http://www.clarionledger.com/story/news/2014/04/22/spacex-test-methane-rocket-engine-mississippi/8002365/)

Das ist der Zeitrahmen für die bemannte Marslandung. Die Rakete muß dafür sehr viel früher fliegen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: roger50 am 25. April 2014, 12:17:57
Moin,

tomtom, ich glaube, du hast den letzten Absatz etwas zu pessimistisch/unklar dargestellt:

aus dem Artikel:
Zitat
The rocket engines tested there, she said, could eventually help Americans reach Mars. The company’s aggressive timetable for the first such flight, she said, is 15-20 years.

Meine Übersetzung: Die Triebwerke, die sie (SpaceX) dort (in Stennis) testen werden, können möglicherweise helfen, daß Amerikaner den Mars erreichen (zum Mars fliegen). Der dynamische Zeitplan der Firma für den ersten derartigen (also bemannten Mars-) Flug, sagte sie, sehe dafür 15-20 Jahre vor.

Sie sagt also nicht, daß ihre dafür vorgesehene Rakete (MCT) erst in 15-20 Jahren fliegen wird, sondern daß man den ersten bemannten Marsflug bis dahin anstrebt.

Das wird zwar manchen Foristen hier immer noch enttäuschen, klingt aber wesentlicher realistischer als zuvor. ;)

Gruß
roger50

Edit: mein Post kreuzt sich mir dem von Führerschein, ergänzt ihn aber

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tomtom am 25. April 2014, 22:24:01
Danke für die Korrektur, ihr habt natürlich Recht, da hab ich wohl zu schnell gelesen und ich dachte schon, SpaceX wäre vernünftig geworden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: roger50 am 25. April 2014, 23:30:21
N'abend,

tomtom
Zitat
....ich dachte schon, SpaceX wäre vernünftig geworden.

..und ich bin verwundert, daß SpaceX (in Form von Madame Shotwell) halbwegs realistische Jahreszahlen nennt... :D

Eine bem. Marslandung bis 2035 halte auch ich für möglich, immer vorausgesetzt, daß das notwendige Geld dafür vorhanden ist.

Es gibt ja im net noch andere Foren, und dort werden auch (m.E.) realistischere Zeitpläne als hier diskutiert. Wenn ich mal einen Mittelwert aus den verschiedenen Abschätzungen erstelle, könnte es bis ca. Mitte 2017 das Raptor-Triebwerk in flugfähiger Version geben.

Ich glaube schon, daß The Elon finanziell in der Lage ist, die Entwicklung eines solchen Triebwerks zu stemmen. Daß er bereit ist, sein eigenes Geld zu investieren, hat er ja in den ersten Jahren der Firma bewiesen. Und so (meine Schätzung) mindestens 1 Mrd. $ wird ihn das schon kosten, selbst wenn er jetzt alle möglichen NASA-Teststände und -einrichtungen billig nutzen darf, die der Steuerzahler in den 60ern finanziert hat.

Richtig teuer wird es erst danach..... 8)

Gruß
roger50
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MX87 am 26. April 2014, 14:38:01
Wenn ich mal einen Mittelwert aus den verschiedenen Abschätzungen erstelle, könnte es bis ca. Mitte 2017 das Raptor-Triebwerk in flugfähiger Version geben.

Ich glaube schon, daß The Elon finanziell in der Lage ist, die Entwicklung eines solchen Triebwerks zu stemmen. Daß er bereit ist, sein eigenes Geld zu investieren, hat er ja in den ersten Jahren der Firma bewiesen. Und so (meine Schätzung) mindestens 1 Mrd. $ wird ihn das schon kosten, selbst wenn er jetzt alle möglichen NASA-Teststände und -einrichtungen billig nutzen darf, die der Steuerzahler in den 60ern finanziert hat.

Richtig teuer wird es erst danach..... 8)

2017 für das fertige Triebwerk halte ich auch für denkbar. Vorausgesetzt man findet einen Produktionsstandort könnte die Erste Single-Core-Rakete dann wahrscheinlich 2019 auf der Rampe stehen bzw fliegen. Bei den Kosten schätze ich aber geringeres. Allerdings betreiben wir da beide Kaffeesatz-Leserei  ;)  irgendwo hieß es, dass eine zweistellige Anzahl von Ingenieuren an dem Triebwerk arbeitet. Das ist im Vergleich zu anderen Programmen wenig. Grasshopper 1 hatte ein Team von ca. 20 Ingenieuren. Personal ist ein immenser Kostenfaktor. Der nächste richtig große Kostenfaktor sind Infrastruktur für Bau und Start der Rakete.

An sich ist es aber besser, wenn die Teststände für das genutzt werden, wofür sie gebaut wurden, anstatt sie vor sich hin modern zu lassen. Genauso wie Pad 39A.

Hach, ich hoffe es wird mal bald etwas mehr enthüllt von Raptor und MCT  :)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 26. April 2014, 15:30:56

Hach, ich hoffe es wird mal bald etwas mehr enthüllt von Raptor und MCT  :)

Dem kann ich mich vollinhaltlich anschließen. Im Augenblick haben sie aber einfach zu viel aktuelleres. Den bemannten Dragon, Falcon Heavy und die Produktion hochfahren. Diverse Pads auf neue Aufgaben vorbereiten.

Die Kosten für Raptor halte ich auch für relativ gering. Die Entwicklungsingenieure haben sie, ihre jetzigen Turbopumpen bauen sie auch selber, wenn die auch einfacher und kleiner sind. Die Avionik ist auch nicht grundsätzlich aufwändiger, auch mit Entwicklung im Haus.

Pad haben sie zum Glück dann auch.

Teuer wird sicher der Bau der Tanks. Aber geeignete Gebäude mit Infrastruktur, Hafenanschluss usw. hat die NASA und versucht fast verzweifelt, sie zu vermieten. Ob sie die nutzen wollen? Oder finden sie selber bauen günstiger? Wenn, dann wohl in Brownsville, wie Elon Musk schonmal angedeutet hat, nur meine Meinung.

Ich nehme an, auf die Qualifikations-Tests mit voller Brenndauer der Triebwerke werden sie verzichten, wenn es keine geeigneten Anlagen bei der NASA gibt. Das macht außer ihnen niemand. Falls sie es machen, wird ein entsprechender Teststand wohl teuer. Kurze Hotfire-Tests, bei Bedarf auch viele, können sie auf Pad 39A machen. Vielleicht könnten sie Tests im Stil der Grasshopper machen, aber sie kriegen die Riesenstufen wohl nicht an einen Standort, wo das möglich ist.

Keine Ahnung, was zu einem Teststand für die Struktur der Stufen gehört und ob die alten Teststände für Saturn V in Stennis da helfen.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 26. April 2014, 15:37:45
Ich nehme an, auf die Qualifikations-Tests mit voller Brenndauer der Triebwerke werden sie verzichten, wenn es keine geeigneten Anlagen bei der NASA gibt. Das macht außer ihnen niemand. Falls sie es machen, wird ein entsprechender Teststand wohl teuer. Kurze Hotfire-Tests, bei Bedarf auch viele, können sie auf Pad 39A machen. Vielleicht könnten sie Tests im Stil der Grasshopper machen, aber sie kriegen die Riesenstufen wohl nicht an einen Standort, wo das möglich ist.

Was du meinst sind die Abnahmetests und nicht die Qualifikationstests, die sind garantiert über ein vielfaches der geforderten Brenndauer.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 26. April 2014, 15:46:49
Was du meinst sind die Abnahmetests und nicht die Qualifikationstests, die sind garantiert über ein vielfaches der geforderten Brenndauer.

Aber nicht zwangsläufig mit der gesamten Stufe, sondern mit einzelnen Triebwerken auf dem Teststand. Nach den Saturn-Tests wurde dieser Test nicht mehr mit ganzen ersten Stufen gemacht, erst wieder von SpaceX. Den entsprechenden Teststand der Saturn V gibt es noch in Stennis, aber in welchem Zustand wird der heute sein?

Ich verstehe Qualifikationstests als das, was man vor dem ersten Flug macht. Später dann Abnahmetests/Acceptancetests jeder neu gebauten Stufe, die höchstens noch bei den ersten Modellen über die volle Dauer gehen, dann aber immer kürzer werden, bis auf die Dauer von Hotfiretests.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 26. April 2014, 19:11:19
Falls der Beton vom Teststand der F1-Triebwerke nicht so schlecht ist das nicht nur wenige cm der Oberflächen marode sind, kann man die wie eine Brücke sanieren.
Eigentlich sollte der noch gut in Schuss sein, den Erschütterungen hat der wohl seid damals wohl kaum welche gehabt.

Ich hoffe aber das SpaceX den Triebwerkstype so lange laufen lässt bis er eine ähnlich Qualität wie das F1 erreicht, dadurch würde das Risiko bei eine Riesenrakete mit zwei Boostern sehr viel kleiner werden.
Eigentlich müssen sie hier viel besser werden, ohne ein sehr zuverlässiges Triebwerk schon beim ersten bemannten Start in LEO, können sie das ganze Projekt in die Tonne treten.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 26. April 2014, 21:06:14

Ich hoffe aber das SpaceX den Triebwerkstype so lange laufen lässt bis er eine ähnlich Qualität wie das F1 erreicht, dadurch würde das Risiko bei eine Riesenrakete mit zwei Boostern sehr viel kleiner werden.
Eigentlich müssen sie hier viel besser werden, ohne ein sehr zuverlässiges Triebwerk schon beim ersten bemannten Start in LEO, können sie das ganze Projekt in die Tonne treten.

Zweifellos müssen die Triebwerke getestet werden. Zuerst als Typ, also als Testmodelle, dann Triebwerke aus der Produktion, bis an die Grenzen. Aber das ist nicht wirklich ein Problem. Ein Teststand dafür wird kein Riesenvermögen kosten. Oder man nimmt den "Melkschemel", da kann man unbegrenzt testen.

Nur muß man wirklich wieder wie bei Falcon 9 und Falcon Heavy die ganze erste Stufe bzw. den ganzen Block aus drei Erststufen mit voller Laufzeit am Boden testen? Wie gesagt, niemand sonst tut das. Ein Teststand dafür, besonders für die Heavy-Variante, falls es eine geben wird, der kostet richtig Geld. Und wo baut man ihn? Im Prinzip wäre es wohl in McGregor möglich, aber da kriegt man die Stufe nicht hin transportiert. Vielleicht in Stennis, der NASA-Anlage. Da gibt es Transportmöglichkeiten per Schiff. Aber da hatte man als größtes den Teststand der Saturn V. Die Heavy wäre viel größer. Keine Ahnung, was man da bauen könnte.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MX87 am 26. April 2014, 21:20:21
Wenn man auf einen Test der kompletten ersten Stufe besteht, dann könnte eine kombinierte Teststand-/Startrampe die Idee sein. Sowas gab es meines Wissens schon einmal. Wenn ich mich nicht täusche dann startete die erste Energija ist von ihrem Teststand, der eben auch als Rampe genutzt werden konnte.

Bei der MCT-Rakete allerdings würde der erste Flug wohl von Pad 39A stattfinden. Ob man eine Startanlage dort für sowas ausgelegen könnte und ob die Struktur von Pad 39A das aushalten würde?

In dem Zusammenhang: Was sind eigentlich die Temperaturen der Triebwerksabgase von den Shuttle-SRBs, Kerosin-LOX und Methan-LOX?

Wäre interessant mal einen Vergleich zu sehen...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 26. April 2014, 21:59:20
ich bin jedenfalls auf die ersten Bilder und Videos von den Triebwerken und den Versuchsläufen gespannt und natürlich auch an den technischen Daten.
Vielleicht erleben wir ja eine klein Überraschung bei Schub und ISP.
Hat jemand irgendwelche Zahlen an denen man die zu erwartenden Werte mit RP-1/LOX vergleichen kann?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: roger50 am 26. April 2014, 22:59:13
Zu faul zum googlen:.? >:(

http://de.wikipedia.org/wiki/Raketentreibstoff (http://de.wikipedia.org/wiki/Raketentreibstoff)

Gruß
roger50
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. April 2014, 01:17:11
Zu faul zum googlen:.? >:(
http://de.wikipedia.org/wiki/Raketentreibstoff (http://de.wikipedia.org/wiki/Raketentreibstoff)
Gruß
roger50
Nicht zu faul, nur mit den Angaben nicht ausreichend.
Zum ersten fehlt da der Schubvergleich, zum zweiten würde mich natürlich nicht nur der ISP beim Boden interessieren,
sondern auch wie das im Vakuum ist.
Schön wäre es auch zu wissen wie sich Schub und IPS abhängig vom Brennkammerdruck und Höhe verhalten.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schillrich am 28. April 2014, 08:04:30
Guten Morgen,

ich habe die letzte MCT-relevanten Beiträge in den MCT-Thread verschoben und hier "MCT" aus dem dem Threadtitel genommen, um MCT un Raptor in den Diskussionen zu trennen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MR am 28. April 2014, 13:01:52
Nicht zu faul, nur mit den Angaben nicht ausreichend.
Zum ersten fehlt da der Schubvergleich, zum zweiten würde mich natürlich nicht nur der ISP beim Boden interessieren,
sondern auch wie das im Vakuum ist.
Schön wäre es auch zu wissen wie sich Schub und IPS abhängig vom Brennkammerdruck und Höhe verhalten.

Der Schub ist egal, der ist vom Triebwerk abhängig. Entscheidend ist der ISP. Die Physik kann man nun mal nicht überlisten, egal wie man es betrachtet: Methan hat im Vergleich zu Kerosin einen nur geringfügig höheren ISP. Bedenkt man den Aufwand, der für Methan nötig ist, lohnt es sich einfach nicht. Der Aufwand für Wasserstoff ist zwar noch etwas höher als für Methan, lohnt sich aber dennoch, denn Wasserstoff spielt beim ISP in einer komplett anderen Liga!
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 28. April 2014, 13:42:45
Das Raptortriebwerk wird wohl deswegen von SpaceX gebaut, weil man damit auf dem Mars erzeugten Treibstoff verwenden kann.

Das mit dem Wasserstoff mag ja sein, aber wie willst du den den auf dem Mars herstellen und lagern?
Selbst wenn ein LCH4/LOX Triebwerk nicht viel einfacher als LH2/LOX wäre, was es nicht ist,
bleibt der große Nachteil das man den viel schlechter längere Zeit auf dem Mars in Tanks lagern kann als CH4.
Es ist ein riesiger Unterschied ob der Siedepunkt unterhalb oder oberhalb von flüssigem Sauerstoff- oder Stickstoff liegt.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 28. April 2014, 14:29:11
Der Schub ist egal, der ist vom Triebwerk abhängig. Entscheidend ist der ISP.

Völlig falsch. Entscheidend ist weder der ISP noch der Schub noch ein anderer technischer Wert des genutzten Triebwerks. Entscheidend ist schlicht und ergreifend die erreichbare Nutzlast pro benötigter Geldeinheit.

Und genau hier liegt der große Vorteil von Methan, denn mit diesem Treibstoff wird die Wiederverwendung erheblich einfacher und so können die Kosten sinken.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 28. April 2014, 17:19:59
Mir gehts bei den beiden Größen um folgendes:
Man kann den Schub/Triebwerksfläche ja nicht beliebig erhöhen,
man hätte aber gerne eine Rakete die möglichst viel Schub liefern kann um schon beim Start recht schnell zu beschleunigen, weil jede Sekunde die höhenabhängige Schwerkraft an der Rakete zieht. Weiterhin kann man im Rahmen der Belastungsfähigkeit der Rakete dann die Höhe der Rakete zum Durchmesser so optimieren wie es optimal ist.
Das hat natürlich mit dem ISP und dem Massedurchsatz direkt zu tun, aber es stellt sich für mich halt die Frage ob der maximale Massedurchsatz bei RP-1/LOX zu LCH4/LOX ist.
Ich könnt mir z.B. vorstellen das die maximale chemische Reaktionsgeschwindigkeit unterschiedlich ist, was folgen hätte bei der Frage wieviel Treibstoff ich den mit einem Triebwerk verbrennen könnte.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 18. Mai 2014, 10:52:14
Eine für gestern angekündigte Präsentation zu den Raptor-Triebwerken ist kurzfristig abgesagt worden.

Über Gründe darf spekuliert werden. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 18. Mai 2014, 12:30:47
Über Gründe darf spekuliert werden. ;)
Bist Du des Wahnsinns fette Beute, hier sowas zu sagen ?  ;) ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 18. Mai 2014, 12:34:19
Na wenn, denn schon:

Wahrscheinlich hat man gemerkt, dass die Leistung der Raptors nicht ausreichend ist und entwickelt sofort Raptor v1.1 - die entsprechende Präsentation kommt dann später.  ::)  ;D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 18. Mai 2014, 12:38:26
Was könnte der Grund sein? Der Orbcom Start? Raptor hat mehr Power?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 18. Mai 2014, 12:40:34
Na wenn, denn schon:

Wahrscheinlich hat man gemerkt, dass die Leistung der Raptors nicht ausreichend ist und entwickelt sofort Raptor v1.1 - die entsprechende Präsentation kommt dann später.  ::)  ;D

 ;D

Mal angenommen es stimmt und Raptor v1.1 hat ein Drittel mehr Leistung, dann hebt der MCT Träger satte 500 Tonnen in den LEO.  :o
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schillrich am 18. Mai 2014, 12:41:36
Spekulier doch mal nicht gleich los, mit Fantasiezahlen ... Ruhris Beitrag war eher sarkastische Natur und lässt schmunzeln.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 18. Mai 2014, 14:03:56
So ganz ernst gemeint war meiner auch nicht.  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 18. Mai 2014, 18:50:59
Ok jetzt mal ernster: der Grund dürfte sein, dass man bei SpaceX stark beschäftigt ist mit dem Orbcomm-Problem, der Dragonlandung, der Dragonenthüllung in 2 Wochen, dem Hochfahren der Produktion und anderen Dingen.

Shotwell und Musk haben auch nur einen Höflichkeitsauftritt bei Preisannahme gemacht ohne lange Ausschweifungen. Das lässt vermuten, dass Tom Mueller am Montag in Köln bei Space Propulsion 2014 ebenfalls abwesend ist.

Es gibt halt dann doch wichtigeres als ein Konferenzbuffet. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 19. Mai 2014, 04:35:04
So ganz ernst gemeint war meiner auch nicht.  ;)
Ich bin im falschen Film, soll das heißen dass dies hier nicht das Forum vom Postillion ist?
http://www.der-postillon.com/search/label/Wissenschaft (http://www.der-postillon.com/search/label/Wissenschaft)???
Sind da etwa ein Teil der Beiträge ernst gemeint, Hilfe, ich will hier raus...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 21. Mai 2014, 15:35:47
Ich hab hier: http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/ (http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/) ein paar Infos zum Merlin 2 (Raptor) gefunden, kennt sonst noch wer diese Seite?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 21. Mai 2014, 16:52:52
Ich hab hier: http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/ (http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/) ein paar Infos zum Merlin 2 (Raptor) gefunden, kennt sonst noch wer diese Seite?

 :)

Das ist das NasaSpaceflight Forum, das hier praktisch täglich zitiert wird. Die Bilder und Informationen sind überwiegend informierte Spekulation auf der Basis einiger weniger Aussagen von Elon Musk und Tom Mueller, dem Chefentwickler der Triebwerke von SpaceX.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 21. Mai 2014, 18:11:36
Nun bin mal gespannt ob diese Werte:
with an isp of 321s at sea level 363s at vacuum.
wirklich erreicht werden. Die 363s wären schon sehr sehr gut.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 21. Mai 2014, 19:12:59
Nun bin mal gespannt ob diese Werte:
with an isp of 321s at sea level 363s at vacuum.
wirklich erreicht werden. Die 363s wären schon sehr sehr gut.

Und das sind die Werte der Erststufentriebwerke. Das Triebwerk der Oberstufe mit großer Düse wird dann bei ~380s liegen. Die Werte sind für ein so aufwändiges Triebwerk durchaus realistisch, selbst wenn die möglichen Drücke zugunsten der Wiederverwendbarkeit nicht ausgereizt werden. Wirtschaftlich kann ein so aufwändiges Triebwerk nur bei häufiger Wiederverwendung sein, besonders weil es neun davon geben wird.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 21. Mai 2014, 22:42:35
Ich hab gelesen das die NASA die Triebwerksentwicklung mit 1 Milliarde $ bezuschusst. Bei den Möglichkeiten würde mich das auch nicht wundern. Da lohnt RP-1 und Wasserstoff wohl wirklich nicht mehr.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 21. Mai 2014, 22:45:58
Raptor ist SpaceXs eigenes Ding, da gibts keine Milliarde von der NASA.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 21. Mai 2014, 22:52:01
Zum Thema Vergleich LOX-Kerosin zu LOX-Methan gibt es ein Konferenz-Paper von 2002 über deutsch/russische Systembetrachtungen und Versuche mit kleinen Modellkammern,
siehe http://rocket-propulsion.info/resources/articles/LPRE.pdf. (http://rocket-propulsion.info/resources/articles/LPRE.pdf.)

Danach sind 363 Sekunden durchaus realistisch für Methan.

Lt. einer Präsentation von Tom Mueller/SpaceX vom Juli 2013 soll das Raptor Bodentriebwerk 321/363 s Isp bei 280 t Schub haben (Boden(Vakuum), und die Oberstufenversion 380 s bei 334 t Schub.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Uwe am 21. Mai 2014, 23:52:42
Hallo Proton01,
in Deinem Link muss hinten der letzte Punkt weg, damit er funzt
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 22. Mai 2014, 14:12:28
Gute Info im verlinkten Dokument.
Wenn ich das richtig verstehe sind die 380s im Vakuum doch ein ganzes Stück von dem weg was mit RP-1/LOX machbar ist.
Auf dem Mars wären das wegen dem sehr geringen Luftdruck eh wohl Oberstufentriebwerk?
Was mit noch fehlt, warum ein LCH4/LOX Triebwerk besser zur Wiederverwendung geeignet ist. Gibt's da irgend welche Gründe wie z.B. Ablagerungen bei RP-1/LOX
die es bei Methan nicht gibt?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 22. Mai 2014, 14:48:21
Auf dem Mars wären das wegen dem sehr geringen Luftdruck eh wohl Oberstufentriebwerk?

Ja, weil man ja mit Vakuum-Triebwerk da hinfliegt. Da ist es ein doppelter Vorteil, daß man die gleiche Düse beim Start wieder verwenden kann. Einerseits verwenden der gleichen Düse, andererseits der hohe Wirkungsgrad der Vakuum-Düse schon beim Start. Wobei ich noch nicht weiß, wie man die sehr dünne, empfindliche Vakuum-Düse bei der Landung schützt. Irgendwie muß sie eingezogen werden und für den Start wieder ausgefahren.

Was mit noch fehlt, warum ein LCH4/LOX Triebwerk besser zur Wiederverwendung geeignet ist. Gibt's da irgend welche Gründe wie z.B. Ablagerungen bei RP-1/LOX
die es bei Methan nicht gibt?

Ja, genau. Kerosin bildet Ablagerungen, auch beim durchströmen der Kanäle für die Kühlung der Düse und Brennkammer. Methan tut das praktisch nicht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 22. Mai 2014, 19:11:31
Dann ist die Aussage auf der Webseite von B.Leiterberger über den angeblich nur geringen Vorteil von Methan zumindest für wiederverwendbare Triebwerke, na sagen wir mal, zu kurz gegriffen.

Für den Schutz der Vakuum Düsen wäre natürlich Beton nicht schlecht, aber wie bekommt man die Bauarbeiter und die Mischmaschine dahin ;D
Wasserkühlung geht ja wohl auch nicht, wegen dem niedrigen Luftdruck, wenn man es einfach bekommen könnte.

Das mit dem hohen ISP ist schon sehr sehr gut, ich komme bei einer Start ca. 41% Nutzlast die man damit in ein LMO bringen kann. Je nachdem wieviel deltaV man mit der Luft abbremsen kann, sollte man immer noch über 30%davon wieder zum Boden bringen. Falls man es hin bekommt die Leermasse unter 10% zu bekommen, bleiben 20% als Nutzlast übrig und das mit einer Stufe.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 22. Mai 2014, 23:44:31
Hallo Proton01,
in Deinem Link muss hinten der letzte Punkt weg, damit er funzt

Sorry, aber danke für den Hinweis. mit der angegeben Korrektur des Links müssten es alle interesierten hinbekommen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 23. Mai 2014, 00:29:38
Zum Thema Wiederverwendung mit Methan:

1.  LOX-Methan hat eine deutlich höhere Leistung (spez. Impuls) als LOX-Kerosin. Sowohl der theoretische Impuls ist höher als auch der Verbrennungswirkungsgrad. Dies ich wichtig da für die Wiederverwendbarkeit zusätzliche Strukturmasse anfällt (Ladegerät, Wärmeschutz, etc.).

2.  Kerosin kokt viel mehr in der Kühlung (Ablagerungen an den Wänden der Kühlkanäle), das würde die Kühlwirkkung zu sehr verschlechtern und den Druckverlust erhöhen. Also muss die Wandtemperatur unterhalb der Verkokungsgrenze gehalten werden, was entweder einen sehr hohen Druckverlust zu Lasten der Turbopumpen ergibt, oder zusätzliche Filmkühlung erfordert, was den Verbrennungswirkungsrad veschlechter.

3.  Verbesserung der Kerosinkühlung durch Wärmeschutzschichten haben das Problem daß diese Beschichtungen vile thermische Zyklen aushalten müssen ohne abzuplatzen, das verringert die Zuverlässigkeit.

4.  Der Nachteil von LOX-Methan ist, daß größere Tankvolumina benötigt werden, da die Dichte von Methan deutlich niedriger ist als die von Kerosin (ca. 420 kg/m^3 ggü. ca. 780 kg/m^3)

Die experimentellen Erfahrungen mit Methan Triebwerken sind allerdings ziemlich gering, vor allem was die Wiederverwendung betrifft. Bis zur Wiederverwendbarkeit eines Triebwerks mit Methan ist es noch ein weiter Weg, auch wenn das SSME das schon geschafft hat. Tests von Vakuumtriebwerkes sind aufgrund der notwendigen Vakuumanlagen am Prüfstand viel teurer als Tests von Bodentriebwerken, aber es sind sehr viele Tests nöig um die erwartete Zuverlässigkeit zu demonstrieren. Allerdings ist der Betrieb mit Mehtan einfacaher und billiger als mit Wasserstoff. Mit Kerosin ist der Betrieb aber noch günstiger (siehe Luftfahrt)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 23. Mai 2014, 05:26:05

4.  Der Nachteil von LOX-Methan ist, daß größere Tankvolumina benötigt werden, da die Dichte von Methan deutlich niedriger ist als die von Kerosin (ca. 420 kg/m^3 ggü. ca. 780 kg/m^3)

Ja, allerdings ist die Differenz nicht so groß, wie es auf den ersten Blick scheint, zwar ist die Dichte von Methan relativ gering, aber das Verhältnis LOX-Treibstoff verschiebt sich in Richtung auf das dichtere LOX. Das reduziert in der Gesamtmenge die Differenz.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 23. Mai 2014, 13:31:33
Ja, allerdings ist die Differenz nicht so groß, wie es auf den ersten Blick scheint, zwar ist die Dichte von Methan relativ gering, aber das Verhältnis LOX-Treibstoff verschiebt sich in Richtung auf das dichtere LOX. Das reduziert in der Gesamtmenge die Differenz.

Stimmt schon, es gibt zwei gegenläufige Effekte:  LOX-Methan hat eine geringere Gemischdichte als LOX-Kerosin, aber einen höheren Impuls. Die geringere Dichte führt zu größeren Tanks (bei gleicher Treistofmasse), die höhere Leistung führt zu weniger Treibstoffmasse (bei gleichem delta-v).
Übrigens gibt Studien die zeigen daß das Optimum LOX-Propan liegt, da ist die Dichte und der spez. Impuls zwischen Kerosin und Methan.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 23. Mai 2014, 17:51:47
Taucht gleich wieder die Frage bei mir auf , warum nicht Propan verwendet wird? Ist doch beherrschbar, die Herstellung ist trivial, wo ist der Haken ?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 23. Mai 2014, 18:13:07

Stimmt schon, es gibt zwei gegenläufige Effekte:  LOX-Methan hat eine geringere Gemischdichte als LOX-Kerosin, aber einen höheren Impuls. Die geringere Dichte führt zu größeren Tanks (bei gleicher Treistofmasse), die höhere Leistung führt zu weniger Treibstoffmasse (bei gleichem delta-v).
Übrigens gibt Studien die zeigen daß das Optimum LOX-Propan liegt, da ist die Dichte und der spez. Impuls zwischen Kerosin und Methan.

Das habe ich nicht gemeint. Mir ging es darum, daß der Unterschied an Dichte zwischen den beiden Treibstoffen RP-1-LOX und Methan-LOX viel geringer ist als der Unterschied in der Dichte zwischen RP-1 und Methan und zwar auch deshalb, weil der Prozentsatz von LOX bei Methan viel höher ist als bei RP-1.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 23. Mai 2014, 18:17:24
Taucht gleich wieder die Frage bei mir auf , warum nicht Propan verwendet wird? Ist doch beherrschbar, die Herstellung ist trivial, wo ist der Haken ?

Auf der Erde fällt es als Bestandteil von Erdgas an und wird durch Trennung gewonnen. Weil es viel weniger Propan gibt als Methan ist es auch viel teuerer. Es auf dem Mars aus dem Ausgangsstoff Methan zu synthetisieren ist durchaus nicht trivial.

Es kokt auch und ist deshalb für Wiederverwendbarkeit nicht annähernd so günstig wie Methan.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 23. Mai 2014, 18:31:58
Aha - alles klar...
Na es wär ja auch auf der Erde "hilfreich" . Aber wenns auch kokt - dann ist wohl Aufwand/Nutzen nicht betrachtenswert.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 23. Mai 2014, 20:08:02
Ich habe mir hier: http://www.propulsion-analysis.com/ (http://www.propulsion-analysis.com/) die Kostenlose Light- Version runter geladen, da kann man sich auch anschauen was für Rückstände dabei entstehen.
Damit sollte es gut möglich sein mit 150t zum Mars zu fliegen. Ins LEO wohl mit über 400t.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 04. Juni 2014, 20:06:57
In dem heutigen Interview hat Shotwell bekräftigt, dass sich SpaceX mit dem Raptor um einen RD-180 Ersatz bewerben möchte. Ich hatte bereits - nachdem Shelton gesagt hat, dass der amerikanische RD-180 Ersatz Methan benutzen sollte - spekuliert, dass SpaceX sich hier bewerben wird. Wenn die Entwicklungskosten von Raptor von der Airforce getragen werden, dürfte das die Sache deutlich beschleunigen. SpaceX hat außerdem einen Vorteil gegenüber der einzigen Konkurrenz AerojetRocketdyne: man macht bereits Preburner-Tests in NASA Stennis, hat also mindestens ein Jahr Vorsprung. Bis es zur Ausschreibung kommt, werden es zwei Jahre sein.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MR am 08. Juni 2014, 20:41:09
In dem heutigen Interview hat Shotwell bekräftigt, dass sich SpaceX mit dem Raptor um einen RD-180 Ersatz bewerben möchte. Ich hatte bereits - nachdem Shelton gesagt hat, dass der amerikanische RD-180 Ersatz Methan benutzen sollte - spekuliert, dass SpaceX sich hier bewerben wird. Wenn die Entwicklungskosten von Raptor von der Airforce getragen werden, dürfte das die Sache deutlich beschleunigen. SpaceX hat außerdem einen Vorteil gegenüber der einzigen Konkurrenz AerojetRocketdyne: man macht bereits Preburner-Tests in NASA Stennis, hat also mindestens ein Jahr Vorsprung. Bis es zur Ausschreibung kommt, werden es zwei Jahre sein.

Da ergeben sich aber mehrere Probleme. Zum einen hat man dann zwar ein Triebwerk, aber keine Rakete dafür. Die bisherigen EELVs müsste man aufwendig umkonstruieren, damit sie für Methan verwendbar sind. Das wird am Ende auf eine teure Neuentwicklung hinauslaufen. Daneben dürfte auch die Entwicklung des Triebwerks nicht ohne sein. Mit Methan als Treibstoff für eine Unterstufe hat man keine Erfahrung. Alle Tests bisher haben umgerüstete Oberstufen-Triebwerke verwendet, die weit weniger Schub brachten. Auch mit der Hauptstromtechnik hat man nicht viel Erfahrung. Sicher, ein adäquater Ersatz des RD-180 müsste auf jeden Fall die teure Hauptstromtechnik verwenden, wenn man kostenintensive Neuentwicklungen an der Startstufe vermeiden will. Aber muss man da unbedingt noch das Risiko mit einem neuen Treibstoff eingehen? Zuletzt stellt sich natürlich noch die Frage, warum man überhaupt Methan in der Startstufe verwenden soll? Einen Vorteil gibt es dadurch nicht, nur eine ganze Reihe von Nachteilen.

Das sich SpaceX mitbewirbt, ist logisch. Allein dürften sie kaum die finanziellen Mittel für die Entwicklung eines derartigen Triebwerks haben, immerhin dürften die Kosten über 1 Mrd. Dollar betragen. Bringt man die USAF dazu. in Methan zu investieren und die Entwicklung zu bezahlen, so hat man gleich ein passendes Triebwerk für MCT, das man ansonsten zumindest aktuell kaum finanzieren könnte. Einen Vorsprung besitz SpaceX nicht. Ein Methan-Triebwerk schüttelt man nicht aus dem Arm, da ist eine riesige Menge an Grundlagenforschung nötig. Auf die kann ein Mitbewerber, der klassisch auf Kerosin setzt, verzichten.

Letztlich halte ich es für sehr unwahrscheinlich, das hier SpaceX den Zuschlag bekommt. Angesichts der aktuellen politischen Lage ist ein Ersatz des RD-180 möglichst schnell nötig, da wird man jetzt nicht das Risiko eingehen, einen komplett neuen Treibstoff zu verwenden. Auch die Konkurrenz hat brauchbare Designs in der Schublade, die einen fließenden Übergang zwischen dem RD-180 und einem neuen US-Triebwerk ermöglichen, ohne das man dafür die komplette erste Stufe umbauen muss.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 08. Juni 2014, 23:30:30
Sorry, was außer den Triebwerken steckt den noch groß in einer Erststufe drin, die Tanks?
Vielleicht deswegen weil dann beide Tanks so um die 80°K kalt bleiben müssen?
Das ist lächerlich, weder die Isolation noch die Tanklänge wird viel Arbeit machen, die Triebwerke und die Steuerung sind wohl über 90% der Entwicklung.
Wie hoch der Preis von den Raptor Triebwerken wird, hat neben der Entwicklung auch viel mit den Fertigungskosten zu tun und genau da traue ich SpaceX sehr viel mehr als der Konkurrenz zu.
Das einzige was am Schluss sehr lustig werden kann ist, wenn die USAF die Triebwerkentwicklung weitgehend finanziert und am Schluss SpaceX damit seinen wiederverwendbaren Träger ausrüstet und die Konkurrenz keinen Auftrag mehr bekommen weil SpaceX die Triebwerke mehrfach verwendet und sie nicht.
Die Verschwörungstheoretiker könnten jetzt auf die Idee kommen das Musk die Revolution in der Ukraine angezettelt hat, damit Russland die Krim annektiert worauf die USA von Russland keine RD-180 mehr bekommen und die USAF die Entwicklung des Raptor bezahlt.  ;D ;D ;D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 08. Juni 2014, 23:41:07
Sorry, was außer den Triebwerken steckt den noch groß in einer Erststufe drin, die Tanks?
Vielleicht deswegen weil dann beide Tanks so um die 80°K kalt bleiben müssen?
Das ist lächerlich, weder die Isolation noch die Tanklänge wird viel Arbeit machen, die Triebwerke und die Steuerung sind wohl über 90% der Entwicklung.

Da bin ich anderer Meinung. Die Steuerung/Avionik ist nicht das Problem. Da sind sie in einer guten Entwicklung und können vieles übernehmen, was sie von Falcon 9 haben. Steuerung und Kontrolle der einzelnen Triebwerke sind was anderes. Die will man gut überwacht haben, wegen Zuverlässigkeit und Wiederverwendbarkeit.

Die Tanks sind ein wirklich dicker Brocken bei den Entwicklungskosten. Erfahrungen mit so großen Tanks sind nicht vorhanden, die werden größer als bei der Saturn V. Wenn ich da nur an Schwingungsmodes und mögliche Resonanzen denke, wird das aufwändig. Selbst mit heutigen Mitteln der Software-Simulation wird man umfangreiche und langwierige Prüfstandtests brauchen. Besonders, wenn man sich vielleicht noch auf neue Materialien wie Composites einläßt. Man sieht ja, daß nach langen Entwicklungszyklen die Flugzeugbauer immer noch Schwierigkeiten mit Composite-Teilen an modernen Flugzeugen haben.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: runner02 am 09. Juni 2014, 11:09:00
Zitat
Vorsprung besitz SpaceX nicht. Ein Methan-Triebwerk schüttelt man nicht aus dem Arm, da ist eine riesige Menge an Grundlagenforschung nötig

Hat man das nicht auch über die erste private Raketenfirma gesagt? ^^
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 09. Juni 2014, 12:12:44
Die erste und zweite Stufe der Saturn V hatten 10m, also zumindest vom Durchmesser wird das schon hinhauen.
Außerdem wurde von SpaceX gesagt, das die Triebwerke im Schub regelbar werden und man das nutzen will um die Belastung durch die Beschleunigung gezielt nicht so hoch werden zu lassen.
Soweit mir bekannt sind extremer Leichtbau vor allem in Oberstufen am wichtigsten und die Startstufen (Booster+Hauptstufe), sind wohl eh am teuersten schon wegen der vielen Triebwerke.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 12. Juni 2014, 21:09:15
Bei NSF ist kurzfristig eine Seite aus der aktuellen Aviation Week aufgetaucht, aber aus Urheberrechtsgründen schnell wieder verschwunden. Leider wohne ich in der tiefsten Provinz, in Berlin. Eine halbtägige Rundreise um die Aviation Week in Berlin aufzutreiben ist gescheitert. Online finde ich auch nur ein Abonnement für über 200€. Online gibt es den Artikel auch, aber auch da hinter Paywall und nicht einzeln bezahlbar, nur als Abonnement. Morgen versuche ich es nochmal bei meinem Zeitungshändler, vielleicht kann der sie bestellen.

In dem Artikel werden Raptor und AR-1 verglichen. Die Daten für Raptor stammen aus der Präsentation von Tom Mueller in (Köln?) vor kurzem. Für Raptor wurden genaue Daten, getrennt für Boden- und Vakuum-Leistung des Erststufentriebwerkes und Vakuumtriebwerk genannt, Schubdaten und ISP für alle drei Werte. Für AR-1 gibt es keine ISP-Angaben. Genaue Daten habe ich nicht im Gedächtnis behalten, ein Vakuum-Triebwerk hätte aber über 800t Schub und ISP 380.

Die Angaben für Raptor sind mir aber unheimlich, trotz der Quelle. Die genannte Leistung ist ja schon mehrfach erhöht worden. Nach den neuen Zahlen ist der Schub höher als bei den F-1 Triebwerken der Saturn V. Mit neun Triebwerken wäre das ungefähr das doppelte der Saturn V. Eine hypothetische Heavy könnte damit ein MCT direkt zum Mars schicken bei voller Wiederverwendung. Das Triebwerk wäre aber viel zu groß für MCT. Dafür müßte es dann ein separates Triebwerk mit geringerer Leistung geben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2014, 08:18:29
Oberstufe Falcon9v1.1: Merlin1D-vacuum (MvacD): Ivac=340 s;  Raptor-vac  Ivac=380 s;     -->   +11,8%
nix 22%
Aber das sind immer noch deutliche Leistungsteigerungen. Dafür wird aber die Stufe schwerer (größer, Kryotechnik)

Kryotechnik ist etwas übertrieben. Jedenfalls nicht vergleichbar mit Kryotechnik für LH. Einiges wird sogar einfacher, weil die Temperaturen von LOX und Methan so ähnlich sind.

@Führerschein:
Bevor ich damit zum Mars fliege stelle ich erstmal sicher, daß es im LEO absolut zuverlässig funktioniert. Ich glaube schon daß das machbar ist, dauert aber lange und kostet viel. Aber mehrfache Zündung bei einer Mission zum Mars für den Rückflug ist was anderes als Wiederverwendung. Aestus und Vinci sind auch mehrfach zündbar, aber noch lange nicht wiederverwendbar.

Da stimme ich zu. Bei einem vollständig wiederverwendbaren System werden aber auch die Tests billiger. Es wird teuer, aber nicht annähernd so teuer wie mit Wegwerf-Systemen. Man kann beginnen mit Flügen nur der ersten Stufe. Da bis dahin die Technik für den Rückflug und Landung mit Falcon 9R perfektioniert sein werden, wird das schon die erste gebaute Teststufe können. Damit gewinnt man auch schon Erfahrungen für die Oberstufe, weil das Triebwerk bis auf Vakuum-Modifikationen das gleiche ist.

Man wird für die Wiederzündung andere Techniken entwickeln müssen. Mit Zündflüssigkeiten wie bei Falcon wird es nicht gehen. Aber es gibt Methoden. Ich bin fast sicher, es wird elektrische bzw. Laserzündung mit "unbegrenzt" vielen möglichen Zündungen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Zoe am 27. Juni 2014, 08:25:24
Bei einem vollständig wiederverwendbaren System werden aber auch die Tests billiger. Es wird teuer, aber nicht annähernd so teuer wie mit Wegwerf-Systemen.
Dannst Du Deine dahinter stehende Logik erklären, wie Du zu diesem Schluß kommst?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2014, 08:28:58
Bei einem vollständig wiederverwendbaren System werden aber auch die Tests billiger. Es wird teuer, aber nicht annähernd so teuer wie mit Wegwerf-Systemen.
Dannst Du Deine dahinter stehende Logik erklären, wie Du zu diesem Schluß kommst?

Man muß nicht mehrere Stufen für mehrere Tests bauen. Man fliegt die gleiche immer wieder, bei Bedarf mit Umbauten.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Zoe am 27. Juni 2014, 09:02:37
Du schreibst, es werden die Tests billiger. Inwieweit wird ein Acceptancetest vor dem Flug billiger wenn das Dingens schon n Flüge gesehen hat?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 27. Juni 2014, 09:30:29
Die Vorstellung dahinter ist die, dass immer eine gewisse Zahl an Fehlern eingebaut wird, und wenn man die erst einmal gefunden und beseitigt hat, fliegt die Stufe ohne Probleme.

Ich denke, nicht nur ich habe damit ein Problem, denn es wird übersehen, dass bei den hohen Belastungen in der Raumfahrt immer mal etwas neues kaputt gehen kann. Der Testaufwand (und Reparaturaufwand!) wird meines Erachtens mindestens so hoch sein wie bei einem Einmalsystem, wahrscheinlich aber noch höher.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2014, 09:39:26
Ich dachte, ich hätte ziemlich unmißverständlich von den Kosten für die Summe aller Tests bis hin zum Marsflug geredet. Da die dafür nötigen Flüge mit immer der selben Hardware geflogen werden, sinken die Kosten dafür drastisch gegenüber Wegwerf-Raketen.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 27. Juni 2014, 10:04:25
Ich wiederhole mich gerne: Das hängt zu einem großen Teil ab von den Kosten, die die Wartung verursachen wird. Und die kennt keiner - nicht einmal Elon.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2014, 10:12:24
Ich wiederhole mich gerne: Das hängt zu einem großen Teil ab von den Kosten, die die Wartung verursachen wird. Und die kennt keiner - nicht einmal Elon.

Ich wiederhole mich auch gerne: Man hat mit Sicherheit eine gute Vorstellung davon und wenn man nicht glauaben würde, es wird sehr günstig, würde man gar nicht versuchen, Raptor und MCT zu bauen. Denn nur dann macht es Sinn, es mit den Ressourcen von SpaceX auch nur zu versuchen.

Elon Musks Aussagen dazu waren auch eindeutig. Er hat vor Jahren davon geredet, daß der Flug zum Mars pro Person ca. eine halbe Million $ kosten soll, also bei 100 Personen ca. 50 Millionen für den Flug. Er hat vor kurzem gesagt, daß MCT das System ist, mit dem dieser Preis erreicht werden soll. Nehmen wir an, das war zu optimistisch, dann werden es vielleicht 200 Millionen. Alles andere würde bedeuten, SpaceX ist an der Entwicklung gescheitert, auch wenn Raptor und MCT fliegen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Zoe am 27. Juni 2014, 11:20:32
Die Vorstellung dahinter ist die, dass immer eine gewisse Zahl an Fehlern eingebaut wird, und wenn man die erst einmal gefunden und beseitigt hat, fliegt die Stufe ohne Probleme.

Ich denke, nicht nur ich habe damit ein Problem, denn es wird übersehen, dass bei den hohen Belastungen in der Raumfahrt immer mal etwas neues kaputt gehen kann. Der Testaufwand (und Reparaturaufwand!) wird meines Erachtens mindestens so hoch sein wie bei einem Einmalsystem, wahrscheinlich aber noch höher.

Nicht nur Du  ;)
Aber was solls, bevor ich mich wieder anflamen lasse daß ich alles nur schlecht rede und eh keine Ahnung habe, klinke ich mich lieber wieder aus. Nach der Mittagspause hab ich u.a. eine Inspektionsprozedur für ein "Einmal", also Wegwerfsubsystem, zu prüfen; komisch daß im real life die Raumfahrt dann doch irgendwie schwieriger und aufwendiger ist als es hier im Forum zu lesen ist (und was man bei SpX ja derzeit mit dem "robusten Arbeitspferd" F9 1.1 ja auch gerade erlebt).

Aber die Zukunft wird uns mit Sicherheit zeigen, was mit wieviel Aufwand funktionieren wird und was nicht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2014, 11:36:23
@Ruhri @Zoe

Ihr ignoriert immer noch den Kernpunkt der Aussage, daß die Gesamtkosten deutlich niedriger werden, wenn Wiederverwendung der Komponenten schon im Teststadion möglich ist.

Niemand bestreitet eure Aussage, daß Tests von Komponenten und Systemen komplex sind und teuer sein können.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Zoe am 27. Juni 2014, 13:23:27
Ihr ignoriert immer noch den Kernpunkt der Aussage, daß die Gesamtkosten deutlich niedriger werden, wenn Wiederverwendung der Komponenten schon im Teststadion möglich ist.
Es erschließt sich für mich noch immer nicht Deiner Rede Sinn mit der Wiederverwendung von Komponenten im Teststadium (ins Teststadion muß ich heute auch noch mal, nach dem Rechten schauen  ;) )
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2014, 13:30:33
Ihr ignoriert immer noch den Kernpunkt der Aussage, daß die Gesamtkosten deutlich niedriger werden, wenn Wiederverwendung der Komponenten schon im Teststadion möglich ist.
Es erschließt sich für mich noch immer nicht Deiner Rede Sinn mit der Wiederverwendung von Komponenten im Teststadium (ins Teststadion muß ich heute auch noch mal, nach dem Rechten schauen  ;) )

Wenn sich das dir nicht erschließt, dann können wir nicht weiter drüber zu reden. Noch deutlicher kann ich es nicht formulieren.

P.S. Stadion :-[ War wohl eine freudsche Fehlleistung wegen WM.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: GalacticTraveler am 27. Juni 2014, 13:58:50
Aber was solls, bevor ich mich wieder anflamen lasse daß ich alles nur schlecht rede und eh keine Ahnung habe, klinke ich mich lieber wieder aus. Nach der Mittagspause hab ich u.a. eine Inspektionsprozedur für ein "Einmal", also Wegwerfsubsystem, zu prüfen; komisch daß im real life die Raumfahrt dann doch irgendwie schwieriger und aufwendiger ist als es hier im Forum zu lesen ist (und was man bei SpX ja derzeit mit dem "robusten Arbeitspferd" F9 1.1 ja auch gerade erlebt).

Wer hat denn die F9 1.1 aktuell als "robustes Arbeitspferd" bezeichnet? Bitte nicht wieder verdrehen... sie soll es werden und ist auf einem guten Weg dahin. Aber aktuell ist sie es nicht. Wo wurde das gesagt?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Zoe am 27. Juni 2014, 15:09:53
Die Forumssuche ist Dein Freund  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 27. Juni 2014, 15:19:26
Man muß nicht mehrere Stufen für mehrere Tests bauen. Man fliegt die gleiche immer wieder, bei Bedarf mit Umbauten.

Nach längerem Nachdenken glaube ich zu verstehen, was du meinst. Dir ist aber schon klar, dass deine Rechnung nur dann aufgeht, wenn die geflogene Hardware nach dem Test keine hohen Wartungskosten verursacht oder gleich einen wirtschaftlichen Totalschaden darstellt? Immerhin: Den Punkt wird man dann testen können.

Und natürlich wäre es ziemlich blöd, wenn ein Test gar nicht stattfinden kann, weil sich die Testanordnung wegen eines Fehlers in einem bereits zuvor verwendeten Teil im Flug zerlegt. Da hilft die beste Telemetrie nichts, wenn das zu testende Teil noch in einem weitgehend passiven Zustand zerstört wird, weil die Stufe darunter den Geist aufgibt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: GalacticTraveler am 27. Juni 2014, 15:44:00
Die Forumssuche ist Dein Freund  ;)

Wenn Du genug Zeit für sowas hast... bitte sehr. Ich hab mir ausnahmsweise mal die Mühe gemacht... dort ist die Rede, dass die Rakete als solches "ausgelegt" ist. Und genau das ist sie auch. Niemand hat davon gesprochen, dass sie zum jetzigen Zeitpunkt bereits robust ist. Das wäre noch erstaunlicher als der aktuelle Stand ohnehin schon ist.

Ich finde es müßig, per Forum-Suche derartige Dinge rauszusuchen und dann leicht verdreht hier darszustellen. Es gibt von SpaceX-Gegnern wie Dir zuhauf alte Zitate in diesem Forum, die aus heutiger Sicht - sagen wir mal vorsichtig - leicht amüsant zu lesen sind.

Naja lassen wir das. Es war mir nur wichtig, dass von Dir geschrieben gerade zu rücken.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: klausd am 27. Juni 2014, 16:12:52

Achtet doch bitte auf einen höflichen Umgangston  :)

Danke & viele Grüße,

Klaus
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2014, 16:16:34
Man muß nicht mehrere Stufen für mehrere Tests bauen. Man fliegt die gleiche immer wieder, bei Bedarf mit Umbauten.

Nach längerem Nachdenken glaube ich zu verstehen, was du meinst. Dir ist aber schon klar, dass deine Rechnung nur dann aufgeht, wenn die geflogene Hardware nach dem Test keine hohen Wartungskosten verursacht oder gleich einen wirtschaftlichen Totalschaden darstellt? Immerhin: Den Punkt wird man dann testen können.

Und natürlich wäre es ziemlich blöd, wenn ein Test gar nicht stattfinden kann, weil sich die Testanordnung wegen eines Fehlers in einem bereits zuvor verwendeten Teil im Flug zerlegt. Da hilft die beste Telemetrie nichts, wenn das zu testende Teil noch in einem weitgehend passiven Zustand zerstört wird, weil die Stufe darunter den Geist aufgibt.

Daß es Fehler, auch Verluste, geben kann, ist selbstverständlich. Trotzdem würde die Testreihe insgesamt viel billiger, wenn man nicht unterstellt, daß es mit der kostengünstigen Wiederverwendung gar nicht klappt. Ich gehe davon aus, daß keine grundsätzlichen physikalischen Gegebenheiten dagegen sprechen.

Nochmal zur Erinnerung. Der Ausgang der Diskussion war, die Tauglichkeit des Systems für Marsflüge herzustellen und zu demonstrieren. Dazu gehört einiges an Flügen im erdnahen Bereich. Orbital, vielleicht vorher suborbital, was nur mit wiederverwendbaren Systemen sinnvoll ist. Flüge um den Mond, vielleicht Mondorbit. Alles mit Rückkehr der Oberstufe zur Erde.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Zoe am 27. Juni 2014, 16:56:44
Klaus, wo war ich denn nicht höflich?

Wenn Du genug Zeit für sowas hast... bitte sehr. Ich hab mir ausnahmsweise mal die Mühe gemacht... dort ist die Rede, dass die Rakete als solches "ausgelegt" ist. Und genau das ist sie auch. Niemand hat davon gesprochen, dass sie zum jetzigen Zeitpunkt bereits robust ist. Das wäre noch erstaunlicher als der aktuelle Stand ohnehin schon ist.

Ich finde es müßig, per Forum-Suche derartige Dinge rauszusuchen und dann leicht verdreht hier darszustellen. Es gibt von SpaceX-Gegnern wie Dir zuhauf alte Zitate in diesem Forum, die aus heutiger Sicht - sagen wir mal vorsichtig - leicht amüsant zu lesen sind.

Naja lassen wir das. Es war mir nur wichtig, dass von Dir geschrieben gerade zu rücken.

Du, was ich im Kopf habe, muß ich nicht suchen, das kostet mich keine Zeit  ;)

Und warum bezeichnest Du mich immer als SpX Gegner? Ich habe im wesentlichen hier immer zwei Positionen vertreten: Erstens daß in der Raumfahrt sehr wenig so einfach ist wie es von außen aussieht und man sich auf Fakten und nicht Vermutungen / Spekulationen stützen bzw stürzen sollte; und zweitens, daß jeder an seinen eigenen Ankündigungen und Maßstäben gemessen werden sollte. Hic Rhodos, hic salta.

Aber such doch mal meine im nachhinein amüsant zu lesenden Kommentare raus, dann haben wir beim 1000-Flüge Dinner gemeinsam was zu lachen  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: GalacticTraveler am 27. Juni 2014, 18:06:02
Aber such doch mal meine im nachhinein amüsant zu lesenden Kommentare raus, dann haben wir beim 1000-Flüge Dinner gemeinsam was zu lachen  ;)

Ich dachte Du hast die alle im Kopf, dann muss ich sie ja auch nicht raussuchen...   ;)

Und jetzt Schluss damit... ich hab gesagt was ich sagen wollte. Und wenn Dir was daran liegt, nicht als SpaceX-Gegner wahrgenommen zu werden, dann einfach beispielsweise die oben geradegerückten Tendenzen weglassen, dann klappt's auch mit der Neutralität. Kritik an SpaceX hab ich im übrigen auch genug.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. Juni 2014, 20:33:53
@Zoe:
Ich bin mir 100% sicher das die Raumfahrt hoch komplex ist, allerdings keine ich kaum Entwicklungen bei denen sich während der Entwicklung zeigte das bestimmte Teil sehr viel komplxer sind als angenommen.

Da du wohl was mit der Raumfahrt zu tun hast und ich davon ausgehe, dass du keinen guten Klangkörper (Hohlraumresonanz) zwischen den Ohren hast, bin ich mir auch ziemlich sicher das du in eurem Laden (wo immer das ist), durchaus Potential für Verbesserungen siehst?
Die Frag ist das natürlich warum dies nicht umgesetzt wird?

Leider habt ihr vermutlich nicht unbedingt, die Freiheit eurer Kreativität mal den Freiraum einzuräumen die sie Verdient. Da hängen ja viele Beteiligte dran und auch noch die europäische Politik.
Ich hoffe das es für euch wenigstens besser als auf dem BER ist. 
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. Juni 2014, 22:26:59
Man muß nicht mehrere Stufen für mehrere Tests bauen. Man fliegt die gleiche immer wieder, bei Bedarf mit Umbauten.

Nach längerem Nachdenken glaube ich zu verstehen, was du meinst. Dir ist aber schon klar, dass deine Rechnung nur dann aufgeht, wenn die geflogene Hardware nach dem Test keine hohen Wartungskosten verursacht oder gleich einen wirtschaftlichen Totalschaden darstellt? Immerhin: Den Punkt wird man dann testen können.

Und natürlich wäre es ziemlich blöd, wenn ein Test gar nicht stattfinden kann, weil sich die Testanordnung wegen eines Fehlers in einem bereits zuvor verwendeten Teil im Flug zerlegt. Da hilft die beste Telemetrie nichts, wenn das zu testende Teil noch in einem weitgehend passiven Zustand zerstört wird, weil die Stufe darunter den Geist aufgibt.

Daß es Fehler, auch Verluste, geben kann, ist selbstverständlich. Trotzdem würde die Testreihe insgesamt viel billiger, wenn man nicht unterstellt, daß es mit der kostengünstigen Wiederverwendung gar nicht klappt. Ich gehe davon aus, daß keine grundsätzlichen physikalischen Gegebenheiten dagegen sprechen.

Nochmal zur Erinnerung. Der Ausgang der Diskussion war, die Tauglichkeit des Systems für Marsflüge herzustellen und zu demonstrieren. Dazu gehört einiges an Flügen im erdnahen Bereich. Orbital, vielleicht vorher suborbital, was nur mit wiederverwendbaren Systemen sinnvoll ist. Flüge um den Mond, vielleicht Mondorbit. Alles mit Rückkehr der Oberstufe zur Erde.

Also:  Ich will eine Trägerrakete für eine Flug zum Mars bauen. Dazu nehme ich ein LOX-Methan Triebwerk, Damit die extreme Zuverlässigkeit nachgewiesen wird muss ich ausreichend Tests machen. Nach ESA-Regeln viermal die Gesamt-Lebensdauer. Bei 10 facher Wiederverwendung also 40 Missionen mit einem Triebwerk. Zwangsweise ergibt sich, daß ich entweder zwei Triebwerke je 40 Missionen lang auf dem Prüfstand teste, oder je 40 mal eine repräsentative Mission fliege. Diese Tests oder Flüge sind aber nur diei Qualifikation, vorehr muss ich es erst entwickeln, um die Ausleguing so zu definieren, daß ich ziemlich sicher bin daß sie die vorgesehene Lebensdauer 4mal durchhält, dazu brauche ich weitere ca. 5 Triebwerke.

Mache ich alles am Prüfstand, dann kostet das was, das muss ich nachher kommerziell wieder verdienen (SpaceX als Prvatfirma). Mache ich das per Flüge, dann kostet es noch mehr (Flüge sind teuerer als Tests, aber dafür repräsentativer). Solange das Treibwerk nicht qualifiziert ist zahlt kein normaler Kunde den vollen Preis wahrscheinlich finde ich am Anfang gar keine zahlenden Kunden. Dann bleiben nur institutionelle Wissenschaftsmissionen. Wie das funktionieren kann hat Cluster gezeigt.

Bei Einfachverwendung brauche ich zur Qualifikation Tests über 2 x 4 Missionen.
Bei 10-facher Wiederverwendung brauche ich zur Qualifikation ebenflass Tests über 2 x 4 Missionen, dann bin ich für eine Flug qualifizert. Danahc werden entweder weitere 2 x 36 Missionen getestet. oder 2 x 36 Flüge durchgeführt, bis ishc für die Wiederverwendung qualifiziert bin. Ein Teil der Kosten kann ich eventuell erlösen, wenn ich zahlende Kunden finde.
Aber billiger ist die Entwicklung und Qualifikation dadurch nicht.

Und wenn bei Flug 28 was schief geht, fange ich die vielen Flüge von vorne an, oder akzeptiere 'nur' 7-fache Wiuederverwendung.

Die Diskussion zur Wiederverwendung der ganzen Stufe gehört doch nicht in diesen thread.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. Juni 2014, 22:35:07
@Zoe:
Ich bin mir 100% sicher das die Raumfahrt hoch komplex ist, allerdings keine ich kaum Entwicklungen bei denen sich während der Entwicklung zeigte das bestimmte Teil sehr viel komplxer sind als angenommen.

Wie bitte ?  Ich kann mich auf Anhieb an keine Entwicklung der Größenordnung Triebwerk oder Raumfahrzeug oder Trägerrakete erinnern, bei der nicht irgendeine Komplikation unterwegs eingetreten ist. SpaceX sollte das sehr gut kennen, Das Merlin Triebwerk ist heute anders als ursprünglich vorgesehen, da die erste Auslegung schlicht nicht funktioniert hat.

Lt. Rocketdyne werden ca. 75% der Entwicklungskosten eines Triebwerks für Fehlerbeseitung benötigt, davon ist höchstens ein Bruchteil vorher eingeplant.

Und Raptor mit LOX-Methan im full-flow cycle (Präsentaiton Tom Mueller), also mit gleichzeitg einem brennstoffreichen und einem sauerstoffreichem Gas Generator ist so das komplizierteste was man sich denken kann. Kreislauf unbekannt, Gas Generator Verbrennung mit Methan nicht state-of-the-art, das alles in einer Größenordnung die vieles vorhandene übersteigt, Erfahrungsträgervom SSME nicht mehr verfügbar.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. Juni 2014, 22:45:58
OK, die Leute sind weg oder vielleicht sogar schon gestorben, aber da gibts doch hoffe ich eine Dokumentation?
OK, ich hab letztens kurze Zeit in einer Firma gearbeitet die hat weitgehend auf Dokumentationen verzichtet, die haben deshalb jedesmal ein neues Kunstwerk produziert, war echt klasse.
Dumm nur das kein Kunde bereit war den zehnfachen Preis zu zahlen, Folge? Kapitale Pleite mit ca. 130k€/Mitarbeiter.

Die Situation müsste doch zumindest was die Werkstoffseite betrifft heute ein ganzes Stück besser sein?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. Juni 2014, 22:57:43
OK, die Leute sind weg oder vielleicht sogar schon gestorben, aber da gibts doch hoffe ich eine Dokumentation?
OK, ich hab letztens kurze Zeit in einer Firma gearbeitet die hat weitgehend auf Dokumentationen verzichtet, die haben deshalb jedesmal ein neues Kunstwerk produziert, war echt klasse.
Dumm nur das kein Kunde bereit war den zehnfachen Preis zu zahlen, Folge? Kapitale Pleite mit ca. 130k€/Mitarbeiter.
Na, da weißt Du ja aus eigener Erfahrung, wie man es beser nicht macht. Heute ist das so: die  vorgeschriebene Lagerdauer für Dokumentation ist ca. 10 Jahre. Am Tag nachdem diese Frist abgelaufen ist wird alles entsorgt, weil jemand festlegt, daß Lagerkosten gespart werden müssen.

Die Situation müsste doch zumindest was die Werkstoffseite betrifft heute ein ganzes Stück besser sein?
Stimmt  teilweise. Aber größere Schritte kann man wohl mit neuen Fertigungsverfahren machen, wie z.B. SLM, ALM etc., also im Prinzip 3D Druck mit Metallen. Aber diese Technologien müssen auch erstmal für die notwendige Größenordnung erarbeiet werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: roger50 am 28. Juni 2014, 02:47:13
Moin,

OK, die Leute sind weg oder vielleicht sogar schon gestorben, aber da gibts doch hoffe ich eine Dokumentation?

Dokumentation nützt zwar einiges, aber die entscheidenden Details sind weg, wenn die Mitarbeiter gehen. Denn der wahre Schatz steckt in den Köpfen, nennt sich "Erfahrung". Und die ist nirgendwo dokumentiert.

Das Problem (bis heute) ist, das Raumfahrtprojekte oft sehr lange dauern, sodaß man oft nur 1 großes Projekt im Leben durchführen kann. Wenn man Glück hat und es zeitlich gerade paßt, vielleicht 2.

Nur ein Beispiel, das ich zufällig gut kenne: da dauerte es 20 Jahre von den ersten vagen Ideen bis zum Erstflug. Sowas ist normal.

Selbst wenn noch die gesamte Dokumentation des F-1 Triebwerks vorhanden wäre, wäre ein Nachbau heute doch eine Neuentwicklung. Einfach, weil sich zuviel geändert hat. Materialien, Normen, Konstruktionsmöglichkeiten, Qualitätsanforderungen, etc.

Jede Ingenieursgeneration muß ihre eigenen Erfahrungen machen - und die Fehler ihrer Vorfahren wiederholen..... ;)

Gruß
roger50
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 28. Juni 2014, 09:53:23
Moin,

Dokumentation nützt zwar einiges, aber die entscheidenden Details sind weg, wenn die Mitarbeiter gehen. Denn der wahre Schatz steckt in den Köpfen, nennt sich "Erfahrung". ...

Das Problem (bis heute) ist, das Raumfahrtprojekte oft sehr lange dauern, sodaß man oft nur 1 großes Projekt im Leben durchführen kann. ...

Nur ein Beispiel, das ich zufällig gut kenne: da dauerte es 20 Jahre von den ersten vagen Ideen bis zum Erstflug. Sowas ist normal.

Genau so ist es. SpaceX war vieleicht etwas schneller, da deutlich weniger Entscheidungsträger mitgeredet haben. Firmenintern geht es auch flotter als wenn europaweit mehrere Firmen miteinander Interfaces abstimmen müssen, die jeder ein großes Stück vom Budgetkuchen haben wollen.

Die Entwicklung der Ariane 5ME mit Vinci hat gewisse Chancen dem von roger50 genannten Beispiel nachzueifern. Erste Ideen zu Vinci ca. 1998, Erstflug frühestens 2017. Da darf man 3-4 Jahre abziehen nach dem Absturz 2003, als das Programm unterbrochen wurde. Aber die geforderten Tests und Nachweise dauern halt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 28. Juni 2014, 15:19:15
Also:  Ich will eine Trägerrakete für eine Flug zum Mars bauen. Dazu nehme ich ein LOX-Methan Triebwerk, Damit die extreme Zuverlässigkeit nachgewiesen wird muss ich ausreichend Tests machen. Nach ESA-Regeln viermal die Gesamt-Lebensdauer. Bei 10 facher Wiederverwendung also 40 Missionen mit einem Triebwerk. Zwangsweise ergibt sich, daß ich entweder zwei Triebwerke je 40 Missionen lang auf dem Prüfstand teste, oder je 40 mal eine repräsentative Mission fliege. Diese Tests oder Flüge sind aber nur diei Qualifikation, vorehr muss ich es erst entwickeln, um die Ausleguing so zu definieren, daß ich ziemlich sicher bin daß sie die vorgesehene Lebensdauer 4mal durchhält, dazu brauche ich weitere ca. 5 Triebwerke.

Mache ich alles am Prüfstand, dann kostet das was, das muss ich nachher kommerziell wieder verdienen (SpaceX als Prvatfirma).

Deine Annahmen für notwendige Tests bei Wiederverwendung akzeptiere ich nicht. OK, die ESA will 4 mal das Flugprofil, um das Triebwerk für einen Flug zu qualifizieren, klingt plausibel und vernünftig.

Daraus aber hochzurechnen, daß man für 10 Flüge 40mal diesen Zyklus durchspielen muß, ist nicht zulässig, warum das denn? 15 sind reichlich. Mal abgesehen davon, daß SpaceX 40 Tests des ganzen Triebwerkes nicht als eine übermäßig aufwändige Angelegenheit sehen wird. Die brauchen keinen Monat je Test.

Abgesehen davon, die Zahlen sind niedrig angesetzt. SpaceX nennt für Merlin 40 Zyklen. Ich weiß aber nicht, was sie mit Zyklen meinen. Sind das 40 Flüge oder incl.Tests vielleicht nur gut 20? Jedenfalls mehr als 10. Für Raptor erwarte ich eine sehr viel höhere Zahl von Flügen. Da ist diese Methode sowieso nicht mehr anwendbar.

Man wird zuerst die Zuverlässigkeit des Triebwerkes an mehreren Exemplaren auf dem Teststand prüfen mit 10 oder 20 oder mehr Testläufen. Das macht man im Rahmen der Entwicklung sowieso. Danach beginnt man mit Flügen. Nach ca. 20 realen Flügen wird man sich die Triebwerke genau ansehen. Probleme mit den Turbopumpen wird man im Flug frühzeitig mit Vibrationssensoren feststellen, so macht man es heute auch mit Flugzeugtriebwerken anstelle von festen Serviceintervallen. Kühlkanäle in der Brennkamer und der Düse muß man eher mit Durchflußmessungen und Ultraschalluntersuchungen testen. Das macht man anfangs häufiger und wenn Flugerfahrungen vorliegen, nach Bedarf.

Was ich zur Vorgehensweise bei Raptor schreibe, ist natürlich meine Spekulation, aber sicher realistischer als deine 40 Zyklen für 10fache Wiederverwendung.

Zur Wirtschaftlichkeit: Elon Musk hat schon gesagt, daß er keinen Business Case für Raptor und MCT hat. Er macht es trotzdem aus Überzeugung.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 28. Juni 2014, 18:28:57
Wenn ich sowas zu entwickeln hätte, würde ich erstmal die Turbopumpen auf Herz und Nieren testen und zwar sowohl was Anzahl der Intervalle wie die Betriebszeit geht so lange bis die Teile wirklich sehr deutlich über das gewünschte Profil weit hinaus geht.
Für das gesamte Triebwerk im Teststand dann genauso vorgehen.
Danach kann mit der Flugerprobung losgelegt werden.
Es hindert ja niemand daran das SpaceX die Bauteile weiterhin überwacht und auftauchende Schwächen durch Verbesserungen, Stück für Stück noch zuverlässiger zu machen.
Selbst beim Thema Tanks sind Konstruktionen die oft und lange verwendet werden sicher einfacher als mit LH2. Soweit ich weiß wird je tiefer die Temperaturen sind, je brüchiger werden die Materialien.  Aber vielleicht weiß jemand hier ja genau wieweit das bei LCH4 einfacher wird.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 28. Juni 2014, 19:11:02
Sehr viel einfacher, weil die Temperaturen wesentlich höher als bei Wasserstoff und eher im Bereich von flüssigem Sauerstoff angesiedelt sind.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 28. Juni 2014, 19:38:56
Deine Annahmen für notwendige Tests bei Wiederverwendung akzeptiere ich nicht. OK, die ESA will 4 mal das Flugprofil, um das Triebwerk für einen Flug zu qualifizieren, klingt plausibel und vernünftig.

Daraus aber hochzurechnen, daß man für 10 Flüge 40mal diesen Zyklus durchspielen muß, ist nicht zulässig, warum das denn? 15 sind reichlich. Mal abgesehen davon, daß SpaceX 40 Tests des ganzen Triebwerkes nicht als eine übermäßig aufwändige Angelegenheit sehen wird. Die brauchen keinen Monat je Test.
Glaube mir, wenn ich schreibe daß die ESA das so vorsieht, dann ist das so. Wenn Du es nicht glaubst, wirf mal einen Blick in DR(Design Rule) -1-X-10 oder DR-1-51. Da steht es drin, und das wird derzeit verlangt. Ich habe es da gelesen. Beispiel Vinci:  2 Zündungen zur Abnahme vor dem Flug, bis zu 3 Zündungen im Flug ergibt 20 Zündungen in der Qualifikation.
Natürlich gilt das so in USA nicht, aber was ähnliches.

Abgesehen davon, die Zahlen sind niedrig angesetzt. SpaceX nennt für Merlin 40 Zyklen. Ich weiß aber nicht, was sie mit Zyklen meinen. Sind das 40 Flüge oder incl.Tests vielleicht nur gut 20? Jedenfalls mehr als 10. Für Raptor erwarte ich eine sehr viel höhere Zahl von Flügen. Da ist diese Methode sowieso nicht mehr anwendbar.
Nehmen wir mal an mit Zyklen sind thermodynamische Zyklen gemeint, also Zündung, Betrieb bis die Struktur voll durchgeheizt ist, Abschalten und Abkühlung bis Raumtemperatur. Das beansprucht das Material. (Bei kryogenen Temperaturen entsprechend Abkühlung im Betrieb und Wiedererwärmung nach dem Abschalten).
Im Prinzip ist die Methode anwendbar.
ABER: Zur Erinnerung:  Beim SSME erfolge die Zertifizierung entlang des "fleet leader"-Nachweises. Von jeder Komponente gab es eine, die die meisten Tests erfolgreich absolviert hatte. Dann waren davon ein Drittel für den bemannten Flug zertifiziert. Gab es zwei Komponenten mit quasi gleicher Testerfahrung, dann war die Hälfte zertifiziert.  Möglicherweise wird sowas für SpaceX auch wieder angewendet.

Man wird zuerst die Zuverlässigkeit des Triebwerkes an mehreren Exemplaren auf dem Teststand prüfen mit 10 oder 20 oder mehr Testläufen. Das macht man im Rahmen der Entwicklung sowieso. Danach beginnt man mit Flügen. Nach ca. 20 realen Flügen wird man sich die Triebwerke genau ansehen. Probleme mit den Turbopumpen wird man im Flug frühzeitig mit Vibrationssensoren feststellen, so macht man es heute auch mit Flugzeugtriebwerken anstelle von festen Serviceintervallen. Kühlkanäle in der Brennkamer und der Düse muß man eher mit Durchflußmessungen und Ultraschalluntersuchungen testen. Das macht man anfangs häufiger und wenn Flugerfahrungen vorliegen, nach Bedarf.
Das Serviceintervall für Turbopumpen ist ein Flug, die Dinger sind so hoch belastet, das ist nicht mit Flugzeugturbinen vergleichbar. Health Monitoring durch Vibrationsmessung ist noch sehr in den Anfängen. Fehlschläge können damit nur in sehr wenigen Fällen verhindert werden. Kühlkanäle mit Ultraschall zu untersuchen bringt nichts wenn man Verschmutzungen finden will, dafür ist die Auflösung zu gering. Im zusammengebauten Zustand können nur alle Kanäle gleichzeitig durchströmt weden, dann findet man lokale Abweichungen in nur einem Kanal nicht.

Aber im Prinzip hast in einem Recht. Wenn man sehr oft wiederverwendbare Systeme qualifizieren will, dann muss man sich eine andere Vorgehensweise einfallen lasssen als heute gilt. Das erfordert aber Umdenken, sowas dauert lange. Für die ersten Flüge muss ja die Wiederverwendung über die volle Anzahl noch nicht qualifiziert sein.

Was ich zur Vorgehensweise bei Raptor schreibe, ist natürlich meine Spekulation, aber sicher realistischer als deine 40 Zyklen für 10fache Wiederverwendung.
Was realistischer ist oder nicht wird sich zeigen. Deine Aussage dazu ist genauso Spekulation, wir wissen es beide nicht. Ich beziehe mich auf geltende Regeln. und Du ?

Zur Wirtschaftlichkeit: Elon Musk hat schon gesagt, daß er keinen Business Case für Raptor und MCT hat. Er macht es trotzdem aus Überzeugung.
NA, solange sein Geld reicht , umso besser. Wir wollen ja alle was funktionierendes erleben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 28. Juni 2014, 19:50:34
Sehr viel einfacher, weil die Temperaturen wesentlich höher als bei Wasserstoff und eher im Bereich von flüssigem Sauerstoff angesiedelt sind.

Richtig, Außerdem: Wasserstoff verursacht bei einigen Materialien eine Versprödung. Dann ist die Materialwahl eingeschränkt. Das Problem hat man mit Mehtan (nach bisheriger Kenntnis) nicht. Dafür hat Methan das Problem, daß schon kleinste Schwefelanteile mit gewissen Materialien Probleme ergeben können. Dann hängt es von der Methanreinheit ab. Aber, je reiner desto teuerer.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 28. Juni 2014, 20:05:02
Welche Komponenten des Raptor Triebwerks wurden oder werden denn zuerst getestet, weis das jemand ?

Gruß
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 28. Juni 2014, 21:10:13
@proton01

Die ESA hat Abnahmeregeln für wiederverwendbare Triebwerke?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 28. Juni 2014, 21:43:50
Ja und nein. Die ESA hat Qualifikationsregeln for Antriebssystem, die so allgemein sind, daß sie auch für wiederverwendbare System gelten. (solange nichts anderes vereinbart wird). Aber spezifische Regeln sind mir nicht bekannt. Soweit ist man bei Hermes damals wohl nicht gekommen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 29. Juni 2014, 00:52:29
Das Serviceintervall für Turbopumpen ist ein Flug, die Dinger sind so hoch belastet, das ist nicht mit Flugzeugturbinen vergleichbar.
Das LH2 Turbopumpen sehr hoch belastetet sind ist schon klar wegen der geringen Dichte vom Wasserstoff, aber LCH4 ist im Vergleich doch schon sehr viel dichter, das geht doch wohl direkt in die Drehzahl der Pumpen ein, also viel dichter an den LOX Pumpen, oder?
Soweit mir bekannt ist, ist die Lebenszeit~1/eN?
Wenn dem so ist, sollte man eine sehr viel höhere Lebenszeit erreichen können, oder?
Zitat
Health Monitoring durch Vibrationsmessung ist noch sehr in den Anfängen. Fehlschläge können damit nur in sehr wenigen Fällen verhindert werden. Kühlkanäle mit Ultraschall zu untersuchen bringt nichts wenn man Verschmutzungen finden will, dafür ist die Auflösung zu gering. Im zusammengebauten Zustand können nur alle Kanäle gleichzeitig durchströmt werden, dann findet man lokale Abweichungen in nur einem Kanal nicht.
Das mag schon sein, aber ist Verschmutzung bei dem Treibstoff überhaupt ein Thema, wir sprechen ja nicht über RP-1?
Das mit der Reinheit ist natürlich ein Problem, da könnte selbst der Wasserstoffanteil schädlich sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 29. Juni 2014, 10:50:35
Hallo Klakow,

Im Prinzip hats Du recht, Methan-Pumpen drehen deutlich langsamer, könnte mit der LOX-Pumpe auf eine Welle. Aber Überprüfung nach jedem Flug ist erstmal notwendig um die Zuverlässigkeit zu erhalten. Diese Inspektionsmöglichkeiten muss man gleich reinkonstruieren, damit es ohne zuviel Aufwand geht (z.B. Zugang für Endoskope). Mit viel Flugerfahrung kann man dann die Intervalle vergrößern.

Reines Methan ist kein Problem, aber sehr teuer. Verflüssigtes Erdgas ist sehr viel günstiger, da hängt die Zusammensetzung aber vom Fördergebiet ab. Das Zusammenspiel von Material und Fremd-Anteile im Methan ist nicht generell bekannt und muss individuell erprobt werden. Andere Kohlenwasserstoffe,auch H2, sind kein Problem (H2 erhöht den Isp), aber Schwefel-Verbindungen.
Ich hatte mal ein Konferenzpaper verlinkt, da steht einiges dazu drin.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 29. Juni 2014, 11:51:52
Raptor hat 2 Pumpen mit 2 Turbinen und 2 Gasgeneratoren, schließlich soll es ein full flow staged combustion Triebwerk werden:
http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/ (http://www.nasaspaceflight.com/2014/03/spacex-advances-drive-mars-rocket-raptor-power/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Flandry am 29. Juni 2014, 12:02:12

Reines Methan ist kein Problem, aber sehr teuer. Verflüssigtes Erdgas ist sehr viel günstiger, da hängt die Zusammensetzung aber vom Fördergebiet ab.

SpaceX will, wenn ich das richtig mitbekommen habe, Methan auf dem Mars selbst synthetisieren - womit gleichzeitig eine große Reinheit verbunden ist.
Wenn man sowieso eine Produktionsanlage für den Mars entwickelt (wartungsarm, und nur mit vorhanden Ressourcen -CO2, Wasser, Sonnenlicht- arbeitend ), wird man nicht umhin kommen, eine Pilotanlage auf der Erde zu bauen. Und wenn man schon eine funktionierende Anlage bauen muss, kann man sie auch entsprechend größer auslegen und sich selbst kostengünstig mit Treibstoff versorgen (und das Problem mit eventuellen Verunreinigungen des Methans von vornherein vermeiden).

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 29. Juni 2014, 12:03:41
Ziemlich sicher wird man auf der Erde LNG benutzen, alles andere macht kein Sinn. Das ist günstig und einfach verfügbar.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 29. Juni 2014, 12:18:33
Es gibt Methan auf dem Markt in jeder Reinheit. Die ausraffinierten Bestandteile sind teurer als Methan, deshalb ist die reine Version durchaus nicht teuer.

Wenn es so einfach und kostengünstig möglich wäre, Methan hier herzustellen, dann wären wir schon längst unabhängig von fossilen Quellen.

Speziell Schwefel, findet sich das überhaupt in Methan? Ich konnte nichts dazu finden. Höherkettige Kohlenwasserstoffe je nach Quelle reichlich oder wenig genug, um kaum eine Rolle zu spielen.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 29. Juni 2014, 12:58:07
Methan ist CH4 und enthält absolut keinen Schwefel. Erdgas alias LNG besteht zum überwiegenden Teil aus Methan, aber nicht vollständig, und darin liegt nun einmal das Problem. Manche Quellen enthalten mehr Schwefel, andere weniger.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: HausD am 29. Juni 2014, 13:09:09
...Manche Quellen enthalten mehr Schwefel, andere weniger.
[KSM on] ...wenn, dann schon Gasquellen...
und nicht Schwefel, sondern Schwefelwasserstoff und weitere gasförmige  Schwefelverbindungen ... [KSM off]
[IM on]  ;) [IM off] HausD
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 29. Juni 2014, 13:12:01
Meinst du, dass man das extra erwähnen muss? ???

Nun, vermutlich hast du recht.  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 29. Juni 2014, 15:02:41
Meinst du, dass man das extra erwähnen muss? ???

Nun, vermutlich hast du recht.  ;)

Muß man wohl. Schwefelwasserstoff zusammen mit anderen Beimischungen abtrennen, ist nicht das Problem. Oder, da es in Texas viele Quellen gibt, nimmt man gleich geeignete, die wenig bis keine Bearbeitung brauchen. Aber die bei SpaceX sind wahrscheinlich so blöd und kaufen schwefelreiches.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 29. Juni 2014, 18:10:11
Muß man wohl. Schwefelwasserstoff zusammen mit anderen Beimischungen abtrennen, ist nicht das Problem. Oder, da es in Texas viele Quellen gibt, nimmt man gleich geeignete, die wenig bis keine Bearbeitung brauchen. Aber die bei SpaceX sind wahrscheinlich so blöd und kaufen schwefelreiches.
Ich denke es ist ziemlich entwürdigend zu behaupten die (=Menschen) bei SpaceX sind blöde, aber gut,
vielleicht ist sollte man C-3PO einladen hier mitzumachen, der ist Speziallist für feines Benehmen und könnte nebenbei auch noch ein paar Dokumente vom Russischen ins Deutsche übersetzen. :)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 29. Juni 2014, 18:28:18
Ist das mit russischen Dokumenten ernstgemeint ? An welche denkst Du da ? (Ich dachte nur weil die schon mal mit Methan bzw LNG getestet haben, was es genau war ist wohl nicht ganz klar)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 29. Juni 2014, 18:39:54
Muß man wohl. Schwefelwasserstoff zusammen mit anderen Beimischungen abtrennen, ist nicht das Problem. Oder, da es in Texas viele Quellen gibt, nimmt man gleich geeignete, die wenig bis keine Bearbeitung brauchen. Aber die bei SpaceX sind wahrscheinlich so blöd und kaufen schwefelreiches.
Ich denke es ist ziemlich entwürdigend zu behaupten die (=Menschen) bei SpaceX sind blöde

SpaceX für möglicherweise ausgesprochen optimistisch zu halten kann ich noch gut nachvollziehen. Aber blöd sind die ganz sicher nicht, sonst wären die nie soweit gekommen daß die NASA sie in die Nähe der ISS lässt. Vielmehr sind die sehr zielstrebig und kalkulieren auch Fehlschläge bei Tests und Flug ein, für die es dann Ersatzgeräte gibt. Bei sowas wird es in Europa mitunter ausgesprochen schwierig.

Noch suche ich nach Info über die Qualität der Erdgasquellen in Texas. (Hab nur Info über russische Quellen) Aus was solll das eigentlich am Mars hergestellt werden? Welche Verunreinigungen muss man erwarten ?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 29. Juni 2014, 19:01:27
Ist das mit russischen Dokumenten ernstgemeint ? An welche denkst Du da ? (Ich dachte nur weil die schon mal mit Methan bzw LNG getestet haben, was es genau war ist wohl nicht ganz klar)
Wenn du C-3PO hier ins Form rein bekommst, ja.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 29. Juni 2014, 21:16:33
Also erstmal muß ich klarstellen, daß ich die Leute bei SpaceX nicht als blöde hinstelle, im Gegenteil. Ich wollte darauf hinweisen, daß man bei SpaceX Blödheit impliziert, wenn man nterstellt  sie könnten Methan mit schädlichem Schwefelgehalt verwenden.

Herstellung auf dem Mars wäre per Sabatier-Prozess. Also Wasser gewinnen, per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff spalten und dann mit CO2 aus der Atmosphäre zu Methan und wieder Wasser reagieren lassen. Dafür würde man das CO2 per kühlen von Stickstoff und Argon, den beiden anderen Hauptbestandteilen trennen. Bei der Elektrolyse von Wasser würde auch gleich O2 im stöchiometrischen Verhältnis zu Methan entstehen. Also mehr O2 als gebraucht wird. Der Prozess würde also quasi als Nebeneffekt Sauerstoff und Stickstoff für die Atemluft liefern, so lange bis eine biologische Lebenserhaltung mit Sauerstoff- und Biomasseproduktion anläuft.

Das Methan dürfte also ziemlich rein sein, höchstens mit kleinen Anteilen an Stickstoff und Argon.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 29. Juni 2014, 21:23:22
Danke für die Klarstellung.

Sabbatier Prozess. Bis jetzt hat man kein Wasser auf dem Mars gefunden. Woher nimmt man daß dann für die Methan (und O2 und N2) Gewinnung ?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 29. Juni 2014, 21:23:44
Gottchen seid Ihr alle optimistisch, was komplexe Herstellungsprozesse auf dem Mars angeht.
Achso es ist die Rede von 2087.... ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 29. Juni 2014, 21:42:45
Danke für die Klarstellung.

Sabbatier Prozess. Bis jetzt hat man kein Wasser auf dem Mars gefunden. Woher nimmt man daß dann für die Methan (und O2 und N2) Gewinnung ?

Eis -> Wärme -> Wasser  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 29. Juni 2014, 21:54:56
Danke für die Klarstellung.

Sabbatier Prozess. Bis jetzt hat man kein Wasser auf dem Mars gefunden. Woher nimmt man daß dann für die Methan (und O2 und N2) Gewinnung ?

Auf dem Mars gibt es jede Menge Wasser in Form von Eis und wurde auch schon von einem Marslander gefunden. Sonst wäre Kolonisierung sowieso nicht möglich. Man wird sich für die Landung eine Gegend aussuchen, in der man vorher das vorhandensein von Eis im Boden festgestellt hat.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 29. Juni 2014, 21:57:52
Gottchen seid Ihr alle optimistisch, was komplexe Herstellungsprozesse auf dem Mars angeht.
Achso es ist die Rede von 2087.... ;)

Weder Elektrolyse noch der Sabatier-Prozess sind komplexe Herstellungsprozesse. Als Zubrin damals seine Mars-Direkt Architektur vorgestellt hat, hat er für Demonstrationszwecke mal eben ein Gerät für den Sabatier-Prozess gebaut. Er ist kein Chemiker aber das hat er ohne Probleme hingekriegt. Er hat damals allerdings mit Wasserstoff gearbeitet und sein Plan hat auch das mitnehmen von Wasserstoff zum Mars vorgesehen. Das wäre dabei die größte technische Hürde gewesen, hat sich inzwischen aber durch den Nachweis von Wasser erledigt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 29. Juni 2014, 22:12:05
O.k., Eis war mir gerade entfallen. Dann sollte es gehen. Mal sehe was in dem Eis alles drin ist wenn man es erst mal analysieren kann.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 29. Juni 2014, 22:17:15
O.k., Eis war mir gerade entfallen. Dann sollte es gehen. Mal sehe was in dem Eis alles drin ist wenn man es erst mal analysieren kann.

Darauf bin ich auch neugierig. Mal sehen, ob die darin gelösten Stoffe eher hinderlich oder zumindest langfristig nutzbare Rohstoffe sein werden.

Ach auch noch danke für die Raptor-Daten. Stammen die aus dem Aviation Week Artikel, den ich leider nicht auftreiben konnte?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 29. Juni 2014, 22:37:52
Ach auch noch danke für die Raptor-Daten. Stammen die aus dem Aviation Week Artikel, den ich leider nciht auftreiben konnte?

Wenn Du die Raptor und Merlin Daten meinst, die stammen aus einer Präsentation von Tom Mueller, dem Antriebschef von Space X, aus dem Juli 2013.
Einen diesbezüglichen Aviation Week Artikel kenne ich jetzt nicht, hab aufgehört da rein zu schauen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 29. Juni 2014, 22:47:11
Ach auch noch danke für die Raptor-Daten. Stammen die aus dem Aviation Week Artikel, den ich leider nciht auftreiben konnte?

Wenn Du die Raptor und Merlin Daten meinst, die stammen aus einer Präsentation von Tom Mueller, dem Antriebschef von Space X, aus dem Juli 2013.
Einen diesbezüglichen Aviation Week Artikel kenne ich jetzt nicht, hab aufgehört da rein zu schauen.

Das waren dann die gleichen Daten, die Aviationweek gedruckt hat. Bei NSF hat jemand ein kopiertes Blatt des Artikels eingestellt, der aber aus Urheberrechtsgründen schnell wieder gelöscht wurde. Dann habe ich versucht, diese Aviation Week zu kaufen, konnte sie aber nicht auftreiben, auch nicht im Zeitschriftenhandel bestellt. Gut, sie jetzt zu haben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schillrich am 01. Juli 2014, 07:59:04
Ich habe die letzten Beiträge in den in-situ-Thread verschoben:
http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4667.msg294649#new (http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=4667.msg294649#new)

Durch Rundungsfehler und einen einfachen Schnitt kann die eine oder andere Raptor-Zeile der Beiträge mit rüber gewandert sein ...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Nitro am 01. Juli 2014, 08:47:58
Durch Rundungsfehler und einen einfachen Schnitt kann die eine oder andere Raptor-Zeile der Beiträge mit rüber gewandert sein ...

 ;D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 07. Juli 2014, 08:30:34
Bei NSF wurden jetzt die Daten des Aviation Week Artikels genannt.

Danach wäre Raptor mit 705t Schub auf Höhe Meeresspiegel etwas schubstärker als das F-1. Sie setzen einfach Kraft hinter Tonnen, um das auszudrücken, also 705t force.

http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=34197.msg1223284#msg1223284 (http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=34197.msg1223284#msg1223284)

Also mir wird die Größe wirklich langsam unheimlich. Die Ankündigungen wurden im Laufe eines Jahres immer höher.

Mit 9 Triebwerken ungefähr doppelt so viel Startschub wie die Saturn V. Mit Methan als Treibstoff gibt das mehr als die doppelte Nutzlast für eine Wegwerfrakete. Immer noch mehr als Saturn V voll wiederverwendbar.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 07. Juli 2014, 08:35:27
Sagen wir mal mit Wiederverwendbarkeit der ersten Stufe. Es gibt noch kein Konzept für die zweite Stufe (zumindest öffentlich) und wir wissen daher nicht, wieviel Nutzlast es kostet.

Außerdem wissen wir ja jetzt, dass bei der Ariane das Fairing alles andere als "günstig" ist und daher frage ich mich, was das Fairing für diese Rakete kosten würde. Eigentlich muss es auch wiederverwendet werden, natürlich ist ein SpaceX-Fairing sicher günstiger als ein vergleichbares Arianefairing.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 07. Juli 2014, 09:05:44
Sagen wir mal mit Wiederverwendbarkeit der ersten Stufe. Es gibt noch kein Konzept für die zweite Stufe (zumindest öffentlich) und wir wissen daher nicht, wieviel Nutzlast es kostet.

Wir wissen es nicht, aber ca. 50% für beide Stufen ist realistisch. Rückflug der zweiten Stufe ist technisch schwieriger, aber es braucht nicht die Menge an Treibstoff. Die gesamte Verzögerung erfolgt durch atmosphärische Bremsung, bis auf die Landung und die braucht nicht viel. Es wären also Landebeine, viel kleiner und leichter in Relation als für die erste Stufe, weil relativ großer Durchmesser zur Höhe. Der Hitzeschild ist sicher PicaX, extrem leicht. Es wurde noch nichts über Landetriebwerke gesagt, aber man wird dafür doch kleine Methan-Triebwerke entwickeln müssen. Ein Triebwerk mit F-1 Schub kann sicher nicht landen, nicht auf der Erde und erst recht nicht auf dem Mars.

Außerdem wissen wir ja jetzt, dass bei der Ariane das Fairing alles andere als "günstig" ist und daher frage ich mich, was das Fairing für diese Rakete kosten würde. Eigentlich muss es auch wiederverwendet werden, natürlich ist ein SpaceX-Fairing sicher günstiger als ein vergleichbares Arianefairing.

Ich gehe davon aus, daß es kein Fairing geben wird. Die Oberstufe wird Ladeluken haben wie das Shuttle. Für die Marslandung mit Nutzlast ist das nötig. Auf der Erde würde man es nicht anders machen. Für Tanker sowieso, denn der Tank wäre Bestandteil der Stufentanks.

Für extrem hohen Bedarf in den LEO, hunderte Flüge mit voller Nutzlast oder sehr sperrig, könnte ein Fairing vielleicht Vorteile haben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 07. Juli 2014, 19:13:25
Falls das mit den 705t/Triebwerk stimmt, kann man sofort ohne die Hauptstufentriebwerke, selbst bei 9000t Startmasse mit 1,4G abheben.
Das reduziert erheblich die Gravitationsverluste und man erhält eine fast vollständige dreistufige Rakete, da es unnötig ist die Hauptstufe vor dem Brennschuss der Booster zu zünden.
Ich vermute allerdings das man sich den hohen Startschub mit einem höheren LOX Anteil beim Start erkauft, was aber vermutlich trotzdem Sinn machen wird.
Ich denke das ist einer der Vorteile wenn man zwei komplett unabhängige Turbopumpen hat, man kann mit dem Mischungsverhältnis spielen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Collins am 07. Juli 2014, 19:54:58
Frage: Amerikanische 705t oder Europäische 705t Schub ?

MfG Collins
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 07. Juli 2014, 19:57:52
Im Artikel werden metrische Tonnen genannt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Collins am 07. Juli 2014, 19:59:42
Danke für die schnelle Antwort.

MfG Collins
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 07. Juli 2014, 22:36:33
Bei NSF wurden jetzt die Daten des Aviation Week Artikels genannt.
Nach kurzer Suche habe ich den AW&ST Artikel vom 9. Juni 2014 im Netz gefunden:
http://ula.lonebuffalo.com/story.cfm?story_id=7398139 (http://ula.lonebuffalo.com/story.cfm?story_id=7398139)

Darin steht:
705 t [entspricht 6910 kN] für das Bodentriebwerk
840 t [entspricht 8240 kN] für das Oberstufentriebwerk, bei 380 s Isp.

Wenn der einzige Unterschied zwischen beiden die Düse ist, dann hätte das Bodentriebwerk eine Isp von 319 s.

Die beiden Isp-Daten passen gut mit den Angaben von 2013 zusammen (321 s, 380 s), aber der Schub ist mehr als doppelt so hoch, jetzt 705 t Bodenschub ggü. 280 t bzw. 840 t ggü. 334 t Vakuumschub. Diese wundersame Schubvermehrung kann ich mir jetz nicht ganz erklären. Ein LOX-Methan Triebwerk im full-flow Hauptstromverfahren gleich in der Größe des F-1 Triebwerks (6770 kN Bodenschub) zu entwickeln ist schon ziemlich wagemutig.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 07. Juli 2014, 23:36:40
Die beiden Isp-Daten passen gut mit den Angaben von 2013 zusammen (321 s, 380 s), aber der Schub ist mehr als doppelt so hoch, jetzt 705 t Bodenschub ggü. 280 t bzw. 840 t ggü. 334 t Vakuumschub. Diese wundersame Schubvermehrung kann ich mir jetz nicht ganz erklären. Ein LOX-Methan Triebwerk im full-flow Hauptstromverfahren gleich in der Größe des F-1 Triebwerks (6770 kN Bodenschub) zu entwickeln ist schon ziemlich wagemutig.

Danke fürs finden.

Die Änderung der Daten liegt wohl daran, daß sie immer noch in einer frühen Entwicklungsphase sind und auf Werte ausgehen, von denen sie glauben, es hinkriegen zu können, nicht auf ein festes Ziel. Vielleicht sogar schon nach ersten Ergebnissen der Tests in Stennis. Aber dafür ist es wohl doch noch zu früh, wenn der erste Test nicht schon am Tag nach der Feier durchgeführt wurde.

Aber dem "wagemutig" kann ich bei den Werten schon zustimmen. Für die  erste Stufe nehmen sie sicher so viel Schub, wie sie kriegen können. Es scheint mir aber reichlich hoch für das MCT, es sei denn, sie würden auch die 100t Nutzlast weiter erhöhen. Und das wäre auch wieder wagemutig.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 08. Juli 2014, 00:34:40
Eigentlich könnte das doch gut möglich sein, Gründe dafür:
Der Brennkammerdruck beim F-1 war (nur) 60bar, Raptor wird eher 150bar haben, was natürlich zu einem höheren Massendurchsatz führt.
Wenn sie das LCH4/LOX Verhältnis beim Start von 3,6/1 auf 3,1/1 verkleinern, steigt der Massedurchsatz um gut 10%, der ISP bleibt hierdurch aber nahezu konstant und der Schub steigt um 10%.  Sowas ist natürlich sehr elegant, weil man dann mit hohem Schub und recht hoher Beschleunigung abheben kann, was die Gravitationsverluste reduziert und mit zunehmender Höhe den Schub durch höheren LCH4 Anteil verkleinern, was aber zum vollständig von dem höheren ISP und der abnehmenden Raketenmasse schnell kompensiert wird.
Falls das mit dem Schub wirklich so kommt, kann man vermutlich erheblich mehr Nutzlast selbst ohne Booster in den Orbit bringen als mit einer Saturn V.
Mit Wiederverwendung und Boostern sieht das aber komplett anders aus. In dem Fall reichen bei 9000t und 1,4G die Booster zum Start komplett aus und man kann die Haupt- und die Oberstufe mit Vakuum Triebwerken ausrüsten weil die Hauptstufe einfach nicht beim Start benötigt wird.
Nach Abtrennung fliegen die Booster zurück und die Hauptstufe erreicht vermutlich schon das LEO ohne Oberstufe, aber das müsste ich mal durchlaufen lassen.
Die Hauptstufe macht fast einen kompletten Umlauf bevor sie gelandet wird.
Da es sich bei dem Konzept nicht um ein 2,5 Stufen äquivalent, sondern um volle drei Stufen handelt, bringt das für hohen deltaV Bedarf sehr viel, weil ein besseres Teilungsverhältnis besser machbar ist und bis auf die Booster die Raptor mit optimalem ISP arbeiten.
Meine Schätzung mit Booster sind Nutzlasten deutlich über 500t ins LEO.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 09. Juli 2014, 00:33:59
Der Brennkammerdruck beim F-1 war (nur) 60bar, Raptor wird eher 150bar haben, was natürlich zu einem höheren Massendurchsatz führt.
Wenn sie das LCH4/LOX Verhältnis beim Start von 3,6/1 auf 3,1/1 verkleinern, steigt der Massedurchsatz um gut 10%, der ISP bleibt hierdurch aber nahezu konstant und der Schub steigt um 10%.  Sowas ist natürlich sehr elegant, weil man dann mit hohem Schub und recht hoher Beschleunigung abheben kann, was die Gravitationsverluste reduziert und mit zunehmender Höhe den Schub durch höheren LCH4 Anteil verkleinern, was aber zum vollständig von dem höheren ISP und der abnehmenden Raketenmasse schnell kompensiert wird.

Das Mischungsverhältnis muss O/F sein, also LOX/Methan, nicht umgekehrt, sonst ist der Isp viel zu niedrig (die Verbrennungstemperature wäre unter 1000 K, Isp-vac geschätzt unter 250 s).

Wenn man unterstellt, daß das übliche Standard NASA Verfahren (CEA 1D-ODE) realistische Werte für LOX-Methan Triebwerksleistung liefert, dann ergibt sich für LOX-Methan, 150 bar Kammerdruck, Entspannung am Boden bis zur Strömungsablösungsgrenze (optimistisch):
O/F = 3,1:  c*= 1874 m/s;  Isl (Bodenimpuls) = 303 s;  Vakuumimpuls = 372 s
O/F = 3,6:  c*= 1839 m/s;  Isl (Bodenimpuls) = 299 s;  Vakuumimpuls = 378 s

Unterschiede 3,1 zu 3,6:   c* +2%;   Isl (Bodenimpuls) +1%;  Vakuumimpuls -1,5%
Der Massenstrom skaliert bei konstanter Triebwerksgeometrie umgekehrt zu c*, also sinkt er bei 3,1 ggü. 3,6 um 2%. Da der Bodenimpuls um 1% zunimmt sinkt der Bodenschub um 1%.

c* ist die charakteristische Geschwindigkeit, das entspricht in etwas dem Verbrennungskomplex beta in der russischen Fachliteratur. c* kennzeichnet die Energieeausbeute bei der Verbrennung der Treibstoffe.

Wohlgemerkt, das sind theoretische Werte unter Vernachlässigung durch Effekte wie unvollständige Verbrennung, 2D-Strömung in der Düse, Kinetik der Heißgasreaktionschemie, etc. Die Änderung solcher Einflüsse sind aber nur schwach vom Mischungsverhältnis abhängig, alsi geben die Daten oben die relativen Unterschiede gut wieder. Die realisierbaren Werte für den spez. Impuls liegen ca. 3-4% niedriger, je nachdem wie es im Detail gemacht wird.

@Klakow:  wie hast du die 10% Unterschied bestimmt/abgeschätzt ?

Im Übrigen halte ich 150 bar Kammerdruck zu niedrig, wenn man schon full-flow Hauptstromkreislauf machen will. Da sollten es mindestens 200 bar sein, sonst lohnt sich der höhere Aufand für die oxidator-reiche Vorverbrennung nicht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 12. Juli 2014, 14:32:19
Das Mischungsverhältnis muss O/F sein, also LOX/Methan, nicht umgekehrt, sonst ist der Isp viel zu niedrig (die Verbrennungstemperature wäre unter 1000 K, Isp-vac geschätzt unter 250 s).

Wenn man unterstellt, daß das übliche Standard NASA Verfahren (CEA 1D-ODE) realistische Werte für LOX-Methan Triebwerksleistung liefert, dann ergibt sich für LOX-Methan, 150 bar Kammerdruck, Entspannung am Boden bis zur Strömungsablösungsgrenze (optimistisch):
O/F = 3,1:  c*= 1874 m/s;  Isl (Bodenimpuls) = 303 s;  Vakuumimpuls = 372 s
O/F = 3,6:  c*= 1839 m/s;  Isl (Bodenimpuls) = 299 s;  Vakuumimpuls = 378 s

Unterschiede 3,1 zu 3,6:   c* +2%;   Isl (Bodenimpuls) +1%;  Vakuumimpuls -1,5%
Der Massenstrom skaliert bei konstanter Triebwerksgeometrie umgekehrt zu c*, also sinkt er bei 3,1 ggü. 3,6 um 2%. Da der Bodenimpuls um 1% zunimmt sinkt der Bodenschub um 1%.

c* ist die charakteristische Geschwindigkeit, das entspricht in etwas dem Verbrennungskomplex beta in der russischen Fachliteratur. c* kennzeichnet die Energieeausbeute bei der Verbrennung der Treibstoffe.

Wohlgemerkt, das sind theoretische Werte unter Vernachlässigung durch Effekte wie unvollständige Verbrennung, 2D-Strömung in der Düse, Kinetik der Heißgasreaktionschemie, etc. Die Änderung solcher Einflüsse sind aber nur schwach vom Mischungsverhältnis abhängig, alsi geben die Daten oben die relativen Unterschiede gut wieder. Die realisierbaren Werte für den spez. Impuls liegen ca. 3-4% niedriger, je nachdem wie es im Detail gemacht wird.

@Klakow:  wie hast du die 10% Unterschied bestimmt/abgeschätzt ?

Im Übrigen halte ich 150 bar Kammerdruck zu niedrig, wenn man schon full-flow Hauptstromkreislauf machen will. Da sollten es mindestens 200 bar sein, sonst lohnt sich der höhere Aufand für die oxidator-reiche Vorverbrennung nicht.

Ich nutze die kostenlose Lite Version des Programms:"Rocket Propulsion Analysis" in der Version: 1.2.8.0, das Programm gibt es hier: http://www.propulsion-analysis.com/ (http://www.propulsion-analysis.com/)
Ich hab an den Parametern so gedreht das die Werte vom Raptor die ich gelesen habe hinkommen. Ob das wirklich stimmt, weiß ich erstmal nicht. (Grundannahmen)
Durch versuch habe ich gesehen das dies Programm bei O/F=3,6 etwa ein maximalen ISP liefert.
Dann habe ich am O/F Verhältnis rumgespielt um zu sehen wie sich das auf das ISP und den Massedurchsatz auswirkt.
Dabei zeigten sich das Bodennah, also in der Startphase, der Massedurchsatz bei 3.1 ca. 10% größer wird, der ISP aber nahezu gleich bleibt.
Da der Schub ja wohl dM*dV/dt ist, interpretiere ich das so, das man den Schub auf kosten von mehr Massedurchsatz steigt.
Aber gut, vielleicht bin ich in dem Thema auch nicht genug drin.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Juli 2014, 14:56:32
@Klakow:  das klingt alles gut und sollte im Prinziprichtig sein. Ich kenne das Programm RPA, ist nicht viel anders als das NASA Programm (aber halt light). Kleine Unterschiede gibt es sicher, aber für Parametervariationen (gleicher Treibstoff, gleicher Kammerduck, gleiche Entspannung, nur O/F variiert) sollte es egal sein, die relativen Unterschiede sollten trotzdem stimmen.

Nachfrage:  was hast Du für die Düse vorgegen? Ein Flächenverhältnis, ein Druckverhältnis? Wenn's Dich interessiert schick mal die genaue Eingabe, dann können wir das mit dem NASA Programm vergleichen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 12. Juli 2014, 20:03:52
160bar
282 (pc/pe)
Das waren die einzigen Werte mit denen das Programm sowohl für 0müNN und fürs Vakuum die ISP-Werte ziemlich so berechnet hat, das es zu den Angaben passt die hier mehrfach gefallen sind.
Ob das Stimmt weiß ich aber nicht, ich hab mich zumindest noch nicht, in das Thema genug eingelesen.
Mir ist natürlich klar das hierbei keine exakten Werte rauskommen können, aber um einfach mal zu schauen wohin die Reise geht wenn man an Parametern dreht, reicht das wohl.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 13. Juli 2014, 00:18:35
160bar
282 (pc/pe)

In der Beschreibung von RPA werden Vergleiche mit dem NASA Programm CEA2 gegeben, die zeigen, daß die Abweichungen zwischen beiden vernachlässigbar sind. Ich habe die beiden Fälle mit den Annahmen von Klakow mit CEA und RPA nachgerechnet.

Vergleich RPS mit CEA2,  Annahmen für Raptor:

LOX-Methan: Treibstoffdaten sind aus der gleichen Quelle. 
Kammerdruck pc=160 bar,  Düsenentspannung auf 0,567 bar (pc/pe=282)
Leistungsdaten am Düsenende für 100% Wirkungsgrade


Mischungsverhältnis 3,1:
                                RPA             CEA2
        char. Geschw. c*        1873,85         1873,86 m/s
        Bodenimpuls Isl         327,24          327,24
        Vakuumimpuls Ivac       361,15          361,15  s
        Flächenverh. Ae/At      28,023          28,023  -
        Massenstromdichte       304,7017                kg/(m^2 s)
        Reaktions-Wirkungsgr.   0,9926
        Düsen-Wirkungsgr.       0,9774

Mischungsverhältnis 3,6:
                                RPA             CEA2
        char. Geschw. c*        1839,15         1839,16 m/s
        Bodenimpuls Isl         327,19          327,19
        Vakuumimpuls Ivac       361,15          361,15  s
        Flächenverh. Ae/At      31,963          31,963  -
        Massenstromdichte       272,1819                kg/(m^2 s)
        Reaktions-Wirkungsgr.   0,9877
        Düsen-Wirkungsgr.       0,9775


Tattsächlich sind die Ergebnisse quasi gleich. Zu beachten ist, daß hier ein festes Druckverhältnis 'Kammerdruck zu Düsenenddruck' pc/pe vorgegeben wurde, damit ergibt sich das Düsenflächenverhältnis als Ergebnis unterschiedlich:  28 für O/F=3,1 und 32 für O/F=3,6, also -12,3%.   Zwar ergibt sich auch daß sich die Massenstromdichte ändert:  304,7 für O/F=3,1 und 272,2 für O/F=3,6, also +11,9%.  Diese beiden Effekte gleichen sich quasi vollständig aus, solange man betrachtet, daß die gleiche Brennkammer für beide Fälle verwendet werden soll.
Der Massenstrom wird direkt durch die charakteristische Geschwindigkeit vorgegeben, diese zeigt eine Änderung von 1,9% für O/F=3.1 ggü. O/F=3,6.
Die Massenstromdichte ist nur dann direkt proportional mit den Schub, wenn die Geometrie konstant ist, dafür muss man das geometrische Düsenflächenverhältnis vorgeben.

RPA schätzt auch Wirkungsgrade für die Verbrennungsreaktionen und für die Düsenentspanung ab. Der Düsenwirkungsgrad bleibt quasi konstant, der Reaktionswirkungsgrad hängt sehr vom Einspritzsysem ab und kann fast nicht theoretisch abgeschätzt werden. Leider ist in der RPA-Beschreibung keine Quelle dafür angegeben, vermutlich beruht die Abschätzung auf vorhandenen Testdaten.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 13. Juli 2014, 00:46:01
Sorry, ich verstehe das nicht was du schreibst, da fehlen mir die Grundlagen.
Die Frage ist ob man bei der Variation des Mischungsverhältnisses eine Schubänderung bekommt oder nicht?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 13. Juli 2014, 00:54:11
Sorry, ich verstehe das nicht was du schreibst, da fehlen mir die Grundlagen.
Die Frage ist ob man bei der Variation des Mischungsverhältnisses eine Schubänderung bekommt oder nicht?

Kein Problem.
Kurz und gut, wenn der Kammerdruck konstant bleibt erhöht sich der Schub um 2% wenn das Mischungsverhältnis vom 3,6 auf 3,1 geändert wird. Die Brennkammergeometrie kann ja nicht unterwegs geändert werden.

Für Schubänderunge ändert man besser den Kammerdruck.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 13. Juli 2014, 10:47:44
So ganz verstehe ich das immer noch nicht, mit dem Programm bekomme ich bei:
3,6 zu 1 einen Massefluß von 272,2kg/(m2*s) beim Düssenausgang und eine Austrittsgeschwindigkeit von 3208m/s auf Sea level
3,1 zu 1 einen Massefluß von 304,7kg/(m2*s) beim Düssenausgang und eine Austrittsgeschwindigkeit von 3209m/s auf Sea level

Soweit ich das verstehe ist der Impuls die Multiplikation vom Mass flux*Triebwerksfläche*exhaust velocity*Zeit
das wäre für 3,6 dann 873kN*s
und          für 3.1          978kN*s
(pro Quadratmeter Austrittsfläche pro Sekunde)
Das macht +12%.
Wo liege ich den da falsch?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 13. Juli 2014, 12:36:40
Eigentlich machst Du alles richtig, aber du bekommst als Ergebnis den Massenstrom pro Querschnittsfläche am Düsenende. So wie Du rechnest, mit vorgegebenem Druckverhältnis ergeben sich unterschiedliche Düsenflächenverhältnisse Ae/At (Düsenendfläche zu kritischem Halsquerschnitt). Da die Halsfläche konstant bleibt ändert sich die Düsenendfläche.

Gib mal ein Flächenverhältnis vor, z.B. 30, dann ist der Vergleich richtig.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 13. Juli 2014, 13:35:20
Ok, in dem Fall gibts kaum ein Unterschied.
Wundern tut mich das irgendwie schon, ich hab mir gedacht mit einem höheren Sauerstoffanteil würde der Schub etwas mehr steigen weil der Sauerstoff eine erheblich höhere Dichte als Methan hat.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 30. August 2014, 14:54:06
was ist beim Raptor eigentlich bisher erreicht ?  Gibt es da Hardware ? Oder sogar Tests ?

Komponententests auf einem speziell für Raptor modernisierten Teststand in Stennis.

Es ist aber noch eine frühe Testphase.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 13. Dezember 2014, 00:14:28
Raptor Turbopump Build Engineer
http://www.spacex.com/careers/position/5985 (http://www.spacex.com/careers/position/5985)

Implikation: Komponenten für die Raptorturbopumpe werden demnächst hergestellt und getestet...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. Januar 2015, 13:54:49
Hier nochmal zur Dokumentation: laut Musk hat Raptor jetzt 2300kN Schub und die geplante Rakete soll eine Menge davon haben, mehr als 9 auf jeden Fall.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 11. Januar 2015, 20:35:06
Ich denke dass dies mehrere Vorteile hat, vor allem den das man wohl eher über 15 Stück davon benötigt, wenn man in der Lage sein mit einem Triebwerk die Massenanziehung einer fast leere Stufe ohne dabei abzubremsen zu müssen zu halten. Soweit ich weis kann man das bei Merlin 1D nicht machen, weil es sich nur auf 70% runterregeln lässt und die Leermasse einfach zu klein ist. Man bekommt das zwar hin, aber nur dadurch das man den Triebwerkseinsatz in der letzten Bremsphase sehr genau treffen muss.
Die Anordnung könnte dann so aussehen wie bei Rundsteckern von LEMO siehe hier, Seite 157. Am ehesten wäre da wohl Type 319 sinnvoll, weil bei angenommenen 70% untere Regelgrenze das Verhältnis Vollmasse/Leermasse bis auf ca. 27 steigen daraf.
Das wären dann 43,7MN und bei einer Startbeschleunigung von 1,2G eine maximale Startmasse von 3700t, also ca. 25% mehr als die Saturn V.
Über den Daumen gepeilt kann man damit wohl ca. 150t ins LEO bringen, vielleicht auch noch einen Tick mehr.

   
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 28. Februar 2015, 22:25:26
Habe heute gelesen:

Zitat
SpaceX is developing a more-powerful engine dubbed Raptor that is designed to generate more than 661,000 pounds of thrust in a vacuum. That engine began testing at NASA’s Stennis Space Center in Mississippi last year.

Damit ist er deutlich schwächer als der RD-0164 mit 390,7 Tonnen Schub im Vakuum, gleich 861345,42 Pfund.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 28. Februar 2015, 22:32:47
Die Quelle dafür ist SpaceNews:
http://spacenews.com/timing-of-russian-engine-ban-puts-ula-air-force-in-a-bind/ (http://spacenews.com/timing-of-russian-engine-ban-puts-ula-air-force-in-a-bind/)

Die Zahl glaube ich aber nicht. Musk hat von 2300kN also 230 Tonnen gesprochen (noch schwächer). Und in Mississippi wurde die Vorbrennkammer getestet nicht das Triebwerk.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 28. Februar 2015, 22:44:16
Die Quelle dafür ist SpaceNews:
http://spacenews.com/timing-of-russian-engine-ban-puts-ula-air-force-in-a-bind/ (http://spacenews.com/timing-of-russian-engine-ban-puts-ula-air-force-in-a-bind/)

Die Zahl glaube ich aber nicht. Musk hat von 2300kN also 230 Tonnen gesprochen (noch schwächer). Und in Mississippi wurde die Vorbrennkammer getestet nicht das Triebwerk.

Hätte mich auch der Isp interessiert  :)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 28. Februar 2015, 23:09:30
Hätte mich auch der Isp interessiert  :)

ISP 380 für die Vakuum-Version.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 28. Februar 2015, 23:36:41
Hätte mich auch der Isp interessiert  :)

ISP 380 für die Vakuum-Version.

Wenn das stimmt, so ist das eine hervorragende Leistung.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: GG am 01. März 2015, 00:02:05
Da die Einheit fehlt, ist das Urteil voreilig. Könnten ja 380 m/s sein. Dann wäre es schwach. ;)

Gemeint sind sicherlich 380 s.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 01. März 2015, 00:46:30
Da die Einheit fehlt, ist das Urteil voreilig. Könnten ja 380 m/s sein. Dann wäre es schwach. ;)

Gemeint sind sicherlich 380 s.

In einer Präsentation von SpaceX vom Juli 2013 wurde für die Oberstufenversion von Raptor genannt:
   Schub:  337 metric tons  (=   3305 kN)
   Isp-vac:  380 s  (=  3727 Ns/kg)

Für die Erststufenversion:
   Schub :  280 metric tons  (=   2746 kN)  [müsste Bodenschub sein]
   Isp Boden/Vakuum  321 / 362 s  (=  3148 / 3550  Ns/kg)

Umrechnung in kN und Ns/kg habe ich dazugefügt
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 01. März 2015, 05:00:38
Da die Einheit fehlt, ist das Urteil voreilig. Könnten ja 380 m/s sein. Dann wäre es schwach. ;)

Gemeint sind sicherlich 380 s.

In einer Präsentation von SpaceX vom Juli 2013 wurde für die Oberstufenversion von Raptor genannt:
   Schub:  337 metric tons  (=   3305 kN)
   Isp-vac:  380 s  (=  3727 Ns/kg)

Für die Erststufenversion:
   Schub :  280 metric tons  (=   2746 kN)  [müsste Bodenschub sein]
   Isp Boden/Vakuum  321 / 362 s  (=  3148 / 3550  Ns/kg)

Umrechnung in kN und Ns/kg habe ich dazugefügt

Die Schubwerte haben sich mehrfach geändert. Zuerst immer höher, jetzt niedriger pro Triebwerk. Die angestrebten ISP-Werte sind aber konstant geblieben.

Ja, ISP in Sekunden. :) Hätte ich schreiben sollen.

Es wird ein Triebwerk mit Full Flow. Zwei getrennte Turbopumpen für LOX und Methan. Ein ehrgeiziges Ziel.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 01. März 2015, 09:45:40
Ich gehe davon aus das dieses Triebwerk noch besser und zuverlässiger als das Merlin 1D wird.
Sie habe ja heute mehr Erfahrung als vor 5 Jahren und mansches ist heute sicher sogar noch besser herstellbar (3D-Druck). Das die dreifache Anzahl Triebwerke auch eine dreifache Ausfallwahrscheinlichkeit haben ist klar, aber solange dies nicht zu einer Kettenreaktion führt, muss dies kein Nachteil sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 03. März 2015, 11:51:21
Da die Einheit fehlt, ist das Urteil voreilig. Könnten ja 380 m/s sein. Dann wäre es schwach. ;)

Gemeint sind sicherlich 380 s.

Ja, und für die Sojus-5 Oberstufe gibts nur magere 370s, die Arbeiten in Russland gehen sehr schleppend. Bei Brennversuchen an Triebwerk 2015 erfolgte 2013 eine Explosion, wurde aber nicht publiziert.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 03. März 2015, 14:36:51
@Jura: Mal eine Frage, im Film Eins, Zwei, Drei gibt es eine Stelle wo es heist das eine Rakete gesprengt wurde, darauf jemand der einen Landsman von dir dargestellt hat: In Russland haben wir zwei Sprengkörper, einen für Rakete einen für Ingenieur. Stimmt das und wird das immer noch so gemacht?  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 16. März 2015, 09:13:17
Info von reddit:
http://www.reddit.com/r/spacex/comments/2z6azm/raptor_info_at_gpu_tech_conference/ (http://www.reddit.com/r/spacex/comments/2z6azm/raptor_info_at_gpu_tech_conference/)

Es wird eine Präsentation von SpaceX geben auf der Nvidia GPU-Technik Konferenz.

Zitat
S5398 - GPUs to Mars: Full-Scale Simulation of SpaceX's Mars Rocket Engine

Stephen Jones Lead Software Engineer, SpaceX Adam Lichtl Director of Research, SpaceX SpaceX is designing a new, methane-fueled engine powerful enough to lift the equipment and personnel needed to colonize Mars. A vital aspect of this effort involves the creation of a multi-physics code to accurately model a running rocket engine. The scale and complexity of turbulent non-premixed combustion has so far made it impractical to simulate, even on today's largest supercomputers. We present a novel approach using wavelets on GPUs, capable of capturing physics down to the finest turbulent scales.

Das meiste verstehe ich nicht. Aber SpaceX hat eine neue Software-Simulations-Technik entwickelt zur Simulation der feinsten turbulenten Vorgänge in ihren Raptor-Triebwerken. Die Software läuft auf Nvidia-Grafikprozessoren. Die neue Technik erlaubt Simulationen, die so detailliert bisher nicht einmal auf den größten Supercomputern lauffähig waren.

Zitat
Stephen Jones: Stephen is lead engineer of the Simulation and Analytics group at SpaceX, where he works on large-scale simulation of combustion processes in rocket engines. Prior to being at SpaceX he worked at NVIDIA, where he was the architect for the CUDA language and worked closely with NVIDIA's hardware designers to develop new GPU features in support of parallel programming. His background is in computational fluid mechanics and plasma physics, but he has worked in diverse industries including networking, CAD/CAM and scientific computing.

Einer der Teilnehmer von SpaceX ist Stephen Jones. Er ist Chef der Gruppe für Simulation und Analyse bei SpaceX. Er hat vorher bei NVIDIA gearbeitet. Sein Fachgebiet ist Berechnung von "fluid dynamics" und Plasma Physik.

Elon Musk hat ja auf seiner Präsentation in Seattle zu Software-Entwicklern gesagt, daß Software immer wichtiger wird bei der Entwicklung.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 16. März 2015, 09:24:18
fluid dynamics ist Strömungslehre.

CUDA wird von Nvidia immer stark umworben und es gibt auch überall Workshops, wo man das lernen kann. Allerdings ist CUDA auf der Grafikkarte und kann nicht soviel verschiedene Arten von Operationen ausführen wie auf der CPU.

Wäre mal interessant zu wissen, was SpaceX für CFD-Code benutzt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 16. März 2015, 09:50:35
Wäre mal interessant zu wissen, was SpaceX für CFD-Code benutzt.

Wenn ich es nicht völlig falsch verstanden habe, ist es eigene Entwicklung.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 16. März 2015, 10:20:15
Allerdings ist CUDA auf der Grafikkarte und kann nicht soviel verschiedene Arten von Operationen ausführen wie auf der CPU.

Das muss sie auch nicht. CUDA und das darauf aufbauende PhysX sind Techniken die sehr spezielle Berechnungen der GPU noch sehr viel schneller ausführen können als ohne diese Beschleuniger. Damit werden realistische physikalische Simulationen ohne Großrechner überhaupt erst möglich. Grundsätzlich könnte man all diese Berechnungen auch auf ner normalen CPU machen, aber das würde sehr viel langsamer sein als auf der GPU. Die CPU ist der flexible Alleskönner, die GPU ein sehr schneller Spezialist.

Wenn ich es nicht völlig falsch verstanden habe, ist es eigene Entwicklung.

Ich denke die Software für die Strömungssimulationen der Triebwerke ist die Eigenentwicklung. Die Bibliotheken (z.B. die PhysiX library) selbst gibt es schon.

Hier ein Demo
https://www.youtube.com/watch?v=6vipmar3wS4 (https://www.youtube.com/watch?v=6vipmar3wS4)

Mane
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 16. März 2015, 10:52:20
Ich denke die Software für die Strömungssimulationen der Triebwerke ist die Eigenentwicklung. Die Bibliotheken (z.B. die PhysiX library) selbst gibt es schon.

Hier ein Demo
https://www.youtube.com/watch?v=6vipmar3wS4 (https://www.youtube.com/watch?v=6vipmar3wS4)

Mane

Das ist für Computerspiele und "gefakt". Das sieht nur so aus, als sei es eine realistische Berechnung, in Wirklichkeit wird jede Menge getrickst, vereinfacht, damit die Rechenzeit passt. Es muss nur optisch stimmen.

Das genügt keinem naturwissenschaftlichen Anspruch. Natürlich kann man auf der Grafikkarte auch realistische Sachen rechnen aber viele wissenschaftliche Codes haben ne Menge if-Bedingungen und komplexe Speicheroperationen und sind nur bedingt für die Grafikkarte geeignet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 16. März 2015, 11:05:28
Wäre mal interessant zu wissen, was SpaceX für CFD-Code benutzt.

Wenn ich es nicht völlig falsch verstanden habe, ist es eigene Entwicklung.

Bei komplexen Berechnungen auf Supercomputer sind meistens die Codes eigene Entwicklungen. Auch für die Simulation des TEM Reaktors wurden dafür spezielle Codes entwickelt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 16. März 2015, 11:34:17
Es wird wahrscheinlich Video von der Präsentation geben. Vielleicht wissen wir danach etwas mehr.

Jedenfalls sollte verbesserte Simulation die Entwicklung beschleunigen und verbilligen. Darum geht es doch im Endeffekt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 16. März 2015, 11:51:41
Das ist für Computerspiele und "gefakt". Das sieht nur so aus, als sei es eine realistische Berechnung, in Wirklichkeit wird jede Menge getrickst, vereinfacht, damit die Rechenzeit passt. Es muss nur optisch stimmen.

Das dieses Demo keinem wissenschaftlichen Ansatz genügt ist klar. Das Grafikberechnungen für Spiele andere Schwerpunkte haben (z.B. viele Frames pro Sekunde) ebenso.

Natürlich kann man auf der Grafikkarte auch realistische Sachen rechnen aber viele wissenschaftliche Codes haben ne Menge if-Bedingungen und komplexe Speicheroperationen und sind nur bedingt für die Grafikkarte geeignet.

Das musst du mir erklären. If-Bedingungen und Speicheroperationen sind die Grundlage jeder Programmierung.

Grundsätzlich kann man folgendes sagen:
Die GPU ist für parallelisierte Berechnungen optimiert, die CPU für serielle. Grundsätzlich könnte man JEDES Programm auch auf der GPU laufen lassen. Ein nicht parallelisiertes Programm wird aber auf der CPU viel schneller sein als auf der GPU. Es ist also eine reine Frage der Parallelisierbarkeit.

Aber egal...

Mane
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 16. März 2015, 14:05:34
Es wird wahrscheinlich Video von der Präsentation geben. Vielleicht wissen wir danach etwas mehr.

Jedenfalls sollte verbesserte Simulation die Entwicklung beschleunigen und verbilligen. Darum geht es doch im Endeffekt.

Die Gretchefrage bei solcherart Simulationen ist immer, mit welchen Testdaten kann man nachweisen, daß die modellierte Physik die Wirkichkeit ausreichend genau widergibt, und daß man damit z.B. das Triebwerksverhalten o.ä. so gut vorhersagen kann daß man sich teuere Tests spart.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 16. März 2015, 15:15:41
Naja,  so weit ich das richtig in Erinnerung hab rechnen CPUs besser mit double precision, gpus mit einfacher Genauigkeit.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: blackman am 16. März 2015, 15:29:57
Es wird wahrscheinlich Video von der Präsentation geben. Vielleicht wissen wir danach etwas mehr.

Jedenfalls sollte verbesserte Simulation die Entwicklung beschleunigen und verbilligen. Darum geht es doch im Endeffekt.

Die Gretchefrage bei solcherart Simulationen ist immer, mit welchen Testdaten kann man nachweisen, daß die modellierte Physik die Wirkichkeit ausreichend genau widergibt, und daß man damit z.B. das Triebwerksverhalten o.ä. so gut vorhersagen kann daß man sich teuere Tests spart.


Also Fakt bleibt. Tests werden nicht durch Computersimulatoren ersetzt! Die teuren Tests könnten verringert werden, weil gewisse Fehlerquellen früher entdeckt werden. Aber letztendlich werden alle Entwicklungen vorher noch einmal in echt getestet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 16. März 2015, 15:41:20
Zur Simulation etwas abseits.

In den 60-er Jahren waren Atomtest für Entwicklungen von Atomwaffen notwendig. Später wurden die Test von Atombomben auf den Supercomputer gemacht. Heute ist die Simulation absolut notwendig, ob in der Raumfahrt, Atomzündungen, Filmproduktion mit Spezialeffekten. Durch den Einsatz von Supercomputern wird es immer leichter mögliche Konseguenzen zu erkennen und zu prognostizieren in fast jeder Branche.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 16. März 2015, 16:43:52
nur in Beziehungen funktioniert das nicht >:(
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 16. März 2015, 17:05:00
Aber zurück zur Sache, falls es ihnen gelingt hierdurch die Formgebung alle Strömungsteile, Gas oder Fluid, so zu obimieren das möglichst über den ganzen Betriebsbereich laminare Verhältnisse herrschen wäre dies ein echter Sprung in der Entwicklung.
Das könnte dann sogar soweit gehen, das man vielleicht vorab weis das es bei bestimmten Betriebspunkten wohl zu Resonanzen usw. kommen kann und wenn man dies nicht durch die Fließkörpergestalltung weg bekommt, dann vielleicht diese Betriebspunkte schnell durchfährt.
Sowas könnte sich auch auf die Zuverlässigkeit gut auswirken.

Jetzt ist auch vollständig klar warum sie Spieleentwickler einstellen, die haben eh oft genau die Grundlagen um sowas sehr gut hinzubekommen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Makemake am 17. März 2015, 23:59:26
Also Fakt bleibt. Tests werden nicht durch Computersimulatoren ersetzt!

Also vielleicht doch nochmal eine kurze Erklärung, warum man simuliert. Im Grunde sind das ja sehr detaillierte Vorraussagen, ähnlich einer mathematischen Analyse (jaja, ich weiß, ist auch alles nur Mathematik). Würde mal gar keine Berechnungen vorher anstellen, dann müsste man ja unheimlich viel Testen, um überhapt ein funktionierendes Triebwerk bauen zu können.
Also muss man mit einer guten Prognose nicht erst eine zu kurze Brennkammer, dann eine zu lange testen, um an die richtige Länge zu geraten, sondern kann gleich die obtimale testen.

Warum dann dieser Test überhaupt könnte man sich fragen. Genau wie bei einer analytischen Berechnung, also einem vollständig berechenbaren Modell stecken in einer Simulation vermutlich nicht alle physikalischen Vorgänge und hier und dort wird genähert. Und was man nicht reichsteckt kommt auch nicht heraus. Also unvorhergesehene Dinge treten bei einem Test zutage.

Außerdem sind Simulationen komplementär zu echten Tests. Man kann ein reales Bauteil nicht beliebig mit Sensorik vollstopfen, also nicht alle vielleicht interessanten Größen an jeder Stelle messen. ZB die maximale Druckbelastung an einer Scheißnaht.
Wenn man eine Simulation nun so einstellt, dass sie mit allen gemessenen Werten übereinstimmt, ist anzunehmen, dass sie auch gute Werte für die Größen leifert, die man nicht gemessen hat, wie eben der Druck an der unzugänglichen Scheißnaht.

Außerdem steht ja wohl außer Frage, dass man mit Simulationen viel größere Parameterräume testen kann als in der Realität.
Teste sind nicht ersetzbar hört sich ja an, als ob Simulationen nur ein schönes Gimmick sind, aber ohne Berechnungen fängt man doch überhaupt nicht erst an einen Test zu planen.

Wie schon gesagt, Nvidia macht viel Werbung, besonders in der Wissenschaft, das ist ja eine ganz neue Niesche um Grafikkarten zu verkaufen. Nahezu jedes Rechenzetrum hat mittlerweile einen GPU cluster.
Wenn man sich anschaut, dass auch einer GPU mehrere hundert CPUs sind, ist auch zu verstehen, dass man Simulationen stark beschleunigen kann, so denn abläufe parallelisiert werden können. Und ob ein Ergebnis nach einer Stunde oder nach einer Woche fertig ist macht schon einen riesen Unterschied.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 18. März 2015, 18:54:51
Full scale simulations of SpaceX's Mars Rocket Engine (demos) (http://www.youtube.com/watch?v=n8JqbooVvjA#ws)

Full scale simulations of SpaceX's Mars Rocket Engine (demos part 2) (http://www.youtube.com/watch?v=ZQCLrtgfRis#ws)

Erklärung: http://blogs.nvidia.com/blog/2015/03/17/mars-rocket/ (http://blogs.nvidia.com/blog/2015/03/17/mars-rocket/)

Offenbar benutzt man ein adaptives Netz bei der Rechnung, was jetzt nicht gerade revolutionär ist. Kann natürlich sein, dass die CUDA Implementierung was relativ neues ist -  da bin ich jetzt nicht auf dem aktuellesten Stand. Das Netz ist auch noch strukturiert um es simpler zu gestalten.

Nichts, was man nicht auch an deutschen Unis könnte also. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 19. März 2015, 19:20:26
Video der gesamten Präsentation jetzt auf Reddit. Ich sehe es mir gleich an.

http://on-demand.gputechconf.com/gtc/2015/video/S5398.html (http://on-demand.gputechconf.com/gtc/2015/video/S5398.html)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Haus Atreides am 19. März 2015, 23:49:19
Ok, das war interessant.

In dem Video geht es hauptsächlich darum wie sie Mittel Datenkompression es geschafft haben Berechnungen durchzuführen, welche unter normalen Umständen mit der heutigen Technik nicht möglich gewesen wären.

Für die Laien, um ein paar Sachen aus dem Video zu erklären:

Yottabytes sind 10hoch24 Bytes = 1 Billion Terabytes. Und aktuelle PC Festplatten haben im Durchschnitt 1-3 TB.

Für die Kompression wird die sogenannte Waveletransformation verwendet.

http://de.wikipedia.org/wiki/Wavelet-Transformation (http://de.wikipedia.org/wiki/Wavelet-Transformation)

Diese war Anfang 2000 der neue Hoffnungsträger in Sachen Datenkompression für Videos und Bilder. Im Videobereich ist man afaik mittlerweile wieder davon abgekommen, in der professionellen digitalen Fotografie wird sie jedoch noch verwendet.

Zur Kompression von Strömungsberechnungen ist sie jedoch laut der Präsentation scheinbar ideal.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 20. März 2015, 00:11:05
Sie simulieren nicht nur Strömungsverhalten. Sie simulieren die Verbrennung von Methan und LOX bis runter auf die molekulare Ebene mit allen Zwischenprodukten der Verbrennung.

Sie meinten, mit Methan ist es noch relativ einfach. Wenn sie das Verhalten von komplexeren Kohlenwasserstoffen simulieren wollen, wird es erst richtig kompliziert.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Haus Atreides am 20. März 2015, 09:54:49
Sie simulieren nicht nur Strömungsverhalten. Sie simulieren die Verbrennung von Methan und LOX bis runter auf die molekulare Ebene mit allen Zwischenprodukten der Verbrennung.

Sind beides Strömungsberechnungen.  ;)

Aber stimmt, wobei diesser Teil erst zum Schluss besprochen wird. Interessant ist die Tatsache, dass hier wirklich versucht wird möglichst reale Bedingungen zu simulieren. Es sind ja nicht nicht die beiden gewünschten Verbrennungsprodukte dabei sondern auch Verunreinungen etc. auf die eingangen werden muß.

Aber um nochmal das Resultat dieser Kooperation mit NVidia zusammenzufassen, ist dass die Kombinationen von Datenkompression und modernster GPU Architektur hier Sachen ermöglicht, die bislang in der Form nicht möglich waren.

Oh, und ich sehe grad, dass sie damit auch den Wiedereintritt von Kapseln simulieren können. (Ist aber erst ganz am Schluss.)

Ab Min. 46 sieht man nochmal genau auf wessen Forschungsarbeiten diese neue Technik ermöglicht haben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 20. März 2015, 12:25:01
Sie simulieren nicht nur Strömungsverhalten. Sie simulieren die Verbrennung von Methan und LOX bis runter auf die molekulare Ebene mit allen Zwischenprodukten der Verbrennung.

Sie meinten, mit Methan ist es noch relativ einfach. Wenn sie das Verhalten von komplexeren Kohlenwasserstoffen simulieren wollen, wird es erst richtig kompliziert.

Die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen mit LOX erzeugt alle möglichen Moleküle aus den Atomen C, H und O (Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff). Ob dies mit Methan oder einem anderen Kohlenwasserstoff passiert ändert nichts an den möglichen erzeugten Molekülen, ändert aber die Zusammensetzung der Gasmischung. Solange kein anderes Element dazu kommt ist die Komplexität einer solchen Simulation die gleiche, egal ob Methan, Propan, Kerosin, Butan, usw.

Kompliziert wird es sobald die Verunreinigungen der Treibstoffe mit betrachtet wird, das können Schwefelverbindungen im Methan sein (aus z.B. unvollständiger Reinigung von Erdgas), Stickstoff- oder Heliumanteile aus Tankbedrückung. Solche Fremdanteile kommen typischerweise in geringem Maße vor, sind aber nur für sehr detailierte Betrachtungne von Belang. Der Einfluß auf die Leistung (Isp) und auf den Wäremübergang (Kammerkühlung) ist quasi nicht messbar.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: blackman am 20. März 2015, 12:33:56
Naja meines Wissens entsteht bei LOX + Methan = CO2 + H2O (Teilweiße auch CO und CO3)
So viel verschiedenes entsteht da nicht :D
Wo du recht hast ist bei Verunreinigungen. Bei Schwefel etwa dann hauptsächlich H2SO4 (Schwefelwasserstoff)
Bei Stickstoff könnte Ammoniak (HNO3) entstehen. Was genau passiert wenn diese Stoffe entstehen weiß ich nicht. Ist denke ich in kleinen Maßen wie du schon sagtest nicht schlimm.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 20. März 2015, 12:48:43
Naja meines Wissens entsteht bei LOX + Methan = CO2 + H2O (Teilweiße auch CO und CO3)
So viel verschiedenes entsteht da nicht :D
Wo du recht hast ist bei Verunreinigungen. Bei Schwefel etwa dann hauptsächlich H2SO4 (Schwefelwasserstoff)
Bei Stickstoff könnte Ammoniak (HNO3) entstehen. Was genau passiert wenn diese Stoffe entstehen weiß ich nicht. Ist denke ich in kleinen Maßen wie du schon sagtest nicht schlimm.

2 O2 + CH4 = CO2 + 2 H2O   wäre die endgültige vollständige Verbrennung.

Da die aber so nicht stattfindet, entstehen (abhängig von Druck und Mischungsverhältnis) mit halbwegs relavanten Anteilen:
CO, CO2, COOH, H, HCO, HO2, H2, HCOOH, H2O, O, OH, O2;

und verschwindend gering, wird aber mitgerechnet:
  MOLE FRACTIONS WERE LESS THAN 5.000000E-06 FOR ALL ASSIGNED CONDITIONS
  C                 CH                CH2               CH3             
  CH2OH             CH3O              CH4               CH3OH           
  C2                C2H               CHCO,ketyl        C2H2,acetylene 
  C2H2,vinylidene   CH2CO,ketene      C2H3,vinyl        CH3CO,acetyl   
  C2H4              C2H4O,ethylen o   CH3CHO,ethanal    CH3COOH         
  (HCOOH)2          C2H5              C2H6              CH3OCH3         
  C2H5OH            C2O               C3                C3H3,propargyl 
  C3H4,allene       C3H4,propyne      C3H4,cyclo-       C3H5,allyl     
  C3H6,propylene    C3H6,cyclo-       C3H6O             C3H7,n-propyl   
  C3H7,i-propyl     C3H8              C3H8O,1propanol   C3H8O,2propanol
  C3O2              C4                C4H2              C4H4,1,3-cyclo-
  C4H6,butadiene    C4H6,2-butyne     C4H6,cyclo-       C4H8,1-butene   
  C4H8,cis2-buten   C4H8,tr2-butene   C4H8,isobutene    C4H8,cyclo-     
  (CH3COOH)2        C4H9,n-butyl      C4H9,i-butyl      C4H9,s-butyl   
  C4H9,t-butyl      C4H10,isobutane   C4H10,n-butane    C5             
  C5H6,1,3cyclo-    C5H8,cyclo-       C5H10,1-pentene   C5H10,cyclo-   
  C5H11,pentyl      C5H11,t-pentyl    C5H12,n-pentane   C5H12,i-pentane
  CH3C(CH3)2CH3     C6H2              C6H5,phenyl       C6H5O,phenoxy   
  C6H6              C6H5OH,phenol     C6H10,cyclo-      C6H12,1-hexene 
  C6H12,cyclo-      C6H13,n-hexyl     C7H7,benzyl       C7H8           
  C7H8O,cresol mx   C7H14,1-heptene   C7H15,n-heptyl    C7H16,n-heptane
  C8H8,styrene      C8H10,ethylbenz   C8H16,1-octene    C8H17,n-octyl   
  C8H18,isooctane   C8H18,n-octane    C9H19,n-nonyl     C10H8,naphthale
  C10H21,n-decyl    C12H9,o-bipheny   C12H10,bipheny    Jet-A(g)       
  HCHO,formaldehy   H2O2              (HCOOH)2          O3             
  C(gr)             C6H6(L)           C7H8(L)           C8H18(L),n-octa
  Jet-A(L)          H2O(s)            H2O(L)         

Da muss man schon auswählen was man in der CFD-Rechnung berücksichtigt.

Soweit gilt das obige für nur C, H und O. Mit Stickstoff und Schwefel wird es noch viel mehr.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: blackman am 20. März 2015, 12:53:51
Naja aber zu wie viel Prozent ;) 99,9 % sind vollständig. Die restlichen 0,09% sind andere Hauptmoleküle wie CO, COH etc. und dann vielleicht 0,01% der Rest. Ich bin zwar kein Chemiker aber erklär mir mal warum aus Methan und LOX = z.B. C8H10 entstehen sollte? Nur durch Druck und Hitze? Ich gehe von reinem Methan aus?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ruhri am 20. März 2015, 13:10:06
Das dürfte es sein. Die Energie wird freigesetzt, und da werden schon mal ein paar seltenere Kombinationen zusammengebacken, die diese bei ihrer Synthese schlucken. Es geht halt in der Brennkammer eines Raketentreibwerk recht chaotisch zu.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 20. März 2015, 13:20:26
CEA auch bekannt als "Gordon McBride".  Bonnie J. McBride war übrigens eine Frau, 2005 ist sie verstorben: http://www.grc.nasa.gov/WWW/CEAWeb/ (http://www.grc.nasa.gov/WWW/CEAWeb/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 20. März 2015, 14:03:00
Bei Schwefel etwa dann hauptsächlich H2SO4 (Schwefelwasserstoff)
H2SO4 ist Schwefelsäure - H2S ist Schwefelwasserstoff

Zitat
Bei Stickstoff könnte Ammoniak (HNO3) entstehen.
HNO3 ist Salpetersäure - NH3 ist Ammoniak
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 20. März 2015, 14:44:03
Naja aber zu wie viel Prozent ;) 99,9 % sind vollständig. Die restlichen 0,09% sind andere Hauptmoleküle wie CO, COH etc. und dann vielleicht 0,01% der Rest. Ich bin zwar kein Chemiker aber erklär mir mal warum aus Methan und LOX = z.B. C8H10 entstehen sollte? Nur durch Druck und Hitze? Ich gehe von reinem Methan aus?

Da hast Du recht, und eine solche Annahme ist für sehr viele Probleme auch gerechtfertigt. Aber mit der gleichen Annahme wird es bei anderen Kohlenwasserstoffen auch nicht komplizierter, und es war ja diese Behauptung von NVIDIA, auf die sich diese Diskussion bezieht.

In dem Beispiel was ich genommen habe (LOX+reines Methan, pc=147 bar, O/F=2,68) ensteht vor allem CO (36%), CO2 (18%) und H2O(43%); die anderen Moleküle haben einen Massenanteil von immerhin 3,6%  (etwas mehr als die behaupteten 0,1%).

Und ja, ist irgendwann mal mit CEA gerechnet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: blackman am 20. März 2015, 14:55:17
Bei Schwefel etwa dann hauptsächlich H2SO4 (Schwefelwasserstoff)
H2SO4 ist Schwefelsäure - H2S ist Schwefelwasserstoff

Zitat
Bei Stickstoff könnte Ammoniak (HNO3) entstehen.
HNO3 ist Salpetersäure - NH3 ist Ammoniak

Ups danke :D Letzte Chemiestunde ist bei mir schon wieder etwas länger her xD
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 20. März 2015, 19:15:19
Mal abgesehen vom Umweltaspekt, da sind viele Schwefelverbindungen nicht gerade so lustig, ist das wichtigste wie sich die Bestandteile reagieren und welchen Einfluss die auf die
a) Leistung,
b) Zuverlässigkeit und
c) Langlebigkeit
von Raptor auswirken wird.

Auf der Erde hat SpaceX vielleicht sogar eine Auswahl von verschiedenen Zusammensetzungen.
Das könnte sich dann z.B. so auswirken könnte das Erggas mit höheren Anteilen von Ethan usw. verwendet wird, weil der vielleicht die Dichte erhöht ohne merklich das ISP zu verringern wenn der Anteil nicht zu hoch wird. Wo das positv oder negativ ist, weis ich leider nicht, wäre aber sicher interessant.
Würde mich wundern wenn das bei SpaceX nicht auch Thema ist, selbst wenn dies nur 1% höhere Nutzlast bringen würde, ist dies bedeutend.   
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 22. März 2015, 10:55:37
Mit einer Mischung aus Methan und Ethylen (Patent RF) können wir die Nachteile der geringen Dichte kompensiren, wir senken damit die Trockenmasse des Trägers um 2-3%.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 22. März 2015, 11:34:20
@Jura:
Wie sind den da die Mischungsverhältnisse und wie wirkt sich dies auf das ISP aus?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Jura am 22. März 2015, 11:58:00
@ Klakow da steht:

Zitat
Это достигается при применении топлива, содержащего горючее и окислитель, где в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%

Zu Dichte (hohe Werte wie bei Kerosin) folgende Werte:

Zitat
Кроме того, предлагаемое топливо для указанного интервала мольного соотношения метан - этилен будет иметь плотность от 900 до 970 кг/см3, что сравнимо с плотностью топлива керосин+кислород

Ich hoffe du verstehst. Zu Isp kaum Veränderungen, wir haben aber deutlichen Vorteil durch die hohe Dichte.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 22. März 2015, 13:18:17
Wird das Methan-Molekül da in die Strukturlücken des Ethans eingebaut?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 22. März 2015, 14:00:26
@McFire: Das würde ich auch gerne wissen.
@Jura:    Hab ich mir fast gedacht, ich vermute mal die physikalischen Eigenschaften werden insgesamt besser, vielleicht wäre es sogar sinnvoll da noch einen Anteil Butan (C2H8) hinzuzunehmen, könnte mir vorstellen das dies den Übergang von Flüssig zu Gasförmig in Richtung höhere Temperaturen schiebt und vielleicht sogar für die Turbopumpen gut ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 22. März 2015, 14:26:32
Könnte aber vlt eher zu Kaviation in den Pumpen führen....
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 22. März 2015, 15:33:07
Man muß bei beliebigen Mischungen aber immer bedenken, daß es für den Rückflug auch mit hochreinem Methan funktionieren muß. Jedenfalls was Kohlenwasserstoffe angeht. Es könnte Beimischungen von CO, CO2, H2O, Stickstoff und Argon geben.

Als er zum erstenmal Raptor erwähnt hat, sprach Elon Musk übrigens nicht von Methan, er sagte "hauptsächlich Methan". Das wurde als unvollständig gereinigtes Erdgas interpretiert, könnte im Prinzip aber auch andere Mischungen meinen. Das wurde aber meines Wissens so später nicht mehr gesagt. Es war dann immer nur von Methan die Rede.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 13. April 2015, 18:31:05
Es gibt einen aktuellen Artikel zu Raptor-Tests im NASA Testzentrum Stennis.

http://pensacolatoday.com/2015/04/nasas-stennis-space-center-gives-spacexs-mars-plans-a-boost/ (http://pensacolatoday.com/2015/04/nasas-stennis-space-center-gives-spacexs-mars-plans-a-boost/)

Zitat
It’s been a year since SpaceX cut the ribbon on its test stand at NASA’s Stennis Space Center. Since then, SpaceX has been testing components for its Raptor rocket engine, specifically injectors and combustion chambers, with additional components ready for testing in the near future. In a typical week, SpaceX conducts multiple tests, spokesman John Taylor said.

Vor einem Jahr war die Einweihung des Teststandes, auf dem SpaceX Raptor Komponenten testet. Seitdem wurden Komponenten getestet, speziell Injektoren und Brennkammern. Weitere Komponenten sind bereit für Tests, die bald beginnen werden. In einer typischen Woche führt SpaceX mehrere Tests durch.

SpaceX hat eine substantielle Summe in die Modernisierung der Anlage gesteckt.

Der Staat Mississippi aber auch.

Das Besondere an diesem Teststand ist die Tatsache, daß er z.B. heißen Sauerstoff und heißes Methan liefern kann. So können einzelne Komponenten getestet werden, bevor komplette Powerpacks, also Vorbrennkammer mit Turbopumpe gebaut werden müssen. Ich gehe davon aus, daß SpaceX dann komplette Triebwerke in McGregor, Texas testen wird.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 13. April 2015, 18:42:55
Vielleicht erleben wir schneller die ersten Tests vom kompletten Raptor als man denkt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 13. April 2015, 18:53:43
Vielleicht erleben wir schneller die ersten Tests vom kompletten Raptor als man denkt.

Angekündigt wurde, daß möglicherweise schon dieses Jahr der erste Prototyp eines kompletten Triebwerkes fertig werden soll.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 13. April 2015, 19:14:52
Das wäre echt große Klasse, ich hoffe das wird gleich so gut das sie fast nichts ändern müssen
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 13. April 2015, 19:18:30
Das wäre echt große Klasse, ich hoffe das wird gleich so gut das sie fast nichts ändern müssen

Ich rechne mit vielen Detailverbesserungen. Noch ist die extra dafür mit großem Aufwand entwickelte Simulationssoftware nicht in Betrieb. Es ist noch eine Menge Zeit bis zum geplanten Erststart in 2019/2020.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 13. April 2015, 19:29:13
Das könnte bei gutem Verlauf ja auch mal schneller gehen als geplant.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 13. April 2015, 19:45:24
Ein Link zu einem Beitrag bei NSF, von Space Ghost 1962. Der lehrt anscheinend an einer Universität zu Raumfahrttechnik, ist Fachmann und mit Sicherheit kein unkritischer SpaceX Fan. Er erwartet, daß SpaceX weiter ist als Blue Origin mit ihrem Methan-Triebwerk.

http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=34197.msg1357249#msg1357249 (http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=34197.msg1357249#msg1357249)

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 18. Mai 2015, 22:17:16
Habe gerade hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Raptor_%28Raketentriebwerk%29 (http://de.wikipedia.org/wiki/Raptor_%28Raketentriebwerk%29)
Diese Info gefunden:
Zitat
Am 21. April 2014 eröffneten SpaceX-Präsidentin Gwynne Shotwell, der Gouverneur des US-Staates Mississippi, Phil Bryant, und Senator Thad Cochran zusammen mit dem Direktor des John C. Stennis Space Centers feierlich den dortigen Teststand E-2, auf dem SpaceX das Raptor-Triebwerk in Zusammenarbeit mit der NASA testen wird.[2]
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 18. Mai 2015, 22:37:45
Habe gerade hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Raptor_%28Raketentriebwerk%29 (http://de.wikipedia.org/wiki/Raptor_%28Raketentriebwerk%29)
Diese Info gefunden:
Zitat
Am 21. April 2014 eröffneten SpaceX-Präsidentin Gwynne Shotwell, der Gouverneur des US-Staates Mississippi, Phil Bryant, und Senator Thad Cochran zusammen mit dem Direktor des John C. Stennis Space Centers feierlich den dortigen Teststand E-2, auf dem SpaceX das Raptor-Triebwerk in Zusammenarbeit mit der NASA testen wird.[2]

Das hatten wir vor einem Jahr zur Übergabe. Seitdem wurde sehr viel dort getestet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2015, 09:43:47
Ich habe das gesamte Statement von SpaceX immer noch nicht gelesen. Aber ein Punkt in dem von Tobi geposteten Ausschnitt ist mir aufgefallen. Da hieß es, Raptor Tests laufen in Stennis und in McGregor. Stennis ist klar, da können sie auf dem Teststand sehr gut Komponenten testen, ohne komplette funktionsfähige Systeme zu haben. Aber Tests in McGregor ist was anderes. Dafür brauchen sie mindestens komplette funktionsfähige Subsysteme wie die Powerheads mit Vorbrenner und Turbine. Sie müssen sehr weit fortgeschritten sein. Ein erster kompletter Prototyp Ende dieses Jahres, wie schonmal angedeutet, scheint also möglich.

Bei der Poduktion von modernen Triebwerken denkt man gerne an 3D-Druck. Aber das waren bisher kleine Triebwerke und eher kleine Komponenten. SuperDraco schon im größeren Bereich. Jetzt hat SpaceX bestätigt, daß sie komplexe Teile, auch große, für Raptor mit 3D-Druck herstellen. Das dürfte die Entwicklungszyklen beschleunigen. Auch kann man Komponenten so z.B mit dem hoch belastbaren Inconel herstellen, die man bisher aus Kupfer hergestellt hat, weil man das leicht fräsen kann.

Ich denke dabei an die Powerheads und die Brennkammer. Die Düsen werden wohl weiter konventionell hergestellt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. Juni 2015, 10:43:13
Zitat
Die Düsen werden wohl weiter konventionell hergestellt.
Na ja, wie SpaceX das mit dem Merlin macht sieht mir schon sehr effektiv aus.

Außer der Geschwindigkeit, spielt die optimale Gestaltung des Werkstücks eine große Rolle, damit sollte einiges an Masse wegfallen, das ist gerade bei der Wiederverwendung ein großes Plus.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 27. Juni 2015, 10:53:03
Ich denke Musk wird keine Mars-Ankündigung Ende des Jahres ohne ein "cooles Video" machen. Sehr wahrscheinlich wird er da was von Raptor zeigen, was sie bisher gemacht haben. Ob es für ein ersten Hotfiretest reicht? Vermutlich will er demonstrieren, dass es ihm Ernst ist und ein Raptortest wäre ein überzeugender Anfang.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. Juni 2015, 11:39:51
Kann man da nicht ein paar Leute mit Kameradrohnen animieren öfter über das/die Testgelände drüber zu fliegen, wir brauchen Material
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 27. Juni 2015, 11:54:24
Schäm Dich  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2015, 12:02:48
Ich denke Musk wird keine Mars-Ankündigung Ende des Jahres ohne ein "cooles Video" machen. Sehr wahrscheinlich wird er da was von Raptor zeigen, was sie bisher gemacht haben. Ob es für ein ersten Hotfiretest reicht? Vermutlich will er demonstrieren, dass es ihm Ernst ist und ein Raptortest wäre ein überzeugender Anfang.

Ich warte unbescheidenerweise auf was ganz anderes. Daß Raptor in 3 bis spätestens 4 Jahren fertig ist, setze ich schon voraus. Ob die Erststufe dann 23 oder 28 Triebwerke hat, ist auch nicht so spannend.

Ich bin viel mehr auf das MCT-Konzept gespannt. Da entscheidet sich, ob die Mars-Idee funktioniert oder nicht.

Ja, ich weiß, ein 200t Schwerlastträger ist selbst schon was, aber eben nur die Voraussetzung für das wirklich interessante.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. Juni 2015, 12:22:36
SpaceX hat gesagt mit der FH soll der Preis pro Kilogramm ins LEO auf ca. 2000$ sinken, mit der BFR vermutlich auf unter 1000$, alleine das wird einen riesigen Schub in der Nutzung des Alls auslösen. Schon deshalb wird es weiter gehen, weil es bezahlbar wird.
MCT ist das Ziel für Musk und ich freue mich das dies so ist, aber ich sehe das so als würde man vom Padelboot auf ein Dampfschiff wechseln, warum soll man mit etwas was so viel größer und schneller ist nur den Bodensee überqueren, wenn man damit auch nach New York fahren kann?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McFire am 27. Juni 2015, 12:37:26
Um durchaus wichtige Erfahrungen zu sammeln und auch mit dem "unvollkommenen Zwischenprodukt" Geld zu machen und etwas voranzutreiben.
Rückschläge und Verzögerungen und Nichtverfügbarkeit erst "sehr spät" Könnten tödlich sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. Juni 2015, 12:58:27
Für mich war es eine echt überraschende und positive Nachricht als SpaceX mitgeteilt hat dass das Raptor doch keine 7000kN sondern "nur" 2300kN haben wird. Nicht nur wegen der besten Leistung/kg, sondern weil sich daraus eine ganze Reihe weiterer Vorteile ergaben.
Ich denke SpaceX war schon viel früher bewusst das ein Methantriebwerk besser sein würde als RP-1/LOX, aber das war damals noch nicht finanzierbar.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2015, 14:29:16
Für mich war es eine echt überraschende und positive Nachricht als SpaceX mitgeteilt hat dass das Raptor doch keine 7000kN sondern "nur" 2300kN haben wird.

Das geht mir genauso. Auch wenn es über 20 Triebwerke für die Erststufe bedeutet. Warum nicht? Falcon Heavy hat auch 27 und an den Gedanken haben wir uns inzwischen gewöhnt.

Zwei Vorteile sind ganz wichtig. Erstens kann man mit dem Triebwerk landen, auch die Oberstufe. Zweitens kann man damit auch einen kleineren Träger bauen, wenn der benötigt wird. Dann muß man allerdings wieder die Landung der Oberstufe lösen. Das braucht dann doch ein kleineres Triebwerk.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. Juni 2015, 15:58:55
Meinst du den dass das so schwierig wird ein Raptor runter zu skalieren?
Mit dem Simulationstool das sie dafür Entwickelt haben und ihren Erfahrungen ist das doch keine Neuentwicklung mehr?
Wenn ich mir das Space Shuttle (ohne Booster) von hinten betrachte haben sie ja auch nicht nur einen Triebwerkstype?
Noch dazu wird man Triebwerke zur Lagekorrektur zumindest in Erdnähe brauchen und die Frage was ist besser,
kleinere LCH4/LOX Triebwerke zu bauen, oder zusätzliche Tanks spendieren?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 27. Juni 2015, 18:23:33
Meinst du den dass das so schwierig wird ein Raptor runter zu skalieren?

Was heißt schwierig? Es ist kein geringer Aufwand. Raptor ist extrem komplex. Ob sich das lohnt für eine geringe Anzahl?


Noch dazu wird man Triebwerke zur Lagekorrektur zumindest in Erdnähe brauchen und die Frage was ist besser, kleinere LCH4/LOX Triebwerke zu bauen, oder zusätzliche Tanks spendieren?

In die Richtung denke ich. Ein Raptor vac als Oberstufentriebwerk, auch wenn überdimensioniert. Ein druckgespeistes Methan Lagekontrollsystem für MCT müssen sie sowieso bauen. Das dann hochskaliert wie Draco > SuperDraco für die Landetriebwerke.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. Juni 2015, 18:51:57
Die Frage ist immer noch wie groß der Aufwand wäre, eine komplette Neuentwicklung ist es ja wohl nicht. Das Hauptproblem sind ja wohl saubere Verbrennungsprozesse und das ist soweit ich weiß gerade was Resonanzen betrifft in großen Triebwerken eher schlimmer. Ich erinnere mich sowas über die Entwicklung vom Saturn V F1 gelesen zu haben.
Die Frage ist sicher brauchen sie es notwendig, wenn ja für was und wenn es z.B. nur als eine F9 V2.0 wäre bringt das genug.
Meine eigene Erfahrung sind sicher keine Raketen, aber wenn man etwas runter skaliert kann das manchmal recht einfach sein solange da kein Faktor 10 oder mehr drin steckt.
(Dumme Sache, leider ist mein Tachyonen Generator immer noch im Jahr 2385, sonst könnte ich schauen was sie am MCT verbauen werden haben sein.)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 04. August 2015, 11:07:06
LCH4 und LOX sollen im hypotetischen "Raptor"Treibwerk verwendet werden.

Wobei der Siedepunkt von LCH4 wesetlich höher ist als der von LOX.

Eine einfache adaption von vorhadenen Kerosintriebwerken wird es nicht geben, da die Anforderungen an die Verwendeten Materialien anders aussehen.
Erst mal kähmen viele jahre Grundlagenvorschung dann verschiedene Versuchstriebwerke, dann herunterskalierte Triebwerke auf Methanbasis und wenn die ihre Einsatzberetschaft bewiesen ahben ein Raptor.


Eine Raptorbasierte Ersatzrakete in den nächsten Jahren für die Heavy kann es nicht geben, da es bis dahin kein Raptor geben wird.

Die Entwicklung von Raptor ist schon recht weit fortgeschritten. Immerhin werden Komponenten seit April 2014 in Stennis sehr intensiv getestet. Methan ist kein völlig unbekanntes Wesen. Die Temperaturen sind ähnlich wie LOX, also gut beherrschbar. Chemisch ist es wesentlich weniger problematisch als LOX.
Die Russen haben schon lange experimentelle Triebwerke mit Methan/LOX gebaut, auf der Basis von Kerosintriebwerken.

Ich wäre überrascht, wenn wir nicht nächstes Jahr Tests von Prototypen des kompletten Triebwerks in McGregor sehen würden.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: holleser am 04. August 2015, 11:19:24
Die Verbrennung findet bei höheren Temperaturen statt als bei Kerosin.

Kleine analogie:
Beim Umrüsten eines Motors von Benzin aus LPG müssen die Ventielsättel getauscht werden wegen der heißeren Verbrennung, trotzdem nimmt die prognosdizierte  Lebensdauer gegenüber Benzin ab.

Methan hat einen höheren Wasserstoffanteil als LPG die Verbrennungstemperatur liegt hier noch höher.

Wenn das mit Methan so trivial wäre wie behauptet, dann hätte es bereits von Braun eingesetzt. Von der A4 bis zum F1 war es ein lager weg und nun wird hier gehofft dass man auf anhieb ein F1 hinbekommt mit einem team welches nur ein Bruchteil der Ressourcen oder der genialität besitzt die die erste Generation der NASA hatte.

Ich würde mich ja freuen wenn was dabei raus kähme, aber die Wahrscheinlichkeit hierfür ist eher gering.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 04. August 2015, 11:46:31
Wer sagt, es ist trivial? Aber die Materialtechnik ist heute viel weiter als damals. Vieles kann vorab im Computer simuliert werden. Komponenten werden mit 3D-Druck hergestellt. Sie können alle paar Wochen abgewandelte Prototypen testen und tun das auch. So viel ist bekannt aus SpaceX-Aussagen. In Stennis fahren sie mehrere Tests pro Woche, und das seit April 2014.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: TWiX am 04. August 2015, 12:02:28
[...]
Methan hat einen höheren Wasserstoffanteil als LPG die Verbrennungstemperatur liegt hier noch höher.
[...]
Wasserstoff hat einen noch höheren Wasserstoffanteil und man kommt mit den damit betriebenen Triebwerken klar, alles eine Frage der Kühlung  ;)
Und ja, ich schätze, von Braun und seine Zeitgenossen hatten wohl nicht den Zugang zu der nötigen Kühltechnik in Form von neuester Speziallegierungen oder High-End-Kühlkreisläufen etc.
Wer sagt, es ist trivial? Aber die Materialtechnik ist heute viel weiter als damals. Vieles kann vorab im Computer simuliert werden. Komponenten werden mit 3D-Druck hergestellt. Sie können alle paar Wochen abgewandelte Prototypen testen und tun das auch. So viel ist bekannt aus SpaceX-Aussagen. In Stennis fahren sie mehrere Tests pro Woche, und das seit April 2014.
Krass, ich wusste gar nicht, dass sie mit Raptor-Komponenten schon so häufig Tests fahren. Darüber könnten sie mal den ein oder anderen Pressebericht lancieren oder Bilder veröffentlichen. Aber ich schätze, nach dem Fehlschlag wird man sich erst mal eine Weile aus den Medien raushalten wollen
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Zenit am 04. August 2015, 12:11:40
Ich glaube nicht, dass die schon so weit sind. Bevor man die Entwicklung von Raptor hochfahren kann, ist es erstmal vonnöten, die Technologie zu demonstrieren und zu beherrschen, schließlich hat SpaceX weder Erfahrung mit Full flow noch mit LCH4/LOX. Eine solche Technology Demonstration wird das, was bei E-2 derzeit gemacht wird, wohl auch sein. Die Tests von "echten" Raptor-Komponenten werden wohl erst später folgen.

Gruß
Martin
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Führerschein am 04. August 2015, 12:24:50
Sie testen Komponenten. Teile der Turbopumpen und der Injektoren. Einmal wurde aber auch schon von Tests in McGregor gesprochen, was bedeutet, daß sie mindestens einen kompletten Powerhead haben, wenn das stimmt.

Was soll an Methan denn so schwierig sein? Als schwierig sehe ich das Triebwerkskonzept an. Full Flow Staged Combustion ist wirklich Neuland.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 04. August 2015, 13:06:05
Kurz: Was Führerschein sagt!

Lang: Methan(verbrennung) ist jetzt kein wunderwerk. Ja, es muss vieles verändert, neu designt oder auch völlig neu entworfen werden. Aber man hat eine Basis an Erfahrung mit Triebwerksdesign auf die man aufauen kann, hat moderne Rechnertechnik, Simulationsverfahren, besseres verständnis der chemischen, thermodynamischen und chaotischen zusammenhänge. Kann auf Rapid prototyping zurückgreifen.

Da ist das neue Turbopumpenkonzept mit dem Full Flow Staged Combustion als kritischer anzusehen.
Da wird auch mit einem Triebwerksprototyp noch einige Zeit getestet werden müssen. - Vor allem wenn man mit Hinblick auf die Wiederverwendbarkeit testet
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 04. August 2015, 13:20:24
Kurz: Was Führerschein sagt!

Lang: Methan(verbrennung) ist jetzt kein wunderwerk. Ja, es muss vieles verändert, neu designt oder auch völlig neu entworfen werden. Aber man hat eine Basis an Erfahrung mit Triebwerksdesign auf die man aufauen kann, hat moderne Rechnertechnik, Simulationsverfahren, besseres verständnis der chemischen, thermodynamischen und chaotischen zusammenhänge. Kann auf Rapid prototyping zurückgreifen.

Da ist das neue Turbopumpenkonzept mit dem Full Flow Staged Combustion als kritischer anzusehen.
Da wird auch mit einem Triebwerksprototyp noch einige Zeit getestet werden müssen. - Vor allem wenn man mit Hinblick auf die Wiederverwendbarkeit testet

Stimmt zwar alles, aber wenn die bekannten Prinzipien und Erkenntnisse aus Technologieversuchen im kleineren Maßstab auf Raptor-Größe gebracht werden, dann können neue Probleme auftauchen. Können, müssen nicht. Aber sicher ist man mit Methan weiter als mit einer völlig neuen exotischen Treibstoffkombination.

Und full-flow hat ja bisher noch keiner erfolgreich hinbekommen. Das russische RD-270 ist ja nur erfolglos getestet worden. Da ist eine Abwägung nötig zwischen zwei unterschiedlichen Gasgeneratoren und gemäßigtem Pumpendruck für full-flow ggü. nur ein Gasgenerator und exzessivem Pumpendruck für normalen Hauptstromkreislauf.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 04. August 2015, 13:33:09
Die Verbrennung findet bei höheren Temperaturen statt als bei Kerosin.
Du irrst holleser, siehe hier:
http://www.bernd-leitenberger.de/raktreib3.shtml (http://www.bernd-leitenberger.de/raktreib3.shtml)
Wie du siehst stimmt das so nicht, die Temperatur ist geringer als bei LH2/LOX und das beherrscht man offensichtlich.

Das Temperaturproblem ist schon lange gelöst, wie das gemacht wurde sieht man hier sehr genau (ab Minute 2):
https://www.youtube.com/watch?v=DKtVpvzUF1Y (https://www.youtube.com/watch?v=DKtVpvzUF1Y)
Beim Start sieht man eine Art von schwarzen Vorhang vor dem Antriebsstrahl, bei Minute 2:20 ist dann zu sehen das dieser in kurzem Abstand verschwindet.
Dies ist die Isolierschicht von relativ kaltem Kerosin den die Innenwand schützt.

Zitat
Wenn das mit Methan so trivial wäre wie behauptet, dann hätte es bereits von Braun eingesetzt. Von der A4 bis zum F1 war es ein langer Weg und nun wird hier gehofft dass man auf Anhieb ein F1 hin bekommt mit einem Team welches nur ein Bruchteil der Ressourcen oder der Genialität besitzt die die erste Generation der NASA hatte.
Ich denke es war ein Raumfahrer der gesagt hat: "ich stehe auf den Schultern von Giganten",
er hatte recht damit, SpaceX bedient sich auch der Erkenntnisse von diesen Leuten.

Nur sind seit dem noch weitere Giganten hinzugekommen, das ist mit ein Grund warum es leichter ist.

Die Frage warum damals kein LCH4/LOX Triebwerk verwendet wurde hat sicher andere Gründe.
Ein wesentlicher Grund ist, dass es für die Erststufe damals nicht viel Sinn gemacht hätte, weil man sowieso drei Stufen benötigte.
Man brauchte extrem viel Schub, das war am einfachsten als RP-1/LOX machbar weil man damit Erfahrung hatte.
Ein Kryogenes Treibwerk zu entwickeln war eh schon sehr teuer und absolutes Neuland, zwei hätte damals den Rahmen gesprengt.
Noch dazu macht das für die Zweitstufe keinen Sinn mehr, wenn man eh schon ein LH2/LOX Triebwerk benötigte für die dritte Stufe.

Bei gleichen Voraussetzungen würde es heute genauso aussehen, weil Raptor nur dann Sinn macht, wenn das Ding nicht bei jedem Start im Meer versenkt.
Dafür ist so ein Triebwerk dann immer noch zu teuer.
Man kann das gut an SLS sehen, die wollen das SSME wiederverwenden und das ist einfach saumäßig teuer. Die Delta nutzt ebenfalls so ein ähnliches Triebwerk, ebenfalls sehr teuer.

Raptor wird viel Geld gekostet haben bis man 100% damit zu Frieden sein wird,  aber ich stimme Führerschein zu, das dauert nicht mehr sehr lange.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 18. September 2015, 23:52:10
Wer die full scale oxidatorreiche Vorbrennkammer auf einem Bild in Aktion sehen will ;)
http://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/septemberlagniappe2.pdf (http://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/septemberlagniappe2.pdf)

(http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?action=dlattach;topic=34197.0;attach=1068686;image)

Zitat
NASA-SpaceX testing partnership going strong
Lagniappe Magazine September 15, 2015

When SpaceX sought a partner to conduct testing for development of the company’s ambitious Raptor rocket engine, its focus naturally fell on the versatile high-pressure test stands at NASA’s Stennis Space Center.

In the spring of 2014, NASA and the company, which also had support from the Mississippi Development Authority and the Hancock County Port and Harbor Commission, officially launched a testing partnership with a ribbon-cutting at the E-2 Test Stand at Stennis. Stennis Director Rick Gilbrech characterized the collaboration as “opening new doors of commercial space exploration.”

As the summer of 2015 draws to a close, the ongoing testing agreement is paying off. SpaceX completed a successful round of main injector testing in late 2014. Earlier this summer, the company and the E-2 Test Stand team achieved another milestone, completing a full-power test of the oxygen preburner component for the new engine.

Additional preburner testing has continued throughout the summer.

“This is a very exciting and unique partnership,” explained NASA Project Manager Randy Holland, who manages the SpaceX test collaboration at Stennis. “Other test partnerships involve private companies that are funded from NASA, but this project is strictly private industry development for commercial use.”

The company is developing a Raptor staged combustion engine to eventually power unprecedented flights to Mars. As envisioned, the methane-fueled engine will be one of the highest-performing in the world, said Jeff Thornburg, senior director of propulsion engineering for SpaceX.

The article being tested is the first preburner component developed by SpaceX and the first full-scale component developed for the Raptor engine. Hitting the full-power mark in June was a major milestone.

“With a preburner, you’re always focused on reliable ignition and proper temperature distribution for the pump turbines,” Thornburg explained. “In this case, the test article and test facility performed very well. The two teams really have worked well together and are hitting their stride. This is just a great spot to do development testing.”

The preburner was installed on the E-2 stand in mid-April. By the end of August, SpaceX and the Stennis test team had conducted 76 hot fire tests on the component, totaling 399.36 seconds. “This is pure research and development testing,” said Stephen Rawls, who is NASA test conductor for the project. “You focus on firing the article at a steady state and collecting performance data.”

“There are not a whole lot of high-pressure test facilities around, and we wanted to find a site and team that were small and nimble,” Thornburg noted. “Also, the interplay between the test article and test facility is no trivial matter; it must be right to ensure collection of good data. Considering all factors, Stennis is really the best spot for us to be.”

Both Holland and Thornburg are optimistic about the partnership continuing with future testing projects.  SpaceX has made it no secret that it hopes to launch humans to Mars during the 2020s. If that goal is achieved, Stennis will have played a key role in enabling the flights.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: James am 19. September 2015, 08:35:13
Nur kurz zur Info (ist OT):
Ich denke es war ein Raumfahrer der gesagt hat: "ich stehe auf den Schultern von Giganten"

Nein, sicher nicht, zumindest nicht ursprünglich:
Zitat
Isaac Newton: "Wenn ich weiter sehen konnte, so deshalb, weil ich auf den Schultern von Riesen stand." - Brief an Robert Hooke, 5. Februar 1675/76(jul./greg.).
Original engl.: "If I have seen further it is by standing on ye sholders of Giants."

Der Ausspruch ist ziemlich berühmt!
(ob er der Urheber ist oder nicht, ist unbedeutend, aber daß gerade er es so ausdrückt hat, ist bemerkenswert)

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 14. Januar 2016, 21:06:07
SpaceX hat einen Vertrag eingefahren, um ein Raptor Oberstufentriebwerk für F9/Heavy zu entwickeln. Für MCT kann das nur positiv sein.

Zitat
This other transaction agreement requires shared cost investment with SpaceX for the development of a prototype of the Raptor engine for the upper stage of the Falcon 9 and Falcon Heavy launch vehicles.
http://www.defense.gov/News/Contracts/Contract-View/Article/642983 (http://www.defense.gov/News/Contracts/Contract-View/Article/642983)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 14. Januar 2016, 21:32:45
Gut finde ich ja auch das hier....

"The work is expected to be completed no later than Dec. 31, 2018"

Ein echtes Datum ist ja immer was tolles  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 14. Januar 2016, 21:45:31
hihihi, ich hatte das noch nicht gelesen, aber an anderer Stelle geschrieben, 2 Jahre nach dem ersten Start der FH  ;D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: TWiX am 16. Januar 2016, 21:50:03
Also, ich muss sagen, dass ich jetzt nicht mehr ganz durchblicke. Ich dachte, Raptor wäre das große FFSC-Methan-Triebwerk, das SpaceX in seiner Megarakete einsetzen will und nicht ein Oberstufentriebwerk für Falcon?
Bei aller Möglichkeit, das Triebwerk runterzuregeln: macht es überhaupt Sinn, ein so großes Triebwerk wie Raptor in einer Falcon 9 einzusetzen (Merlin1D ist ja schon etwas überdimensioniert)? Oder ist das, was jetzt für die Airforce entwickelt wird lediglich ein Derivat des bisherigen Konzepts mit 2250kN Schub?
Ebenfalls im Hinterkopf behalten, sollte man die ökonomische Seite: ein FFSC-Triebwerk ist sicherlich nicht gerade billig (es sei nur mal auf das SSME verwiesen), alleine schon wegen den vielen Komponenten, müsste das gerade Falcon 9 nicht deutlich teuer machen?
Bitte nicht falsch verstehen, ich will hier nicht noch eine Pro-/Kontra-SpaceX-Debatte lostreten, mich würde nur interessieren, wie das technisch einzuordnen ist...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Majo2096 am 16. Januar 2016, 22:38:46
Bei aller Möglichkeit, das Triebwerk runterzuregeln: macht es überhaupt Sinn, ein so großes Triebwerk wie Raptor in einer Falcon 9 einzusetzen (Merlin1D ist ja schon etwas überdimensioniert)? Oder ist das, was jetzt für die Airforce entwickelt wird lediglich ein Derivat des bisherigen Konzepts mit 2250kN Schub?
Oberstufentriebwerke müssen effizient und leicht sein. Ich gehe davon aus das Raptor nicht nur ein Triebwerk sondern mehr eine Triebwerksfamilie sein wird. Hier wird wahrscheinlich ein Triebwerk mit 600-1000kN Schub dabei sein. Dann kann man die Oberstufe von FH vielleicht noch größer machen wodurch die Hauptstufe nicht so schnell wird und leichter Wiederverwendet werden kann.

Mittelfristig werden sicher alle Träger von SpaceX auf Methan umgestellt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 16. Januar 2016, 22:59:30
Zitat
... Mittelfristig werden sicher alle Träger von SpaceX auf Methan umgestellt.
Das sehe ich auch so, wobei ich denke das zuerst die Oberstufe der F9/FH auf Raptor umgestellt wird,
weil dies bei vor allem bei der F9 die größte wirtschaftliche Bedeutung hätte.
Ich glaube aber nicht das die Erststufe vor BFR umgestellt wird.

Das Raptor vielleicht ein Schlüsselname für Methan/Sauerstoff wird oder vielleicht schon ist könnte sein,
aber egal wie man es nennt, man wird bei MCT kaum anfangen mit drei verschieden Treibstoffen zu arbeiten.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MR am 17. Januar 2016, 01:25:27
Bei der Falcon 9 sehe ich den Nutzen auf jeden Fall, die Nutzlast ist etwas eingeschränkt, wodurch man verschiedene Nutzlasten nicht mit der Falcon 9 starten kann, sondern jedesmal eine teure Falcon Heavy benötigt. Bei der Falcon Heavy dagegen ziehe ich den Nutzen deutlich in Zweifel, schon jetzt gibt es keine Nutzlast, die diesen Träger auslasten könnte. Selbst Doppelstarts von schweren GTO-Nutzlasten können diesen Träger nicht auslasten.

Das ursprünglich geplante Großtriebwerk für MCT wird man weder im Schub reduzieren noch einfach runterskalieren können, wenn man es als Oberstufentriebwerk nutzen will. Man wird zwar einzelne Komponenten und Erfahrungen nutzen können, aber um eine teilweise Neuentwicklung nicht herumkommen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: NotTheAndroidYouSearching am 10. Februar 2016, 10:20:07
In den Budget-Dokumenten der NASA steht drin das SpaceX das ganze Jahr 2017 das Raptor-Triebwerk auf dem Stennis E-1 Teststand testen möchte.

Quelle ( Seite 532 ):
http://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/fy_2017_budget_estimates.pdf (http://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/fy_2017_budget_estimates.pdf)


Genauere Informationen gibt es anscheinend nicht, ob das Raptor-Triebwerk nicht vorher noch auf dem SpaceX eigenen Teststand läuft wissen wir immer noch nicht ( Da er aber fertig zu sein scheint gehe ich von einigen Tests dieses Jahr aus ).
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 13. Februar 2016, 09:57:44
Du hast FY und CY verwechselt. Raptor soll bereits Q4 2016 getestet werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: NotTheAndroidYouSearching am 13. Februar 2016, 11:05:29
Du hast FY und CY verwechselt. Raptor soll bereits Q4 2016 getestet werden.

Oh richtig, darauf hatte ich nicht genau geachtet. und Seite 531 nicht 532. :-)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 13. Februar 2016, 17:46:09
Ok laut diesem Dokument:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/files/OverviewofSSC_CSActivitiesandPlans_508.pdf (https://www.nasa.gov/sites/default/files/files/OverviewofSSC_CSActivitiesandPlans_508.pdf)

ist der Teststand E-1 C3 für Tests von LOX-Pumpe oder Vorbrennkammerzusammenbau geeignet und unterstützt nur Schublevels bis 70klbf (300 kN). 590 bar Druck stehen zur Verfügung.

Das komplette Raptor wird also nicht getestet, das dauert noch.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 13. Februar 2016, 18:31:00
....Das komplette Raptor wird also nicht getestet, das dauert noch.
Zumindest nicht dort, aber da erwarte ich eh das SpaceX das auf ihrem neuen Teststand in Texas machen.
Selbst wenn Raptor dort das erste mal läuft, heißt das ja wohl nicht das es auf Komponentenebene nicht weitere Versuche geben wird?
Schließlich wurde am Merlintriebwerk ja auch weiter gemacht, vermutlich gibt's dafür immer noch ein Team das kleiner Verbesserungen macht wie die F9 FT ja eindrucksvoll bewiesen hat.
Das wird beim Raptor auch nicht anders sein und vermutlich werden sie selbst in 15 Jahren immer noch daran Arbeiten das Ding besser zu machen,
wobei das ja nicht heißt das immer mehr Leistung dabei herauskommt, das wird auch dazu führen das sich die Zuverlässigkeit erhöht, die Produktion der Teile besser wird, die Wartung vereinfacht usw.
Wobei ich auch bei Raptor erwarte, dass deren erster Version weitere folgen werden, die auch bessere Leistungsdaten haben werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 09. August 2016, 20:28:21
Nun ist Raptor also tatsächlich auf dem weg nach Texas. Welche Teststände kommen bei dem zu erwartenden Schub denn Grundsätzlich in Frage? Da müsste es ja auch die nötige Infrastruktur für das Methantriebwerk geben. Wie wärs mit dem Tripod? Weiß man denn eigentlich obs ein Raptor in voller größe ist, also das für BFR?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 09. August 2016, 20:35:42
Bis jetzt wurde nur von einem Type geredet
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 10. August 2016, 16:43:47
Ars Technica hat wohl noch mal direkt bei SpaceX nachgefragt und die Aussage von Gwen auf der SmallSat Conference wurde bestätigt:

Zitat
A spokesman confirmed to Ars that the engine has indeed been moved to Texas for developmental tests.

http://arstechnica.com/science/2016/08/spacex-has-shipped-its-mars-engine-to-texas-for-tests/ (http://arstechnica.com/science/2016/08/spacex-has-shipped-its-mars-engine-to-texas-for-tests/)

- - -

@PaddyPatrone

Der horizontale Teststand für Raptor bzw. gleich drei davon gleichzeitig ist schon seit längerer Zeit im Bau. Anbei der entsprechende Google Maps Ausschnitt:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053231.jpg)

Und eine Luftaufnahme aus dem Januar diesen Jahres:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053232.jpg)

Quelle: https://www.reddit.com/r/spacex/comments/43k0ea/spacex_mcgregor_flyover_1302016/ (https://www.reddit.com/r/spacex/comments/43k0ea/spacex_mcgregor_flyover_1302016/)

Soweit ich weiß ist der aktuelle Konsens weiterhin, dass es nur ein Raptor in einer Größe geben wird, trotz des AirForce Auftrags. Entsprechend kleiner im Vergleich zu früheren Konzepten sind ja jetzt auch wieder die Leistungzahlen geworden, so dass es ganz oft (~25-30x) in der BFR-Erststufe, mehrmals (2-5x) in der BFR-Zweitstufe/MCT und eben auch einmal als mögliches Oberstufentriebwerk der FH eingesetzt werden kann.
So oder so bin ich aber auf jeden Fall auf die ersten Bilder und noch mehr auf das erste Video einer Testzündung gespannt. Nei NSF und reddit war man ja auch größtenteils der Meinung, dass ein komplette Raptor Triebwerk frühestens in einem Jahr getestet wird, entsprechend überrascht ist man auch dort.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 10. August 2016, 17:31:33
Na da hat sich ja was getan, die Erdwälle kannte ich noch nicht. Der Teststand wirkt so grazil für ein Triebwerk dieser Größe. Aber mit Sicherheit weiß man noch nicht, dass dieser Teststand für Raptor ist oder? Könnte doch auch nur für weitere Komponenten-Tests sein. Mich hat es übrigens auch überrascht, dass es da jetzt schon ans Eingemachte geht. Es wurde ja auch hier im Forum schon oft bezweifelt, dass sie soweit sind, vielleicht ja auch zurecht.  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 10. August 2016, 17:54:34
Was die weitere Zeitplanung angeht, noch mal das jetzt eventuell wirklich wörtliche Zitat von Gwen:

Zitat
“We just shipped the first Raptor engine to Texas last night,” she said. “We should be firing it soon.”
Quelle: SpaceNews

- - -

Auf der SmallSat Conference gab es zudem noch die Frage:

Zitat
Can we get a video of the Raptor test firing?

Mit der Antwort:

Zitat
It’ll be a few months.
Quelle: Notizen eines Konferenzteilenhmers (https://www.reddit.com/r/spacex/comments/4ww46x/rspacex_small_satellite_conference_coverage_thread/d6ao7pr?context=3)


Klingt für mich nach "Erste Versuche und Testzündungen in den nächsten Wochen, ein Video für die Masse dann in ein paar/wenigen Monaten". Wobei ich stark davon ausgehen, dass es sich Elon in Mexiko nicht nehmen lassen wird, etwas entsprechendes zu zeigen, falls es bis dahin denn etwas Vorzeigbares gibt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 11. August 2016, 08:37:41
Hmm, in einem Artikel auf NSF ist jetzt bezüglich der Lieferung nach Texas von einem "scaled Raptor" die Rede. Ich konnte leider in keinem Forenbereich weitere Details dazu finden. Auf reddit wird jetzt auch schon heiß diskutiert, ob das "Scaled" für (a) "Fully-scaled" (also entsprechend dem späteren, richtigen Raptor-Triebwerk), (b) "Scaled-up" (im Vergleich zu einem Merlin) oder (c) "Scaled-down" (im Vergleich zum späteren, richtigen BFR-Raptor. Jetzt vielleicht doch ein kleineres Modell für Tests oder den USAF-Auftrag) steht.

Zitat
It’s a busy period for SpaceX related activities, with the first scaled Raptor engine arriving at McGregor for a lengthy test cycle

https://www.nasaspaceflight.com/2016/08/spacex-static-fire-test-jcsat-16s-falcon-9/ (https://www.nasaspaceflight.com/2016/08/spacex-static-fire-test-jcsat-16s-falcon-9/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. August 2016, 08:58:55
Ziemlich sicher eine kleinere Variante, vermutlich eine Art Demonstrator.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 11. August 2016, 11:46:18
Es hätte mich gewundert wenn SpaceX nur eine Baugröße entwickeln würde, MCT braucht zur Landung sicher einen kleineren Type, vor allem dann wenn sie waagrecht landen und das ganze dann noch redundant wie bei der Dragon 2 (auf jeder Seite zwei).
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 11. August 2016, 20:38:49
Chris B. als Autor des Artikels mit dem entsprechenden Scaled-Satz hat immer noch nicht für Aufklärung gesorgt. Die Meinungen der meisten gehen mitterweile aber stark in Richtung "Scaled" = "Full-Scale"-Raptor im Gegensatz zu Modell- und Komponentenvortests. Vielleicht aber auch nur eine here Hoffnung, weil es für einen SpaceX Fan die schönste Vorstellung wäre.
Gwen's Zitat vom SmallSat Vortrag und allen weiteren Sekundärquellen ist diese Aussage jedoch nicht zu entnehmen. Bleibt die Möglichkeit, dass Chris aus weiteren Quellen mehr weiß oder die, dass es sich rein um eine journalistische, linguistisch Freiheit handelt und er sich nicht viel bei dem Satz bzw. dem Adjektiv gedacht hat. Auf jeden Fall aber seltsam, dass auf sehr konkrete Rückfragen auf NSF an Ihn bisher gar keine Rückmeldung seinerseits kam.

Bleibt wohl nur abwarten und Tee trinken...

EDIT: Fast genug abgewartet und Tee getrunken...wenn ich die Andeutungen von Chris B. richtig deute, würde ich jetzt mal ganz stark auf "Scaled" = "Full-Scale" tippen. Würde sich auch besser mit der Ursprungsaussage von Gwen decken.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 11. August 2016, 21:10:52
Bleibt wohl nur abwarten und Tee trinken...

Wie immer  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 11. August 2016, 21:58:27
Ne kurz vor Weihnachten macht uns SpaceX dann ein großes Geschenk :D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Hugo am 26. September 2016, 07:41:47
Raptor wurde gezündet. Schöne Bilde bei Twitter:

https://twitter.com/elonmusk/status/780278836860628992 (https://twitter.com/elonmusk/status/780278836860628992)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 26. September 2016, 07:49:55
Bilder:
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up058886.jpg:large)
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up058887.jpg:large)

Zitat
Production Raptor goal is specific impulse of 382 seconds and thrust of 3 MN (~310 metric tons) at 300 bar
https://twitter.com/elonmusk/status/780280440401764353 (https://twitter.com/elonmusk/status/780280440401764353)

Das Ziel des Produktionstriebwerkes ist ein Isp von 382 Sekunden und ein Schub von 3 MN  bei 300 bar Brennkammerdruck.

Bei dem Triebwerk oben handelt es sich vermutlich nicht um das finale Triebwerk, sondern um eine schwächere Version. Es ist auch nicht klar, ob der Test mit Powerpack oder ohne ist, kann man nicht erkennen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 26. September 2016, 08:29:17
Nun die 3MN sind neu, die letzten Aussagen waren 2,3MN,
bedeutet das für die BFR wenniger Triebwerke als gedacht oder noch mehr Nutzlast?
Nun ja, in meinem letzten Post hier hatte ich spekuliert dass SpaceX uns zu Weihnachten ein Geschenk macht, verrückte Zeiten, dieses Jahr ist Weihnachten wohl im September. ...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 26. September 2016, 08:36:47
Zitat
From Elons Twitter:
"Chamber pressure is almost 3X Merlin, so engine is about the same size for a given area ratio"

Zitat
382s is with a 150 area ratio vacuum (or Mars ambient pressure) nozzle. Will go over specs for both versions on Tues.


https://mobile.twitter.com/elonmusk/status/780278836860628992/photo/1 (https://mobile.twitter.com/elonmusk/status/780278836860628992/photo/1)

Außerdem gibt es bei Twitter ein weiteres Bild zu sehen.

@kladow: es war ja auch anzunehmen dass EM heute morgen bei der Präsentation das eine oder andere Handfeste vorzeigen wird.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Makemake am 26. September 2016, 08:39:02
Heute?  Nicht morgen?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 26. September 2016, 08:45:03
Heute?  Nicht morgen?

Übermorgen bei mir.

Kommt auf die Zeitzone an. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: greyfalcon am 26. September 2016, 15:02:26
Bei einigen heute bei anderen übermorgen geht aber nicht  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 26. September 2016, 21:53:10
Hätte ja nicht gedacht, dass wir vor der Präsentation am Dienstag noch was von Raptor zu sehen bekommen, aber um so schöner. Bei NSF wird weiterhin diskutiert, ob es sich beim Triebwerk auf dem Teststand noch um einen nach unten skalierten Technologiedemonstrator oder um ein in Richtung der Produktionsexpempaler gehendes Triebwerk handelt.

Zusammengefasst noch einmal die diversen Zusatzinformationen von Elon auf Twitter:

Zitat
- Chamber pressure is almost 3X Merlin, so engine is about the same size for a given area ratio.

- Production Raptor goal is specific impulse of 382 seconds and thrust of 3 MN (~310 metric tons) at 300 bar

- 382s is with a 150 area ratio vacuum (or Mars ambient pressure) nozzle. Will go over specs for both versions on Tues.

- The vacuum nozzle is pretty close to 14ft (4,2m) in diameter.

- Raptor is using multiple stage pumps to pump the propellants to >45 mPA.

- Dreifacher Brennkammerdruck im Vergleich zum Merlin

- Spezifischer Impuls von 382s und Schub von 3 MN (EDIT: Gilt ebenfalls für die Vakuumversion)

- Der Durchmesser der Düse der Vakuumversion beträgt fast 4,2 Meter

- Es wird eine Reihe von Turbopumpen verwendet, um den Treibstoff bei mehr als 45MPa zu fördern.

Als kleiner Vergleich, das Merlin 1D wird bei einem Brennkammerdruck von etwa 10MPa betrieben, die SSME bei 20 MPa, das RD-170 bei 25 MPa und das Raptor schließlich bei 30 MPa. In Russland hatte man zudem mal das RD-701 auf dem Teststand, das mit 30MPa betrieben aber nie geflogen ist. Das flugerprobte Triebwerk mit dem bisher höchsten Druck ist das RD-0244 mit 27,5 MPa.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: websquid am 26. September 2016, 22:03:25
- Spezifischer Impuls von 382s und Schub von 3 MN
So lobenswert es auch ist, dass fast alles in SI-Einheiten angegeben ist: 382 s entsprechen 3747 m/s, und jeder der das in Sekunden angibt gehört im Prinzip geschlagen aufgrund der typisch imperialen Hirnrissigkeit dieser Einheit ::)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 26. September 2016, 22:20:05
Das auf den Bildern ist bestimmt noch nicht der endgültige Raptor mit 3.000 kN Schub. Wird wohl eine kleinere/schubschwächere Variante sein. Vielleicht ja sogar genau die Variante die dann eine neue Oberstufe für die Falcon Heavy antreiben wird 8)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 26. September 2016, 22:30:04
Spezifischer Impuls und Schub scheinen allerdings 'nur' Vakuum Werte zu sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: stillesWasser am 26. September 2016, 22:35:03
- Spezifischer Impuls von 382s und Schub von 3 MN
So lobenswert es auch ist, dass fast alles in SI-Einheiten angegeben ist: 382 s entsprechen 3747 m/s, und jeder der das in Sekunden angibt gehört im Prinzip geschlagen aufgrund der typisch imperialen Hirnrissigkeit dieser Einheit ::)
Was wür ein Quatsch! Egal was man vom imperialen System hält (ich: absolut gar nichts), je universeller eine Eineit, umso besser! Also ist eine Einheit, die in beiden Systemen den gleichen Zahlenwert liefert immer sinnvoller, als eine, die zu unterschiedlichen Zahlenwerten führt. Insbesondere, wenn man zur Interpretation des Wertes lediglich die Multiplikation mit einer der am meisten bekannten "Konstanten"/Zahlenwerte benötigt. g = 9.81 kann dir jeder 8.-Klässler auf dem Gymnasium erzählen. Zumal die durch die Einheit m/s ermöglichte Interprationen sowieso meistens uninteressant ist...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Flandry am 26. September 2016, 22:50:11

- Der Durchmesser der Düse der Vakuumversion beträgt fast 4,2 Meter


Das sind 50cm mehr als beim F-1-Triebwerk (https://de.wikipedia.org/wiki/F-1_(Raketentriebwerk)) der Saturn 5 (3,7 m) :o
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: alswieich am 26. September 2016, 23:05:46
... g = 9.81 ...
Du meinst sicherlich:
1 g = 9,81 m/s²
Oder?

Gruß
Peter
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: stillesWasser am 26. September 2016, 23:28:02
... g = 9.81 ...
Du meinst sicherlich:
1 g = 9,81 m/s²
Oder?

Nö, denn:
g = 9.81 kann dir jeder 8.-Klässler auf dem Gymnasium erzählen
und ob jeder 8. Klässler auch die Einheit von g weiß, bin ich mir nicht sicher  ;)


- Der Durchmesser der Düse der Vakuumversion beträgt fast 4,2 Meter


Das sind 50cm mehr als beim F-1-Triebwerk (https://de.wikipedia.org/wiki/F-1_(Raketentriebwerk)) der Saturn 5 (3,7 m) :o

Das F-1 war aber auch kein Vakuum-Triebwerk, bzw. seine Düse war nicht darauf ausgelegt. Vergleiche mal die Merlin 1D mit der Merlin 1D Vac. Düse, der Unterschied ist gigantisch!
Links ein 1D, rechts die Brennkammer und Düsenansatz eines 1D Vac:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053229.jpg)
dazu kommt dann noch diese Düse:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053230.jpg)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 26. September 2016, 23:32:06

- Der Durchmesser der Düse der Vakuumversion beträgt fast 4,2 Meter


Das sind 50cm mehr als beim F-1-Triebwerk (https://de.wikipedia.org/wiki/F-1_(Raketentriebwerk)) der Saturn 5 (3,7 m) :o

Ja, das ist schon beeindruckend, man kann das aber so nicht wirklich vergleichen, da das F1-Triebwerk ein Triebwerk ist welches für den Betrieb in der Atmosphäre ausgelegt ist und somit ein viel kleineres Entspannungsverhältnis hat. Ausserdem hat das Raptor einen viel höheren Brennkammerdruck.

Die Erststufenversion des Raptors wird wohl 2,5m bis 3m Düsen-Durchmesser haben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Flandry am 26. September 2016, 23:59:25



Das sind 50cm mehr als beim F-1-Triebwerk (https://de.wikipedia.org/wiki/F-1_(Raketentriebwerk)) der Saturn 5 (3,7 m) :o

Das F-1 war aber auch kein Vakuum-Triebwerk, bzw. seine Düse war nicht darauf ausgelegt. Vergleiche mal die Merlin 1D mit der Merlin 1D Vac. Düse, der Unterschied ist gigantisch!

Das ist mir schon klar. Die größten Durchmesser von Vakuumtriebwerken waren bislang <3m, da sind 4,2m schon eine Hausnummer.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. September 2016, 00:18:18
Links ein 1D, rechts die Brennkammer und Düsenansatz eines 1D Vac:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053229.jpg)

Das Bild zeigt v.l.n.r.: Merlin 1A (Falcon 1), Merlin 1C (Falcon 1 & 9) and Merlin 1C Vacuum (Falcon 9)
[Quelle:  SpaceX, 28.09.2012, Seite 9]
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 27. September 2016, 00:20:50
@proton01: Kleine Korrektur. Links ist auch ein Merlin 1C, nur in der Falcon 1 Version. Das Merlin 1A hatte ne ablative Düse (und Brennkammer), die ist links offensichtlich nicht zu sehen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. September 2016, 00:38:12
Zusammengefasst noch einmal die diversen Zusatzinformationen von Elon auf Twitter:

Zitat
- Chamber pressure is almost 3X Merlin, so engine is about the same size for a given area ratio.

- Production Raptor goal is specific impulse of 382 seconds and thrust of 3 MN (~310 metric tons) at 300 bar

- 382s is with a 150 area ratio vacuum (or Mars ambient pressure) nozzle. Will go over specs for both versions on Tues.

- The vacuum nozzle is pretty close to 14ft (4,2m) in diameter.

- Raptor is using multiple stage pumps to pump the propellants to >45 mPA.

- Dreifacher Brennkammerdruck im Vergleich zum Merlin

- Spezifischer Impuls von 382s und Schub von 3 MN (EDIT: Gilt ebenfalls für die Vakuumversion)

- Der Durchmesser der Düse der Vakuumversion beträgt fast 4,2 Meter

- Es wird eine Reihe von Turbopumpen verwendet, um den Treibstoff bei mehr als 45MPa zu fördern.

Als kleiner Vergleich, das Merlin 1D wird bei einem Brennkammerdruck von etwa 10MPa betrieben, die SSME bei 20 MPa, das RD-170 bei 25 MPa und das Raptor schließlich bei 30 MPa. In Russland hatte man zudem mal das RD-701 auf dem Teststand, das mit 30MPa betrieben aber nie geflogen ist. Das flugerprobte Triebwerk mit dem bisher höchsten Druck ist das RD-0244 mit 27,5 MPa.

Da verstehe ich die Daten nicht.
Bei Düsenenddurchmesser von 4,2 m, Flächenverhältnis 150, Schub 3000 kN, Ivac 382 s, angenommenem Mischungsverhältnis von 3,6; komme ich auf einen Kammerdruck von 156 bar. Mit allen Unsicherheiten dabei wird der wahre Kammerdruck wohl unterhalb von 200 bar liegen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: stillesWasser am 27. September 2016, 00:41:16
proton, tobi, danke für die Korrekturen!
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. September 2016, 00:44:30
@proton01: Kleine Korrektur. Links ist auch ein Merlin 1C, nur in der Falcon 1 Version. Das Merlin 1A hatte ne ablative Düse (und Brennkammer), die ist links offensichtlich nicht zu sehen.
@tobi:  da hast du wohl recht, die Beschriftung des Bilds in der SpaceX Präsentation ist allerdings wirklich Merlin 1A. Aber es sollen ja selbst bei SpaceX auch Verwechslungen in den Angaben vorkommen.
Merlin 1A sieht wirklich anders aus.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 27. September 2016, 00:53:46
Die Düsendurchmessangabe kann nur sehr ungefähr stimmen. Das Raptor soll etwa so groß wie das Merlin 1D sein und da passt die Vakuumdüse in die Falcon 9. Die Falcon 9 hat aber einen Durchmesser von 3,6 Meter.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: -eumel- am 27. September 2016, 01:54:30
Raptor Triebwerkstest:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053228.jpg) (http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053227.jpg) SpaceX
Foto vom 25. September 2016

Quelle (https://www.flickr.com/photos/spacex/29916104756/in/datetaken/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 27. September 2016, 04:21:24
Die Düsendurchmessangabe kann nur sehr ungefähr stimmen. Das Raptor soll etwa so groß wie das Merlin 1D sein und da passt die Vakuumdüse in die Falcon 9. Die Falcon 9 hat aber einen Durchmesser von 3,6 Meter.

Vielleicht hat sich das jetzt ja wieder geändert. Schließlich war lange Zeit der aktuelle Stand 2.300 kN Schub für das Raptor, jetzt heißt es plötzlich 3.000 kN. Analog wird jetz vielelicht auch die die Düse größer. Für die Falcon wirds bestimmt ne kleinere Version geben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Calapine am 27. September 2016, 05:45:47
Vielleicht hat sich das jetzt ja wieder geändert. Schließlich war lange Zeit der aktuelle Stand 2.300 kN Schub für das Raptor, jetzt heißt es plötzlich 3.000 kN. Analog wird jetz vielelicht auch die die Düse größer. Für die Falcon wirds bestimmt ne kleinere Version geben.


Möglicherweise sind the 3000 kN  ein Best Case Szenario, also Vakuum ISP.

Beim Vulcain 2 ist der Unterschied zwischen Seehöhe und Vakuum der Faktor 1,4. Wenns bei Raptor ähnlich ist würden 2300 kN Seehöhe zu ungefähr 3000 kN Vakuum passen.


Cala
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. September 2016, 09:39:13
Vielleicht hat sich das jetzt ja wieder geändert. Schließlich war lange Zeit der aktuelle Stand 2.300 kN Schub für das Raptor, jetzt heißt es plötzlich 3.000 kN. Analog wird jetz vielelicht auch die die Düse größer. Für die Falcon wirds bestimmt ne kleinere Version geben.

Möglicherweise sind the 3000 kN  ein Best Case Szenario, also Vakuum ISP.

Beim Vulcain 2 ist der Unterschied zwischen Seehöhe und Vakuum der Faktor 1,4. Wenns bei Raptor ähnlich ist würden 2300 kN Seehöhe zu ungefähr 3000 kN Vakuum passen.

Cala

Das Raptor mit 382 s Isp wird am Boden nicht funktionieren. da es ein Oberstufentriebwerk ist und am Boden Strömungsablösung in der Düse hätte.
2013 wurde von Tom Müller auch eine Bodenvariante präsentiert mit Isp = 321.0 sl / 362 vac

Der hohe Unterschied zwischen Boden und Vakuum bei Vulcain kommt daher, daß das Triebwerk für die Zentralstufe der Ariane konzipiert ist, welche sehr hoch fliegt und daher einen großen Vakuumanteil an der Leistung braucht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Calapine am 27. September 2016, 11:01:08
Das Raptor mit 382 s Isp wird am Boden nicht funktionieren. da es ein Oberstufentriebwerk ist und am Boden Strömungsablösung in der Düse hätte.
2013 wurde von Tom Müller auch eine Bodenvariante präsentiert mit Isp = 321.0 sl / 362 vac

Der hohe Unterschied zwischen Boden und Vakuum bei Vulcain kommt daher, daß das Triebwerk für die Zentralstufe der Ariane konzipiert ist, welche sehr hoch fliegt und daher einen großen Vakuumanteil an der Leistung braucht.


Ah danke.

Ich dachte Raptor wird wie Merlin in zwei Versionen kommen: Als Erststufentriebwerk und mit längerer Düse als Oberstufentantrieb?

lg Cala
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. September 2016, 11:59:33
Ich denke die 3MN sind der Bodenschub, sie haben vermutlich den Kammerdruck bei der Konstruktion letztendlich höher gemacht als anfangs geplant,
wenn dem nicht so wäre, macht der Bezug in dem einen Beitrag kaum Sinn wo EM schreib:
Zitat
Production Raptor goal is specific impulse of 382 seconds and thrust of 3 MN (~310 metric tons) at 300 bar
Hier wird von 310t geredet, das könnte man zwar auch auf den Vakuum Schub beziehen, ist aber ohne einen Hinweis daraus sehr missverständlich.
Zwei Versionen wird es sowieso geben, aber mit den 3MN würde es bei der Marslandung ziemlich doof werden bei der geringen Schwerkraft.
Man wird, schon um der Redundanz wegen nicht nur mit einem Triebwerk landen, also geht es nicht mit 3MN-Raptor.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. September 2016, 13:43:49
Ich denke die 3MN sind der Bodenschub, sie haben vermutlich den Kammerdruck bei der Konstruktion letztendlich höher gemacht als anfangs geplant,
wenn dem nicht so wäre, macht der Bezug in dem einen Beitrag kaum Sinn wo EM schreib:
Zitat
Production Raptor goal is specific impulse of 382 seconds and thrust of 3 MN (~310 metric tons) at 300 bar
Hier wird von 310t geredet, das könnte man zwar auch auf den Vakuum Schub beziehen, ist aber ohne einen Hinweis daraus sehr missverständlich.
Zwei Versionen wird es sowieso geben, aber mit den 3MN würde es bei der Marslandung ziemlich doof werden bei der geringen Schwerkraft.
Man wird, schon um der Redundanz wegen nicht nur mit einem Triebwerk landen, also geht es nicht mit 3MN-Raptor.

Die 382 s Isp sind der Vakuumimpuls. Am Boden geht das nicht. Wenn dazu die 3 MN Schub nicht dazu gehören, dann wissen wir quasi nichts zusammenhängendes.
Bei 4,2 m Düsenenddurchmesser, 382 s Isp und 3 MN Schub kommen eher 160 bar und nicht 300 bar Kammerdruck raus.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. September 2016, 14:16:38
@proton01: Wenn man mal annimmt es wären am Boden bei einem ISP von 335s 3MN dann könnte der Vakuumschub 3,42MN betragen, wie würde sowas zu den 300bar passen?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. September 2016, 18:15:39
@proton01: Wenn man mal annimmt es wären am Boden bei einem ISP von 335s 3MN dann könnte der Vakuumschub 3,42MN betragen, wie würde sowas zu den 300bar passen?
Also im Vakuum 3,42 MN statt 3,0 MN ?
Dann wären es etwa 180 bar statt etwa 160 bar.
Ich gehe mal davon aus daß mit 300 bar nicht der Kammerdruck gemeint ist. Das würde auch keine echten Sinn machen. Wozu so hoch ? Platz gibt es doch. Un die Düse mit 4,2 m Durchmesser muss man erstmal bauen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 27. September 2016, 19:36:55
Ist es nicht einfacher auf dem Mars Wasserstoff und Sauerstoff zu gewinnen als Methan?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 27. September 2016, 19:56:46
Im aktuellen ITS Video wird der Startschub mit 127800 kN angebenen. Das macht geteilt durch die Anzahl der Triebwerke in etwa 3040 kN je Raptor SL.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. September 2016, 20:21:31
Mit 70-90MN hatte ich ja schon gerechnet, aber das ist total der Megahammer
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 27. September 2016, 20:30:43
Die schätzungen gingen aber schon gut gegen die 1000 Tonnen gesammtgewicht. Wenn man dann noch einen T/W Ratio von etwa 1.2 dazu rechnet kommt man schon fast hin
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 27. September 2016, 22:02:07
Nochmal ein Bild auf dem die Shock Diamonds schön zu sehen sind:

(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up058885.jpg:large)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 27. September 2016, 22:15:03
Die schätzungen gingen aber schon gut gegen die 1000 Tonnen gesammtgewicht. Wenn man dann noch einen T/W Ratio von etwa 1.2 dazu rechnet kommt man schon fast hin
du wolltst 10.000t schreiben
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 27. September 2016, 22:16:13
Das Video von der Testzündung, ich schaffe es leider nicht es von Twitter aus hier direkt einzubinden. Die Zündung hat knappe 10 Sekunden gedauert.

https://twitter.com/SpaceX/status/780862107478654976 (https://twitter.com/SpaceX/status/780862107478654976)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. September 2016, 22:39:59
Das Video von der Testzündung, ich schaffe es leider nicht es von Twitter aus hier direkt einzubinden. Die Zündung hat knappe 10 Sekunden gedauert.

https://twitter.com/SpaceX/status/780862107478654976 (https://twitter.com/SpaceX/status/780862107478654976)

Probier mal bei   http://www.downloadtwittervideo.com/#DownloadButtonsLine (http://www.downloadtwittervideo.com/#DownloadButtonsLine)  Da einfach die url des twitters eingeben
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 27. September 2016, 22:48:13
Hier die offiziellen Zahlen zu Raptor:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053226.png)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 27. September 2016, 22:58:38
Hier die offiziellen Zahlen zu Raptor:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053226.png)
Damit ergibt sich:

                                sea-level     vacuum
Massenstrom                  931        934  kg/s    (sollte quasi gleich sein)
Düsen-Enddurchm.          1,7         3,8  m
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 28. September 2016, 01:35:37
Was Musk noch gesagt hat, ist, dass die Zündung vom Raptor jetzt nicht mehr mit TEA-TEB wie beim Merlin sondern mit einem Funken funktionieren soll.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 28. September 2016, 10:30:37
Was mir noch wichtig ist:
Mit dem Bild der Oberstufe ist klar das es nicht bei einer Größe bleiben wird, meine Aussagen hierzu waren immer mindestens zwei, eher sogar drei weil man auch Triebwerke zur Lageregelung benötigt, hat sich voll bestätigt.
Aus dem erneuere ich eine weitere Prognose, es wird eine neue Oberstufe der F9/FH auf Raptorbasis geben, wenn EM die Nase vom Helium voll hat, vielleicht sogar eher als gedacht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 28. September 2016, 11:24:44
wo siehst du bei dem Bild der oberstufe Raptors verschiedener größe? Da sind doch nur die 6 Vac und 3 SL Raptors verbaut - und die sind bis auf ihre Nozle quasi identisch.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 28. September 2016, 11:56:49
Könnte sein das dies stimmt >:(
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schneefüchsin am 28. September 2016, 12:40:16
Klakow Sie dir das Marsflugvideo nochmal an. Ist zwar etwas schwer zu erkennen, aber die 3 Innentriebwerke werden bei der Landung auf dem Mars schon eingesetzt.
Meine Deutung ist, das sie die großen Düsen schon in der dünnen Marsatmosphäre nicht mehr gut genug drosseln können, also nutzen sie dort die kleinen, welche auch später auf der Erde eh gebraucht werden.

Grüße aus dem Schnee
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: thecrusader am 28. September 2016, 15:30:52
, aber die 3 Innentriebwerke werden bei der Landung auf dem Mars schon eingesetzt.
Dachte die inneren Triebwerke sind schwenkbar und werden deswegen DRINGEND für die Landung benötigt. Oder irre ich?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schneefüchsin am 28. September 2016, 15:34:39
Beim Booster wurde das mit den inneren Triebwerken als Schwenkbar erwähnt.
Beim Marsschiff glaube ich nicht.
Aber das solte hier nicht wirklich diskutiert werden.

Grüße aus dem Schnee
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: lngo am 28. September 2016, 16:41:22
Aus dem erneuere ich eine weitere Prognose, es wird eine neue Oberstufe der F9/FH auf Raptorbasis geben, wenn EM die Nase vom Helium voll hat, vielleicht sogar eher als gedacht.

Ich nehme an die  grossen Kugeln sind Heliumtanks, oder was soll das sonst sein? Warum soll man auf Helium verzichten koennen?
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053204.png)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schneefüchsin am 28. September 2016, 16:51:25
Antwort zu den Kugeltanks ist ist der MCT-Diskusion. Gehöhrt meiner Meinung mehr zum Schiff, als den Triebwerken.
https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=11322.msg374039#msg374039 (https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=11322.msg374039#msg374039)

Grüße aus dem Schnee
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: SirFalcon am 28. September 2016, 16:53:03
Aus dem erneuere ich eine weitere Prognose, es wird eine neue Oberstufe der F9/FH auf Raptorbasis geben, wenn EM die Nase vom Helium voll hat, vielleicht sogar eher als gedacht.

Ich nehme an die  grossen Kugeln sind Heliumtanks, oder was soll das sonst sein? Warum soll man auf Helium verzichten koennen?
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up053204.png)

es sind keine Heliumtanks. Es soll ausschließlich mit Methan und Sauerstoff gearbeitet werden. Sogar für die Kaltgasdüsen soll einer der Treibstoffe verdampft werden. Helium ließe sich auch schwieriger auf dem Mars herstellen...

Gruß
Sir Falcon

edit: könnte einer der Mode das in den passenden Thread verschieben? Danke.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 28. September 2016, 21:08:04
Wie wäre es in Zukunft mit Xenon oder Argon für SEP?
Argon kann zur Not auch als Ersatz als Füllgas für Stickstoff dienen?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: lngo am 28. September 2016, 22:17:49
Alle Edelgase schwerer als Neon haben eine stärkere Neigung* sich in LOX oder  LNG anzureichern, ebenso Stickstoff. Siede/Schmelztemperatur von Sauerstoff ist 90/55K, Methan 110/90K.
*sie kondensieren vollständig. Daher Tabu für die Tankbedrückung.  Stickstoff ist bei der F9 nur für die Kaltgasduesen zueständig. Siehe Siede/Schmelzdiagramm aus Wikipedia:
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up058884.png)

Ich konnte den Vortrag nur teilweise sehen, habe daher wohl den Part verpasst in dem Elon angekuendigt hat aufgewärmte Treibstoffe zum Bedrücken zu nutzen - ich vermute das gilt fuer die Ankunft am Mars (nach 90 Tagen ist der Treibstoff sicher nicht mehr unterkühlt), aber nicht generell / erdnah.
Das erscheint mir als beste Erklärung, warum wir trotz seiner Ankündigung diese Kugeltanks in den Treibstofftanks sehen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schneefüchsin am 28. September 2016, 22:34:53
Er hatte es gegen Anfang erwähnt.

Ich meine mich zu errinern, das bei der Falcon 9 der Schwenk von Normal-LOX zu Subcooled-LOX der Schub von Merlin deutlich zugelegt hat, aber der ISP gerade mal um 1 Sekunde.
Daraus würde ich schließen, das es nur für den Schub und das Tankvolumen interesannt ist, wie kalt das Lox ist. Und einmal im Orbit sind 10% Schubunterschied nichts, worüber man sich den Kopf zerbrechen muss, da dies die Bahnmanöver so minimal ineffizienter macht, das man weniger als 1% Gesammtperformance wohl verliert. Vorrausgesetzt, der Spezifische Impuls leidet nicht.
Auf dem Mars wäre Subcooled wieder möglich, dank externer Versorgung.

In dem Artikel heist es auch, dass irgendwo in den Leitungen das Metan und der Sauerstoff sogar verdampft werden, damit sie als solcher in die Triebwerkskammer kommen, vermutlich nach der Pumpe.
http://www.golem.de/news/spacex-warum-elon-musks-marsplan-keine-science-fiction-ist-1609-123509-2.html (http://www.golem.de/news/spacex-warum-elon-musks-marsplan-keine-science-fiction-ist-1609-123509-2.html)

Grüße aus dem Schnee
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 28. September 2016, 23:06:11
Er hatte es gegen Anfang erwähnt.

Ich meine mich zu errinern, das bei der Falcon 9 der Schwenk von Normal-LOX zu Subcooled-LOX der Schub von Merlin deutlich zugelegt hat, aber der ISP gerade mal um 1 Sekunde.
Daraus würde ich schließen, das es nur für den Schub und das Tankvolumen interesannt ist, wie kalt das Lox ist. Und einmal im Orbit sind 10% Schubunterschied nichts, worüber man sich den Kopf zerbrechen muss, da dies die Bahnmanöver so minimal ineffizienter macht, das man weniger als 1% Gesammtperformance wohl verliert. Vorrausgesetzt, der Spezifische Impuls leidet nicht.
Auf dem Mars wäre Subcooled wieder möglich, dank externer Versorgung.

In dem Artikel heist es auch, dass irgendwo in den Leitungen das Metan und der Sauerstoff sogar verdampft werden, damit sie als solcher in die Triebwerkskammer kommen, vermutlich nach der Pumpe.
http://www.golem.de/news/spacex-warum-elon-musks-marsplan-keine-science-fiction-ist-1609-123509-2.html (http://www.golem.de/news/spacex-warum-elon-musks-marsplan-keine-science-fiction-ist-1609-123509-2.html)

Grüße aus dem Schnee

Der Artikel beschreibt das Raptor Triebwerk als "full-flow cycle", also Hauptstrom mit vollständiger Vorverbrennung, auf der LOX-Pumpen Seite mit Sauerstoff-Überschuss, auf der Methan-Pumpen Seite mit Methanüberschuss. Das geht, hat gewisse Vorteile, aber ist sehr kompliziert und bisher nie mit LOX gemacht worden. Die Russen haben es mal mit dem RD-270 mit lagerfähigen Treibstoffen probiert (1962-71). Quasi alle Tests waren Fehlschläge da die Technik nicht beherrscht. Das Projekt wurde erfolglos abgebrochen.
Beim full-flow cycle wird der ganze Treibstoff in zwei Gasgeneratoren verdampft, nicht in Leitungen. Diese beiden Gase treiben dann erst die beiden Turbinen an, bevor sie in der Brennkammer miteinander verbrennen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Hugo am 28. September 2016, 23:10:27
(...)von Normal-LOX zu Subcooled-LOX der Schub von Merlin deutlich zugelegt hat, aber der ISP gerade mal um 1 Sekunde.

Der ISP ist quasi der Schub pro Masse an Treibstoff. Aber da 1 KG Treibstoff ja 1 KG bleibt, egal ob er heißt oder kalt ist, ändert sich der ISP nicht. (Die ISP Änderungen kommen von verändertem Verhältnis LOX zu RP1 würde ich vermuten)

Der Schub ist aber quasi die Treibstoffmasse pro Zeit. Da der Treibstoff sich zusammenzieht, kann die Pumpe mehr fördern, somit steigt der Schub.

Aber daß daher im All unterkühlter Treibstoff egal ist, glaube ich nicht. Zumindest, wenn im Orbit getankt wird. Denn unterkühlt kann man mehr tanken. Und mit mehr Treibstoff komme ich auch weiter.

Aber ich würde Zustimmen, daß es egal ist, ob der Treibstoff warm wird beim Flug. Denn wenn der warm wird, ist ja schon etwas verbrannt, es ist dann also genügen Platz im Tank vorhanden. (Mal außer acht gelassen, daß kalter Treibstoff vielleicht eine bessere Verbrennung machen könnte, oder die Düse besser kühlt, das weiß ich nicht).

Fazit: Unterkühlter Treibstoff ist (Die Qualität der Verbrennung außer Acht gelassen) nur beim Start wichtig. Beim Start am Boden und auch beim Start nach dem Tanken im All.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 28. September 2016, 23:33:01
Werden bei solchen Tests wie bei dem Raptortest am Sonntag die Turbopumpen mitgetestet?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 28. September 2016, 23:36:37
Das Video der Testzündung gibt es jetzt auch in 1080p auf YT:

https://www.youtube.com/watch?v=Sq36pxUO5cg (https://www.youtube.com/watch?v=Sq36pxUO5cg)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 29. September 2016, 03:49:45
Werden bei solchen Tests wie bei dem Raptortest am Sonntag die Turbopumpen mitgetestet?

Wie sollte denn das Triebwerk ohne die Turbopumpen überhaupt laufen? ::)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 29. September 2016, 04:11:01
Werden bei solchen Tests wie bei dem Raptortest am Sonntag die Turbopumpen mitgetestet?

Wie sollte denn das Triebwerk ohne die Turbopumpen überhaupt laufen? ::)

Sehr wahrscheinlich war der Test ohne Pumpen. Der Druck kann auch vom Prüfstand bereitgestellt werden. Ich vermute es war einfach ein Test der Brennkammer. Es dauert wahrscheinlich noch 1-2 Jahre bis alle Teile zusammengestestet werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 29. September 2016, 10:14:29
Werden bei solchen Tests wie bei dem Raptortest am Sonntag die Turbopumpen mitgetestet?

Wie sollte denn das Triebwerk ohne die Turbopumpen überhaupt laufen? ::)

Druck kann auch anders aufgebaut werden als durch flugfähige, schwierig herzustellende, Full-Flow Turbopumpen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: NotTheAndroidYouSearching am 29. September 2016, 11:45:02
Die Teile der Turbopumpen wurden schon vor über einem Jahr das erste mal getestet, ich glaube nicht das die hier gefehlt haben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: lngo am 29. September 2016, 23:34:19
Täuscht der Eindruck oder ist das da grün im Abgasstrahl zu Beginn?
Auf einer der Folien war doch Funkenzündung für den Raptor angekündigt, oder täusche ich mich?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 30. September 2016, 00:18:19
Täuscht der Eindruck oder ist das da grün im Abgasstrahl zu Beginn?
Auf einer der Folien war doch Funkenzündung für den Raptor angekündigt, oder täusche ich mich?

Ganz am Ende lässt sich aber auch ein Grünstich erkennen. Wird also einen anderen Grund haben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: lngo am 30. September 2016, 16:58:24
Vielleicht wird gegen Verbrennungsinstabilitaeten oefters TEA-TEB eingespritzt?
Ansonsten hat die Flammfaerbung von Kupfer dieses blaugruen, ist nicht diese Hoechsttemperaturlegierung auf Kupferbasis (http://www.techbriefs.com/component/content/article/ntb/tech-briefs/materials/16972)?
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up058883.png)
Wikipedia, de
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MpunktApunkt am 30. September 2016, 18:34:11
Hallo,

eine Einspritzung von TAB-TEB halte ich für ausgeschlossen, da ein Triebwerk das mit Zündfunken funktioniert wohl kaum einen Tank und eine Einspritzeinrichtung für das Borzeug verbaut haben wird.

Falls Kupfer an Oberflächen mit legiert wurde, könnte beim ersten Anlassen schon das eine oder andere Cu-Molekül zu grünem Leuchten angeregt werden.

Viele Grüße

Mario
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 30. September 2016, 19:27:58
eine Einspritzung von TAB-TEB halte ich für ausgeschlossen, da ein Triebwerk das mit Zündfunken funktioniert wohl kaum einen Tank und eine Einspritzeinrichtung für das Borzeug verbaut haben wird.

Hmm, ich würde mir einen Entwicklungsteststand so wünschen, daß man verschiedenartige Triebwerksarten in verschiedenen Komplettierungszuständen mit allen denkbaren Medien und Drücken sicher versorgen kann. Es ist doch immer einfacher erst einzelne Komponenten auszutesten, speziell auch was die Einsatzgrenzen betrifft. Man ist dann z.B. nicht auf die Leistungsdaten einer konkreten zu dem Zeitpunkt verfügbaren flugfähigen Turbopumpe beschränkt.  Dann erhält man klare Übergabeparameter (und Grenzwerte) zwischen den einzelnen Bereichen und kann die endgültigen Komponenten auch kosten- und gewichtsmäßig besser optimieren.

Bei der Turbopumpe dürfte z.B. bei einem wiederverwendbaren Gerät insbesondere deren Fähigkeit interessant sein, Grenzzustände gut zu überstehen. Die Lager und Dichtungen muß natürlich insbesondere für den Standardbetrieb ausgelegt sein, sie muß aber die kritischen Zustände beim Start ebenfalls ohne Schäden überleben. (Beim PKW-Verbrennungsmotor entspricht ja ein Kaltstart verschleißmässig ebenfalls X gefahrenen Kilometern.)  Das kann man kaum mit einem kompletten Triebwerk testen, man muß nur die mögliche auftretende "Unterversogung" gut simulieren können.

Welchen Zustand wir jetzt beim Test gesehen haben, werden wir vermutlich nie erfahren. Da es aber noch lange nicht fertig ist, habe ich Zweifel, daß das Triebwerk jetzt schon so aussieht, wie es später verbaut wird.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schneefüchsin am 30. September 2016, 19:50:30
Das Triebwerk wird sich aller Wahrscheinlichkeit nach kaum noch verändern.

Zu bedenken ist, dass bereits letztes Jahr ausgiebige Tests mit Baugruppen, wie der Vorverbrennung gemacht wurden, so wohl auch die Turbopumpen.
Jetzt hat man das Triebwerk vollständig zusammengebaut und das erste mal geszündet. Vermutlich in einem Bereich des sicheren Betriebs. zb 50%. Merkbar mehr als 20%, damit es keine Stöhrungen gibt, weil man zu sehr gedrosselt hat, aber auch keine Hundert Prozent, damit der Kammerdruck nicht zu hoch gefahren wird bei diesem Show-test, denn hier ging es fast nur um das "hey, wir testen es schon".
Jetzt wird mit diesem Triebwerk viel getestet und feinjustiert.
Komponenten groß Umdesignen wäre jetzt kritisch spät, da sie 2018 das Schiff schon am Boden testen wollen.

Grüße aus dem Schnee
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 30. September 2016, 20:30:37
Hallo,

eine Einspritzung von TAB-TEB halte ich für ausgeschlossen, da ein Triebwerk das mit Zündfunken funktioniert wohl kaum einen Tank und eine Einspritzeinrichtung für das Borzeug verbaut haben wird.

Falls Kupfer an Oberflächen mit legiert wurde, könnte beim ersten Anlassen schon das eine oder andere Cu-Molekül zu grünem Leuchten angeregt werden.

Viele Grüße
Mario
Vielleicht wird gegen Verbrennungsinstabilitaeten oefters TEA-TEB eingespritzt?

TEA-TEB ist ein hypergoler Treibstoff mit dem man LOX-Methan zünden kann. Dann brennt das für Sekundenbruchteile bevor die Verbrennung mit lOX-Methan weiterläuft. Mit Verbrennungsinstabilitäten, bzw. deren Vermeidung, hat das nichts zu tun. Und wenn Raptor eine Zündkerze mit Funken hat, dann braucht es kein TEA-TEB.

Grün in der Flamme deutet üblicherweise auf Abrand von Kupferlegierungen hin. Die brennenden Moleküle gehen dann auch verloren (sie schmelzen und verdampfen) Das kann am Anfang bei einem Testtriebwerk sein wenn irgendwo noch Spämne überstehen, die brennen dan ganz schnell ab und dann ist alles o.k. Es kan aber auch ein Effekt der automatischen Beleuchtugseinstellung der Kamera sein. Solche Kameras sind meistens mit der Beleuchtung einer Triebwerksflamme überfordert.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 30. September 2016, 22:32:09
Das Triebwerk wird sich aller Wahrscheinlichkeit nach kaum noch verändern.
...

Komponenten groß Umdesignen wäre jetzt kritisch spät, da sie 2018 das Schiff schon am Boden testen wollen.

Ich meinte kein großes Umdesignen, ich rede gerade von der Feinjustierung. Um z.B. die Turbopumpen zu optimieren, ist es aber sicher sinnvoll, das leise und in einem geschlossenem Kreislauf zu tun. Da geht es bei den Dichtungen z.B. um verschiedene Kombinationen der Gleitwerkstoffe, eine etwas andere Geometrie der Dichtung, Oberflächenbehandlungen, sowas. Bei den Lagern ist es vermutlich ähnlich. Das sind dann doch Testreihen, die keinen Echtbetrieb vom ganzen Triebwerk erfordern, aber doch einigermaßen realistische Druck- und Medienverhältnisse. Die kann so ein Teststand leicht bereitstellen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 03. Oktober 2016, 01:19:24
Bilder von reddit/NSF zum Raptor:
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up056899.png)

(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up056900.png)

Die LOX-Vorbrennkammer, inklusive Pumpe und Turbine ist direkt über der Hauptbrennkammer. Die Brennstoff-Vorbrennkammer ist seitlich wie auch beim Merlin 1D. Die Treibstoffpumpe ist zweistufig, die Sauerstoffpumpe nur einstufig - liegt wahrscheinlich an den Druckverlusten des Treibstoffes in den Kühlkanälen und der geringeren Dichte von Methan.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Uwelino am 03. Oktober 2016, 17:09:06
Hoch Interessanter Artikel über Entwicklung des SpaceX Raptor Triebwerkes:

  https://www.nasaspaceflight.com/2016/10/its-propulsion-evolution-raptor-engine/ (https://www.nasaspaceflight.com/2016/10/its-propulsion-evolution-raptor-engine/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Schneefüchsin am 03. Oktober 2016, 17:49:23
Verstehe ich richtig, das dies ein auf 1MN herrunterscalierter Raptor war?
1MN ist immer noch heftig, aber dennoch, klang es bisher, dass es ein voll ausgewachsener Raptor sei.  ;)
Meine mich auch zu errinern, das das Skalieren als schwierig angesehen wurde.

Grüße aus dem Schnee
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 03. Oktober 2016, 18:03:26
Verstehe ich richtig, das dies ein auf 1MN herrunterscalierter Raptor war?

Das verstehst du richtig. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 04. Oktober 2016, 06:13:20
Laut reddit und NSF Artikel (nochmal bestätigt im NSF Forum auf Nachfrage) ist der Raptortest tatsächlich ein Test mit der kompletten Pumpenanlage, Turbinen und Vorbrennkammer. Also ein echter full flow staged combustion Test, das ist in der Tat sehr beeindruckend!

Die Pumpenanlage hat eine Leistung von 27 MW für 1 MN Schub und kann ermöglicht wohl tatsächlich 300 bar Brennkammerdruck laut NSF.

Angeblich wird noch TEA/TEB Zündung bei diesem Prototypen benutzt, der vollen BK Druck ist auch noch nicht getestet worden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 04. Oktober 2016, 06:21:59
Man vergleiche Raptor und BE-4:
(http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?action=dlattach;topic=41363.0;attach=1375361;image)

Das ist allerdings nicht der Raptor-Prototyp mit 1 MN, sondern der full scale Raptor mit 3 MN.

BE-4 hat eine monströse Vorbrennkammer, Turbine und Pumpe, das Raptor-Triebwerk ist viel kompakter, kleiner und hat mehr Schub. Bei Blue Origin ist man wohl etwas konservativer vorgegangen.

Bei Raptor ist laut NSF 40% der Masse 3D gedruckt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 05. Oktober 2016, 04:24:14
Ich bin mir sicher dass dieser herunterskalierte 1.000 kN Raptor dann auch für die Falcon 9 und Heavy Oberstufe kommt. Gabs da nicht auch vor einiger Zeit ein Programm wo die Airforce einige Rumfahrtfirmen mit Geldern gefördert hat, und bei SpaceX ging es konkret darum ging den Raptor auf Falcon Heavy Oberstufe zu bringen?

Die dann neu zu entwickelnde Oberstufe könnte dann auch gleich ohne dieses blöde Heliumsystem ausgelegt werden ;)

In weiterer Folge spräche ja auch nicht dagegen auch de Erststufe mit dem kleinen Raptor auszustatten.

So eine Raptor-Falcon, dann vielleicht auch noch mit den Faserverbund-Tanks sollte deutlich leistungsfähiger sein und hätte so mehr Reserven für Landungen an Land oder "sanftere" Landungen auf den ASDS. Da würde dann die Heavy wohl auch unnötig für die meisten NUtzlasten, die bräuchte man dann eigentlich nur noch für die Red Dragon bis dann das ICT kommt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: D.H. am 05. Oktober 2016, 09:33:21
Oder die FH kommt dann gar nicht mehr, wenn die F9 mit Raptoren ausgestattet wird... ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Gerry am 05. Oktober 2016, 10:10:08
Oder die FH kommt dann gar nicht mehr, wenn die F9 mit Raptoren ausgestattet wird... ;)

Für Red Dragon wäre wohl aber auch eine voll beraptorte :D Falcon 9 zu schwach, für solch hochenergetische Bahnen sind zwei Stufen einfach nicht optimal. Also zumindest für Red Dragon brauchen sie die Heavy. Und Red Dragon sehe ich als überaus wichtig für das ITS an.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 05. Oktober 2016, 10:52:00
EM hatte vor einer Zeit eine neue Oberstufe ausgeschlossen, aber das könnte sich ja noch ändern. Für GTO bringt das ca. +27% mehr Nutzlast, also einer F9 ca. 8,2t und einer FH zum Mars 35% also fast 18t.
Eine Unterstufe mit 1MN Raptor wäre nicht ganz so bedeutet weil der Schub jetzt schon nach größerem Core schreit das wird mit LCH4/LOX aber schlimmer.
Bei einer FH ist es leider noch viel schlechter, die hat jetzt schon viel mehr Schub als man bei der Startmasse gut nutzen kann.
Als Boost wäre da ein Core mit  ca. 7m ohne Seitenbooster und 7× Raptor mit zusammen 2,1MN besser und einer Oberstufe mit 5,4m Fairing oder bis zu 10m.
Leider wird das nur kommen wenn die Spaceaufträge einen sehr großen Aufschwung nehmen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tnt am 12. Oktober 2016, 15:16:28
Hab mal als Neuling ne Frage zu diesem "unglaublichen" Raketenmotor: Wie groß ist eigentlich die Wahrscheinlichkeit dass die angestrebten technischen Daten tatsächlich innerhalb der nächsten 4 Jahre erreicht werden?
Außerdem frage ich mich welche technischen Neuerungen (3D Metalldruck?) es möglich macht so eine Art Triebwerk zu ermöglichen wo doch frühere Tests immer zu Fehlschlägen führten.

Und ein noch größeres Fragezeichen setze ich hinter das Ziel ein solches Triebwerk innerhalb einer Woche 6 Mal zu starten und zu landen. Ist das Methantriebwerk wirklich so viel wartungsfreundlicher?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 12. Oktober 2016, 15:37:37
Wie groß ist eigentlich die Wahrscheinlichkeit dass die angestrebten technischen Daten tatsächlich innerhalb der nächsten 4 Jahre erreicht werden?

Wissen kann man meiner Meinung nach bei neuen technischen Entwicklungen im voraus garnichts. Ich bin aber allen sehr dankbar, und drücke ihnen die Daumen, die versuchen die technische Entwicklung weiter zu treiben. Und schüttle verwundert den Kopf, wenn man diese positive Einstellung nicht mit mir teilt. Es stimmt aber, die Konstrukteure und "Visionäre" sind schon böse Buben, die den Marketingleuten manchmal gemein und unberechenbar einheizen  ;)
 
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 12. Oktober 2016, 15:56:32
Außerdem frage ich mich welche technischen Neuerungen (3D Metalldruck?) es möglich macht so eine Art Triebwerk zu ermöglichen wo doch frühere Tests immer zu Fehlschlägen führten.
Bevor ein technischer Durchbruch gelingt, gibt es immer zuerst Fehlschäge. Irgendwann gelingt es dann, manchmal. Technisch kann ich Ihnen nicht weiterhelfen, und vermutlich niemand hier. Dieses Wissen ist ja gleichzeitig Firmenkapital. Publiziert wird häufig nur, was den potentiellen Interressenten sowieso bekannt ist.

Ich lese Ihren Beitrag so, daß sie eine gewisse Sehnsucht nach Sicherheit haben. Ich befürchte aber, daß die in der Technik nicht zu finden ist. Und außerhalb auch nur vermeintlich. Dennoch - willkommen hier im Forum!
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 12. Oktober 2016, 19:17:05
Hab mal als Neuling ne Frage zu diesem "unglaublichen" Raketenmotor: Wie groß ist eigentlich die Wahrscheinlichkeit dass die angestrebten technischen Daten tatsächlich innerhalb der nächsten 4 Jahre erreicht werden?

Beim Triebwerk sind die Chancen für rechtzeitige Fertigstellung gar nicht schlecht. Andere Aspekte der Entwicklung werden eher den Terminplan verzögern. Immerhin stecken da schon Jahre an Entwicklung drin. Komponenten-Tests seit Mitte 2014 auf dem wahrscheinlich weltbesten Teststand für den Zweck. Sie haben auch eine ziemlich revolutionäre Software für die Berechnung der Verbrennungsabläufe entwickelt, was die Entwicklung auch beschleunigt. Man braucht weniger Iterationen bis zum fertigen Design.

http://www.nasa.gov/press/2014/april/nasa-spacex-cut-ribbon-to-launch-testing-partnership (http://www.nasa.gov/press/2014/april/nasa-spacex-cut-ribbon-to-launch-testing-partnership)

Außerdem frage ich mich welche technischen Neuerungen (3D Metalldruck?) es möglich macht so eine Art Triebwerk zu ermöglichen wo doch frühere Tests immer zu Fehlschlägen führten.

Ich würde frühere Tests nicht als Fehlschlag bezeichnen. Die Tests ergaben, daß es möglich ist. Sie wurden bloß nicht bis zum Einsatz in einer Trägerrakete fertig entwickelt. 3D-Druck macht es allerdings möglich, sie so kompakt und leicht zu bauen. Die kompakte Bauweise macht sie gleichzeitig auch ziemlich sicher, weil weniger Komponenten gebraucht werden und auch die Treibstoffe auf kurzen Wegen geführt werden. Das lesen Experten aus veröffentlichten Design-Bildern. SpaceX hat reichlich Erfahrungen mit 3D-Druck bei Entwicklung und Bau der Super-Draco Triebwerke gesammelt. Super-Draco sind praktisch komplett 3D-Druck.

Und ein noch größeres Fragezeichen setze ich hinter das Ziel ein solches Triebwerk innerhalb einer Woche 6 Mal zu starten und zu landen. Ist das Methantriebwerk wirklich so viel wartungsfreundlicher?

Auf jeden Fall hat Methan weder die Probleme bei der Metallurgie wie LH als Treibstoff noch die Probleme mit Rückständen, die bei längeren Kohlenstoffketten im RP-1 entstehen. Bei der Verbrennung aber auch schon in den Kühlkanälen durch Erhitzung.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MR am 12. Oktober 2016, 19:38:26
Gerade bezüglich der Triebwerke bin ich nicht so optimistisch. Man darf nicht vergessen, die geplanten Triebwerke sind sehr komplex. Das es da zu Verzögerungen kommt, halte ich nicht nur für möglich, sondern sogar für sehr wahrscheinlich. Immerhin sind die Triebwerke nun mal die komplexesten Teile des Systems. Man denke nur an die Entwicklung des SSME. Auch dort gab es massive Probleme und Verzögerungen, wodurch der Erstflug des Space Shuttles deutlich verzögert wurde.

Methan mag nicht die Probleme wie LH2/LOX oder RP1/LOX haben, aber vielleicht hat es andere? Aktuell wissen wir noch nicht viel über diese Treibstoffkombination. Es gab bisher nur die Tests einiger kleiner Oberstufentriebwerke. Nicht auszuschließen, das hier noch unentdeckte Probleme auftreten. Ich rechne zwar eigentlich nicht damit, aber komplett ausschließen kann man es nicht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 12. Oktober 2016, 20:38:46
Die Verbrennung von Methan und das Handling kennt man aber extrem gut, das wird fast in allen Gastrubinen in der Welt eingesetzt und Methan in nicht ganz reiner Form als Erdgas kennt jeder Heizungsbauer so er Gasfeuerungen anbietet.
Die Reaktionsbedingungen und vom Reaktionsablauf weiß man auch extrem viel, das ist Wasserstoff in jeder Beziehung seltener verwendet.
Bei Raketenmotoren macht LH2/LOX als alleiniges Starttriebwerk kaum Sinn, weshalb man in den Fällen meist Feststoffbooster mit dabei hat.
Methan macht erst mit der Wiederverwendung richtig Sinn, weil der Aufwand sich kaum von LH2/LOX entscheidet. und die Triebwerke sicher teurer als RP-1/LOX sind.
Man kann aber sicher sein, dass man mit Methan leichter umgehen kann als mit Wasserstoff und sein Schub wegen der viel höheren Dichte von CH4, auch für die Erststufe gut geeignet ist.

Ich hatte gelesen dass das Raptortriebwerk zu mindestens 40% aus 3D gedruckten Teilen bestehen wird.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tnt am 12. Oktober 2016, 20:46:06
Ich wollte gar nicht so negativ klingen. Eigentlich stehe ich dem Ganzen recht optimistisch gegenüber und drücke auf jeden Fall die Daumen. SpaceX hat alleine durch das Landen schon gut gezeigt was heutzutage mit guter Software und gewissem Risiko so alles gehen kann. Nach Studium von einigen Seiten dieses Forums würde ich mal als Fazit ziehen, dass die Meisten auch das was Elon Musk im September vorgestellt hat, gar nicht als unrealistisch betrachten.

Ich bin nur sehr erstaunt darüber, dass er so ein Triebwerk aus den Ärmeln schütteln kann und Airbus zB sowas für die Ariane 6 bis jetzt nicht in Erwägung zieht. Wobei ich eher über die mögliche Wiederverwendbarkeit erstaunt bin.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McPhönix am 12. Oktober 2016, 22:09:15
Durch die geringeren Ablagerungen im Injektor gegenüber RP1 könnte dadurch wohl die Möglichkeit zu tieferer Drosselung gegeben sein.
Oder irre ich mich da?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Oktober 2016, 22:10:29
Die Verbrennung von Methan und das Handling kennt man aber extrem gut, das wird fast in allen Gastrubinen in der Welt eingesetzt und Methan in nicht ganz reiner Form als Erdgas kennt jeder Heizungsbauer so er Gasfeuerungen anbietet.
Der Vergleich eine große Raketentriebwerks mit einer Gasturbine ist schon extrem, mit einer Gasfeuerung noch viel extremer. Da fehlt ja nur noch der heimische Gasherd, der auch schön blau brennt.  ;)
Im Ernst, die drei haben nicht viel gemeinsam. Gasturbinen und Heizungen verbrennen Erdgas (Methan plus höhere Kohlenwasserstoffe) mit Luft. Das Raketentriebwerks verbrennt quasi reines Methan mit LOX, dabei werden weit höhrere Temperaturen erreicht, ca. 3500 K ggü. max. ca. 1200 K. Das fordert ganz andere Technologien.
Was nicht so klar ist bei Methantriebwerken, z.B.:
Die Reaktionsbedingungen und vom Reaktionsablauf weiß man auch extrem viel, das ist Wasserstoff in jeder Beziehung seltener verwendet.
Methan macht erst mit der Wiederverwendung richtig Sinn, weil der Aufwand sich kaum von LH2/LOX entscheidet. und die Triebwerke sicher teurer als RP-1/LOX sind.
Man kann aber sicher sein, dass man mit Methan leichter umgehen kann als mit Wasserstoff und sein Schub wegen der viel höheren Dichte von CH4, auch für die Erststufe gut geeignet ist.
Die Reaktionschemie bei Methan ist viel komplizierter als bei H2. Bei Methan hat man drei verschiedene Atome (C, H, O) bei H2/LOX nur zwei (H und O) Daher gibt es bei Methan über Hundert mögliche Moleküle im Verbrennungsgas, bei Wasserstoff ca. 11.
Der Aufwand für H2/LOX ist extrem. Gottseidank ist der bei Methan geringer. Da bei Methan ähnlich wenig Einschränkungen bei der Materialwahl bestzehen, ähnlich zu Kerosin, während H2 die MAterialwahl deutlich einschränkt, ist das mit den Kosten nich so klar. Methan-Triebwerke sollten eigentlich billiger als Wasserstofftriebwerke sein, könnten im Bereich von Kerosin-Triebwerke liegen.

Ich hatte gelesen dass das Raptortriebwerk zu mindestens 40% aus 3D gedruckten Teilen bestehen wird.
Mag sein. Aber ob es dadurch einfacher und billiger wird ist doch heute völlig unklar. Diese Technoloie steckt noch sehr in den Anfängen und die Probleme damit werden gerade erst erkannt. Auch 3D-Druck von Metallen hat seien Tücken. Und nicht jedes Metall lässt sich so drucken.

Ich will nicht sagen das es nicht geht, Aber nur weil Methan verwendet wird ist nicht jedes Problem gelöst. Und erfahrungsgemäß dauert die Entwicklung der Triebwerke länger als die der Stufen und des ganzen Trägers.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Oktober 2016, 22:18:21
Durch die geringeren Ablagerungen im Injektor gegenüber RP1 könnte dadurch wohl die Möglichkeit zu tieferer Drosselung gegeben sein.
Oder irre ich mich da?
Ablagerungen im Injektor sind wahrscheinlich nicht das Problem, (im Unterschied zum Kühlkanal). Aber Erfahrungen dazu gibt es nicht zu viele.
Die Menge möglicher Ablagerungne hängt stark von den nicht-Methan Anteoilen im Treibstoff ab. Höhere Kohlenwasserstoffe (CxHy) sind kein Problem, aber Schwefel schon. Und dessen Anteil hängt bei Erdgas vom Fördergebiet ab, bzw. von einer teueren Reinigung des Gases.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 12. Oktober 2016, 23:59:49
Raptor benutzt meines Wissens reines Methan.

Das BE-4 soll LNG benutzen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 13. Oktober 2016, 00:07:06
Raptor benutzt meines Wissens reines Methan.
Dann wird's teuer
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 13. Oktober 2016, 00:49:00
Das hängt glaub ich mit der Vision zusammen. Wenn man Methan auf dem Mars herstellt, ist es vermutlich recht rein. Auf der Erde ist der Treibstoff dann halt teurer als LNG. Demnächst soll es ein AMA (ask me anything) mit Musk bei reddit geben, da könnte man nochmal diese Frage stellen.

Blue Origin will aber vor allem im erdnahen Raum unterwegs sein, da kommt der Treibstoff immer von der Erde und da macht LNG vermutlich mehr Sinn.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Flandry am 13. Oktober 2016, 01:27:56
Raptor benutzt meines Wissens reines Methan.
Dann wird's teuer

Wird es das?

SpaceX muss auf dem Mars Methan synthetisieren. Die Anlagen, die möglichst autonom und einfach funktionieren müssen, werden auf jeden Fall entwickelt. Mit der Technik kann SpaceX das notwendige Methan auch auf der Erde selbst herstellen. Zudem hat Musk seine Finger bekanntlich auch im Solarstromgeschäft, wo Power-to-Gas eine Möglichkeit zur Energiespeicherung ist (Es gibt also einen Markt für die Anlagen). Im günstigsten Fall könnte sich die Methanproduktion für SpaceX selbst tragen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: NotTheAndroidYouSearching am 13. Oktober 2016, 01:39:15
SpaceX muss auf dem Mars Methan synthetisieren. Die Anlagen, die möglichst autonom und einfach funktionieren müssen, werden auf jeden Fall entwickelt. Mit der Technik kann SpaceX das notwendige Methan auch auf der Erde selbst herstellen. Zudem hat Musk seine Finger bekanntlich auch im Solarstromgeschäft, wo Power-to-Gas eine Möglichkeit zur Energiespeicherung ist (Es gibt also einen Markt für die Anlagen). Im günstigsten Fall könnte sich die Methanproduktion für SpaceX selbst tragen.

Die Idee hat was, wenn man das in großen Mengen herstellt kann man sogar die Profite beim Launch nochmal minimal verbessern. Spätestens dann wird aber irgendwann die F9 eingestampft.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: thecrusader am 13. Oktober 2016, 09:10:03
Wenn man die Frage von
Und ein noch größeres Fragezeichen setze ich hinter das Ziel ein solches Triebwerk innerhalb einer Woche 6 Mal zu starten und zu landen. Ist das Methantriebwerk wirklich so viel wartungsfreundlicher?
ohne jegliches Vorwissen beantworten will, bleibt nur ein Schluss:

Warum sollte es nicht klappen? Der Verbrennnungsmotor in deinem Auto funktioniert auch Einwandfrei im Sinne der "Wiederverwendung". Den Vergleich mit der Gasturbine finde ich als Laie gerechtfertigt. Laut Wikipedia entstehen in der Brennkammer Temperaturen bis 2200°. Hinzu kommt die Rotation mit 10.000 U/min. Bedenkt man dann die Ablagerungen durch den Treibstoff und eventuelle Reaktionen des Materials mit dem Treibstoff sieht die Sache natürlich anders aus. Aber vielleicht kann man die Kühlleitungen in regelmäßigen Abständen "spülen"? Des Weiteren könnte ich mir vorstellen das die Kühlleitungen selbst dank 3D-Druck aus einem anderen Material sind, als der Rest des Motors und somit bestimmte Probleme umgangen werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: D.H. am 13. Oktober 2016, 09:25:20

Wird es das?

SpaceX muss auf dem Mars Methan synthetisieren. Die Anlagen, die möglichst autonom und einfach funktionieren müssen, werden auf jeden Fall entwickelt. Mit der Technik kann SpaceX das notwendige Methan auch auf der Erde selbst herstellen. Zudem hat Musk seine Finger bekanntlich auch im Solarstromgeschäft, wo Power-to-Gas eine Möglichkeit zur Energiespeicherung ist (Es gibt also einen Markt für die Anlagen). Im günstigsten Fall könnte sich die Methanproduktion für SpaceX selbst tragen.

Ich würde eher nicht vom Markt für Power-to-Gas-Konzepte nicht sprechen. Stand aktuell ist (gut ich kann nur von Deutschland reden, der Unterschied dürfte aber noch nciht zu groß zu anderen Ländern sein), Forschung und Pilotanlagen gibt es, Einsatz im Regulärbetrieb (aka am Markt) eher nein. Die paar Anlagen sind doch eher noch Demo-Objekte. Das Problem bei P2G sind halt immer noch die Kosten. Gegenüber anderen Speichertechnologien deutlich teurer. Laut aktuellen Studien lohnen sich P2G-Anlagen zum Energiespeichern in Deutschland erst bei einem viel höheren Anteil von erneuerbaren Energien am Stromnetz als aktuell.
Man kann jetzt anwenden, dass die Anlagen für den Mars zum Treibstoffherstellen benötigt werden und nicht als Energiespeicher. Aber meines Erachtens ist die Hauptanwendung, bzw. der Markt für P2G v.a. die Energiespeicherung. Wenn sich da kein kostengünstiger Massenmarkt etabliert, werden die viel seltener gebrauchten Anlagen zur Treibstoffherstellung auch nicht billiger.
Die Einführung von vollautomatisierten Anlagen, die Erdgas im industriellen Maßstab herstellen wäre mir daher neu. Auch über Fehlerausfälle, bzw. langfristiger Betrieb liegt noch wenig vor, da P2G im kommerziellen Einsatz doch relativ neu ist.

Mit der Gasreinheit ist das auch so eine krux. Einige P2G Verfahren setzen auf CO2-Abgase aus der Industrie (Kohlekraftwerke z.B.), nur deren Abgase sind kein reines CO2 selbst mit teuren Filtern. Andere setzen auf eine mikrobiologische Erzeugung des Methans. Da kommt aber erst recht kein reines Gas raus. Da bei beiden Verfahren aber viel mehr CO2 als beim Abscheiden aus der Luft zur Verfügung steht, bieten sich solche Anlagen eher an, als diejenigen, die CO2 aus der Luft nehmen. Für die Einspeisung in das Erdgasnetz wird ja eh kein reines Methan benötigt, wie ein Post schon sagte.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tnt am 13. Oktober 2016, 11:10:00
Warum sollte es nicht klappen? Der Verbrennnungsmotor in deinem Auto funktioniert auch Einwandfrei im Sinne der "Wiederverwendung". Den Vergleich mit der Gasturbine finde ich als Laie gerechtfertigt. Laut Wikipedia entstehen in der Brennkammer Temperaturen bis 2200°. Hinzu kommt die Rotation mit 10.000 U/min. Bedenkt man dann die Ablagerungen durch den Treibstoff und eventuelle Reaktionen des Materials mit dem Treibstoff sieht die Sache natürlich anders aus. Aber vielleicht kann man die Kühlleitungen in regelmäßigen Abständen "spülen"? Des Weiteren könnte ich mir vorstellen das die Kühlleitungen selbst dank 3D-Druck aus einem anderen Material sind, als der Rest des Motors und somit bestimmte Probleme umgangen werden.

Naja der Motor in meinem Auto hält auch nur deswegen so lang weil er nicht übermäßig belastet ist. Ich hab sogar nur nen Benzinsauger da sind nicht mal die Drück in der Brennkammer super groß. Außerdem ist er nicht auf minimales Gewicht getrimmt sondern auf lange Lauffähigkeit (-> mehr Gewicht). Die Formel 1-Motoren halten auch nicht so lang wie mein VW-Motor da sie einfach mehr belastet werden (höhere Drehzahl u.a.).
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: thecrusader am 13. Oktober 2016, 11:32:13
Ich sagte ja, ohne Vorwissen. :)
Der Vergleich hinkt natürlich. Dennoch denke ich das es möglich sein wird.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 13. Oktober 2016, 13:42:37
Die stationäre Gasturbine/Flugzeugturbine kann man besser mit der Turbine im Raketentriebwerk vergleichen. Und da gewinnt im Hightechvergleich natürlich die Gasturbine. Die Gasturbine/Flugzeugturbine läuft viel länger, hält länger, läuft heißer und hat einen viel höheren Wirkungsgrad. Na wie kann das denn sein? ;)

Die Antwort: sie wird gekühlt, dadurch kann sie heißer laufen als im Raketentriebwerk, wo sie nicht gekühlt wird. Schließlich wird in der Raumfahrt alles weggeworfen, keine Wiederverwendbarkeit, daher wäre eine Kühlung hier zu teuer.

Der max mögliche Wirkungsgrad ist übrigens von der minimalen und maximalen Temperatur abhängig. Die minimale Temperatur ist auf der Erde ca. 300 Kelvin, die maximale derzeit bei Turbinen durch die Materialien beschränkt. Dann kann man den maximalen Wirkungsgrad über den Carnot-Prozess berechnen: https://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad (https://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad)

Deshalb soll die Temperatur in Turbinen immer weiter erhöht werden, nur jetzt die schlechte Nachricht: je höher die Temperatur der Turbine, desto mehr Stickoxide entstehen. Gilt natürlich nur bei Verbrennung mit Luft, da bei Raketen ja kein Stickstoff im Treibstoff ist außer bei hypergolem Treibstoff.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 13. Oktober 2016, 20:39:52
Teile für das Raptor werden wohl doch nicht in so großer Mengen mittels 3D-Drucker hergestellt, wie es bisher immer den Anschein hatte. Während es für das kleine Super Draco erfolgreich umzusetzen war, wären für das große Raptor Triebwerk zu viele technologische Hürden zu überwinden.

Zitat
3D printing works fine for super-dracos, but too much work is needed to make it feasible on Raptors.

Quelle: https://www.reddit.com/r/spacex/comments/57balr/details_from_elons_speech_at_the_nro/ (https://www.reddit.com/r/spacex/comments/57balr/details_from_elons_speech_at_the_nro/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 13. Oktober 2016, 22:08:14
Das man sowas wie die Düse bei der Größe, zumindest heutzutage, noch nicht mittels 3D gemacht wird ist klar.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Quetzalcoatl am 14. April 2017, 19:55:28
Ablagerungen im Injektor sind wahrscheinlich nicht das Problem, (im Unterschied zum Kühlkanal).

Man muss ja nicht mit Methan kühlen. Die russischen Triebwerke werden mit Sauerstoff gekühlt (zumindest beim NK-33 ist das so), was zwar technisch anspruchsvoll aber machbar ist. Und flüssiger Sauerstoff sollte frei von Elementen sein, die solche Ablagerungen verursachen können.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Pirx am 14. April 2017, 20:22:28
... Die russischen Triebwerke werden mit Sauerstoff gekühlt (zumindest beim NK-33 ist das so), ...
Nein. Für die Hauptbrenrkammer nimmt auch das NK-33 Kerosin zum Kühlen.

"All  of  the oxidizer is provided to  the preburner, while most of  the fuel is provided to the main combustionchamber coolant jacket."

Ja, den Vorbrenner kühlen sie mit Sauerstoff.

 "The preburner walls are cooled with liquid oxygen which is then injected at  the chamber periphery before the entrance into the turbine nozzles."

Quelle: http://lpre.de/resources/articles/AIAA-1998-3361.pdf (http://lpre.de/resources/articles/AIAA-1998-3361.pdf)

Gruß   Pirx
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Quetzalcoatl am 15. April 2017, 21:34:18
... Die russischen Triebwerke werden mit Sauerstoff gekühlt (zumindest beim NK-33 ist das so), ...
Nein. Für die Hauptbrenrkammer nimmt auch das NK-33 Kerosin zum Kühlen.

"All  of  the oxidizer is provided to  the preburner, while most of  the fuel is provided to the main combustionchamber coolant jacket."

Ja, den Vorbrenner kühlen sie mit Sauerstoff.

 "The preburner walls are cooled with liquid oxygen which is then injected at  the chamber periphery before the entrance into the turbine nozzles."

Quelle: http://lpre.de/resources/articles/AIAA-1998-3361.pdf (http://lpre.de/resources/articles/AIAA-1998-3361.pdf)

Danke für für die Info. Also immerhin kühlen sie bereits seit den 60er Jahren mit füssigem Sauerstoff. Mehr hatte ich ja auch nicht behauptet. Aber auch die Hauptbrennkammer kann man mit LOX kühlen, zumindest finden sich dazu zwei Artikel:

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19900013289.pdf (https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19900013289.pdf)
https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/3.57826?journalCode=jsr (https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/3.57826?journalCode=jsr)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 21. Juni 2017, 09:03:52
Die Düse vom Raptor ist komplett regenerativ gekühlt:
Zitat
Will be full regen cooled all the way out to the 3 meter (10 ft) nozzle diameter. Heat flux is nuts & radiative view factor is low.
https://twitter.com/elonmusk/status/877341165808361472 (https://twitter.com/elonmusk/status/877341165808361472)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 21. Juni 2017, 09:49:51
Die Düse vom Raptor ist komplett regenerativ gekühlt:

Das Bemerkenswerte daran ist, er redet von der Vakuum-Düse. Das erklärt auch, wie die Vakuum-Düse den Wiedereintritt übersteht. Sie ist robust gebaut, nicht wie die hauchdünne Vakuum-Erweiterung von Merlin vac.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: lngo am 21. Juni 2017, 20:18:05
Hmm, das beantwortet die Frage  (https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=15476)die ich hier schon gestellt hatte :)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 16. August 2017, 23:31:30
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up058882.jpg:orig)
https://twitter.com/NASASpaceflight/status/897929588965113856 (https://twitter.com/NASASpaceflight/status/897929588965113856)

Raptor mäht den Rasen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Axel_F am 14. Dezember 2017, 21:36:31
Steve Jurvetson ist auch Privat noch in der Raumfahrt unterwegs: https://flic.kr/p/H1iq1x (https://flic.kr/p/H1iq1x)
Auf dem Foto ist er zu Besuch auf einem "geheimen Testgelände" und es handelt sich um eine Düse die in Kürze verwendet wird (Ende November). Da Jurvetson nur Investor bei SpaceX und nicht Blue Origin ist könnte es sich doch um Raptor handeln. Oder?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Hugo am 15. Dezember 2017, 08:08:35
Auf dem Foto sieht man eine Person in einem Wellblech-Rohr, welches mit vielen Schrauben montiert wurde. Ich würde das für ein Belüftungsrohr halten. Für Flüssigkeiten stehen die Schrauben zu weit vor, Dreck würde sich hier verfangen. Außer man hat klares Wasser ohne Fremdteile, dann könnte das auch zum Durchleiten von Wasser verwendet werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 15. Dezember 2017, 08:24:56
Steve Jurvetson ist auch Privat noch in der Raumfahrt unterwegs: https://flic.kr/p/H1iq1x (https://flic.kr/p/H1iq1x)
Auf dem Foto ist er zu Besuch auf einem "geheimen Testgelände" und es handelt sich um eine Düse die in Kürze verwendet wird (Ende November). Da Jurvetson nur Investor bei SpaceX und nicht Blue Origin ist könnte es sich doch um Raptor handeln. Oder?

Der Artikel erwähnt 3D Druck der Duese. Ich vermute, es ist bei Elektron.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: stillesWasser am 15. Dezember 2017, 08:26:55
Für mich sieht der Röhre ein bisschen zu klein aus, um darin ein Full-Scale Raptor zu testen. Auch die Brennkammer die darin getestet werden soll - in den Kommentaren hat er ein Foto davon - sieht relativ klein aus. Ist der Typ (wer auch immer das ist) eventuell Investor bei einer der Start-Ups die aktuell an nem Mikro-Launcer arbeiten? Das würde für mich von der Größe eher passen
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 15. Dezember 2017, 11:18:38
BTW: beim zweiten Bild "Cool art in mission control" ist [imo] recht deutlich eine BFR auf dem Mars zu sehen ;)


aber es sagt ja noch niemand dass es ein full scale Raptor sein muss, oder?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: NotTheAndroidYouSearching am 15. Dezember 2017, 19:09:36
Das müsse SpaceX sein die verwenden Inconel.
Ich habe eine andere Idee was es ust: Steuerdüse der BFR. diese sollen Druckbetrieben sein aber den gleichen Treibstoff wie das Raptor verwenden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Axel_F am 15. Dezember 2017, 22:57:45
Ist der Typ (wer auch immer das ist) eventuell Investor bei einer der Start-Ups die aktuell an nem Mikro-Launcher arbeiten?
Der "Typ" ist ein Großinvestor und "Best Buddy" von Elon Musk mit den Namen Steve Jurvetson. Wenn Musk kein Geld hatte, dann hat er geholfen. Er hat immer einer der ersten Teslas bekommen, war bei der Explosion von Grasshopper 2 dabei (von ihm ist das Video mit der Aufnahme der Explosion), ist selber Raketen(Model)Bauer und sammelt alte Raumfahrtreliquen. Darum war die Vermutung groß das es sich um Raptor handelt. Er ist auch Investor bei Planet, Planetary Ressources und halt den Firmen von Musk. Meines Wissens ist er aber nicht bei Micro-Launchern involviert.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 16. Dezember 2017, 00:47:30
Das müsse SpaceX sein die verwenden Inconel.
Ich habe eine andere Idee was es ust: Steuerdüse der BFR. diese sollen Druckbetrieben sein aber den gleichen Treibstoff wie das Raptor verwenden.

Ja, aber nicht bei Brennkammer oder Düsen. Die sind beim Raptor zu groß für Druck. Für die RCS Düsen wäre möglich. Jurvetson ist aber ziemlich überall willkommen als potentieller Investor.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: NotTheAndroidYouSearching am 16. Dezember 2017, 09:13:27
Das müsse SpaceX sein die verwenden Inconel.
Ich habe eine andere Idee was es ust: Steuerdüse der BFR. diese sollen Druckbetrieben sein aber den gleichen Treibstoff wie das Raptor verwenden.

Ja, aber nicht bei Brennkammer oder Düsen. Die sind beim Raptor zu groß für Druck. Für die RCS Düsen wäre möglich. Jurvetson ist aber ziemlich überall willkommen als potentieller Investor.

Ja mit Steuerdüsen habe ich die RCS gemeint. Die sollen ja ziemlich Schubstark sein, wenn SpaceX Mitte 2018 anfangen will die BFR zu bauen sollten die zu mindestens schonmal getestet werden können.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: nochn_schmidt am 06. April 2018, 16:12:43
Ich verfolge in den Foren die verschiedenen Diskussionen, besonders auch bezüglich der verschiedenen Treibstoff-Kombinationen und habe diesbezüglich Fragen, die hier (vielleicht) reinpassen...
Für mich (bin da Laie) gibts die grundsätzliche Unterscheidung in kryogene und nicht-kryogene Kombinationen. Beispielsweise haben Satelliten bis vor kurzer Zeit primär mit hoch-toxischen, aber nicht kryogenen Treibstoffkombinationen gearbeitet (UDMH und die dazu passenden Oxidatoren, beispielsweise).
Damit wurden/werden diese Satelliten jahrelang/jahrzehntelang betrieben. Das Zeug heisst nicht umsonst "lagerfähig"...

Diese Stoffe sind damit wohl auch (derzeit) erste Wahl bei Tiefenraum-Missionen -wenn wir mal von elektrisch induzierten Antrieben absehen. Hierbei primär wohl zur Lagekontrolle.
Was mich nun interessiert: wie verhält es sich mit kryogenen Stoffen: LOX, LH2, LNG, etc. bezüglich der Lagerfähigkeit ausserhalb eines Erdorbits ?

Kann das Zeugs überhaupt "vernünftig" isoliert werden, sodass es nicht verdampft ?

Ich erinnere mich da an die Apollo-Zeit; länger als 10-12 Tage mussten die Stoffe wohl nicht verflüssigt durchhalten -dann war die Mission vorbei.  :)
Limitiert das nicht von vornherein die erreichbaren Missionsziele ? Ist, bis man am Mars (beipielsweise) ankommt, nicht schon der letzte Kryo-Tropfen "verdampft" ? Und ist (mit kryogenen chemischen Antrieben) der Jupiter unerreichbar (im Sinne von Abremsung durch Triebwerk, falls kein Flyby geplant ist) ?

Ich habe da noch die Bilder/Animationen der Elon-Kreationen im Kopf, welche ja, am Zielort angekommen, in irgendeiner Form einen Landing-Burn hinkriegen müssen...
...womit ich dann zum Schluß noch den Bogen zum Raptor hingekriegt habe... ;D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: lngo am 06. April 2018, 17:06:43
Die Treibstoffe des Apollo Commando und Mondmodule waren die lagerfähig (CMS: MMH (https://en.wikipedia.org/wiki/Monomethyl_hydrazine)/N2O4, LM: UDMH (https://en.wikipedia.org/wiki/Aerozine_50)/N2O4). Flüssigsauerstoff war nur für die Versorgung der Crew mit Atemsauerstoff (mit Heizung, daher wurde es so schweinekalt bei Apollo 13) sowie zur Stromerzeugung mittels Brennstoffzelle da. Der Wasserstoff wurde auch flüssig gelagert. Garantiert haben beide, aber insbesondere der Wasserstoff, gut abgedampft. Der Sauerstofftank ist hier ganz gut dargestellt: https://arstechnica.com/science/2015/04/apollo-13-the-mistakes-the-explosion-and-six-hours-of-live-saving-decisions/ (https://arstechnica.com/science/2015/04/apollo-13-the-mistakes-the-explosion-and-six-hours-of-live-saving-decisions/)

Die beste Lagerung von kryogenen Flüssigkeiten ist mit einem Dewargefäß (https://de.wikipedia.org/wiki/Dewargef%C3%A4%C3%9F), also vakuumisoliert. Das ist im Weltraum einfach, das Vakuum ist umsonst. Die mechanisch notwendige Abstützung des Innengefäß leitet auch Wärme, kann aber mit zunehmender Größe vernachlässigt werden, da über die langen Verbindungen kaum noch Wärme transportiert wird.

Im Vakuum gibt es ausschließlich Wärmestrahlung (https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmestrahlung), keine Wärmeleitung. Im Gegensatz zu Wärmeleitung und insbesondere Konvektion ist das mittels des Stefan-Boltzmann-Gesetz (https://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz) relativ leicht abzuschätzen, da nur Temperatur sowie Oberfläche zählen. Das kann mittels vieler Lagen von isolierender, verspiegelter Folien ('MLI') (https://en.wikipedia.org/wiki/Multi-layer_insulation) weiter optimiert werden. Der englische Artikel dazu ist viel lehrreicher, deep.com ist übrigens ein sehr guter (deutscher) Übersetzungsservice.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: lngo am 06. April 2018, 17:47:37
Beispielrrechnung: (Ich hoffe das stimmt alles  ???)
BFS (9m) mit internen Header Tanks (ca. Ø3m x 3,7m, je ca. 22m³) mit Landetreibstoffen (Methan (https://en.wikipedia.org/wiki/Liquefied_natural_gas) 10t @ -164ºC, LOX 25t @ -182ºC). Die Sonnenstrahlung ist der Wärmeeintrag (5800K) und wirkt auf den Fueltank von nur einer Seite, es hat die Fläche von ca. 9m x 13m = ~117m². Auf der anderen Seite wird Wärme in den 3K kalten Weltraum abgestrahlt, aber das vernachlässige ich jetzt.
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up062670.jpg)

Mithilfe dieser Formel lässt sich nun der Wärmefluss abschätzen:
(https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6b7a91ba996b1c4d47c92d1409a1519937b3b375)
Der Emissionsgrad (https://de.wikipedia.org/wiki/Emissionsgrad) ? von der Gold/Aluminium Schicht der MLI sei 0.03. Mittlere Temperatur der Lagen ist 300K (geraten), Anzahl der Lagen sei 50, ergibt einen Wärmefluss von 1140 Watt (https://www.google.com/search?q=4*5.7*10^-8*300^3%2F(50*(2%2F0.03-1)%2B1)*117*(5300-100)).
Die Verdampfungswärme von LOX ist 213 kJ/kg, LNG hat 511 kJ/kg. Der kältere Sauerstoff verdampft zuerst (ist eine konservative Annahme, da LOX eine geringere Verdampfungswärme hat), womit pro Sekunde ca. 5g LOX verdampft (oder je ca 1.5g/s LOX und LNG). Es dauert damit ca. 135 Tage bis 35t Treibstoff verschwunden sind - sofern keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 06. April 2018, 23:48:17
Das Verdampfen zu verhindern ist weiter draußen, außerhalb der Erdbahn für Sauerstoff und Methan ziemlich einfach, da man die Sonnenstrahlung einfach reflektieren kann. Das All ist ja sehr kalt, nicht umsonstfriert RP-1 ziemlich schnell ein.
Vermutlich kann man LCH4 und LOX nahezu ohne Kühlvorrichtung flüssig, zumindest dann wenn man nicht zusätzlich von der Erde angestrahlt wird.
Bei Wasserstoff funktioniert das aber nicht, der ist zu kalt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 17. Juni 2018, 23:37:26
Zitat
SX 300 & soon SX 500. Kind of a modern version of Inconel superalloys. High strength at temperature, extreme oxidation resistance. Needed for ~800 atmosphere, hot, oxygen-rich turbopump on Raptor rocket engine.
https://twitter.com/elonmusk/status/1008385171744174080 (https://twitter.com/elonmusk/status/1008385171744174080)

SpaceX entwickelt eigene Legierungen SX300 und SX500, die temperaturresistent und oxidationsresistent sind. Die Oxidatorpumpe von Raptor hat ~800 bar Druck.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 18. Juni 2018, 12:59:01
EM hat vor einer Zeitlang gesagt das sie das Problem mit dem Material bei der sauerstoffreichen Verbrennung gelöst haben, aber sie dürfen wegen ITER darüber nichts (weiter) sagen.
Die 800bar sind sehr krass das lässt beim Raptor auf eine ähnliche Entwicklung wie beim Merlin hoffen, vielleicht sehen wir irgendwann nicht nur 250bar, sondern 500bar.
Allerdings wäre dann der Booster wirklich sehe sehr lang.
Am ende bringt das Ding dann 300t ins LEO.
SpaceX ist immer wieder für Überraschungen gut, egal ob man denke "jetzt ist aber mal Freierabend" :) 8)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 18. Juni 2018, 13:57:31
EM hat vor einer Zeitlang gesagt das sie das Problem mit dem Material bei der sauerstoffreichen Verbrennung gelöst haben, aber wie dürfen sie wegen ITER nicht sagen.
Die 800bar sind sehr krass das lässt beim Raptor auf eine ähnliche Entwicklung wie beim Merlin hoffen, vielleicht sehen wir irgendwann nicht nur 250bar, sondern 500bar.
Allerdings wäre dann der Booster wirklich sehe sehr lang.
Am ende bringt das Ding dann 300t ins LEO.
SpaceX ist immer wieder für Überraschungen gut, egal ob man denke "jetzt ist aber mal Freierabend" :) 8)

Sind ja vermutlich nicht mal statische 800bar. Will net wissen, welche Spitzen da auftreten.. Hatte frueher viel mit Hydraulik zu tun. Moderne Hochdruckhydraulik operiert bei 250-315bar. 800bar in so einem dynamischen Umfeld ist die Hoelle und dann soll das auch noch wiederverwendbar und moeglichst wartungsarm sein. Respekt!
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 18. Juni 2018, 21:24:27
EM hat vor einer Zeitlang gesagt das sie das Problem mit dem Material bei der sauerstoffreichen Verbrennung gelöst haben, aber wie dürfen sie wegen ITER nicht sagen.
Welcher Zusammenhang besteht hier mit ITER, kannst du das bitte mal erläutern?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Nitro am 18. Juni 2018, 22:03:47
EM hat vor einer Zeitlang gesagt das sie das Problem mit dem Material bei der sauerstoffreichen Verbrennung gelöst haben, aber wie dürfen sie wegen ITER nicht sagen.
Welcher Zusammenhang besteht hier mit ITER, kannst du das bitte mal erläutern?

Er meinte wohl ITAR und nicht ITER.  :)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 18. Juni 2018, 22:15:55
EM hat vor einer Zeitlang gesagt das sie das Problem mit dem Material bei der sauerstoffreichen Verbrennung gelöst haben, aber wie dürfen sie wegen ITER nicht sagen.
Welcher Zusammenhang besteht hier mit ITER, kannst du das bitte mal erläutern?

Da liegt der Hase im Pfeffer

https://www.bundesanzeiger-verlag.de/aw-portal/exportkontrolle/hintergruende-und-fachwissen/archiv/itar-bestimmungen-im-konflikt-mit-dem-deutschem-allgemeinen-gleichbehandlungsgesetz.html (https://www.bundesanzeiger-verlag.de/aw-portal/exportkontrolle/hintergruende-und-fachwissen/archiv/itar-bestimmungen-im-konflikt-mit-dem-deutschem-allgemeinen-gleichbehandlungsgesetz.html)

Es waere auch irrwitzig und ein Armutszeugnis fuer den Rest der Raumfahrtbranche, wenn SpaceX derartige Dinge auch noch im Alleingang loesen wuerde. Die Regierung hat ja SpaceX Geld angboten, wenn man selber mehr Geld in die Raptorentwicklung steckt. Ich hoffe, man kann jetzt die Triebwerke 1:1 bauen und testen. Materialtechnisch erscheint mir das sowieso als kleine Sensation.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 19. Juni 2018, 10:37:40
https://www.bundesanzeiger-verlag.de/aw-portal/exportkontrolle/hintergruende-und-fachwissen/archiv/itar-bestimmungen-im-konflikt-mit-dem-deutschem-allgemeinen-gleichbehandlungsgesetz.html (https://www.bundesanzeiger-verlag.de/aw-portal/exportkontrolle/hintergruende-und-fachwissen/archiv/itar-bestimmungen-im-konflikt-mit-dem-deutschem-allgemeinen-gleichbehandlungsgesetz.html)

Es waere auch irrwitzig und ein Armutszeugnis fuer den Rest der Raumfahrtbranche, wenn SpaceX derartige Dinge auch noch im Alleingang loesen wuerde. Die Regierung hat ja SpaceX Geld angboten, wenn man selber mehr Geld in die Raptorentwicklung steckt. Ich hoffe, man kann jetzt die Triebwerke 1:1 bauen und testen. Materialtechnisch erscheint mir das sowieso als kleine Sensation.
Also sind bei der Entwicklung des Triebwerks deutsche Firmen beteiligt, verstehe ich das richtig?
Bzw. dieses geheimnisvolle Material stammt aus Deutschland.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: AN am 19. Juni 2018, 12:03:48
...
Also sind bei der Entwicklung des Triebwerks deutsche Firmen beteiligt, verstehe ich das richtig?
Bzw. dieses geheimnisvolle Material stammt aus Deutschland.
?
Wo kommt das denn jetzt her?

Gibt es irgendwelche Hinweise, Quellen, die solche Überlegungen auslösen könnten?

 :o Axel
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: greyfalcon am 19. Juni 2018, 13:10:02
https://www.bundesanzeiger-verlag.de/aw-portal/exportkontrolle/hintergruende-und-fachwissen/archiv/itar-bestimmungen-im-konflikt-mit-dem-deutschem-allgemeinen-gleichbehandlungsgesetz.html (https://www.bundesanzeiger-verlag.de/aw-portal/exportkontrolle/hintergruende-und-fachwissen/archiv/itar-bestimmungen-im-konflikt-mit-dem-deutschem-allgemeinen-gleichbehandlungsgesetz.html)

Es waere auch irrwitzig und ein Armutszeugnis fuer den Rest der Raumfahrtbranche, wenn SpaceX derartige Dinge auch noch im Alleingang loesen wuerde. Die Regierung hat ja SpaceX Geld angboten, wenn man selber mehr Geld in die Raptorentwicklung steckt. Ich hoffe, man kann jetzt die Triebwerke 1:1 bauen und testen. Materialtechnisch erscheint mir das sowieso als kleine Sensation.
Also sind bei der Entwicklung des Triebwerks deutsche Firmen beteiligt, verstehe ich das richtig?
Bzw. dieses geheimnisvolle Material stammt aus Deutschland.

Nein, das hast Du wohl missverstanden. Die ITAR (International Traffic in Arms Regulations)-Bestimmungen reguliert z.B. den Transfer von Know How, welches auch in der Rüstungsindustrie eingesetzt werden könnte. Sprich SpaceX darf sein Wissen über die neuen Legierungen nur an ausländische Regierungen/Unternehmen/Presse weitergeben, wenn das Directorate of Defense Trade Controls (DDTC) seine Zustimmung erteilt. Daher darf EM keine Einzelheiten zu dem neuen von SpaceX entwickelten Verfahren weitergeben.
Der Link aus dem Bundesanzeiger gibt lediglich eine allgemeine rechtliche Einschätzung der ITAR wieder und hebt hervor, dass diese ITAR-Regelung im Konflikt mit dem deutschen Allgemeinen Gleichbehandlungsgesetz steht. 

Weder besteht eine Verbindung zu dem aktuellen Fall und erst recht nicht steht irgendwo, dass Deutschland in irgendeiner Form an der Entwicklung der neuen Legierung beteiligt war.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 19. Juni 2018, 14:04:42
https://www.bundesanzeiger-verlag.de/aw-portal/exportkontrolle/hintergruende-und-fachwissen/archiv/itar-bestimmungen-im-konflikt-mit-dem-deutschem-allgemeinen-gleichbehandlungsgesetz.html (https://www.bundesanzeiger-verlag.de/aw-portal/exportkontrolle/hintergruende-und-fachwissen/archiv/itar-bestimmungen-im-konflikt-mit-dem-deutschem-allgemeinen-gleichbehandlungsgesetz.html)

Es waere auch irrwitzig und ein Armutszeugnis fuer den Rest der Raumfahrtbranche, wenn SpaceX derartige Dinge auch noch im Alleingang loesen wuerde. Die Regierung hat ja SpaceX Geld angboten, wenn man selber mehr Geld in die Raptorentwicklung steckt. Ich hoffe, man kann jetzt die Triebwerke 1:1 bauen und testen. Materialtechnisch erscheint mir das sowieso als kleine Sensation.
Also sind bei der Entwicklung des Triebwerks deutsche Firmen beteiligt, verstehe ich das richtig?
Bzw. dieses geheimnisvolle Material stammt aus Deutschland.

Wenn ich mich nicht total taeusche, hat doch eine Firma aus Bayern, Netzsche, oder so aehnlich seit 2013 SpaceX exklusiv mit Werkstoffanalysegeraeten beliefert. Woher weiteres know how von SpaceX stammt, entzieht sich meiner Kenntnis. Aber so, wie SpaceX redet, scheinen die wohl weitestgehend selbst die Metallurgie zu betreiben. Ich vermute auch, dass dies das Kernproblem der Methantriebwerke ist. Hochfeste Werkstoffe, die auch bei hohen Druecken in Kombination mit hohen Temperaturen nicht mit Sauerstoff reagieren.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Xerron am 21. September 2018, 17:13:50
Gibt es irgendwo aktuelle Angaben über die Leistung der Raptoren? Sie sollen ja besser als bislang gedacht sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 23. September 2018, 10:07:32
Gibt es irgendwo aktuelle Angaben über die Leistung der Raptoren? Sie sollen ja besser als bislang gedacht sein.
Hier gibts einen Ausschnitt aus der BFR-Präsentation 2018, mit ein paar Daten von EM:
https://www.youtube.com/watch?v=r_OM3WPijqs (https://www.youtube.com/watch?v=r_OM3WPijqs)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Steppenwolf am 23. Dezember 2018, 04:18:52
Etwas verloren im Stahl Starship Hype hat Elon auch noch dieses Ei gelegt:

https://twitter.com/elonmusk/status/1076616737020231681 (https://twitter.com/elonmusk/status/1076616737020231681)

Raptor starkt umkonstruiert! Tauscht SpX die Materialien? Bekommt das Raptor eine CFK Düse? Oder Elektropumpe? Just kidding...

Edit:
So wie es aussieht betrifft es die Materialien:

https://twitter.com/elonmusk/status/1076686201061404672 (https://twitter.com/elonmusk/status/1076686201061404672)

Es gibt eine neue Legierung in Eigenentwicklung SX500
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 23. Dezember 2018, 09:35:09
Elon Musk zu den Materialien: “For sheet/plate, at supplier made to our spec. For cast, in our Hawthorne foundry.”

Laesst aber auch noch Raum für Spekulationen.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 23. Dezember 2018, 10:41:46
Neue Legierung für die Turbopumpen.

Elon Musk tweet
Zitat
SpaceX metallurgy team developed SX500 superalloy for 12000 psi, hot oxygen-rich gas. It was hard. Almost any metal turns into a flare in those conditions.

Das SpaceX Metallurgie-Team hat eine SX500 Superlegierung entwickelt. 800 bar heißes sauerstoffreiches Gas beständig. Es war schwer. Fast jedes Metall verbrennt unter diesen Bedingungen.


Noch ein Tweet

Die SpaceX Gießerei ist fast betriebsfähig.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 23. Dezember 2018, 11:29:00
Da duerfte demnaechst auch hier das Militär nachfragen. Einerseits ist das natürlich gut SpaceX, andererseits widerstrebt es meiner Ueberzeugung. Die Eckdaten sind natürlich mal eine Ansage.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Dublone am 23. Dezember 2018, 13:11:37
Warum muss oder soll denn immer gleich das Militär nachfragen?  Ich denke die haben auch fähige Leute. Spacx muss überhaupt nix dem Militär Preis geben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 23. Dezember 2018, 17:52:14
Warum muss oder soll denn immer gleich das Militär nachfragen?  Ich denke die haben auch fähige Leute. Spacx muss überhaupt nix dem Militär Preis geben.

Weil das Militär keine, oder kaum eine eigene Entwicklung betreibt. Dazu kommt, dass sich ganz besonders in den USA der Staat das Recht vorbehaelt, Know How von amerikanischen Privatunternehmen von der Exportliste zu streichen. Dazu kommt, dass das Militär schon Geld für die Raptorentwicklung angeboten hat. Vielleicht ist auch schon welches geflossen. Wenn man SpaceX nicht auf dem Radar hat, wen dann?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Xerron am 23. Dezember 2018, 18:55:56
Die Frage sollte hier sein, in wie Weit der neue Werkstoff für das US-Militär verwendbar ist. Man sollte nicht vergessen, dass die Anwendung im Raptor schon sehr sehr speziell ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 23. Dezember 2018, 19:13:03
Dazu kommt, dass sich ganz besonders in den USA der Staat das Recht vorbehaelt, Know How von amerikanischen Privatunternehmen von der Exportliste zu streichen.

Ausfuhrkontrolle ist doch eine ganz selbstverständliche Angelegenheit in allen Staaten, die etwas strategisch wichtiges exportieren können.

http://www.bafa.de/DE/Aussenwirtschaft/Ausfuhrkontrolle/ausfuhrkontrolle_node.html (http://www.bafa.de/DE/Aussenwirtschaft/Ausfuhrkontrolle/ausfuhrkontrolle_node.html)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 23. Dezember 2018, 19:44:54
Dazu kommt, dass sich ganz besonders in den USA der Staat das Recht vorbehaelt, Know How von amerikanischen Privatunternehmen von der Exportliste zu streichen.

Ausfuhrkontrolle ist doch eine ganz selbstverständliche Angelegenheit in allen Staaten, die etwas strategisch wichtiges exportieren können.

http://www.bafa.de/DE/Aussenwirtschaft/Ausfuhrkontrolle/ausfuhrkontrolle_node.html (http://www.bafa.de/DE/Aussenwirtschaft/Ausfuhrkontrolle/ausfuhrkontrolle_node.html)

Nur das Du zum Beispiel aufpassen musst, wenn Du Waren in den USA kaufst und von Deutschland aus weiter exportieren willst. Deren Kontrollwahn geht weit ueber das der BAFA hinaus. Und da das Militär ja schon nachweislich wegen der Raptoren angefragt hat, kann ich mir jetzt nicht vorstellen, dass da das Interesse erloschen sein soll. Im Endeffekt ist es auch Wurscht. Deswegen schlag ich mir nicht den Kopf ein. Fuer mich ist die Nachricht relevant, dass man materialtechnisch Fortschritte erzielt hat.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: RonB am 31. Januar 2019, 17:00:27
Im Februar 2019 könnte der erste flugtaugliche Raptor zum ersten Mal gezündet werden. Diese neu gestalteten Motoren sollen auch den Starship Hopper bei seinen ersten Testflügen antreiben. In der bisher erfolgten Entwicklung der Ratoren konnte ihre Leistung in erheblichem Maße gesteigert werden.

https://www.teslarati.com/spacex-radically-redesigned-starship-engine-shipped-texas-hot-fire-testing/ (https://www.teslarati.com/spacex-radically-redesigned-starship-engine-shipped-texas-hot-fire-testing/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 01. Februar 2019, 09:26:06
Raptor!
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066721.jpg)
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066720.jpg)
https://twitter.com/elonmusk/status/1091154222173712384 (https://twitter.com/elonmusk/status/1091154222173712384)

Es sieht ganz anders aus als auf früheren Bildern, viel voluminöser und mit weniger kompaktem Oberbau.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 01. Februar 2019, 09:27:52
Wollte in dem Augenblick die Bilder posten  ;D

Tweets von Musk zum Raptor:
"Preparing to fire the Starship Raptor engine at @SpaceX Texas"
"Initially making one 200 metric ton thrust engine common across ship & booster to reach the moon as fast as possible. Next versions will split to vacuum-optimized (380+ sec Isp) & sea-level thrust optimized (~250 ton)."

Und zur Anzahl:
"Still up to 31. Will probably fly with fewer initially in case it blows up."
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: HausD am 01. Februar 2019, 09:45:08
Hallo Therodon,

wäre es möglich der Bitte nach einer Übersetzung nachzukommen?

Das ist schon mehrfach hier im Forum geäußert worden ...

Gruß, HausD
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Bermax am 01. Februar 2019, 09:55:30
Übersetzung:
"Vorbereitung zum Feuern des Raumschiff-Raptor-Triebwerks bei @SpaceX in Texas".
"Ursprünglich wurde ein 200 Tonnen Schubtriebwerk für Schiff und Booster gebaut, um den Mond so schnell wie möglich zu erreichen. Die nächsten Versionen werden auf vakuumoptimiert (380+ sec Isp) und auf Meeresspiegel-Schub optimiert (~250 ton) aufgeteilt."

Und die Anzahl:
"Immer noch bis zu 31 (Triebwerke). Wird wahrscheinlich mit weniger fliegen, falls es (das Raptor Triebwerk) stärker wird."

Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (http://www.DeepL.com/Translator)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 01. Februar 2019, 10:19:34
Und anscheinend gibt es, zumindest an diesem Raptor, keine dual expanson Düse :/

Womöglich ist unsere ganze Diskusion darum hinfällig ..
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: startaq am 01. Februar 2019, 10:26:32
Und die Anzahl:
"Immer noch bis zu 31 (Triebwerke). Wird wahrscheinlich mit weniger fliegen, falls es (das Raptor Triebwerk) stärker wird."

Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (http://www.DeepL.com/Translator)

Das ist jetzt aber sehr missverständlich übersetzt. Richtig wäre:

"Immer noch bis zu 31. Werden wahrscheinlich anfangs mit weniger fliegen falls sie (= die Rakete) explodiert."
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 01. Februar 2019, 10:32:32
Hallo Therodon,

wäre es möglich der Bitte nach einer Übersetzung nachzukommen?

Das ist schon mehrfach hier im Forum geäußert worden ...

Gruß, HausD

Sry, war gerade etwas in Zeitnot, normalerweise übersetze ich die Dinge gleich.
Wurde ja mittlerweile schon von @Bermax gemacht. Nächstes mal investiere ich die Zeit wieder.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 01. Februar 2019, 10:37:12
Damit sind wohl die Testflüge von BFR Prototypen gemeint?

Ich dachte erst das gemeint ist dass es 31 Triebwerke sein müssen damit bei versagen einzelner Triebwerke die Rakete/Mission nicht gefährdet ist. Aber das gibt die Formulierung nicht her..
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 01. Februar 2019, 11:23:08
Musk tweetet fleißig weiter.

Starship hat 7 Raptoren.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 01. Februar 2019, 11:36:59
Man könnte bei 250t Schub zwar rechnerische dann zwar 25 Triebwerken auskommen, aber die brauchen dann ein neues Triebwerksgerüst, besser ist es den höheren Schub in mehr Startmasse umzusetzen, was ca. 1240t oder ca. 20m mehr Länge des Boosters und gute 5m des Starships bedeuten würde.

Beim Booster könnten 25 Raptoren eine Option sein, aber für die BFS macht das eher keinen Sinn, denn mit nominal 5,6 Triebwerken
ist 5 keine Option und bei 6 gibt es eine unschöne Triebwerksanordnung.

Bleibt man bei 7, ist das Ding vom Schub eigentlich überdimensioniert, sprich man hat mehr Trockenmasse als man braucht.
Lassen sie das Design bei 7 Triebwerken könnte bei der gleichen Anfangsbeschleunigung das Ding um besagte 25% mehr Masse bekommen,
das wären also ca. 300t mehr Masse der BFS.
Will man eine gleiche Startbeschleunigung vom Boden haben, brauch man 1-2 Triebwerke im Booster dazu mehr, also 26 oder 27.

Von der Sicherheit betrachtet, wäre es allerdings besser den Schub lieber nur zum Teil in einer schwereren Oberstufe (BFS) zu nutzen aber in einer um ca. 20m verlängerten BFR zu nutzen, da beim Versagen der BFR beim Start die Oberstufe besser von der BFR wegkommt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Duncan Idaho am 01. Februar 2019, 15:40:22
Ist doch um einiges länger geworden.

Plan:
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up056900.png)

Realität:
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066720.jpg)

Die Düse scheint mir für den Hopper optimiert zu sein.

Edit:
Der Größenvergleich zum Merlin passt ganz gut.
(https://pbs.twimg.com/media/DySVtosVYAEgpu9?format=jpg&name=medium)
https://twitter.com/romn8tr/status/1091161639573843968?s=20 (https://twitter.com/romn8tr/status/1091161639573843968?s=20)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 01. Februar 2019, 17:13:09
Viele dicke Rohre.  :)
Dann hoffen wir mal das beim ersten Testlauf alles klappt.
Aus welchem Material ist eigentlich die Düse?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: blomquist am 01. Februar 2019, 17:45:30
Schaut ja von der Konstruktion her sehr sleek und geradlinig aus, keine argen Leitungsverzwirbelungen und so  :)

ICh denke, da wird noch einiges um ein vielfaches überdimensioniert sein und wahrscheinlich haben sie auch sehr auf die Zugänglichkeit zu den Einzelkomponenten geachtet. 
SpaceX lag ja mit ihrer Strategie für die Triebwerksentwicklung bisher eigentlich komplett richtig.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 01. Februar 2019, 21:50:46
Sieht auf jeden Fall mal sehr kompakt aus und vermutlich auch deswegen so lang damit das Ding mit seinen andern 30 Kameraden genug Platz in der BFR hat.

Ach Ja, dies ist mein 5000 Post hier im Forum :) :) :) und  :-\ der kommenden 5000
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: -eumel- am 02. Februar 2019, 04:00:20
Scott Manley über das Raptor:

https://www.youtube.com/watch?v=Sdwy9fzQzl4 (https://www.youtube.com/watch?v=Sdwy9fzQzl4) 

Auch wer kein Englisch kann, findet interessante Bilder und Videos vom Triebwerks-Test.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Enki am 02. Februar 2019, 12:02:41
Endlich einmal gute Nachrichten. :)  Wie ihr wohl schon gemerkt habt, gehöre ich eher zu den Technikern. Raketen, Antriebe, Satelliten usw. sind meine Welt.

Nun zum Raptor: 1,961 kN wird bisher angegeben, das ist aber der Schub des Testtriebwerkes. Das neue 200t-Triebwerk ist ja erst einmal voll ausgewachsen. Später soll es ein 250t-Triebwerk geben, das sogar etwas stärker als das BE4 ist. Aber Blue Origin wird sich nicht lumpen lassen!

Vergleichen kann man es mit der Familie des Hauptstromtriebwerkes RD-170 (4 Brennkammern, je 1 Pumpe). Dieses hat immerhin 7.550/7.900 kN (Boden, Vakuum) Schub. Ableitungen gibt heute bei der Atlas, Antares und vielleicht bei der Soyuz-2-1v in der Zukunft.

Ich bin gespannt, wieviel Schub es beim neuen Raptor nun wirklich wird. Hoffentlich gehen die Testläufe gut!!! :-X
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 02. Februar 2019, 18:45:46
Man kann leider den Hals nicht erkennen, damit könnte man den Brennkammerdruck ausrechnen...

(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066719.jpg)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Hugo am 02. Februar 2019, 19:58:46
Das Raptor hat 1,3 Meter Durchmesser unten an der Triebwerksglocke gem. Tobis Skizze.

Auf dem Foto weiter oben, wo das Raptor in 45° Schräglage ist, würde ich das auf 2 Meter bis 2,2 Meter schätzen. Es ist ja ein Mitarbeiter hinter dem Raptor, der würde sich doch locker in die Triebwerksglocke quer rein legen können.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 02. Februar 2019, 20:07:31
Seh ich auch so. Das sind niemals 1,30m.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 02. Februar 2019, 21:21:05
Na ja, so genau ist eine Schätzung mittels einer Person von der man die Größe nicht kennt auch nicht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Enki am 02. Februar 2019, 21:22:41
Nun ja, beim Durchmesser kann man sich täuschen. Wir wissen nicht wie weit der Mitarbeiter hinter dem Motor steht. Ich glaube, dass wir es bald erfahren werden.

Was mich aber stutzig macht, ist das der Gesamtschub 52.700 kN betragen soll.  :-\ Bei 31 Triebwerken würde das 1.700 kN pro Triebwerk betragen. Das wären 173,35 t Schub pro Raptor. Das widerspricht den 200 (V1) bzw. 250(V2) t - Schub (NN), die Mr. Musk angab. Wer erzählt da Zeug?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McPhönix am 03. Februar 2019, 02:04:46
Die 31 Dinger sind ja relativ gedrängt. Da wird man also gern ein stärkeres Triebwerk nehmen, das man aber nicht voll ausfahren muß. Hat aber gut Reserven, wenn man bei Schaden (immer symetrisch) 2 oder 4 Triebwerke abschalten muß. Und hat für Oberstufen auch ein stärkeres Triebwerk zur Hand. Ebenso bei der Landung.
Und mit der Drosselung auf 86% ist man noch weit weg vom kritischen Bereich 30% .
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 03. Februar 2019, 07:47:16
Nun ja, beim Durchmesser kann man sich täuschen. Wir wissen nicht wie weit der Mitarbeiter hinter dem Motor steht. Ich glaube, dass wir es bald erfahren werden.

Was mich aber stutzig macht, ist das der Gesamtschub 52.700 kN betragen soll.  :-\ Bei 31 Triebwerken würde das 1.700 kN pro Triebwerk betragen. Das wären 173,35 t Schub pro Raptor. Das widerspricht den 200 (V1) bzw. 250(V2) t - Schub (NN), die Mr. Musk angab. Wer erzählt da Zeug?

Im Bikd weiter oben steht doch 1960kN, was etwa 200to entspricht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MpunktApunkt am 03. Februar 2019, 08:23:56
Hallo,

Nun ja, beim Durchmesser kann man sich täuschen. Wir wissen nicht wie weit der Mitarbeiter hinter dem Motor steht. Ich glaube, dass wir es bald erfahren werden.

Ich denke da kann das Foto von Elon Musk neben dem Raptortriebwerk sehr gut weiter helfen. :D
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066718.jpg:large)
Quelle: Elon Musk @elonmusk vor 7 Min. auf Twitter

Viele Grüße

Mario
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 03. Februar 2019, 09:43:40
Schraubt er da selbst mit, oder was hat er da in der Hand?
Falls etwas bei dem Test schief läuft kann man es auf den Chef schieben.  :)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ringkolbenmaschine am 03. Februar 2019, 10:25:39
Endkontrolle mit Unterschrift.   8)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Uwelino am 03. Februar 2019, 10:49:07
Zitat
Endkontrolle mit Unterschrift.

Wohl eher ein Autogramm von Elon auf den Popo...sorry auf die Düse. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Enki am 03. Februar 2019, 10:54:28
Guten Tag,

vielen Dank für einige klugen Ideen zum Raptor. Irgendwie geht es mit dem Schub ziemlich durcheinander. Da hat man erst einmal das "Testtriebwerk", dann gibt es den Schub für die Bodenhöhe, 250 bar / 300 bar Innendruck sowie am Ende noch den Vakuumschub, mit und ohne neuer Ausströmdüse. OK, wie dem auch sei, ich glaube da erfahren wir, wenn es nicht knallt, bald ausreichend genug. Ist ja nicht Blue Origin.  ;)

Die 1960 kN - für welches Triebwerk gilt das? Testtriebwerk?

Eine Frage an die Spezies: Wenn ein einziges Triebwerk verwendet wird, ist der Schub im Vakuum höher als am Boden?  :-\ Schließlich wird die gleiche Ausströmdüse verwendet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 03. Februar 2019, 11:14:54
Schraubt er da selbst mit, oder was hat er da in der Hand?
Falls etwas bei dem Test schief läuft kann man es auf den Chef schieben.  :)

Das ist eine Taschenlampe. Man sieht den Lichtkreis in der Düse. Man sieht sehr gut, daß die Düse nicht annähernd so groß ist wie es auf dem ersten Foto ausgesehen hat.

Wenn er extra eingeflogen ist, wird es wohl heute den ersten Testlauf geben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MpunktApunkt am 03. Februar 2019, 11:28:54
Das ist eine Taschenlampe. Man sieht den Lichtkreis in der Düse. Man sieht sehr gut, daß die Düse nicht annähernd so groß ist wie es auf dem ersten Foto ausgesehen hat.

Wenn die Angabe von 1,30 Meter auf der Zeichnung weiter oben stimmen würde, dürfte Elon Musk mit ca. 1,90 Meter nur 60 cm lange Beine haben. ;D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 03. Februar 2019, 11:34:19
Ich erwarte viele Infos zum aktuellen Stand von Raptor & Hopper die kommenden Monate. Da SpaceX unter Geldnot leidet bzgl. Mars (von Musk ja selbst zugegeben), macht es jetzt Sinn eine maximale PR Kampagne zu fahren.

Die Leute müssen sehen, dass es vorwärts geht, vorher investiert niemand Geld. ;)

Geheimhaltung macht auch deshalb keinen Sinn, da BFR/BFS außer Konkurrenz ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 03. Februar 2019, 11:58:02
Hab eine kurze Messung/Spielerei gemacht. Die Perspektive verändert alles. auch diese Berechnung ist mit Sicherheit nicht korrekt  ;D

(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066717.jpg)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 03. Februar 2019, 12:04:58
Damit wäre die Düse kleiner als beim M1D, das kann nicht sein.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Enki am 03. Februar 2019, 12:26:25
Ich glaube(!), dass EM weiter vor der Düse steht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McPhönix am 03. Februar 2019, 13:22:24
Ich halte das ganze Bild für getürkt. Rechts das scheint nicht zwingend eine Düsenöffnung zu sein, kann auch ein Tankdetail oder sonstwas sein. Dann ist da noch die Richtung Lampe zum Lichtfleck. Auch die schmale helle Stelle am Rand scheint nicht Teil des Original Umkreises zu sein. Und Elon sieht aus wie aus einem anderem Bild freigestellt und hier eingefügt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: sven am 03. Februar 2019, 13:29:39
Nein, er steht eindeutig vor der Düse, der Strahl der Taschenlampe bricht sich am Rand links und er leuchtet hinein. Die Frage ist jetzt nur, wieweit er davor steht...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 03. Februar 2019, 17:00:07
Ich glaube nicht das die Düse so klein ist, aber relativ klein könnte sie schon sein.
Man sollte eines nicht vergessen, gerade beim Booster mit 31 Triebwerken sind nur die äußeren Triebwerke direkt dem Umgebungsdruck ausgesetzt und das vermutlich zu 100% nur direkt zur Aussenseite, für die innen liegenden Triebwerke wirken die Aussentriebwerke fast sofort wie eine Verlängerung der Triebwerksdüsen und für den Aussenring zumindest die volle Seite zum Zentrum hin.
Folge ist, dass man trotz kurzer Triebwerksdüse einen viel höheren ISP bekommt.
Ich denke SpaceX hat das zwar Simuliert man wird aber selber sehnsüchtig sein wie es sich wirklich auswirken wird.
Für die Oberstufe könnte das bedeuten, dass diese Version (SL) weniger ISP hat als der Booster bei Brenschluss.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Steppenwolf am 04. Februar 2019, 06:24:12
Videos vom Testlauf hier https://twitter.com/rizzydraws/status/1092274930136231936 (https://twitter.com/rizzydraws/status/1092274930136231936)

oder hier https://twitter.com/elonmusk/status/1092272377889738753/video/1 (https://twitter.com/elonmusk/status/1092272377889738753/video/1)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 04. Februar 2019, 06:31:01
Oha, war das Abschalten normal, oder ist da etwas passiert?  :o
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MpunktApunkt am 04. Februar 2019, 07:50:07
Hallo,

das Ende sah schon sehr rumpelig aus. ??? Wie wenn es innen drin etwas zerlegt hätte. :(

Gruß

Mario
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MpunktApunkt am 04. Februar 2019, 08:00:09
Hallo,

Die erste Version des SpaceX Raptor Methantriebwerks soll wohl 200 Tonnen Schub haben und für Super Heavy und Starship genutzt werden. Ziel ist es möglichst schnell zum Mond zu kommen. Die nächste Version gibt es dann in Vakuum- und Atmosphärenkonfiguration.

Zitat von: Elon Musk@elonmusk auf Twitter
Initially making one 200 metric ton thrust engine common across ship & booster to reach the moon as fast as possible. Next versions will split to vacuum-optimized (380+ sec Isp) & sea-level thrust optimized (~250 ton).

Viele Grüße

Mario
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 04. Februar 2019, 08:07:34
Siehe auch Post # 516ff, zwei Seiten vorher: https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=12030.msg443671#msg443671 (https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=12030.msg443671#msg443671)

@McPhönix: Nein, das Bild ist nicht "getürkt". Das kommt von Elon Musk selbst.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 04. Februar 2019, 08:22:30
Hallo,

das Ende sah schon sehr rumpelig aus. ??? Wie wenn es innen drin etwas zerlegt hätte. :(

Gruß

Mario

Für mich sieht alles normal aus. Der Sound ist zeitverzögert aufgrund der Kameraentfernung. Das Wackeln der Kamera kommt vom Sound.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: spacecat am 04. Februar 2019, 11:39:36
Jemand hat eine kurze Slow-Motion Version des Videos von Elon Musk gemacht.
https://twitter.com/i/status/1092269876654178304 (https://twitter.com/i/status/1092269876654178304)
Hier kann sogar erkennen, wie sich keine kleine Druckschwankung in der Flamme vom Rand der Triebwerksdüse ablöst.  8)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 04. Februar 2019, 11:46:55
Jemand hat eine kurze Slow-Motion Version des Videos von Elon Musk gemacht.
https://twitter.com/i/status/1092269876654178304 (https://twitter.com/i/status/1092269876654178304)
Hier kann sogar erkennen, wie sich keine kleine Druckschwankung in der Flamme vom Rand der Triebwerksdüse ablöst.  8)

Das ist keine Video Slomo. Das wurde aus einem Foto generiert, keine echten bewegten Bilder!


Zuletzt hieß es ja, dass das Raptor mit Funkenzündung funtkioniert. Woher kommt dann die grüne Flamme? Das war beim Merlin ja immer beim Start zu sehen wegen des Zündmittels. Ich nehme an hier kommt es von der Düse?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 04. Februar 2019, 11:51:42
Die grüne Farbe könnte von Kupfer der Brennkammer kommen, das abfackelt. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 04. Februar 2019, 11:54:59
Ah, ich sehe auch Musk hat das selbst schon beantwortet. Alles klar!  ;)

https://twitter.com/elonmusk/status/1092281374436978689 (https://twitter.com/elonmusk/status/1092281374436978689)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 04. Februar 2019, 12:07:41
Was ist denn ein "methox torch igniters"?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 04. Februar 2019, 12:12:03
Was ist denn ein "methox torch igniters"?

ich nehme mal an gemeint ist ein Zünder der eine Flamme in die Brennkammer sendet, produziert aus einer Methan+O2 Verbrennung. Dann muss natürlich dieser Zünder selbst gezündet werden.
Siehe z.B. SSME oder Vinci (beide mit H2/O2 Flammenzünder)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 04. Februar 2019, 12:57:19
Was ist denn ein "methox torch igniters"?

ich nehme mal an gemeint ist ein Zünder der eine Flamme in die Brennkammer sendet, produziert aus einer Methan+O2 Verbrennung. Dann muss natürlich dieser Zünder selbst gezündet werden.
Siehe z.B. SSME oder Vinci (beide mit H2/O2 Flammenzünder)
Aber das SSME war ja nicht wiederzündbar, das Raptor schon.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 04. Februar 2019, 13:48:25
Was ist denn ein "methox torch igniters"?

ich nehme mal an gemeint ist ein Zünder der eine Flamme in die Brennkammer sendet, produziert aus einer Methan+O2 Verbrennung. Dann muss natürlich dieser Zünder selbst gezündet werden.
Siehe z.B. SSME oder Vinci (beide mit H2/O2 Flammenzünder)
Aber das SSME war ja nicht wiederzündbar, das Raptor schon.
Das ändert ja nichts am Zünder. Technisch sind die Zünder von SSME und Vinci sehr ähnlich und Vinci ist als Oberstufentriebwerk wiederzündbar, das ist oft am Prüfstand gezeigt. Wieviele Wiederzündungen wurden bisher bei Raptor gezeigt ?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 04. Februar 2019, 14:14:35
Wieviele Wiederzündungen wurden bisher bei Raptor gezeigt ?

Was heißt gezeigt?

Raptor wurde viele male gezündet. Allerdings die Testversionen. Da die Produktionsversion erst vor ein paar Stunden erstmals gezündet wurde, die naturgemäß noch nicht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: RonB am 04. Februar 2019, 15:00:42
Hier gibt es Aufnahmen von gestern in besserer Qualität:

https://www.youtube.com/watch?v=MAAzbjG_Duc (https://www.youtube.com/watch?v=MAAzbjG_Duc)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: FlyRider am 04. Februar 2019, 21:19:48
WOW  :o 

man stelle sich mal 31 von den Dingern vor, uiuiui...
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 04. Februar 2019, 21:46:00
Mehr Info von SpaceX auf Instagram.

"Completed a two-second test fire of the Starship Raptor engine that hit 170 bar and ~116 metric tons of force – the highest thrust ever from a SpaceX engine and Raptor was at ~60% power."

Der Test ging über 2 Sekunden bei 170 bar Brennkammerdruck und einem Schub von 116 Tonnen. Der bisher höchste Schub eines Raptor`s war bei 60% Leistung.

https://www.instagram.com/p/BteDxoUFUOX/ (https://www.instagram.com/p/BteDxoUFUOX/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 04. Februar 2019, 22:28:19
Mehr Info von SpaceX auf Instagram.

...the highest thrust ever from a SpaceX engine and Raptor was at ~60% power.[/i]"

...Der bisher höchste Schub eines Raptor`s war bei 60% Leistung.


Ich würde das so übersetzen: Der höchste jemals erreichte Schub eines SpaceX Triebwerks und das Raptor war (erst) bei 60% Leistung.

Ich hab das "erst" in Klammern gesetzt, weil es im Original nicht vorkommt. Aber so ist es aus meiner Sicht gemeint.
Sinngemäß: Wir sind erst bei 60% der Leistung und haben schon den höchsten Schub erzeugt, den ein SpaceX Triebwerk jemals erreichte.


Mane
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: greyfalcon am 04. Februar 2019, 23:13:36
So wie Mane würde ich das auch übersetzen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: jhofmeister am 05. Februar 2019, 06:48:46
Kann man die Leistung einfach linear hochrechnen? Falls ja wären 100% grob 193 Tonnen, also knapp unter den angekündigten 200.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 05. Februar 2019, 07:06:43
Das wird mit Sicherheit nur ein Pi * Daumen Wert gewesen sein. Das Ziel von 200t stimmt schon.
Und ja, der Schub ist da linear.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 05. Februar 2019, 08:51:34
Kann man die Leistung einfach linear hochrechnen? Falls ja wären 100% grob 193 Tonnen, also knapp unter den angekündigten 200.

Wie Sensei schon schreibt. Wuerdest Du Twittern, es waren 117,475to und 276g Schub, damit lagen wir bei 58,973%

Das Ding wurde jetzt einmal für 2s, pardon 2.133.094 Mikrosekunden, gezündet. Man kann sich doch in so einem fruehen Stadium eines Prototypen nicht an jeder Zahl aufhängen. Wichtig ist erst mal, dass man jetzt schnell mit den Tests vorankommt und das Triebwerk von Anfang an zuverlässig arbeitet und nicht irgendwelche Designfehler zu Tage treten. Zahlen interessieren fruehestens bei Leistungs- nicht bei Funktionstests.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: jhofmeister am 05. Februar 2019, 09:14:51
Wie Sensei schon schreibt. Wuerdest Du Twittern, es waren 117,475to und 276g Schub, damit lagen wir bei 58,973%
Ich wollte das überhaupt nicht kritisieren, sondern finde es erfreulich, dass schon beim ersten Test die Zahlen ziemlich nach dem aussehen was angekündigt war.

SpaceX sollte Zuschauerkarten für ihre Tests verkaufen, ich wäre sofort dabei :-)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 05. Februar 2019, 09:27:17
Mehr Info von SpaceX auf Instagram.

"Completed a two-second test fire of the Starship Raptor engine that hit 170 bar and ~116 metric tons of force – the highest thrust ever from a SpaceX engine and Raptor was at ~60% power."

Der Test ging über 2 Sekunden bei 170 bar Brennkammerdruck und einem Schub von 116 Tonnen. Der bisher höchste Schub eines Raptor`s war bei 60% Leistung.

https://www.instagram.com/p/BteDxoUFUOX/ (https://www.instagram.com/p/BteDxoUFUOX/)

Der Schub ist proportional zum Brennkammerdruck. Damit wären 100% Schub 280 bar Brennkammerdruck und 1900 kN Schub.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: stillesWasser am 05. Februar 2019, 09:47:12
Wie Sensei schon schreibt. Wuerdest Du Twittern, es waren 117,475to und 276g Schub, damit lagen wir bei 58,973%
Ich wollte das überhaupt nicht kritisieren, sondern finde es erfreulich, dass schon beim ersten Test die Zahlen ziemlich nach dem aussehen was angekündigt war.

SpaceX sollte Zuschauerkarten für ihre Tests verkaufen, ich wäre sofort dabei :-)
Das war ja auch kein Entwicklungstest sondern einer der Abnahmetests für ein Flugmodell. Es wäre schockierend, wenn man da nicht die Zahlen erreicht, die man erwartet und würde auf Produktions- oder Designfehler hinweisen
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 05. Februar 2019, 09:59:08
Das war ja auch kein Entwicklungstest sondern einer der Abnahmetests für ein Flugmodell. Es wäre schockierend, wenn man da nicht die Zahlen erreicht, die man erwartet und würde auf Produktions- oder Designfehler hinweisen

Grundsätzlich hast du natürlich recht. Aber diese Tests als "Abnahmetests für ein Flugmodell" zu bezeichnen ist vielleicht etwas "naiv". SpaceX entwickelt anders als die bekannte Konkurrenz. Sie wollen mit diesem Modell den Hopper fliegen, ja. Aber wir alle wissen doch, dass es mit absoluter Sicherheit noch Änderungen am Raptor geben wird bis das erste Starship in den Weltraum fliegt. Vom echten Flugmodell sind wir noch ein Stück weg.

Mane
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 05. Februar 2019, 10:09:15
Man wird sicherlich beim allerersten Testlauf nicht auf 100% gehen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: stillesWasser am 05. Februar 2019, 10:43:29
Das war ja auch kein Entwicklungstest sondern einer der Abnahmetests für ein Flugmodell. Es wäre schockierend, wenn man da nicht die Zahlen erreicht, die man erwartet und würde auf Produktions- oder Designfehler hinweisen

Grundsätzlich hast du natürlich recht. Aber diese Tests als "Abnahmetests für ein Flugmodell" zu bezeichnen ist vielleicht etwas "naiv". SpaceX entwickelt anders als die bekannte Konkurrenz. Sie wollen mit diesem Modell den Hopper fliegen, ja. Aber wir alle wissen doch, dass es mit absoluter Sicherheit noch Änderungen am Raptor geben wird bis das erste Starship in den Weltraum fliegt. Vom echten Flugmodell sind wir noch ein Stück weg.

Mane
Ja klar, da bin ich bei dir. Aber man wird Änderungen eben mit Entwicklungsmodellen bei Entwicklungstests machen. Aber dieses Triebwerk ist eben ein Flugmodell, der Hopper soll ja fliegen. Also wird man dort auch das letzte durchgeteste Design einbauen und nicht den neusten Geistesblitz, den jemand im Entwicklungsteam gestern Nacht hatte
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 05. Februar 2019, 10:58:24
Ja klar, da bin ich bei dir. Aber man wird Änderungen eben mit Entwicklungsmodellen bei Entwicklungstests machen. Aber dieses Triebwerk ist eben ein Flugmodell, der Hopper soll ja fliegen. Also wird man dort auch das letzte durchgeteste Design einbauen und nicht den neusten Geistesblitz, den jemand im Entwicklungsteam gestern Nacht hatte

Ich hab die Bezeichnung "Flugmodell" anders verstanden als du es offenbar gemeint hast. Alles gut.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 05. Februar 2019, 11:17:18
Andererseits: WENN Designfehler auftreten sollten DANN jetzt.
Dafür sind Tests doch da ;)

Es sollte sich nur nicht gleich die Testanlage zerlegen oder grundsätzliche Konstruktionsideen als falsch erweisen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 05. Februar 2019, 12:51:00
Ich nehme an das man sich nun alle Messdaten, welche auch immer da vorliegen, anschaut und natürlich die ganze Hardware unter die Lupe nimmt, gab es irgendwelche instabilitäten, schaut man sich die Mischung an und verändert diese vielleicht, war alles ok und es gab keine Materialprobleme  wird man den nächsten Versuch mit gesteigerter Leistung machen, oder man verlängert erst mal die Brennzeit. Solange es keine Probleme gibt wird man Schritt für Schritt mit höherer Leistung und Brennzeit kommen.
Die Frage ist nur wo man aufhört, bei 250bar, bei 300 oder erst wenn sich das Ding zerlegt?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 05. Februar 2019, 12:58:02
Ich nehme an das man sich nun alle Messdaten, welche auch immer da vorliegen, anschaut und natürlich die ganze Hardware unter die Lupe nimmt, gab es irgendwelche instabilitäten, schaut man sich die Mischung an und verändert diese vielleicht, war alles ok und es gab keine Materialprobleme  wird man den nächsten Versuch mit gesteigerter Leistung machen, oder man verlängert erst mal die Brennzeit. Solange es keine Probleme gibt wird man Schritt für Schritt mit höherer Leistung und Brennzeit kommen.
Die Frage ist nur wo man aufhört, bei 250bar, bei 300 oder erst wenn sich das Ding zerlegt?

Stellt sich auch die Frage ob der Teststand da überhaupt für 100% vorgesehen ist. Dauer wäre sicher nahe liegend das das noch mit längerer Brennzeit getestet wird. Vielleicht hängt es aber auch erst einmal daran auf wie viel man den Testhopper betreibt, denn während dort dann Tests laufen, hat man ja immer noch Zeit am Maximum zu feilen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 05. Februar 2019, 13:03:53
Stellt sich auch die Frage ob der Teststand da überhaupt für 100% vorgesehen ist.
Wenn nicht dort, wo dann?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 06. Februar 2019, 10:08:42
Stellt sich auch die Frage ob der Teststand da überhaupt für 100% vorgesehen ist.
Wenn nicht dort, wo dann?

Evtl. noch nirgendwo. Sie bauen ja wohl auch noch bei McGregor rum. Wenn der Hopper nicht gerade mit 100% vom Raptor läuft, besteht ja auch bisher noch kein Zeitdruck das ganze unter Volllast zu testen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 06. Februar 2019, 11:35:46
Das wird sicher so nicht laufen, unabhängig wo sonst noch Testplätze gebaut werden.
Man braucht die Ergebnisse und das so bald wie möglich.
Stellt es sich z.B. heraus dass das Triebwerk bis Ende 3Q schneller als erwartet stabil mit 300bar läuft, hat das viel Auswirkungen auf die Konstruktion von der gesammten Rakete und auch vom Startturm.
Man wird sich nicht 30% mehr an Nutzlast entgehen lassen wenn feststeht das man dazu jetzt gerade mal den Booster 20m länger machen müsste.
Umgedreht ist das Wissen bei welchen Betriebspunkten man bestimmte Teile des Triebwerks nicht betreiben darf eine Sicherheitsfrage. SpaceX ist nicht Ariane Space die ein laufendes Triebwerk jahrelang liegen lassen, sie wollen schnelle Fortschritte.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 07. Februar 2019, 09:32:26
(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066895.jpg:large)
https://twitter.com/elonmusk/status/1093423297130156033 (https://twitter.com/elonmusk/status/1093423297130156033)

Zitat
Raptor just achieved power level needed for Starship & Super Heavy
Design requires at least 170 metric tons of force. Engine reached 172 mT & 257 bar chamber pressure with warm propellant, which means 10% to 20% more with deep cryo

Sehr gut! :D Der BK-Druck ist schon fast so hoch wie bei RD-180 mit 267 bar (laut Wiki).

Zitat
Vaporized some copper
Damit wäre die grüne Farbe auch geklärt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 07. Februar 2019, 10:09:43
 :o Das ging jetzt aber schnell.

Ich hätte eher in Wochen- bis Monatsfrist damit gerechnet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 07. Februar 2019, 10:29:17
Der umgebaute horizontale Teststand ist massiv. Der hält locker den Schub aus. Aber sie haben die Tanks nicht geändert, aus denen das Triebwerk gespeist wird. Sie haben da nicht genug Treibstoff, um volle Missionsdauer zu feuern. Ich glaube, die alte Angabe war 100 Sekunden. Das neue Triebwerk schluckt mehr, die maximale Betriebsdauer wird also kürzer sein. Lang genug, um Hoopper Testflugdauer zu simulieren.

Es ist ein neuer Teststand mit Flammgraben und viel größeren Tanks in Arbeit.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 07. Februar 2019, 10:36:59
:o Das ging jetzt aber schnell.

Ich hätte eher in Wochen- bis Monatsfrist damit gerechnet.

Ist das nicht nur eine Frage des "Anschlags" einer elektronischen "Drosselklappe"?  Dann reicht es doch die Ergebnise des alten Tests zu überprüfen, ob alles in Ordnung war, den "Anschlag" (oder zwei) zu verstellen, und einen neuen Test vorbereiten. Ich kenne mich natürlich mit dieser Thematik nicht so aus, bezweifle aber, daß man bei einem "Flugtriebwerk" eine "Komplettanalyse" durchführen muß, wenn keine Probleme auftreten.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 07. Februar 2019, 10:42:21
Für die Hopperflüge muss das Triebwerk auch lange Brennen (mindestens ne Minute oder so) und drosselbar sein. Wiederzündfähigkeit braucht man bei kurzen Flügen erstmal nicht.

Und natürlich sollte es zuverlässig genug sein, dass der Hopper nicht beim ersten Flug abstürzt. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 07. Februar 2019, 11:14:46
wow, ich hätte nicht gedacht das man so schnell den Druck steigert, da ist man ja schon beim angegebenen Solldruck >=250bar.
Mal schauen ob man noch höher geht.
Sieht mit so aus als ist man sehr zuversichtlich das alles so klappt wie man das geplant hat.
Vielleicht sehen wir selbst 300bar schneller als man sich das vorstellen kann.

Mit den Angaben das bei tief gekühltem Treibstoff das Ding nochmals (10 bis 20)%  mehr Schub kommt, sind sie bei 189,2 bis 206,4t,
also jetzt schon bei oder über der ersten Zielmarke.

Die Fragen die noch offen sind:
1) Woher kommt das Kupfer und ist das ein Problem.
2) Wann bekommen sie die Tiefkühlung.
3) Wie  hoch werden sie gehen.

Interessanter weise ist jetzt schon klar das auch bei den Raptoren man sofort wieder tiefgekühlten Treibstoff verwendet, offensichtlich nun "State of the Art"
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 07. Februar 2019, 11:24:21
Für die Hopperflüge muss das Triebwerk auch lange Brennen (mindestens ne Minute oder so) und drosselbar sein. Wiederzündfähigkeit braucht man bei kurzen Flügen erstmal nicht.

Und natürlich sollte es zuverlässig genug sein, dass der Hopper nicht beim ersten Flug abstürzt. ;)

Klar, aber was ist kritisch? Der Start / Zündfähigkeit - wird getestet. Die Turbopumpe(n) - werden ziemlich sicher getrennt in geschlossenen Kreisläufen getestet, dazu muß man kein komplettes Triebwerk betreiben, vermute ich. Langfristige Abnützung / Materialbeständigkeit - dürfte bei den Testtriebwerken getestet worden sein, so weit das im Testbetrieb am Prüfstand möglich ist. (Wäre ja auch unsinnig beim Flugtriebwerk dessen Lebensdauer auszuschöpfen.) Baugleiche Teile dürften die gleichen Eigenschaften haben. Maximale Druckfestigkeit - wurde sicher bei den Testexemplaren geprüft, beim Flugexemplar geht man wohl nur an die max. Betriebsdruck. 

Sonst fällt mit eigentlich nichts ein, was kritisch sein könnte. So ein Raketenmotor ist ja, wenn er einmal ausgetüftelt ist, relativ einfach.  ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 07. Februar 2019, 12:14:24
Es ist ein Full-Flow staged combustion Triebwerk, was heißt, dass in den Vorbrennkammern & Pumpen gigantische Drücke vorherrschen. Dieser Triebwerkszyklus ist sicher nicht ohne Grund bisher noch nicht geflogen.

Ich denke, dass es da durchaus Probleme mit der Dichtigkeit geben könnte, um nur mal ein Beispiel von vielen zu nennen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 07. Februar 2019, 13:48:13
1) Woher kommt das Kupfer und ist das ein Problem.

Ich denke wenn es ein größeres Problem wäre, hätte man nicht gleich einen neuen Test hinterher geschoben.

Bin ja mal gespannt wann Sie das Ding rüber zum Hopper schicken. Die verbeulte Spitze dürfte ja nun bald repariert sein, bleibe dann nur noch ein fertiger Startplatz.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 07. Februar 2019, 15:47:44
Es ist ein Full-Flow staged combustion Triebwerk, was heißt, dass in den Vorbrennkammern & Pumpen gigantische Drücke vorherrschen. Dieser Triebwerkszyklus ist sicher nicht ohne Grund bisher noch nicht geflogen.

Ich denke, dass es da durchaus Probleme mit der Dichtigkeit geben könnte, um nur mal ein Beispiel von vielen zu nennen.
Soweit ich weiß war der wichtigste Grund vor allem die sauerstoffreiche Verbrennung und das ist wohl nun gut gelöst.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 07. Februar 2019, 16:38:45
Es ist ein Full-Flow staged combustion Triebwerk, was heißt, dass in den Vorbrennkammern & Pumpen gigantische Drücke vorherrschen.

Ich dachte, daß bei jedem Raketentriebwerk die Pumpen auf der "Treibstoffseite" immer gegen den vollen Brennkammerdruck arbeiten müssen. Wenn die Turbinenseite einen eigenen Ausgang ("Auspuff") hat, dann kann natürlich auf der Antriebs- / Gasseite der Pumpe schon ein deutlich niedrigerer Druck sein. Dafür muß dann aber die Dichtung an der Welle der Pumpe (zwischen Medium und Gas) diese Druckdifferenz bei dieser Drehzahl tragen bzw. abdichten! Das ist ein großes Problem an dieser sehr kritischen Stelle.

Das war vermutlich die Dichtung, die ich in den Achtzigern manchmal beim Arbeitskollegen auf seinem Brett gesehen habe. Auf Grund der mörderischen Betriebsbedingungen hatte die, wenn ich mich richtig erinnere, eine Stand- bzw. Garantiezeit im Minutenbereich, nur genau für einen Start! Wenn hier jetzt die Drücke auf beiden Seiten (Medium/Gas) annähernd identisch sind, weil deren Druck in beiden Fällen vom Druck in der Brennkammer abhängt, wird es sicher einfacher sein die Stelle abzudichten. In dem Punkt ist also ein "Full-flow staged combustion" Triebwerk sogar einfacher zu bauen und die Pumpen sollten viel größere Standzeiten haben.

Die Vorbrennkammer dürfte nur ein "Kessel" sein mit Leitungen dran, vielleicht einer Zündeinrichtung, und Stellventilen davor/dahinter. Bei den Stellventilen gibt es vielleicht auch bewegliche Abdichtungen, die Relativgeschwindigkeiten, Temperaturren und Durchmesser dort sind aber relativ vernachlässigbar. Und die sonstigen rein statischen Abdichtungen sind natürlich noch wesentlich problemloser.

Dieser Triebwerkszyklus ist sicher nicht ohne Grund bisher noch nicht geflogen.

Nicht entwickelt! Man hat den Entwicklungsaufwand gescheut, oder die Entwicklung auf Grund von Problemen irgendwann abgebrochen. Ich bezweifle natürlich überhaupt nicht, daß es sehr schwierig ist ein solches Triebwerk zu entwickeln. Dieses Thema ist beim Raptor aber heute offenbar im wesentlichen "gegessen". Der Schritt vom Prüfstandbetrieb zum echten Flug dürfte bei Höhen von bis zu 5km keine besonderen Überraschungen bieten. Die andere Einbaulage kann an diesem Prüfstand sowieso nicht getestet werden, andere Umgebungsdrücke auch nicht, die Nachbarschaft anderer Triebwerke ebenfalls.

Ich denke, dass es da durchaus Probleme mit der Dichtigkeit geben könnte, um nur mal ein Beispiel von vielen zu nennen.

Die kann es geben, dafür ist der Prüfstandslauf da. Wenn alles dicht ist, kann man das abhaken und muß nicht suchen warum  ;) Manchmal ist eine Verschraubung oder ein Flansch undicht, dann war das Rohr vermutlich nicht spannungsfrei verlegt oder so. Rohre und Rohrverbindungen für diese gigantischen 300 bar habe ich schon vor 40 Jahren eingesetzt - Technik aus dem Regal, nicht einmal die allerneueste.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 07. Februar 2019, 16:59:07
Ich dachte, daß bei jedem Raketentriebwerk die Pumpen auf der "Treibstoffseite" immer gegen den vollen Brennkammerdruck arbeiten müssen.

Bei Staged Combustion wird z.B. das flüssige Methan erst von 1-3 bar Tankdruck auf 600(?) bar durch die Turbopumpe hochgepumpt. Dann geht es in die regenerative Kühlung, wo der Druck stark abfällt, sagen wir auf 500 bar. Dann geht es in die Vorbrennkammer, wo Methan mit ein bischen Sauerstoff verbrannt wird, Druck fällt weiter auf ca. 450 bar durch den Injektor. Dann geht es in die Turbine, wieder 120 bar weg. Jetzt bei 330 bar. Diese 330 bar gehen jetzt in die Hauptbrennkammer, wo der Druck dann auf die 260 bar fällt.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 07. Februar 2019, 18:23:43
Druck ist nicht alles. Ein großes Problem bei diesen Drücken UND Durchflussmengen ist alleine schon der Materialabrieb. Wenn diese Mengen an Treibstoffen (unter den diskutierten Drücken) durch die Rohre/Kanäle/Bauteile des Triebwerks fließen ("fließen" ist der falsche Ausdruck, durchgejagt/durchgedrückt werden), dann gibt es Abrieb des Materials. Das verändert einerseits die Eigenschaften (Flussverhalten, Dichtigkeit), aber natürlich auch die Dicke des Materials.

So oder so: Von einem 300bar Raptor das ohne größere Wartung 100 Flüge in den Orbit schafft, sind wir meiner Meinung nach noch etliche Jahre entfernt.


Mane
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 07. Februar 2019, 22:30:14
Druck ist nicht alles. Ein großes Problem bei diesen Drücken UND Durchflussmengen ist alleine schon der Materialabrieb.
Das war mir jetzt als Langzeitwirkung (im Gegensatz zur Materialermüdung z.B.) nicht bewußt. Ich kannte das nur in Verbindung mit Flüssigkeiten, die abrasive Feststoffe enthalten. (Etwa diese Kalkmilch, die bei der Rauchentschwefelung benutzt wird.) Aber unabhängig davon - ganz klar, für "hundert Flüge" in den Orbit ist das Ding noch lange nicht geeignet.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 08. Februar 2019, 12:29:48
Ich dachte, daß bei jedem Raketentriebwerk die Pumpen auf der "Treibstoffseite" immer gegen den vollen Brennkammerdruck arbeiten müssen.

Bei Staged Combustion wird z.B. das flüssige Methan erst von 1-3 bar Tankdruck auf 600(?) bar durch die Turbopumpe hochgepumpt. Dann geht es in die regenerative Kühlung, wo der Druck stark abfällt, sagen wir auf 500 bar. Dann geht es in die Vorbrennkammer, wo Methan mit ein bischen Sauerstoff verbrannt wird, Druck fällt weiter auf ca. 450 bar durch den Injektor. Dann geht es in die Turbine, wieder 120 bar weg. Jetzt bei 330 bar. Diese 330 bar gehen jetzt in die Hauptbrennkammer, wo der Druck dann auf die 260 bar fällt.

Ich bin vom Schema auf dieser Seite ausgegangen:

https://www.nasaspaceflight.com/2016/10/its-propulsion-evolution-raptor-engine/ (https://www.nasaspaceflight.com/2016/10/its-propulsion-evolution-raptor-engine/)

Der Raptor kann natürlich etwas anders sein, das Schema ist nicht neu. Hier sieht die Sache aber so aus, daß an der "Abdichtstelle" an der Welle beider Pumpen auf der Arbeitsseite (LOX/Methan) der jeweils maximale Systemdruck ansteht. (Nicht ganz, der max. Druck herrscht bei einer Kreiselpumpe am Umfang des letzten Laufrades, im Zentrum an der Welle ist er geringer.) An der Turbinenseite ist ein niedrigerer, aber gleichzeitig höherer Druck als in der Hauptbrennkammer. (Sonst würde ja nichts in der beabsichtigten Richtung fliessen.)  Ich habe zwar Zweifel, ob der Druckverlußt zwischen Pumpe und Brennkamer (und damit der Differenzdruck an der Welle) wirklich so hoch (300 bar) ist, aber das ist nicht entscheidend. Durch die Ausbildung der Laufräder der Pumpen kann der Druck an der Welle bei Bedarf in bestimmten Grenzen angepasst werden.

Ich vermute, daß man an der Welle der beiden Pumpen statt einer Gleitringdichtung in so einem Fall nur einen Drosselspalt hat. Das ist natürlich immer mit einer bestimmten Undichtigkeit verbunden - wie bei der Gleitringdichtung übrigens auch, nur geringer in der Regel. Dafür gibt es aber den großen Vorteil, daß keine mechanische Abnützung erfolgt, die Standzeit der Pumpe ist dann deutlich höher. (Der Drosselspalt kann auch mit dem Wellenlager der Pumpe identisch sein, das durch das Gleitlager "durchwandernde" Medium sorgt dann für die Kühlung und Schmierung.) Die entstandene geringe Leckage verdampft möglicherweise in den Abgasen der Vorbrennkammern unterwegs zur Hauptbrennkammer ebenfalls. (Falls es an diesen Stellen nicht sowieso Flüssiganteile gibt.) Sie wird jedenfalls in der Brennkammer genutzt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 08. Februar 2019, 15:28:28
Das Schema ist schon richtig, aber es gilt nur für staged combustion. Bei anderen Triebwerken gibt es nur ein Vorbrennkammer/Gasgenerator und nach der Turbine geht es beim Gasgeneratortriebwerk ins freie.

(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066894.png)

Damit sind die Drücke viel geringer, weil der Druck nach der Turbine bei 1 bar sein kann und nicht bei 300 bar wie bei staged combustion, damit es noch die Brennkammer fließen kann.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 08. Februar 2019, 17:16:32
Damit sind die Drücke [bei Merlin] viel geringer, weil der Druck nach der Turbine bei 1 bar sein kann und nicht bei 300 bar wie bei staged combustion, damit es noch die Brennkammer fließen kann.

Mir ist der Unterschied klar, so klingt das aber so, als ob der hohe Druck auf der Antriebsseite ein NACHTEIL wäre! Im Gegenteil - das versuche ich ja gerade zu erklären. Der hohe Druck auf der Gas-/Antriebs-/Turbinenseite bei Staged Combustion ist ein SEGEN für die Pumpe und deren Lebensdauer!

Dichtungen interessieren nur die Druckdifferenzen, gegen die sie dichten müssen. (neben der Gleitgeschwindigkeit usw. usw.) Und 2 x hoher (fast gleicher) Druck ergibt eine KLEINE Druckdifferenz! Und weil die Leckage beim Raptor zusätzlich in der Hauptbrennkamer landet, darf sie ruhig auch etwas größer sein, denke ich. (Bei Merlin landet sie im Auspuff und wird kaum genutzt.) Also ist wahrscheinlich eine berührungslose Drosselstrecke (statt Gleitringdichtung) ausreichend. Das ist dann praktisch verschleißfrei. [EDIT: Und sicher.]

Wenn eine Kreiselpumpe wie üblich eine herausgeführte Antriebswelle hat, dichtet man den Ausgangsdruck (annähernd) gegen Umgebungsdruck, also 1 bar abs. Hier ist aber KEINE herausgeführte Welle, und der hohe Druck auf beiden Seiten interessiert NUR das Gehäuse.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 09. Februar 2019, 00:43:25
Damit sind die Drücke [bei Merlin] viel geringer, weil der Druck nach der Turbine bei 1 bar sein kann und nicht bei 300 bar wie bei staged combustion, damit es noch die Brennkammer fließen kann.

Mir ist der Unterschied klar, so klingt das aber so, als ob der hohe Druck auf der Antriebsseite ein NACHTEIL wäre! Im Gegenteil - das versuche ich ja gerade zu erklären. Der hohe Druck auf der Gas-/Antriebs-/Turbinenseite bei Staged Combustion ist ein SEGEN für die Pumpe und deren Lebensdauer!

Dichtungen interessieren nur die Druckdifferenzen, gegen die sie dichten müssen. (neben der Gleitgeschwindigkeit usw. usw.) Und 2 x hoher (fast gleicher) Druck ergibt eine KLEINE Druckdifferenz! Und weil die Leckage beim Raptor zusätzlich in der Hauptbrennkamer landet, darf sie ruhig auch etwas größer sein, denke ich. (Bei Merlin landet sie im Auspuff und wird kaum genutzt.) Also ist wahrscheinlich eine berührungslose Drosselstrecke (statt Gleitringdichtung) ausreichend. Das ist dann praktisch verschleißfrei. [EDIT: Und sicher.]

Wenn eine Kreiselpumpe wie üblich eine herausgeführte Antriebswelle hat, dichtet man den Ausgangsdruck (annähernd) gegen Umgebungsdruck, also 1 bar abs. Hier ist aber KEINE herausgeführte Welle, und der hohe Druck auf beiden Seiten interessiert NUR das Gehäuse.

Beim Nebenstromkreislauf müssen die Pumpen nur etwas mehr Druck erzeugen als der Brennkammerdruck vorgibt (Brennkammerdruck plus Druckverlust Kühlung plus Druckverlust Einspritzkopf.) Daraus ergibt sich gegen Umgebung bereits ein sehr hohes Druckverhältnis für die Turbine, eine weitere Erhöhung ergibt keine weitere Leistungssteigerung.

Beim Hauptstromkreislauf muss aber in etwa das 2-1/2 fache des Brennkammerdrucks erzeugt werden, damit sich für die Turbine ein Druckverhältnis ergibt mit dem man die Pumpen antreiben kann. Also wesentlich höhere Pumpendrücke. Daher laufen die Turbopumpen auch wesentlich schneller, und da ergeben sich dann die Probleme bei Lager und Dichtungen.

Nicht umsonst waren die Turbopumpen das Bauteil beim Space Shuttle Triebwerk SSME, welches mit Abstand am häufigsten gewartet oder gleich ausgetauscht werden musste, da der Verschleiß so hoch war.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McPhönix am 09. Februar 2019, 10:34:33
Warum muß immer gleich mit "Quatsch" herumgeworfen werden?
Daß jemand in Punkt x oder y falschliegen kann , ist normal.
Also ist von einander lernen und nebenbei auch vlt. fehlerhafte Quellen ausräumen angesagt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: RonB am 09. Februar 2019, 11:01:17
(http://smilies.sofrayt.com/fsc/clap.gif) (http://smilies.sofrayt.com/fsc/clap.gif) (http://smilies.sofrayt.com/fsc/clap.gif)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 09. Februar 2019, 11:39:16
Das ist Quatsch !
Wenn dem jetzt wirklich gute Argumente folgen würden, die auch Bezug zu meinem Text hätten, würde ich die Hacken zusammenschlagen, mich entschuldigen, und mich zu dem Thema nicht weiter äußern. Die Argumente kann ich aber nicht erkennen. Also:

Beim Nebenstromkreislauf müssen die Pumpen nur etwas mehr Druck erzeugen als der Brennkammerdruck vorgibt (Brennkammerdruck plus Druckverlust Kühlung plus Druckverlust Einspritzkopf.) Daraus ergibt sich gegen Umgebung bereits ein sehr hohes Druckverhältnis für die Turbine, eine weitere Erhöhung ergibt keine weitere Leistungssteigerung.
Es geht hier überhaupt nicht um "Leistungssteigerung", dazu habe ich kein Wort gesagt. Ich behaupte aber weiter, die daß eine weitgehend leckagefreie Abdichtung zur Atmosphäre hin bei diesen Betriebsbedingungen sehr schwierig ist. Und daß die leckagefreie Abdichtung bei einem Hauptstromtriebwerk eine deutlich geringere Bedeutung hat. Und dadurch besser, berührungslos lösbar ist. Ein Gegenargument wäre angenehm.

Beim Hauptstromkreislauf muss aber in etwa das 2-1/2 fache des Brennkammerdrucks erzeugt werden, damit sich für die Turbine ein Druckverhältnis ergibt mit dem man die Pumpen antreiben kann. Also wesentlich höhere Pumpendrücke. Daher laufen die Turbopumpen auch wesentlich schneller, und da ergeben sich dann die Probleme bei Lager und Dichtungen.

Höhere Drücke kann man auch durch Mehrstufigkeit und größere Durchmesser erreichen, nicht nur durch Drehzahl. Raptor hat, soweit ich sehen kann, eine zweistugige Methanpumpe.  Die beste Dichtung ist immer die, die man nicht braucht, was ich für das Hauptstromtriebwerk annehme. Eine "Spaltdichtung" ist nur ein "Loch".

Zur Lagerung: Wenn es gelingt, den Rotor so zu lagern, daß reine Flüssigkeitsreibung herrscht, ist das kein großes Problem. Also eben "Spaltdichtung" und "hydrodynamische Gleitlager". Die Lager aus hoch verschleißfesten Werkstoffen (Siliziumkarbid z.B.) oder guten Notlaufeigenschaften, wegen des ungünstigen Anlaufverhaltens. (Noch kein Flüssigkeitspolster.) Irgendwo habe ich hier gestern auch den Vergleich der Drehzahl  eines "Hubkolbenmotors" (Hallo Ringkolbenmotor! ;) ) mit einem dynamisch ausgewuchtetem Rotor gesehen, das ist natürlich Nonsens.

Nicht umsonst waren die Turbopumpen das Bauteil beim Space Shuttle Triebwerk SSME, welches mit Abstand am häufigsten gewartet oder gleich ausgetauscht werden musste, da der Verschleiß so hoch war.

Ich zitiere mal aus einem Artikel  der NASA / Marshall Space Flight Center zum Thema "Space Shuttle Main Engine Turbopump". Ich bitte um Entschuldigung, daß ich das für diesen Privatdisput nicht übersetze:

The second major modification was the Block I engine, first flown in 1995. The main upgrade was
a robust, low maintenance high-pressure oxygen turbopump....In addition, the new oxygen turbopump included new bearing elements made of silicon nitride, a ceramic material that is 30 percent harder and 40 percent lighter than steel. Incorporation of this new material greatly improved the wear performance and fatigue life of the turbopump bearings.


und

The Block IIA engine—first flown in 1998 .... The latest modification, the Block II engine, adds a new high-pressure hydrogen turbopump and incorporates the changes made in the Block I and Block IIA engines. These new hydrogen turbopumps, also developed by Pratt & Whitney, incorporate several significant upgrades in pump technology, resulting in increased operational reliability.

Die Hervorhebungen im Text sind von mir.

Also - die Probleme beim SSME wurden spätestens 1998 behoben und sie betrafen die Lagerung.  Nachdem Siliziumkarbid verwendet wurde und vielleicht noch andere Anpassungen gemacht wurden. Bei ausreichenden Drehzahlen bildet sich ein Flüssigkeitspolster und es gibt praktisch keine Reibung. Das Anlaufverhalten ist aber kritisch, es kann die notwendige Geometrie beschädigen.  Siehe "Hydrodynamisches Gleitlager" in der Wikipedia.

Von Dichtungen lese ich hier nichts, daher ist für mich naheliegend, daß man eben berührungslose Spaltdichtungen verwendet hat, wie ich es oben für Raptor angenommen habe. "Richtige" Dichtungen (also mit aufeinander gleitenden Ringen) sind bei diesen Betriebsbedingungen in der Regel das wesentlich größere Problem, als die Lagerung. Und sie haben ein Gewicht.

Siliziumkarbid gab es übrigens schon lange vor 1995 bzw.1998, ich habe den Einsatz dieses Werkstoffes für Gleitringdichtungen bereits aus den siebziger Jahren im Gedächtnis. Die Entwickler des SSME hatten also vielleicht die Chance, den Werkstoff von Anfang an zu verwenden.

Wikipedia: Das SSiC [gesintertes SiC] ist daher für Anwendungen mit extremen Ansprüchen prädestiniert, z. B. für Gleitringdichtungen in Chemiepumpen, Gleitlagern, Hochtemperaturbrennerdüsen oder auch Brennhilfsmittel für sehr hohe Anwendungstemperaturen. Die Verwendung von SSiC mit Grafiteinlagerungen steigert die Leistung von Tribosystemen.

Und noch eine private Anmerkung, speziell zu denen, die begeistert klatschen: Ich versuche dort, wo ich mit meinen eigenen Erfahrungen dazu beitragen kann, die Zusammenhänge zu beleuchten. Wo ich mich nicht auskenne schweige ich und lese, was andere schreiben. Natürlich kann ich mich auch irren, wie jeder, hier scheint das aber bisher nicht der Fall zu sein. Ich habe außerdem den Eindruck, daß manche die Raumfahrttechnik als eine Art Religion sehen. Jeder, der deren extremen "Hochtechnologiestatus" in bestimmten Aspekten "erniedrigt", ist ein "Sünder" und muß verachtet werden. Zu viel kritiklose Begeisterung schadet, es ist eine durchaus "menschliche" Technik.  (Danke McPhönix  :) )

EDIT 12:24: Jetzt sehe ich, daß das Klatschen vermutlich den Beitrag von McPhönix betraf, ich entschuldige mich für die falsche Annahme.  Die Anmerkung zur "Religion" scheint aber dennoch aus meiner Sicht richtig, nur eben nicht auf RonB bezogen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 09. Februar 2019, 11:40:18
Was ich nicht verstehe ist warum da mehr als der doppelte Druck nötig ist um die Turbine anzutreiben, es geht doch bei den beiden Vorbrennkammern darum genug Energie zu erzeugen um die beiden Turbinen für LCH4 und LOX zu erzeugen, die erzeugte Ennergiemüsste ca. der Differenzierung x Massefluß X Wirkungsgrad betragen. Diese Energie muss nun größer ssein als die nötige Energie der Verdichterturbinen. Das ganze müsste für das SSME vor allem auf der wasserstoffreichen Verbrennungsseite aber viel Schlimmer gewesen sein da hier die mittlere Molmasse viel kleiner ist da hier ja überwiegend nur Wasserstoff mit etwas H2O herauskommt, hingegen beim Raptor Methan und etwas H2O und CO.
Das sollte es einfacher machen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 09. Februar 2019, 12:08:41
Was ich nicht verstehe ist warum da mehr als der doppelte Druck nötig ist um die Turbine anzutreiben, es geht doch bei den beiden Vorbrennkammern darum genug Energie zu erzeugen um die beiden Turbinen für LCH4 und LOX zu erzeugen, die erzeugte Ennergiemüsste ca. der Differenzierung x Massefluß X Wirkungsgrad betragen.
Diese Energie muss nun größer ssein als die nötige Energie der Verdichterturbinen.

Ist nicht ganz mein Thema, speziell die Chemie nicht. Also wenn ich deine Frage richtig verstehe: In den Vorbrennkammern wird logischerweise jede Menge Gas erzeugt. Das Gas möchte sich natürlich aber in allen Richtungen ausbreiten, auch "rückwärts" zur Pumpe. Deswegen muß die Pumpe einen höheren Druck aufbringen, als in der Vorbrennkammer herrscht, um weiter zu pumpen. Und der Druck in der Vorbrennkammer "beinhaltet" beim Hauptstromprinzip eben auch den Druck in der Hauptbrennkammer, weil es ja eine Kaskade ist. Ob das zwangsläufig das 2 1/2 fache des Druckes beim Nebenstromprinzip ist - keine Ahnung.


PS / EDIT 17:10

Vielleicht sollte ich meine ganz private, unwissenschaftliche, stark vereinfachte und vorläufige Betrachtungsweise des Turbopumpenproblematik beim Hauptstromprinzip doch noch ergänzen - rein aus der Druck- und Leistungsperspektive.  (Für Anregungen und Kritik bin ich natürlich offen.)

- der Minimaldruck, mit dem das Medium in der Hauptbrennkammer einströmen können muß, liegt etwas über dem maximalen gewünschten Brennkammerdruck (p1)

- Die Turbopumpe muß eine bestimmte Förderleistung erbringen, die man von der Leistung des ganzen Triebwerks ableiten kann. (Der Druck ist jetzt noch unbekannt, man muß sich hintasten, also erstmal schätzen.) Die Antriebsleistung der Pumpe  muß natürlich dem durchströmenden teilverbrannten Medium aus der Vorbrennkammer entzogen werden. Es muß also "unbequeme Wege" gehen, die sich wie eine lästige Drossel anfühlen.. Mit der Folge, daß dann vor dem Turbinenrad ein höherer Druck ist, als dahinter. (p2 = p1 + "Drosselwirkung" der Turbine.)

-der Druck in der Vorbrennkammer (p3) muß etwas höher sein als p2, nur wenn er höher ist, gibt es ja eine Strömung in der erwünschten Richtung. (p3 ist aber nur unwesentlich höher als p2, das hängt von den Mengen, Querschnitten, freundlichen Formen und der Viskosität ab)

- die Turbopumpe muß das gesamte gewünschte Volumen also mit einen Druck p4 fördern, der etwas höher als p3 ist. Sonst fürdert sie zu wenig oder nichts.

p4 ist jetzt also der vorläufige Druck am Pumpenausgang. (Der zweite wichtige Parameter - der Volumenstrom - leitet sich ja von der Triebwerksleistung ab und sollte bekann sein.) In der Vorbrennkammer verbrennt ja nur ein Teil der Fürdermenge, den kann man bekannterweise auf der Methanseite mit mit eingespeisten LOX-Menge einstellen und umgekehrt.

Bei dem Verhältnis Gasmenge / Gasdruckverlust für die Turbinen muß man sich aber ebenfalls hintasten und ein kleines, leichtes, aber real mögliches Laufrad der Turbine dafür auslegen. Das verändert dann vermutlich p4, weil man ja p2 zunächst nur schätzen konnte. Und damit den Rest der Rechnung - es geht mit korrigiertem p2 von vorne los. Und wenn man das ausreichend lange gemacht hat...  (Das gleiche Spiel wird auch mit den Laufrädern auf der Medienseite der Turbopumpen gespielt.)

Druckverluste in den Kühlkanälen usw. habe ich jetzt vernachlässigt, die würden zu p4 noch dazukommen. Auch die Kennlinien der Laufräder auf beiden Seiten, Axilkräfte an der Welle, die Wirkungsgrade und und und.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Chewie am 09. Februar 2019, 17:33:38
https://twitter.com/elonmusk/status/1093424663269523456 (https://twitter.com/elonmusk/status/1093424663269523456)

Zitat
Design requires at least 170 metric tons of force. Engine reached 172 mT & 257 bar chamber pressure with warm propellant, which means 10% to 20% more with deep cryo.

https://twitter.com/elonmusk/status/1093423297130156033 (https://twitter.com/elonmusk/status/1093423297130156033)

Zitat
Raptor just achieved power level needed for Starship & Super Heavy

Nach Twitter von Elon wurden beim letzten Testlauf 172 Tonnen Schub bei einem Kammerdruck von 257 bar mit "warmen" Treibstoff erreicht. Mit tiefgekühltem Treibstoff sind noch 10% bis 20% mehr drin. Damit sind die Mindestanforderungen des Desings für Starship & Super Heavy erreicht.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 10. Februar 2019, 00:14:27
Das ist Quatsch !
Wenn dem jetzt wirklich gute Argumente folgen würden, die auch Bezug zu meinem Text hätten, würde ich die Hacken zusammenschlagen, mich entschuldigen, und mich zu dem Thema nicht weiter äußern. Die Argumente kann ich aber nicht erkennen. Also:
Für das Wort Quatsch entschuldige ich mich.
Aber Kelvin hatte geschrieben: "Mir ist der Unterschied klar, so klingt das aber so, als ob der hohe Druck auf der Antriebsseite ein NACHTEIL wäre! Im Gegenteil - das versuche ich ja gerade zu erklären. Der hohe Druck auf der Gas-/Antriebs-/Turbinenseite bei Staged Combustion ist ein SEGEN für die Pumpe und deren Lebensdauer! "
Das bezieht sich nun eindeutig auf die gesamte Turbopumpe, nicht nur auf die Dichtungen. Und damit ist es sachlich völlig falsch. Der hohe Druck wird beim Hauptstromkreislauf nötig und ist damit eine Erschwerung der Turbopumpen, vor allem wenn eine größerer Lebensdauer gefordert wird.

Beim Nebenstromkreislauf müssen die Pumpen nur etwas mehr Druck erzeugen als der Brennkammerdruck vorgibt (Brennkammerdruck plus Druckverlust Kühlung plus Druckverlust Einspritzkopf.) Daraus ergibt sich gegen Umgebung bereits ein sehr hohes Druckverhältnis für die Turbine, eine weitere Erhöhung ergibt keine weitere Leistungssteigerung.
Es geht hier überhaupt nicht um "Leistungssteigerung", dazu habe ich kein Wort gesagt. Ich behaupte aber weiter, die daß eine weitgehend leckagefreie Abdichtung zur Atmosphäre hin bei diesen Betriebsbedingungen sehr schwierig ist. Und daß die leckagefreie Abdichtung bei einem Hauptstromtriebwerk eine deutlich geringere Bedeutung hat. Und dadurch besser, berührungslos lösbar ist. Ein Gegenargument wäre angenehm.
Bitte richtig lesen. Ich habe keinesfalls unterstellt daß Kelvin etwas zur Leistungssteigerung gesagt hat, ergo muss man das dann auch nicht mir vorwerfen. Vielmehr sagt der Satz 'nur', daß ein weitere Erhöhung des Druckverhältnis beim Nebenstrom keine weitere Leistungssteigerung der Trubopumpe ergibt (da das Druckverhältnis sowieso schon sehr hoch ist).
Die Abdichtung von Turbopumpen bei Raketentriebwerken erfolgt quasi immer durch Labyrinthe, nur berührungslos hat eine Chance in der Umgebung zu überleben. Das liegt auch daran daß quasi alle treibstoffe sehr schlechte Schmiereigenschaften haben und damit die Reibung bei sich beweglich berührenden Teilen sehr hoch würde. Leckagen werden bei gleichartigen Treibstoffen, also z.B. zwischen Brennstoffpumpe und brennstoffreicher Turbine akzeptiert, da diese Leckagen nicht wirklich verloren gehen. Bei verschiedenartigen Fluiden wird dann oft mit Sperrgas gespült, umn die Vermischung zu verhindern. Zur Atmosphäre sind die Gehäuse abgedichtet, daß ist kein Problem, da ja keine drehenden Teile durch das Gehäuse hindurch gehen. Pumpe und Turbine sitzen auf einer Welle in einem Gehäuse. Daher ist die Diskussion der Abdichtung der Welle gegenüber der Atmosphäre auch unwichtig bei Raketentriebwerks-Turbopumpen.

Beim Hauptstromkreislauf muss aber in etwa das 2-1/2 fache des Brennkammerdrucks erzeugt werden, damit sich für die Turbine ein Druckverhältnis ergibt mit dem man die Pumpen antreiben kann. Also wesentlich höhere Pumpendrücke. Daher laufen die Turbopumpen auch wesentlich schneller, und da ergeben sich dann die Probleme bei Lager und Dichtungen.
Höhere Drücke kann man auch durch Mehrstufigkeit und größere Durchmesser erreichen, nicht nur durch Drehzahl. Raptor hat, soweit ich sehen kann, eine zweistufige Methanpumpe.  Die beste Dichtung ist immer die, die man nicht braucht, was ich für das Hauptstromtriebwerk annehme. Eine "Spaltdichtung" ist nur ein "Loch".

Zur Lagerung: Wenn es gelingt, den Rotor so zu lagern, daß reine Flüssigkeitsreibung herrscht, ist das kein großes Problem. Also eben "Spaltdichtung" und "hydrodynamische Gleitlager". Die Lager aus hoch verschleißfesten Werkstoffen (Siliziumkarbid z.B.) oder guten Notlaufeigenschaften, wegen des ungünstigen Anlaufverhaltens. (Noch kein Flüssigkeitspolster.) Irgendwo habe ich hier gestern auch den Vergleich der Drehzahl  eines "Hubkolbenmotors" (Hallo Ringkolbenmotor! ;) ) mit einem dynamisch ausgewuchtetem Rotor gesehen, das ist natürlich Nonsens.
Die Pumpen haben entsprechend der Förderhöhe und des Volumenstroms mehrere Stufen. Die Turbinen fast alle nur eine Stufe (mit Ausnahmen). Aber der Durchmesser ist begrenzt, da bei großem Durchmesser eine Teilbeaufschlagung nötig würde, die man aus Gründen des symmetrischen Achschubausgleichs nicht haben möchte. Teilbeaufschlagung an mehreren Stellen des Umfangs geht natürlich auch, dann wird aber die ganze Konstruktion noch komplizierter. Bei den Turbinen ist üblicherweise der Volumenstrom ziemlich klein ggü. dem Pumpen-Volumenstrom, daher ergeben sich solche Beschränkungen. Dann kann man nur noch die Drehzahl erhöhen.

Nicht umsonst waren die Turbopumpen das Bauteil beim Space Shuttle Triebwerk SSME, welches mit Abstand am häufigsten gewartet oder gleich ausgetauscht werden musste, da der Verschleiß so hoch war.

Ich zitiere mal aus einem Artikel  der NASA / Marshall Space Flight Center zum Thema "Space Shuttle Main Engine Turbopump". Ich bitte um Entschuldigung, daß ich das für diesen Privatdisput nicht übersetze:

The second major modification was the Block I engine, first flown in 1995. The main upgrade was
a robust, low maintenance high-pressure oxygen turbopump....In addition, the new oxygen turbopump included new bearing elements made of silicon nitride, a ceramic material that is 30 percent harder and 40 percent lighter than steel. Incorporation of this new material greatly improved the wear performance and fatigue life of the turbopump bearings.


und

The Block IIA engine—first flown in 1998 .... The latest modification, the Block II engine, adds a new high-pressure hydrogen turbopump and incorporates the changes made in the Block I and Block IIA engines. These new hydrogen turbopumps, also developed by Pratt & Whitney, incorporate several significant upgrades in pump technology, resulting in increased operational reliability.

Die Hervorhebungen im Text sind von mir.

Also - die Probleme beim SSME wurden spätestens 1998 behoben und sie betrafen die Lagerung.  Nachdem Siliziumkarbid verwendet wurde und vielleicht noch andere Anpassungen gemacht wurden. Bei ausreichenden Drehzahlen bildet sich ein Flüssigkeitspolster und es gibt praktisch keine Reibung. Das Anlaufverhalten ist aber kritisch, es kann die notwendige Geometrie beschädigen.  Siehe "Hydrodynamisches Gleitlager" in der Wikipedia.

Von Dichtungen lese ich hier nichts, daher ist für mich naheliegend, daß man eben berührungslose Spaltdichtungen verwendet hat, wie ich es oben für Raptor angenommen habe. "Richtige" Dichtungen (also mit aufeinander gleitenden Ringen) sind bei diesen Betriebsbedingungen in der Regel das wesentlich größere Problem, als die Lagerung. Und sie haben ein Gewicht.

Siliziumkarbid gab es übrigens schon lange vor 1995 bzw.1998, ich habe den Einsatz dieses Werkstoffes für Gleitringdichtungen bereits aus den siebziger Jahren im Gedächtnis. Die Entwickler des SSME hatten also vielleicht die Chance, den Werkstoff von Anfang an zu verwenden.

Wikipedia: Das SSiC [gesintertes SiC] ist daher für Anwendungen mit extremen Ansprüchen prädestiniert, z. B. für Gleitringdichtungen in Chemiepumpen, Gleitlagern, Hochtemperaturbrennerdüsen oder auch Brennhilfsmittel für sehr hohe Anwendungstemperaturen. Die Verwendung von SSiC mit Grafiteinlagerungen steigert die Leistung von Tribosystemen.

Und noch eine private Anmerkung, speziell zu denen, die begeistert klatschen: Ich versuche dort, wo ich mit meinen eigenen Erfahrungen dazu beitragen kann, die Zusammenhänge zu beleuchten. Wo ich mich nicht auskenne schweige ich und lese, was andere schreiben. Natürlich kann ich mich auch irren, wie jeder, hier scheint das aber bisher nicht der Fall zu sein.
Quasi alle Turbopumpen von Raketentriebwerken haben Rolllager, keine Gleitlager, und Labyrinthdichtungen, keine Gleitringe. Mit den Treibstoffen lassen sich auch keine hydrodynamischen Lager betreiben, zum einen sind die Lasten extrem hoch, wechselhaft, von außen mit Vibrationen überlagert, sodaß kein stabiler Film garantieret werden kann, zum anderen haben die Treibstoffe fast alle schlechte Gleiteigenschaften, und zum dritten sind die Anfahr- und Abschalt-Transienten so rabiat, daß der Film schneller stabil aufgebaut sein müsste als das dann der Fall ist. Also werden spezielle Kugellager verwendet, die mit Treibstoff gekühlt werden (nicht geschmiert).

Das obige Zitat durch Kelvin stammt aus einem 2-seitigen Blatt der NASA [FS-2005-04-026-MSFC, April 2005]. Trotz dieser Verbesserungen wurde keine einzige der Haupt-Turbopumpen beim Space Shuttle Main Engine öfter als 8 mal geflogen, 87% der LOX- und 60% der H2-Turbopumpen sogar nur ein oder zweimal. [D.R. Jenkins: "Space Shuttle - Developing an Icon", 2017]

Mir geht es nicht darum ob jemand die Technik "erniedrigt" oder nicht. Ich hätte nur gerne daß die Einzelprobleme im Rahmen der Gesamtfunktion und deren Einschränkungen gesehen werden. Bei den Turbopumpen spielen die Dichtungen eine untergeordnete Rolle, die Lager sind schon sehr viel wichtiger, und die Einschränkungen durch die Betriebsbedingungen verhindern oft einfach und gut erscheinende Lösungen. Das muss alles mitbeachtet werden. Trotz allem hat der Hauptstromkreislauf natürlich die deutlich höhere Leistung.

Wer sich mehr in das Space Shuttle Main Engine einlesen möchte:
http://large.stanford.edu/courses/2011/ph240/nguyen1/docs/SSME_PRESENTATION.pdf (http://large.stanford.edu/courses/2011/ph240/nguyen1/docs/SSME_PRESENTATION.pdf)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: sven am 10. Februar 2019, 11:33:36
Um mal die Gemüter ein wenig zu befrieden...ich staune immer wieder, welch hochkärätige Diskussionen hier geführt werden und wieviel Fach- und Detailwissen hier versammlt ist.
Vielen Dank dafür!
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 11. Februar 2019, 00:36:09
Das ist Quatsch !
Wenn dem jetzt wirklich gute Argumente folgen würden, die auch Bezug zu meinem Text hätten, würde ich die Hacken zusammenschlagen, mich entschuldigen, und mich zu dem Thema nicht weiter äußern. Die Argumente kann ich aber nicht erkennen. Also:
Für das Wort Quatsch entschuldige ich mich.
Aber Kelvin hatte geschrieben: "Mir ist der Unterschied klar, so klingt das aber so, als ob der hohe Druck auf der Antriebsseite ein NACHTEIL wäre! Im Gegenteil - das versuche ich ja gerade zu erklären. Der hohe Druck auf der Gas-/Antriebs-/Turbinenseite bei Staged Combustion ist ein SEGEN für die Pumpe und deren Lebensdauer! "
Das bezieht sich nun eindeutig auf die gesamte Turbopumpe, nicht nur auf die Dichtungen. Und damit ist es sachlich völlig falsch. Der hohe Druck wird beim Hauptstromkreislauf nötig und ist damit eine Erschwerung der Turbopumpen, vor allem wenn eine größerer Lebensdauer gefordert wird.

Das ist vermutlich der wichtigste Punkt, wenn er von Ihnen so emotionell aufgenommen wurde. Daher versuche ich den getrennt zu klären, dann wird es mit dem Rest einfacher.

"Das bezieht sich nun eindeutig auf die gesamte Turbopumpe"

Natürlich. Wir sind uns doch sicher einig, daß die Zuverlässigkeit und Wartungsfreiheit eines Produkts von seiner schwächsten Komponente abhängt. Ich hätte mich da sogar auf das ganze Triebwerk oder sogar "Raumschiff" beziehen können, weil die Triebwerke sicher zu den Wartungsintensivsten Teilen gehören.

Der Unterschied unserer Betrachtungen liegt darin, daß ich als die schwächste Komponente die Gleitringdichtung sehe, wenn sie denn verwendet werden muß. (Ob das im Nebenstrombetrieb immer so sein muß kann ich nicht sagen. Aber zumindest bei der Ariane war es eben so, wohl nicht ohne Grund.) Bei Ihnen ist die Lagerung die kritischste Komponente, weil sie das durch die SSME Brille betrachten, die bereits keine GLRDs hatte.

Aus meiner Perspektive sind die Lager erst an zweiter kritischer Stelle, weil sie ja schon nach Ihrer Aussage vor 20 Jahren bis zu 8 Starts hielten, während die GLRDs deklarierterweise nur einen. Zu den Lagern aber später getrennt. Ich halte die heute jedenfalls für ausgereift, und zwar vollkommen unabhängig von deren Umgebungsdruck.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Duncan Idaho am 11. Februar 2019, 03:57:49
268.9 Bar sind geknackt.  :D

(https://pbs.twimg.com/media/DzFzM4EUUAE_4qN?format=jpg&name=small)
https://twitter.com/elonmusk/status/1094782854007910400 (https://twitter.com/elonmusk/status/1094782854007910400)

Brenndauer ca.11 Sekunden.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 11. Februar 2019, 07:19:15
Schöner Wert und das ja weiterhin ohne tiefgekühlten Treibstoff.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: BlauerPunkt am 11. Februar 2019, 08:48:21
https://twitter.com/elonmusk/status/1093424663269523456 (https://twitter.com/elonmusk/status/1093424663269523456)

Zitat
Design requires at least 170 metric tons of force. Engine reached 172 mT & 257 bar chamber pressure with warm propellant, which means 10% to 20% more with deep cryo.

https://twitter.com/elonmusk/status/1093423297130156033 (https://twitter.com/elonmusk/status/1093423297130156033)

Zitat
Raptor just achieved power level needed for Starship & Super Heavy

Nach Twitter von Elon wurden beim letzten Testlauf 172 Tonnen Schub bei einem Kammerdruck von 257 bar mit "warmen" Treibstoff erreicht. Mit tiefgekühltem Treibstoff sind noch 10% bis 20% mehr drin. Damit sind die Mindestanforderungen des Desings für Starship & Super Heavy erreicht.

Allerdings wurde das auch nur für wenige Sekunden erreicht. Ich frage mich, ob sich das Raptor-Triebwerk nicht arg mit dem Konzept der Wiederverwendbarkeit beißt. SpaceX kann froh sein, wenn sie es schaffen, dass das Triebwerk bei diesen Druckverhältnissen überhaupt die ~2 Minuten Brennzeit von Start und Landung überlebt. Bei rund 260 bar Druck in der Brennkammer herrscht in den Vorbrennern ein vielfaches davon, also mindestens 500 bar, eher 600-700. Daher fällt es mir schwer zu glauben, dass das Triebwerk mehrere Dutzend Male ohne größere Reperaturarbeiten wiederverwendbar sein soll.

Was mich auch interessieren würde ist, wie viel wohl ein einzelnes Raptor-Triebwerk kostet. Schließlich sollen ja fast 40 davon auf nur einer Rakete installiert werden. Wenn die Kosten sehr hoch ausfallen, würde das die BFR ungeheur teuer werden lassen. Vielleicht auch deswegen der Schwenk auf Stahl, weil man versucht die Gesamtkosten gering zu halten?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 11. Februar 2019, 09:17:26
Allerdings wurde das auch nur für wenige Sekunden erreicht. Ich frage mich, ob sich das Raptor-Triebwerk nicht arg mit dem Konzept der Wiederverwendbarkeit beißt. SpaceX kann froh sein, wenn sie es schaffen, dass das Triebwerk bei diesen Druckverhältnissen überhaupt die ~2 Minuten Brennzeit von Start und Landung überlebt. Bei rund 260 bar Druck in der Brennkammer herrscht in den Vorbrennern ein vielfaches davon, also mindestens 500 bar, eher 600-700. Daher fällt es mir schwer zu glauben, dass das Triebwerk mehrere Dutzend Male ohne größere Reperaturarbeiten wiederverwendbar sein soll.

Was mich auch interessieren würde ist, wie viel wohl ein einzelnes Raptor-Triebwerk kostet. Schließlich sollen ja fast 40 davon auf nur einer Rakete installiert werden. Wenn die Kosten sehr hoch ausfallen, würde das die BFR ungeheur teuer werden lassen. Vielleicht auch deswegen der Schwenk auf Stahl, weil man versucht die Gesamtkosten gering zu halten?

Du kannst davon ausgehen das die SpaceX Ingenieure den 1. Punkt bedacht haben. Ohne die genaue Beschaffenheit und die Messdaten der Tests lässt sich von außen schlichtweg nicht sagen das es nicht geht. Sie würden aber ganz sicher nicht ein Triebwerk bauen was "gerade so" hält.

Zum zweiten Punkt. Wenn Musk noch heute sagt das er denkt es gibt einen Weg das ganze unter den Kosten der F9 zu bauen, kann ein einzelnes Triebwerk nicht allzu teuer sein, selbst wenn er von diesem Ziel aktuell noch entfernt wäre.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. Februar 2019, 09:32:03
268.9 Bar sind geknackt.  :D

(https://pbs.twimg.com/media/DzFzM4EUUAE_4qN?format=jpg&name=small)
https://twitter.com/elonmusk/status/1094782854007910400 (https://twitter.com/elonmusk/status/1094782854007910400)

Brenndauer ca.11 Sekunden.

Der BK-Druck wird mit 375 Hertz gemessen? Hoffentlich haben sie noch einen Hochfrequenzsensor. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: BlauerPunkt am 11. Februar 2019, 09:41:21
Allerdings wurde das auch nur für wenige Sekunden erreicht. Ich frage mich, ob sich das Raptor-Triebwerk nicht arg mit dem Konzept der Wiederverwendbarkeit beißt. SpaceX kann froh sein, wenn sie es schaffen, dass das Triebwerk bei diesen Druckverhältnissen überhaupt die ~2 Minuten Brennzeit von Start und Landung überlebt. Bei rund 260 bar Druck in der Brennkammer herrscht in den Vorbrennern ein vielfaches davon, also mindestens 500 bar, eher 600-700. Daher fällt es mir schwer zu glauben, dass das Triebwerk mehrere Dutzend Male ohne größere Reperaturarbeiten wiederverwendbar sein soll.

Was mich auch interessieren würde ist, wie viel wohl ein einzelnes Raptor-Triebwerk kostet. Schließlich sollen ja fast 40 davon auf nur einer Rakete installiert werden. Wenn die Kosten sehr hoch ausfallen, würde das die BFR ungeheur teuer werden lassen. Vielleicht auch deswegen der Schwenk auf Stahl, weil man versucht die Gesamtkosten gering zu halten?

Du kannst davon ausgehen das die SpaceX Ingenieure den 1. Punkt bedacht haben. Ohne die genaue Beschaffenheit und die Messdaten der Tests lässt sich von außen schlichtweg nicht sagen das es nicht geht. Sie würden aber ganz sicher nicht ein Triebwerk bauen was "gerade so" hält.

Zum zweiten Punkt. Wenn Musk noch heute sagt das er denkt es gibt einen Weg das ganze unter den Kosten der F9 zu bauen, kann ein einzelnes Triebwerk nicht allzu teuer sein, selbst wenn er von diesem Ziel aktuell noch entfernt wäre.

Ich denke mal auch die SpaceX-Triebwerksingenieure sind nicht unfehlbar, und auch sie werden sich mit physikalischen Gesetzen auseinandersetzen müssen. Diese besagen nun mal, dass es schwierig ist ein Triebwerk mit solchem Druck so zu konstruieren, dass es nicht innerhalb der Brenndauer eines Raketenstarts explodiert, und nochmal um einiges schwieriger, es so zu konstruieren, dass es problemlos Dutzende Starts mitmacht.

Des Weiteren sind die Raptor-Triebwerke für eine Rakete mit einem ganz bestimmten Zweck gedacht, nämlich die Kolonialisierung des Mars. Eine Rakete, mit der man große und schwere Nutzlasten auf den Mars transportieren kann muss sehr leistungsfähig sein. Daher bin ich mir nicht so sicher, was im Kopf der Ingenieure den Vorrang hatte, die Leistungsfähigkeit der Triebwerke, oder deren Wiederverwendbarkeit.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 11. Februar 2019, 09:48:05
Hier antwortet Musk auf eine Frage bezüglich tiefgekühlter Treibstoffe:

Zitat
Is this with cryo or is there likely still another 10-20% performance bump possible?

Frei übersetzt: Sind diese Testwerte mit oder ohne tiefgekühlter Treibstoffe? Sind damit (mit Kryo) immer noch weitere 10-20% Performancesteigerung möglich?

Antwort von Musk:

Zitat
Propellant was not deep cryo. CH4 & O2 were just barely below liquid temp at 1 bar. In theory, Raptor should do ~300 bar at deep cryo, provided everything holds together, which is far from certain. However, only 250 bar is needed for nominal operation of Starship/Super Heavy.

Frei übersetzt: Keine tiefgekühlten Treibstoffe. In der Theorie sind beim Raptor 300bar mit tiefgekühlten Treibstoffen möglich, sofern alles zusammen hält, was alles andere als sicher ist. Wie auch immer 250bar reichen für den Betrieb von Starship/Super Heavy.

Quelle: https://twitter.com/elonmusk/status/1094790663646760961 (https://twitter.com/elonmusk/status/1094790663646760961)

Für alle die glaubten, das Raptor ist für 300bar entwickelt und alle Probleme seien gelöst. Mann müsste es nur noch starten und los gehts.


Mane
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 11. Februar 2019, 10:18:02
Wird man den Teststand für "deep cryo" umbauen, oder was ist hier geplant?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: BlauerPunkt am 11. Februar 2019, 10:21:36
Wird man den Teststand für "deep cryo" umbauen, oder was ist hier geplant?

Da die nominalen Leistungsziele erreicht sind wird es wohl jetzt daran gehen, die Brenndauer ausreichend zu erhöhen, sodass sie mit den Hopper-Test beginnen können. Sind diese ein Erfolg wird man direkt an die Konstruktion der Super Heavy gehen. 300 bar wird man wenn überhaupt in späteren Versionen sehen, wenn die BFR bereits funktional ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 11. Februar 2019, 10:23:53
Wird man den Teststand für "deep cryo" umbauen, oder was ist hier geplant?

Wenn wir das wüssten!

Für mich hört sich das Ganze aber so an, als will Musk zuerst einmal kein Kryo einsetzen. Aus meiner Sicht auch vernünftig und passt genau in die Vorgehensweise von SpaceX. Zuerst einmal das Zeugs zum Fliegen bekommen und später dann die Leistung steigern. So haben sie es auch mit der F9 gemacht.

Mane
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. Februar 2019, 10:31:26
Die Meldung hier ist Unsinn:
https://www.teslarati.com/spacex-starship-engine-breaks-russian-record-extraordinary-test-series/ (https://www.teslarati.com/spacex-starship-engine-breaks-russian-record-extraordinary-test-series/)

Nur weil Raptor bei einem 11 Sekunden Test einen höheren BK-Druck als den RD-170-Flugdruck erreicht hat, kann man nicht von einem Rekordbruch sprechen.

1. Es gab schon in den 60ern Triebwerkstests mit einem sehr viel höheren BK-Druck als 270 bar.
2. Auch das RD-170 wurde sicherlich mit höherem BK-Druck getestet als mit dem Flugdruck, allein schon aus Sicherheitsgründen.
3. Auch die Behauptung "extraordinary test series", die sich im Link aber nicht im Artikel befindet, ist ohne weitere Details so nicht haltbar.

Von einem Rekordbruch kann man erst sprechen, wenn Raptor mit 270 bar in einer orbitalen Rakete fliegt. Hopper hat einen kürzere Brenndauer und Musk akzeptiert sicherlich auch eine höhere Versagenwahrscheinlichkeit, da der Hopper nur ein Testmodell ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 11. Februar 2019, 10:37:55
Wird man den Teststand für "deep cryo" umbauen, oder was ist hier geplant?

Die Tanks am Teststand sind gar nicht groß genug für Tests mit voller Dauer. Der Teststand wird aber sicher weiter genutzt werden für Abnahmetests der Produktions-Triebwerke.

Ein neuer großer Teststand ist im Bau. Mit Flammgraben für vertikale Tests. Da wird man ganz sicher auch sub Kühlung mit vorsehen. Aber weniger geeignet für Abnahmetests.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: BlauerPunkt am 11. Februar 2019, 10:47:28
Wird man den Teststand für "deep cryo" umbauen, oder was ist hier geplant?

Die Tanks am Teststand sind gar nicht groß genug für Tests mit voller Dauer. Der Teststand wird aber sicher weiter genutzt werden für Abnahmetests der Produktions-Triebwerke.

Ein neuer großer Teststand ist im Bau. Mit Flammgraben für vertikale Tests. Da wird man ganz sicher auch sub Kühlung mit vorsehen. Aber weniger geeignet für Abnahmetests.

Das einzige, was sie damit erreichen würden wären explodierte Raptor-Triebwerke. Man müsste die Triebwerke quasi komplett neukonstruieren, damit sie dem deutlich höheren Druck lange standhalten. Ich glaube kaum, dass man das tun wird. Vor einigen Monaten hieß es, dass es erst mal nicht einmal eine Vakuum-optimierte Variante geben wird, obwohl dessen Entwicklungszeit und -kosten sehr viel niedriger wäre, als eine 300 bar Variante (d.h. also auch, dass bei SpaceX Zeit- und Geldnot herrscht).

Ich halte übrigens auch die Sache mit dem "Rekord" für einen reinen PR-Gag. Das nominale Leistungsziel wird bei 250 bar erreicht, daher kann man auch davon ausgehen, dass diese Triebwerk-Version genau dafür konstruiert wird. Natürlich kann es dann wenige Sekunden auch einen höheren Druck aushalten, aber mehr auch nicht.

Bei 250 bar dürfte die Wiederverwendbarkeit auch zumindest etwas besser aussehen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 11. Februar 2019, 10:57:33
Man konstruiert doch nicht ohne sich Sicherheitsreserven zu geben.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 11. Februar 2019, 12:27:31
Man konstruiert doch nicht ohne sich Sicherheitsreserven zu geben.

Klar, nur sind die Sicherheiten bei Raketentriebwerken sehr klein. So im Bereich von 0,5 bis vielleicht 2%. Wie viel Reserve beim Raptor eingerechnet ist, weiß ich aber natürlich nicht. Denkt aber nicht, es wären 10%, 20% oder noch mehr. Mehr Reserve bedeutet auch immer mehr Gewicht.


Mane
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 11. Februar 2019, 12:37:28
Man konstruiert doch nicht ohne sich Sicherheitsreserven zu geben.

Klar, nur sind die Sicherheiten bei Raketentriebwerken sehr klein. So im Bereich von 0,5 bis vielleicht 2%. Wie viel Reserve beim Raptor eingerechnet ist, weiß ich aber natürlich nicht. Denkt aber nicht, es wären 10%, 20% oder noch mehr. Mehr Reserve bedeutet auch immer mehr Gewicht.

Mane

Zu behaupten, die Sicherheitsfaktoren beim Raketentriebwerk wären im Bereich 0,5%  bis 2% ist ja absurd (ich wollte nicht schon wieder "Quatsch" schreiben). Damit würde nie ein Triebwerk qualifiziert werden können. Leg mal bitte die Quelle dar die sowas behauptet.

Üblicherweise sind die Reserven mindestens 20% inkl. Unsicherheitsfaktoren für Lasten, Materialdaten, Modellierung, Abweichungen in der Fertigung, ...   [Regeln für ESA-Trägerraketen]
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: m.hecht am 11. Februar 2019, 12:47:14
Die Quelle ist ein Mitglied dieses Forum. Ich hab ihm schon eine PM geschrieben und melde mich, wenn er geantwortet hat. Sollte ich etwas falsch verstanden haben, werde ich auch meinen Fehler hier eingestehen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 11. Februar 2019, 12:58:52
Man konstruiert doch nicht ohne sich Sicherheitsreserven zu geben.

Klar, nur sind die Sicherheiten bei Raketentriebwerken sehr klein. So im Bereich von 0,5 bis vielleicht 2%. Wie viel Reserve beim Raptor eingerechnet ist, weiß ich aber natürlich nicht. Denkt aber nicht, es wären 10%, 20% oder noch mehr. Mehr Reserve bedeutet auch immer mehr Gewicht.
Das kann ich nicht glauben.
Immerhin sprechen wir hier über Triebwerke die für bemannte Missionen eingesetzt werden sollen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 11. Februar 2019, 13:21:49
Die nicht von der NASA abgesegnet werden müssen und im Booster eine erhebliche Systemredundanz haben.
(größere Bauchschmerzen hab ich bei dem fehlen eines LAS)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Captain-S am 11. Februar 2019, 13:42:07
(größere Bauchschmerzen hab ich bei dem fehlen eines LAS)
Ja, im Prinzip ist das BFR in den ersten Minuten nach dem Start genauso gefährlich bzw. unsicher wie das Shuttle.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 11. Februar 2019, 14:33:49
Die Quelle ist ein Mitglied dieses Forum. Ich hab ihm schon eine PM geschrieben und melde mich, wenn er geantwortet hat. Sollte ich etwas falsch verstanden haben, werde ich auch meinen Fehler hier eingestehen.

Ich denke, da hast Du was falsch verstanden, ich gehe eher davon aus, dass gemeint ist, 50-100% ueber Nenndruck. Also 0,5 mal hoeher, oder eben 2 mal so hoch. Bei 0,5% wuerde eine simple Druckspitze, oder nichtdektierbarer Materialfehler zur Katastrofe fuehren.

Ich glaube, dass die derzeitigen Raptoren zwar auf dem Papier fuer 300 bar ausgelegt sind, aber man die Triebwerke nur durch Testläufe und spaeter reale Einsaetze an dieses Limit heranführen kann. Ich muss ehrlich sagen, ich bekomme Magenschmerzen, wie das Thema nicht nur hier diskutiert wird. Die einen schreiben Blasenfirma SpassX hat mal wieder den Mund zu voll genommen, und die anderen wundern sich, dass es umgerechnet nicht 200to sondern offenbar nur 188,736to. Um wieviel Prozent wurde die Leistung der Merlin’s im Laufe der Zeit gesteigert und da hat man auf bewährte Technik gesetzt. Vielleicht laufen die Raptoren irgendwann wesentlich mehr Schub, fuer was Sie eigentlich ursprünglich ausgelegt waren.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 11. Februar 2019, 14:36:33
(größere Bauchschmerzen hab ich bei dem fehlen eines LAS)
Ja, im Prinzip ist das BFR in den ersten Minuten nach dem Start genauso gefährlich bzw. unsicher wie das Shuttle.

Nicht zwingend. Eventuell ist eine Nottrennung zwischen Schiff und Booster viel frueher moeglich, als das beim Shuttle der Fall war.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: BlauerPunkt am 11. Februar 2019, 15:13:43
Die Quelle ist ein Mitglied dieses Forum. Ich hab ihm schon eine PM geschrieben und melde mich, wenn er geantwortet hat. Sollte ich etwas falsch verstanden haben, werde ich auch meinen Fehler hier eingestehen.

Ich denke, da hast Du was falsch verstanden, ich gehe eher davon aus, dass gemeint ist, 50-100% ueber Nenndruck. Also 0,5 mal hoeher, oder eben 2 mal so hoch. Bei 0,5% wuerde eine simple Druckspitze, oder nichtdektierbarer Materialfehler zur Katastrofe fuehren.

Ich glaube, dass die derzeitigen Raptoren zwar auf dem Papier fuer 300 bar ausgelegt sind, aber man die Triebwerke nur durch Testläufe und spaeter reale Einsaetze an dieses Limit heranführen kann. Ich muss ehrlich sagen, ich bekomme Magenschmerzen, wie das Thema nicht nur hier diskutiert wird. Die einen schreiben Blasenfirma SpassX hat mal wieder den Mund zu voll genommen, und die anderen wundern sich, dass es umgerechnet nicht 200to sondern offenbar nur 188,736to. Um wieviel Prozent wurde die Leistung der Merlin’s im Laufe der Zeit gesteigert und da hat man auf bewährte Technik gesetzt. Vielleicht laufen die Raptoren irgendwann wesentlich mehr Schub, fuer was Sie eigentlich ursprünglich ausgelegt waren.

Nunja, die Entwicklung damals der Falcon 1 war eine ziemliche "shit show". Ähnlich dilettantisch lief auch die Entwicklung der K-1 von Rocketplane Kistler (damals neben SpaceX die zweite private Raumfahrtfirma, die von der NASA gesponsert wurde, ist aber pleite gegangen). Deswegen ist auch schnell die Meinung entstanden, die privaten Raumfahrtunternehmen werden niemals der neue Eckpfeiler der Raumfahrt werden können. SpaceX hat inzwischen mit dem erfolgreichen Jungfernflug der Falcon Heavy und Dutzenden erfolgreichen Falcon 9 Starts in Folge sicherlich das Gegenteil bewiesen. Wenn man sich aber das ganze Theater um die BFR anschaut (Konzeptdesigns werden gefühlt jedes Jahr komplett verändert, vom Wind ausgeknockte Prototypen, Triebwerke, die die leistungsfähigsten, billigsten, und wiederverwendbarsten Triebwerke der Welt gleichzeitig sein sollen, etc.) erinnert es eher wieder an die Falcon 1-Zeiten, und da kommen eben die alten Klischees wieder hoch. Das fällt auch in eine Zeit, wo das unantastbare Image von Elon durch die Produktionskrisen bei Tesla ohnehin deutlich angekratzt ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Sensei am 11. Februar 2019, 15:40:54
Ich hab hier zu fast allem andere Ansichten als du. Aber wir sind hier immer noch beim Thema Raptor  ;)

Zitat
Triebwerke, die die leistungsfähigsten, billigsten, und wiederverwendbarsten Triebwerke der Welt gleichzeitig sein sollen,

Leistungsfähigsten hat niemand behauptet.

billigsten ist auch eine Scheindiskussion. Wir sollten doch alle wissen dass sie mindestens! auf viele Jahre NICHT günstiger sein werden als die Merlins. Ob dies prinzipiell überhaupt möglich ist ist da egal. Und die Merlins sind bei weitem noch nicht die günstigsten Triebwerke.

wiederverwendbarsten ist nicht ganz auszuschließen. Schließlich sollen sie von der letzten Generation von wiederverwendbaren Triebwerken lernen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: AN am 11. Februar 2019, 16:10:15
Die Meldung hier ist Unsinn:
https://www.teslarati.com/spacex-starship-engine-breaks-russian-record-extraordinary-test-series/ (https://www.teslarati.com/spacex-starship-engine-breaks-russian-record-extraordinary-test-series/)

Nur weil Raptor bei einem 11 Sekunden Test einen höheren BK-Druck als den RD-170-Flugdruck erreicht hat, kann man nicht von einem Rekordbruch sprechen.

1. Es gab schon in den 60ern Triebwerkstests mit einem sehr viel höheren BK-Druck als 270 bar.
2. Auch das RD-170 wurde sicherlich mit höherem BK-Druck getestet als mit dem Flugdruck, allein schon aus Sicherheitsgründen.
3. Auch die Behauptung "extraordinary test series", die sich im Link aber nicht im Artikel befindet, ist ohne weitere Details so nicht haltbar.

Von einem Rekordbruch kann man erst sprechen, wenn Raptor mit 270 bar in einer orbitalen Rakete fliegt. ...
Neige dazu, Dir zuzustimmen.

Den angeblichen Rekorddruck hat Musk auf Twitter selbst so genannt:
"Raptor reached 268.9 bar today, exceeding prior record held by the awesome Russian RD-180. Great work by @SpaceX engine/test team!"

Extraordinay? Stunning? No .... marketing!

Axel
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Dublone am 11. Februar 2019, 17:04:37
(größere Bauchschmerzen hab ich bei dem fehlen eines LAS)
Ja, im Prinzip ist das BFR in den ersten Minuten nach dem Start genauso gefährlich bzw. unsicher wie das Shuttle.

Nicht zwingend. Eventuell ist eine Nottrennung zwischen Schiff und Booster viel frueher moeglich, als das beim Shuttle der Fall war.

Das glaube ich eher weniger. Wenn z.B beim Start nach ca. 5s was mit dem Booster wäre, glaube ich nicht das die Rakete bei der Masse so schnell weg kommt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 11. Februar 2019, 17:15:27
@BlauerPunkt

Es soll schon mal vorkommen, dass man Fehler macht, wenn man ein Raumfahrtunternehmen gruendet. Das nennt man aber nicht dilettantisch, das nennt sich dann Lernkurve, wenn hinterher was rauskommt, ganz besonders, etwas, was vorher nicht denkbar war. Die Methaloxtriebwerke und die BFR sind genauso Neuland. Stur an Dogmen und Konzepten festhalten, hat uns das Establishment jahrelang vorexerziert, SpaceX und einige andere Start ups, versuchen den Weg lerarning by doing. Das soll auch schon funktioniert haben. In den Genuss, Raketentriebwerke weiterentwickeln zu koennen, kamen NASA, Ariane und Co nicht wirklich. Wenn sie funktioniert haben, wurden sie nicht mehr geaendert. Das ist seit Merlin anders. Merlin nun Raptor sind Triebwerke, die im Laufe der Zeit nach dem Flug zerlegt, untersucht und modifiziert werden koennen. Aus diesem Grunde, kann man die ersten Raptor auch jetzt sehr experimentell auslegen und dann wird man sehen, wo die Schwachstellen sind, wie man sie ausmerzen und das Triebwerk verbessern kann. Diese Form von Dilettantismus muessen NASA, Ariane und Co noch lernen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 11. Februar 2019, 17:19:00
Ein Triebwerk wird billiger wenn es mehrmals fliegt.  ;)

EDIT: Setzt natürlich voraus, dass die Wartungskosten geringer sind als die Neufertigung.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Pirx am 11. Februar 2019, 17:19:10
Das glaube ich eher weniger. Wenn z.B beim Start nach ca. 5s was mit dem Booster wäre, glaube ich nicht das die Rakete bei der Masse so schnell weg kommt.
Was könnte denn 5s nach dem Abheben mit dem Booster sein? Alles mögliche. Und wie würde sich das auswirken? Bei T+5s würde ich sagen, erst mal weiterfliegen, wenn der der Booster nicht gerade eine RUD anfängt. Bei genug Höhe und/oder Geschwindigkeit dann vorzeitige Stufentrennung.

Gruß   Pirx
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Hugo am 11. Februar 2019, 19:23:50
>> Allerdings wurde das auch nur für wenige Sekunden erreicht.
Ja, das ist jedoch mathematisch so. Also kann auch gar nicht anders sein. Das Triebwerk wurde gezündet, der Druck wurde langsam hochgefahren und das Triebwerk wurde ausgeschaltet. Den höchsten Druck hat man somit am Ende. Und das natürlich auch nur kurz. Das ganze mit "Allerdings" und "nur für wenige Sekunden" schlecht zu machen, grenzt leicht an die Schreibweise von Verschwörungstheoretikern.

>> Ich frage mich, ob sich das Raptor-Triebwerk nicht arg mit dem
>> Konzept der Wiederverwendbarkeit beißt.
Warum? Weil das Raptor schon in seiner allerersten Zündung sein Soll erreicht hat und schon in seiner 2. Zündung besser als sein Vorgänger war? Das sind doch absolute Rekorde.


>> SpaceX kann froh sein, wenn sie es schaffen, dass das Triebwerk bei
>> diesen Druckverhältnissen überhaupt die ~2 Minuten Brennzeit von
>> Start und Landung überlebt.
>> Bei rund 260 bar Druck in der Brennkammer herrscht in den Vorbrennern
>> ein vielfaches davon, also mindestens 500 bar, eher 600-700.
700 Bar ist so wenig, das geht Problemlos. Beispiel: unter der R-Nummer R900072022 bekommst du ein Manometer bis 1000 bar. (Achtung bei Fotos von Onkel Google, die sind immer aus Shops mit dem Hinweis "Abbildung Ähnlich" und zeigen einfach irgend ein anderes Manometer)

>> Daher fällt es mir schwer zu glauben, dass das Triebwerk mehrere
>> Dutzend Male ohne größere Reperaturarbeiten wiederverwendbar
>> sein soll.
Schaue Dir das Merlin und die untersten 100 cm der Falcon 9 an. Nach der ersten Landung war hier alles geschmolzen. Heute sieht sie bei der Landung aus wie neu. Es geht also alles. Gar kein Problem.

>> Was mich auch interessieren würde ist, wie viel wohl ein einzelnes
>> Raptor-Triebwerk kostet. Schließlich sollen ja fast 40 davon auf nur
>> einer Rakete installiert werden. Wenn die Kosten sehr hoch ausfallen,
>> würde das die BFR ungeheur teuer werden lassen.
Stelle Dir mal vor, der BFR fliegt 41 mal. Dann haben 40 Triebwerke 41 Flüge gemacht. Der Preis pro Flug fällt somit unter den Preis pro Triebwerk.

>> Vielleicht auch deswegen der Schwenk auf Stahl, weil man
>> versucht die Gesamtkosten gering zu halten?
Nein, das hat technische Vorteile. Vereinfacht gesagt: Stahl ist leichter und somit besser. Natürlich ist 1 Liter Stahl schwerer als 1 Liter Plastik. Aber Du brauchst viel weniger Stahl da es viel stabiler ist. Somit brauchst Du für eine Riesenrakete in KG gemessen weniger Stahl als Alu oder Plasik (CFK und co.).
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McPhönix am 11. Februar 2019, 20:37:35
>> Vielleicht auch deswegen der Schwenk auf Stahl, weil man
>> versucht die Gesamtkosten gering zu halten?
Nein, das hat technische Vorteile. Vereinfacht gesagt: Stahl ist leichter und somit besser. Natürlich ist 1 Liter Stahl schwerer als 1 Liter Plastik. Aber Du brauchst viel weniger Stahl da es viel stabiler ist. Somit brauchst Du für eine Riesenrakete in KG gemessen weniger Stahl als Alu oder Plasik (CFK und co.).
Ich denke mal, da sind zwei Geraden, die sich überkreuzen. Eine für günstigere Anwendung von Stahl, eine für CFK. Bei kleinen, wenig komplexen Raketen ist freilich CFK bei Struktur etc besser. Und Teile lassen sich mit rel. kleinem Aufwand verbinden. Oder bei Änderungen wegwerfen und neu machen, ohne daß die Kosten durch die Decke gehen. Denn CFK Verbindungen kraftschlüssig ändern/reparieren ist nicht so einfach. Und muß wieder teuer geprüft werden. Prüfungen werden nämlich nicht nach Aufwand bezahlt, sondern daß man das Papierchen dringend braucht.  ;)
Wird die Rakete größer, muß man schon ganz schön überlegen, wie man die Teile verbindet, ohne daß da die größeren Flächen in Vibration geraten und nach ein paar Minuten Weißbrüche entstehen, womöglich noch verdeckt. Abgesehen davon, daß immer mehr Notwendigkeit besteht, Metall mit CFK zu verbinden.
Wenn die Rakete schließlich so ein Riesenkoffer wie BFR/BFS ist, kann ich mir gut vorstellen, daß da Stahl besser ist. Zumal Änderungen / Ergänzungen jederzeit und mit wohlbekannten Verfahren möglich sind.
Gerade die Nutzung als bemanntes Raumschiff mit vielen Passagieren wird nach jedem Flug Änderungswünsche bringen, glaub ich. Und selbst bei den Tanks wird man wohl zu einer Entscheidung kommen müssen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: aasgeir am 11. Februar 2019, 20:40:37
>> Vielleicht auch deswegen der Schwenk auf Stahl, weil man
>> versucht die Gesamtkosten gering zu halten?
Nein, das hat technische Vorteile. Vereinfacht gesagt: Stahl ist leichter und somit besser. Natürlich ist 1 Liter Stahl schwerer als 1 Liter Plastik. Aber Du brauchst viel weniger Stahl da es viel stabiler ist. Somit brauchst Du für eine Riesenrakete in KG gemessen weniger Stahl als Alu oder Plasik (CFK und co.).
Das kann man so nicht stehen lassen, da sachlich falsch:
entscheidend ist die spezifische Festigkeit (Festigkeit geteilt durch Dichte). Da sind Alu-Legierungen immer noch günstiger für Leichtbau als Stahl:
"Aluminiumlegierungen haben dagegen deutlich höhere Festigkeiten und besitzen gegenüber Stahl auch die höhere spezifische Festigkeit. Sie können daher gegenüber gewöhnlichem Stahl als Leichtbauwerkstoff genutzt werden."
  Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Spezifische_Festigkeit (https://de.wikipedia.org/wiki/Spezifische_Festigkeit)
Stahl wird wohl tatsächlich eher aus Kostengründen gewählt ...

Ergänzung:
"Stähle sind also im Leichtbau nicht ganz so hoffnungslos, wie man vielleicht meinen könnte, aber sie schneiden schlechter ab als Aluminium (oder auch Titan, das in der Luftfahrt gern verwendet wird – meist in einer Legierung mit Aluminium und Vanadium). Da Stähle aber viele Vorteile haben (insbesondere sind sie auch kostengünstig), ist es natürlich durchaus interessant, sie auch für Leichtbau-Anwendungen “fit” zu machen."
   Quelle: http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2015/02/10/stahl-fuer-hochfesten-leichtbau/ (http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2015/02/10/stahl-fuer-hochfesten-leichtbau/)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Duncan Idaho am 11. Februar 2019, 20:46:53
Bei NSF hat HVM eine Grafik-Schema vom Raptor gemacht.
Ist vor kurzem noch einmal korrigiert worden.

Top gemacht finde ich.
https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47383.0 (https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47383.0)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Pirx am 11. Februar 2019, 22:06:30
Die Meldung hier ist Unsinn:
https://www.teslarati.com/spacex-starship-engine-breaks-russian-record-extraordinary-test-series/ (https://www.teslarati.com/spacex-starship-engine-breaks-russian-record-extraordinary-test-series/)

Nur weil Raptor bei einem 11 Sekunden Test einen höheren BK-Druck als den RD-170-Flugdruck erreicht hat, kann man nicht von einem Rekordbruch sprechen.

1. Es gab schon in den 60ern Triebwerkstests mit einem sehr viel höheren BK-Druck als 270 bar.
2. Auch das RD-170 wurde sicherlich mit höherem BK-Druck getestet als mit dem Flugdruck, allein schon aus Sicherheitsgründen.
3. Auch die Behauptung "extraordinary test series", die sich im Link aber nicht im Artikel befindet, ist ohne weitere Details so nicht haltbar.

Von einem Rekordbruch kann man erst sprechen, wenn Raptor mit 270 bar in einer orbitalen Rakete fliegt. ...
Neige dazu, Dir zuzustimmen.

Den angeblichen Rekorddruck hat Musk auf Twitter selbst so genannt:
"Raptor reached 268.9 bar today, exceeding prior record held by the awesome Russian RD-180. Great work by @SpaceX engine/test team!"

Extraordinay? Stunning? No .... marketing!

Axel
RIA Novosti: Druck in der Brennkammer des RD180 261,7 Kilogramm pro Quadratzentimeter ...: https://ria.ru/20190211/1550689450.html (https://ria.ru/20190211/1550689450.html)

Gruß   Pirx
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. Februar 2019, 22:10:48
RIA Novosti: Druck in der Brennkammer des RD180 261,7 Kilogramm pro Quadratzentimeter ...: https://ria.ru/20190211/1550689450.html (https://ria.ru/20190211/1550689450.html)

Auch bei RIA hat man von Einheiten keine Ahnung. :(
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 11. Februar 2019, 22:52:58
hier mal einen Punkt machen bitte:
Egal bei welchem Raketenhersteller, für ein Triebwerk wird sicher Alu nicht genutz.

Die Aussage das eine BFR beim Start so unsicher wie das Shuttle sein wird ist vermutlich falsch.
Das Raumschiff kann schon mal weder von Seitenboostern noch von runterfallendem Isolationsmaterial beschädigt werden.

Solange die Triebwerke als solche nicht zu mehreren Ausfallen und es bei Ausfall eines Triebwerks zu keiner Kettenreaktion kommt,
ist Das Ding vermutlich sehr viel sicherer als jeder anderer Träger bis dato.
Wenn man in der Lage sein sollte ein RUD "EINES" Triebwerks abzuschirmen, ist die ganze Aufregung für die Katz.
OK, wir hier wissen das natürlich nicht, aber SpaceX wird es wohl wissen.

Bei der Crew Version wird vermutlich auch noch was anderes Greifen, sie werden vermutlich den Schub vor Brennschluss des Boosters durch Abschaltung von mehreren Triebwerken oder Schubreduktion  aller Triebwerke beschränken.
Ohne Drosslung dürften die Passagiere zwischen 4,8G bis zu 6G Schub verkraften müssen, sicher so nicht!
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Februar 2019, 06:31:03
RIA Novosti: Druck in der Brennkammer des RD180 261,7 Kilogramm pro Quadratzentimeter ...: https://ria.ru/20190211/1550689450.html (https://ria.ru/20190211/1550689450.html)

Auch bei RIA hat man von Einheiten keine Ahnung. :(

Doch, hat man. Das ist die in Russland übliche Einheit für Druck im Raketenbau. Und wo kommt das her ? Das haben die russischen Ingenieure von den deutschen Ingenieuren aus Peenemünde nach dem Krieg gelernt.  Wozu modernisieren, wenn man sowieso nicht mit der internationalen Welt zusammen arbeitet (und Pratt&Whitney würde bar beim RD-180 genauso wenig verstehen)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Nitro am 12. Februar 2019, 15:33:09
Offtopic Meta-Diskussion Beitraege wurden in den allgemeinen Diskussionsthread verschoben: https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3424.9350 (https://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=3424.9350)
Bitte bleibt hier in diesem Thread beim Thema Raptor.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 12. Februar 2019, 15:39:08
RIA Novosti: Druck in der Brennkammer des RD180 261,7 Kilogramm pro Quadratzentimeter ...: https://ria.ru/20190211/1550689450.html (https://ria.ru/20190211/1550689450.html)

Auch bei RIA hat man von Einheiten keine Ahnung. :(

Doch, hat man. Das ist die in Russland übliche Einheit für Druck im Raketenbau. Und wo kommt das her ? Das haben die russischen Ingenieure von den deutschen Ingenieuren aus Peenemünde nach dem Krieg gelernt.  Wozu modernisieren, wenn man sowieso nicht mit der internationalen Welt zusammen arbeitet (und Pratt&Whitney würde bar beim RD-180 genauso wenig verstehen)

kg/m^2 ist kein Druck. Und wenn die Russen/Deutschen (historisch) das seit Ewigkeiten benutzen, dann umso schlimmer! Diese Einheit ist sehr nützlich um Papiergewicht anzugeben aber es ist immer noch kein Druck.

Druck ist Kraft/Fläche und nicht Masse/Fläche und eindeutig durch das SI-System definiert: https://de.wikipedia.org/wiki/Druck_(Physik) (https://de.wikipedia.org/wiki/Druck_(Physik))

Und es wird nicht durch "historische Gründe" richtiger. 1 Bar ist eindeutig als 100.000 N/m^2 definiert und damit ein korrekter Druck.

poundforce per squareinch ist auch korrekt, da es Kraft/Fläche ist.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 12. Februar 2019, 15:46:58
Na ja, früher sagte man Kilopond oder kp, sawas geht dann natürlich auch als kp/m²,
ich benutze sowas zwar schon sehr lange nicht mehr, aber zumindest ist es ziemlich anschaulich (auf dem Erdboden)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Februar 2019, 17:04:04
kg/m^2 ist kein Druck. Und wenn die Russen/Deutschen (historisch) das seit Ewigkeiten benutzen, dann umso schlimmer! Diese Einheit ist sehr nützlich um Papiergewicht anzugeben aber es ist immer noch kein Druck.

Druck ist Kraft/Fläche und nicht Masse/Fläche und eindeutig durch das SI-System definiert: https://de.wikipedia.org/wiki/Druck_(Physik) (https://de.wikipedia.org/wiki/Druck_(Physik))

Und es wird nicht durch "historische Gründe" richtiger. 1 Bar ist eindeutig als 100.000 N/m^2 definiert und damit ein korrekter Druck.

poundforce per squareinch ist auch korrekt, da es Kraft/Fläche ist.

Nun ja., genauso gut oder schlecht, wie 'poundforce per square inch' eine korrekte Druckeinheit ist, ist es auch kgs/cm^2.
Der korrekte Russe schreibt kgs für kg-Kraft (syli).  Im Westen war das eher kp.

Veraltet ist es natürlich allemal. und bar ist viel eindeutiger. Aber das ist nun mal die Gewohnheit der Menschen.  Wichtig ist daß wir verstehen was es sein soll und es ggf. in bar umrechnen können.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Ringkolbenmaschine am 12. Februar 2019, 17:54:57
Ich möchte auch meinen Senf dazutun.  8)

Mein BlutDRUCK wird in Millimeter Quecksilbersäule gemessen. *duckundweg*

Druck bei Gasen wird noch anders bemessen. Da ist die Temp. auch sehr wichtig.
https://de.wikipedia.org/wiki/Druck_(Physik) (https://de.wikipedia.org/wiki/Druck_(Physik))
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MpunktApunkt am 16. Februar 2019, 12:04:16
Hallo,

in der Gießerei von SpaceX wurde ein Verteiler für das Raptor Triebwerk aus Inconel gegossen.

(https://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up066893.jpg)

Außerdem hat Elon Musk noch ein Video vom Guß auf Twitter (https://twitter.com/i/status/1096722006450462721) gepostet.
Quelle: Elon Musk@elonmusk auf Twitter

Gruß

Mario
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McPhönix am 16. Februar 2019, 13:25:52
Sieht für mich aus wie kontrollierte Abkühlung/Nachtemperierung des Gußteiles mittels Induktionsheizung.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Youronas am 23. Februar 2019, 16:48:29
Entweder ich bin blind oder der Tweet von Elon von dir zwei Tagen hat es weder auf reddit noch hier ins Forum geschafft.
Bei einem Test mit hohem Druck kam es (wie mutmaßlich erwartet) zum Versagen des Triebwerks mit der Seriennummer 1, dieses ist jetzt wohl nur noch zum Ausschlachten zu gebrauchen. Raptor #2 ist aber demnächst fertig und es sich schon Verbesserungen in dieses eingeflossen.

In NSF L2 gibt es noch einige interessante, weitere Details.

Zitat
The max chamber pressure run damaged Raptor SN 1 (as expected). A lot of the parts are fine for reuse, but next tests will be with SN 2, which is almost done.

Zitat
Q: Are there component differences between SN1 and SN2 that would prevent damage?
A Elon: SN2 has changes that should help
Quelle: https://twitter.com/elonmusk/status/1098653939141009408 (https://twitter.com/elonmusk/status/1098653939141009408)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Duncan Idaho am 23. Februar 2019, 17:04:25
Auf die Frage von Reagan Beck@bluemoondance74 vom 21. Feb.

Zitat
Have the most recent tests in McGregor been Merlins or Raptors? The last 4+ have seemed very similar... w/ one exception last wk (Fri. night)
https://twitter.com/bluemoondance74/status/1098652830070657027 (https://twitter.com/bluemoondance74/status/1098652830070657027)

Freitag Nacht war da was anders.  ;)

Testen bis es knallt.
Finde ich  8).

@Youronas, Danke für die Info, ich hatte den Thread nicht mehr verfolgt.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 23. Februar 2019, 18:51:30
Im Uebrigen gefällt mir die Diskussion zum Anti-Materieantrieb.  :)

Zitat
Exactly. Super money move is anti-matter drive, especially if you solve capturing antiprotons in deep space.

Offensichtlich arbeitet man noch nicht konkret daran.  ;D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Kelvin am 23. Februar 2019, 19:15:14
Testen bis es knallt.
Finde ich  8).

Ist aus meiner Sicht eine sinnvolle, preisgünstige Strategie, um schnell Schwachpunkte zu finden. Also wenn man sicher sein kann, daß es nicht den ganzen Prüfstand und umliegende Immobilien mitnimmt. ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 11. März 2019, 16:18:32
Freier Blick auf den gerade in Boca Chica angekommenen Raptor. Ein Bild von bocachicagal, also keine Kopie hier. Beeindruckend.

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47120.msg1920974#msg1920974 (https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47120.msg1920974#msg1920974)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Steppenwolf am 11. März 2019, 16:31:01
Freier Blick auf den gerade in Boca Chica angekommenen Raptor. Ein Bild von bocachicagal, also keine Kopie hier. Beeindruckend.

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47120.msg1920974#msg1920974 (https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47120.msg1920974#msg1920974)

Ich denke vieles ist Flight Test Instrumentierung. Trotzdem kann man langsam Elons Bedenken hinsichtlich Kosteneffizienz des Raptor nachvollziehen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. März 2019, 17:44:40
Raptor macht nur Sinn im Zusammenhang mit Wiederverwendung.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MillenniumPilot am 12. März 2019, 06:21:00
Freier Blick auf den gerade in Boca Chica angekommenen Raptor. Ein Bild von bocachicagal, also keine Kopie hier. Beeindruckend.

https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47120.msg1920974#msg1920974 (https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=47120.msg1920974#msg1920974)

Ich denke vieles ist Flight Test Instrumentierung. Trotzdem kann man langsam Elons Bedenken hinsichtlich Kosteneffizienz des Raptor nachvollziehen.

Sieht aber ziemlich integriert aus. Aber auch teuer, dem stimme ich zu. Ich gehe aber davon aus, dass im Laufe der Zeit noch einiges vereinfacht wird. Eventuell Austauschbloecke für besonders anfällige Komponenten.

PS: Der Maschendrahtzaun macht mich wuschig. Der stoert.  :D
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MpunktApunkt am 12. März 2019, 07:35:36
PS: Der Maschendrahtzaun macht mich wuschig. Der stoert.  :D

Solang nicht noch ein Knallerbsenstrauch ins Bild huscht. ;D ;)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 12. März 2019, 09:33:16
Elon Musk hat ein Tweet über Triebwerksfertigung

https://twitter.com/elonmusk/status/1100494266533433344 (https://twitter.com/elonmusk/status/1100494266533433344)

Zitat
Rest of SpaceX propulsion still very active, so only ~50 full-time equivalent people right now. That will grow a lot as we enter production. It’s 10X harder (at least) to design engine production system than engine. In automotive, 100X harder.

Fertigung von Triebwerken ist 10mal schwerer als Triebwerke entwickeln. Bei Autos 100mal.

Er meint sicher kosteneffiziente Serienfertigung, nicht Triebwerke handschnitzen.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 12. März 2019, 10:14:03
Es ist vermutlich so das er mit Automotiv eher vollautomatisierte Produktion meint, wobei dies erstmal ja noch kein Thema sein wird.
Das was jetzt an Raptoren produziert wird, wird irgendwo zwischen Prototypen und Vorserie liegen, zu dem Zeitpunkt organisiert man zwar schon den eher händischen Produktionsfluss,
Ist aber noch weit davon entfernt ein optimales Triebwerk dabei zu bekommen, noch sind die Abläufe reibungsfrei durchorganisiert.
Wenn dieses Jahr da schon mehr als zehn Stück gebaut werden so wäre ich schon überrascht.
Auf der technischen Seite ist das Triebwerk zwar offensichtlich schon lauffähig, hat aber sicher noch kleinere Schwächen die man immer besser in den Griff bekommen wird, Mansche Änderung am Triebwerk hat dann eher mit der Produktion zu tun und nichts mit dem Betrieb.
Richtig spannend werden solche Änderungen sein die z.B. Einzelverrohrungen mit vormontieten Blöcken ersetzt.
Einiges entfällt vielleicht auch oder wird durch besseres Ersetzt.
Wir können gespannt sein wie das Raptor in den nächsten Jahren sein Aussehen verändern wird.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: -eumel- am 22. März 2019, 01:01:00
Scott Manley erklärt das Raptor Triebwerk:

https://www.youtube.com/watch?v=pnJInGDH3Dc (https://www.youtube.com/watch?v=pnJInGDH3Dc)
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McPhönix am 23. Mai 2019, 11:16:30
Nun sollen also doch wieder vielleicht Vac.Raptors zum Einsatz kommen.
So nebenbei wird eine betr. Strukturänderung erwogen.
Es ist freilich klar, daß ein vakuumangepaßtes Triebwerk seine Vorteile hat. In Oberstufen sowieso.
Aber -
kann der Gewinn an Performance in der Praxis und speziell beim BFR betrachtet so groß sein,
daß ein Mix (!) von Triebwerken vorteilhaft erscheint? Ich denke da an die Änderungen der Struktur, die ja sicher einen eigentlich unvorteilhaften Aufbau mit sich bringt. Abgesehen von sicher ungüstigerem Betriebsmodus bei Triebwerksausfall.
Wie groß ist also der Vorteil gegenüber einheitlichen Triebwerken und dann eben eins mehr?
Bei erheblich einfacherem Aufbau und Betriebsweise? Von Kosten mal abgesehen.

Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Therodon am 23. Mai 2019, 12:33:03
Nicht zu viel reinlesen.

Er sprach davon das die Hopper (sowohl 1 als auch 2) mit 3 starten, vielleicht mit 6 und in dem Zusammenhang von der Kombination.
Das heißt man hätte die 3 Vac rein zusätzlich. Was dann auch das gleiche Ausfallrisiko bewirken würde.

Wie das im fertigen aussieht muss man sehen, das würde ich aber aus diesem Tweets nicht schlussfolgern.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 23. Mai 2019, 13:35:19
Ein Mix aus vac und sea level Triebwerken war immer geplant. Das wurde nur temporär aufgegeben, um früher fliegen zu können. Damit war aber eine Reduktion der Nutzlast von 150t auf 100t verbunden. Klar, daß sie das schnellstmöglich korrigiern wollen. 100t sind zwar reichlich für Satellitenstarts LEO und GTO. Aber nicht, wenn man Starship im Orbit mit Tankern wieder volltanken will. Da tut die Reduktion richtig weh und bedeutet, daß mehr Tankflüge nötig sind. Die sea level Triebwerke brauchen sie für die Landung auf der Erde. 3 werden gebraucht wegen Ausfallsicherheit. Die Vakuum-Triebwerke werden gebraucht, weil sie im Vakuum viel effizienter sind. Die Kombination ist ein Grund, warum Starship so groß sein muß.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: McPhönix am 23. Mai 2019, 13:53:16
Verstehe ich das richtig - der Wechsel von drei sea zu drei vac bringt 50 t mehr ?
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: Klakow am 23. Mai 2019, 15:34:42
Ja so ist das.
Nehmen wir an die BFR hat ihren Brennschluß bei 3km/s so muss die Oberstufe ins LEO noch mindestens 4,5km/s liefern.
Faktisch ist es aber so, dass 3xRaptor VAC im Vakuum nahen Raum erheblich über 600t Schub liefern, vermutlich wegen dem höheren ISP über 660t. Sobald man mal über 120km hoch und sagen wir mal 4km/s schnell ist, brauch man den Schub aller Triebwerke nicht, den der Schub von 3xVAC reicht aus um ohne große Gravitationsverluste den LEO zu erreichen.
Je mehr dV man für die Zielbahn braucht, je wichtiger ist ein hoher ISP.
Titel: Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
Beitrag von: MarsMCT am 23. Mai 2019, 22:09:58
Neuester Tweet von Elon Musk.

Wenn alles gut geht, soll in 4 Monaten der Vakuum-Raptor auf dem Teststand sein.