Navigation

Raumcon-Seiten

Benutzer im Chat: 1

07. März 2021, 18:24:05
Raumcon
Willkommen Gast. Bitte einloggen oder registrieren. Haben Sie Ihre Aktivierungs E-Mail übersehen?

Einloggen mit Benutzername, Passwort und Sitzungslänge
Neuigkeiten: Unsere neue Tasse zu SpaceX - Beyond Frontiers im Raumcon-Shop
   Erweiterte Suche

Autor Thema: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk  (Gelesen 197663 mal)

Offline Schillrich

  • Moderator
  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 18957
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #150 am: 18. Mai 2014, 12:41:36 »
Spekulier doch mal nicht gleich los, mit Fantasiezahlen ... Ruhris Beitrag war eher sarkastische Natur und lässt schmunzeln.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

"We are following you ... but not on twitter." (Futurama)

Offline Major Tom

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 2356
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #151 am: 18. Mai 2014, 14:03:56 »
So ganz ernst gemeint war meiner auch nicht.  ;)
„Die Erde ist die Wiege der Menschheit, aber der Mensch kann nicht ewig in der Wiege bleiben. Das Sonnensystem wird unser Kindergarten.“ K. E. Ziolkowski

-

Stolzer Träger einer Raumconverwarnung wegen Schreibens unbequemer Wahrheiten.

Offline tobi

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 20317
  • EU-Optimist
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #152 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. ;)

Offline Klakow

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 6234
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #153 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???
Sind da etwa ein Teil der Beiträge ernst gemeint, Hilfe, ich will hier raus...

Offline Klakow

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 6234
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #154 am: 21. Mai 2014, 15:35:47 »
Ich hab hier: 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?

Führerschein

  • Gast
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #155 am: 21. Mai 2014, 16:52:52 »
Ich hab hier: 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.


Offline Klakow

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 6234
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #156 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.

Führerschein

  • Gast
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #157 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.

Offline Klakow

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 6234
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #158 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.

Offline tobi

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 20317
  • EU-Optimist
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #159 am: 21. Mai 2014, 22:45:58 »
Raptor ist SpaceXs eigenes Ding, da gibts keine Milliarde von der NASA.

Offline proton01

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 1842
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #160 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.

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.

Offline Uwe

  • Senior Member
  • ****
  • Beiträge: 304
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #161 am: 21. Mai 2014, 23:52:42 »
Hallo Proton01,
in Deinem Link muss hinten der letzte Punkt weg, damit er funzt

Offline Klakow

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 6234
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #162 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?

Führerschein

  • Gast
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #163 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.

Offline Klakow

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 6234
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #164 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.

Offline proton01

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 1842
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #165 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.

Offline proton01

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 1842
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #166 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)

Führerschein

  • Gast
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #167 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.

Offline proton01

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 1842
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #168 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.

McFire

  • Gast
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #169 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 ?

Führerschein

  • Gast
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #170 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.


Führerschein

  • Gast
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #171 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.

McFire

  • Gast
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #172 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.

Offline Klakow

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 6234
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #173 am: 23. Mai 2014, 20:08:02 »
Ich habe mir hier: 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.

Offline tobi

  • Gold Member
  • *****
  • Beiträge: 20317
  • EU-Optimist
Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #174 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.