Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 41
Офигеть на самом деле. Взяли и зафигачили принципиально иной способ подачи топлива. Да, пока ракета маленькая, но уже в космосе.
А вот интересно, ионисторами можно было запитать мотор насоса, там то работать три минуты, к примеру такими «Сборки суперконденсаторов Hy-Cap EDLC семейства VEM представляют собой сборные стандартные модули с выходными напряжениями 16/48 В, высокой емкостью и высоким выходным током до 2000 А.»
Можно, но смысл-то в чём? Ионистор значительно хуже литий-ионной батареи по всем параметрам, кроме скорости заряда и устойчивости к циклам заряд-разряд. Т.е. тем параметрам, которые никак не важны в таком сугубо одноразовом девайсе как эта ракета.
в среднем ионисторы в семь раз тяжелее литиевых аккумуляторов равной ёмкости. Продолжать?
По словам главы компании, Питера Бека, темпы производства ракет уже приближаются к требуемым, осталось научиться их запускать.
До чего сильно сказано…
главное- самоирония у товарища на уровне)))
а вообще красавцы! тем более с новым устройством подачи топлива.
Есть соображения почему это не делают на больших ракетах?
а вообще красавцы! тем более с новым устройством подачи топлива.
Есть соображения почему это не делают на больших ракетах?
Полагаю столь мощных бесколлекторных двигателей и аккумуляторов раньше не было. Ну и потому что чем больше мощность ракеты тем больше топлива надо прокачать.
Я конечно понимаю что РД-170 это крайний вариант, средние движки имеют меньшую мощность турбонасоса, но блин 180 мегаватт это очень и очень много. Я не думаю что сейчас возможно такое получить электромоторчиками которые встанут в ракету. Даже если делать на сверхпроводниках.
четырёхкамерный РД-170 потребляет примерно 2,5 тонны топлива в секунду, для чего был разработан турбонасос мощностью 180 тысяч киловатт, в два с лишним раза превосходящий, например, мощность реактора атомного ледокола «Арктика»
Я конечно понимаю что РД-170 это крайний вариант, средние движки имеют меньшую мощность турбонасоса, но блин 180 мегаватт это очень и очень много. Я не думаю что сейчас возможно такое получить электромоторчиками которые встанут в ракету. Даже если делать на сверхпроводниках.
Я думаю, из-за плохой масштабируемости.
У «Электрона» стоимость килограмма на орбиту примерно в десять раз выше, чем у «Фалькона» (что компенсируется гибкостью для мелких заказчиков), они могут себе позволить лишний вес батарей ради простоты изготовления и настройки двигателей.
У «Электрона» стоимость килограмма на орбиту примерно в десять раз выше, чем у «Фалькона» (что компенсируется гибкостью для мелких заказчиков), они могут себе позволить лишний вес батарей ради простоты изготовления и настройки двигателей.
Есть соображения почему это не делают на больших ракетах?
Удельная энергоемкость ракетного топлива на порядки превышает удельную энергоемкость лучших батарей. И там, где для прокачки топлива в двигатель надо потратить не 15 кВт*ч энергии, а 15 мВт*ч, вам понадобилась бы батарея массой 140 тонн (не считая электронасоса непонятно какой конструкции). Или всего несколько тонн ракетного топлива. Тут выбор очевиден.
Для 15 мВт хватит аккумулятора весов 10 грамм, а вот для 15 МВт — таки да, много-много аккумуляторов :)
Ну так уж на порядки. Только один набирается — хороший современный литий без лишней обвязки это примерно 250 Вт*ч/кг или 250*3600 = 900000 Дж/кг = 0.9 МДж/кг запасаемой электрической энергии.
А ракетное топливо, скажем самая ходовая пара керосин+кислород это около 10 МДж/кг.
Да, да в 10 с хвостиком раз выше(на 1 порядок, а не несколько), но тут нужно учесть, что энергия от аккумулятора у нас электрическая, а не тепловая как от горящего керосина, а у электродвигателя КПД минимум в 2 раза выше чем у тепловой турбины и разница сокращается до ~5 кратной или меньше.
И то что электродвигатель легче и компактнее (не говоря уже о том что проще — турбонасосы один из самых сложных и ненадежных элементов классических ракет) турбины и разница сокращается еще больше.
Ну и никаких 15 кВт vs 15 МВт*ч, т.е. 3 порядков (~1000 раз) разницы тоже и в помине нет. Например у легкого «электрона» против тяжелого Фалькон-9 разница в количестве топлива которое нужно прокачать в двигатели только где-то в 40-50 раз (9-11 тонн против 400-500 тонн), а не в 1000 раз.
Так что если данные про массу аккумуляторов в 140 кг (из которых получились 140 тонн — я не видел данных о массе используемых сейчас в Электроне аккумуляторов) верны, то ракете уровня Фалькон-9 понадобилось бы аккумуляторы массой около 6-7 тонн.
А ракетное топливо, скажем самая ходовая пара керосин+кислород это около 10 МДж/кг.
Да, да в 10 с хвостиком раз выше(на 1 порядок, а не несколько), но тут нужно учесть, что энергия от аккумулятора у нас электрическая, а не тепловая как от горящего керосина, а у электродвигателя КПД минимум в 2 раза выше чем у тепловой турбины и разница сокращается до ~5 кратной или меньше.
И то что электродвигатель легче и компактнее (не говоря уже о том что проще — турбонасосы один из самых сложных и ненадежных элементов классических ракет) турбины и разница сокращается еще больше.
Ну и никаких 15 кВт vs 15 МВт*ч, т.е. 3 порядков (~1000 раз) разницы тоже и в помине нет. Например у легкого «электрона» против тяжелого Фалькон-9 разница в количестве топлива которое нужно прокачать в двигатели только где-то в 40-50 раз (9-11 тонн против 400-500 тонн), а не в 1000 раз.
Так что если данные про массу аккумуляторов в 140 кг (из которых получились 140 тонн — я не видел данных о массе используемых сейчас в Электроне аккумуляторов) верны, то ракете уровня Фалькон-9 понадобилось бы аккумуляторы массой около 6-7 тонн.
Ну и никаких 15 кВт vs 15 МВт*ч, т.е. 3 порядков
Не совсем так. Понятное дело, что я прикинул «на пальцах» маргинальный случай, но упомянутый выше РД-170 работает 2.5 минут. Турбонасос имеет мощность 180 МВт, соответственно, он расходует 7.5 МВтч энергии. Пусть не 15, но математика сопоставима.
Что касается Фалькона, то даже если допустим, что система масштабируема, хотя это не так, то 140 кг батареи Электрона превращаются в совершенно неудобоваримые 6 тонн.
Так что если данные про массу аккумуляторов в 140 кг
Я, кстати, тоже не нашел, откуда взялась эта цифра. Но по идее, должно быть даже больше. Есть данные, что мощность электропитания первой ступени 1 МВт, а первая ступень работает 155 с, это даёт нам требуемую ёмкость примерно 40 кВт*ч. Даже если брать идеальный случай 250 Вт/кг, то это будет 160 кг. А теперь учтём, что 250 Вт/кг — это, по сути, масса «нетто» для аккумулятора. Батарея в сборе имеет значительно больший оверхед по массе за счет большого количества конструктивных элементов. Для сравнения, литий-ионная батарейка Nissan Leaf на 24 кВт*ч весит около 200 кг.
Так что можно даже точнее сравнить с Фальконом, ведь мощность турбонасосов как раз известна — у Электрона 1 МВт, у Фалькона около 70 МВт. 15-20 тонн весила бы подобная батарейка на первой ступени Фалькона. И это не считая девяти огромных электродвигателей мощностью 7.5 МВт каждый
Не сопоставима.
Получилось не 15 кВт*ч против 15 МВт*ч, а 40-45 кВт*ч против 7.5 МВт*ч., т.е. не в 1000 раз, а ~ в 180. Это против самого мощного из существующих жидкостных двигателей. Еще и с дикими давлениями в камере сгорания и магистрали нагнетания топлива (от которого так же напрямую зависит необходимая мощность насосов помимо объема подаваемого топлива), которые при этом не дали особой эффективности — погоня за мощностью любой ценой. Абсолютная мощность конечно получилась рекордной, а вот удельная (мощность/кг) посредственной.
«чистая» емкость у литиевых аккумуляторов, если ее считать так же как для топлива (без учета хотя бы баков и преднагнетателей, обычно маленький бачок с гелием) это уже где-то 300 Вт*ч/кг. 250 это с небольшим оверхедом — упаковкой отдельных элементов в прочные корпуса и соединение набора элементов в батарею силовой проводкой.
Намного более значительный оверхед возникает от необходимости обеспечения много-многозаровой работы батарей. Да то он не такой большой. У Лифа просто батарея неудачная как по используемым элементам так и по конструкции.
Там получили только 120 Вт*ч/кг для батареи в сборе.
Для сравнения в Тесле 90 кВт*ч батарея имеет массу 520-540 кг или 170 Вт*ч / кг
Это уже включая кучу дополнительных элементов — навороченную BMS с силовыми защитами от КЗ, перегрузок, перезаряда, переразряда, балансировщиком (а значит дополнительными проводками к каждой ячейке), кучами датчиков температур, тубками жидкосткого охлаждения, залитой в них жидкостью хладагента, насосом для прокачки и еще в добавок титановой пластиной во всю площадь днища для защиты от механического пробития в авариях. И набрана она из совсем мелких «пальчиковых» элементов тысячи металлических корпусов которых сами по себе значительный оверхед по массе дают.
Ничего из этого по большому счету не нужно в ракете, где все собирается и проверяется инженерами и потом используется один раз в течении короткого времени предсказуемых условиях, а не экслуатируется годами неквалифицированными клиентами неизвестно как и неизвестно где, что приходится обкладываться слоями защиты «от дурака» и «на всякий случай».
Для ракеты все что нужно для обслуживания батареи можно оставить на земле, а не тащить с собой.
Какие же они огромные? Электродвигатели меньше, легче и проще чем газогенератор+турбина аналогичной мощности. Это основная причина почему их вообще задумали использовать и терпят лишнюю массу аккумуляторов. Вот движок электрона 1й ступени — в красном корпусе электродвигателя и насоса, а на 2й ступени (2е фото) он вообще на фоне двигателя теряется:
Ну а монструозные ТНА в многослойной паутине разных трубопроводов, трубочек и клапанов необходимых для их работы наверно все видели.
Откуда информация у фалькона двигатели(турбины) насосов по 7.5 МВт? Что-то много. Вроде столько слишком много, чтобы по ~280 кг/с топлива (410 000 кг / 162 секунды / 9 двигателей) прокачивать не нужно. Да и в ранних версиях Мерлинов турбины всего по ~2 МВт были. Их конечно несколько «прокачали», когда сам двигатель разгоняли, но не в 4 раза же.
Для сравнения в электроне движки качающие топливо с скоростью ~7 кг/с имеют мощность всего в 2х37 кВт, причем 2й работает далеко не на полной мощности (у них по отдельному движку на керосин и кислород).
Получилось не 15 кВт*ч против 15 МВт*ч, а 40-45 кВт*ч против 7.5 МВт*ч., т.е. не в 1000 раз, а ~ в 180. Это против самого мощного из существующих жидкостных двигателей. Еще и с дикими давлениями в камере сгорания и магистрали нагнетания топлива (от которого так же напрямую зависит необходимая мощность насосов помимо объема подаваемого топлива), которые при этом не дали особой эффективности — погоня за мощностью любой ценой. Абсолютная мощность конечно получилась рекордной, а вот удельная (мощность/кг) посредственной.
«чистая» емкость у литиевых аккумуляторов, если ее считать так же как для топлива (без учета хотя бы баков и преднагнетателей, обычно маленький бачок с гелием) это уже где-то 300 Вт*ч/кг. 250 это с небольшим оверхедом — упаковкой отдельных элементов в прочные корпуса и соединение набора элементов в батарею силовой проводкой.
Намного более значительный оверхед возникает от необходимости обеспечения много-многозаровой работы батарей. Да то он не такой большой. У Лифа просто батарея неудачная как по используемым элементам так и по конструкции.
Там получили только 120 Вт*ч/кг для батареи в сборе.
Для сравнения в Тесле 90 кВт*ч батарея имеет массу 520-540 кг или 170 Вт*ч / кг
Это уже включая кучу дополнительных элементов — навороченную BMS с силовыми защитами от КЗ, перегрузок, перезаряда, переразряда, балансировщиком (а значит дополнительными проводками к каждой ячейке), кучами датчиков температур, тубками жидкосткого охлаждения, залитой в них жидкостью хладагента, насосом для прокачки и еще в добавок титановой пластиной во всю площадь днища для защиты от механического пробития в авариях. И набрана она из совсем мелких «пальчиковых» элементов тысячи металлических корпусов которых сами по себе значительный оверхед по массе дают.
Ничего из этого по большому счету не нужно в ракете, где все собирается и проверяется инженерами и потом используется один раз в течении короткого времени предсказуемых условиях, а не экслуатируется годами неквалифицированными клиентами неизвестно как и неизвестно где, что приходится обкладываться слоями защиты «от дурака» и «на всякий случай».
Для ракеты все что нужно для обслуживания батареи можно оставить на земле, а не тащить с собой.
Какие же они огромные? Электродвигатели меньше, легче и проще чем газогенератор+турбина аналогичной мощности. Это основная причина почему их вообще задумали использовать и терпят лишнюю массу аккумуляторов. Вот движок электрона 1й ступени — в красном корпусе электродвигателя и насоса, а на 2й ступени (2е фото) он вообще на фоне двигателя теряется:
Заголовок спойлера
Ну а монструозные ТНА в многослойной паутине разных трубопроводов, трубочек и клапанов необходимых для их работы наверно все видели.
Откуда информация у фалькона двигатели(турбины) насосов по 7.5 МВт? Что-то много. Вроде столько слишком много, чтобы по ~280 кг/с топлива (410 000 кг / 162 секунды / 9 двигателей) прокачивать не нужно. Да и в ранних версиях Мерлинов турбины всего по ~2 МВт были. Их конечно несколько «прокачали», когда сам двигатель разгоняли, но не в 4 раза же.
Для сравнения в электроне движки качающие топливо с скоростью ~7 кг/с имеют мощность всего в 2х37 кВт, причем 2й работает далеко не на полной мощности (у них по отдельному движку на керосин и кислород).
Что значит «не в самом удачном с т.з. погоды месте»? Стартовая площадка находится в 50 км от моего дома, погода у нас тут как правило отличная, ну разве что ветрено в межсезонье
Аккуратно спускаем батарейки на землю, заряжаем, и по новой. Ну чем не SpaceX?
А потом и вовсе на электромоторчике первую ступень сделать? www.youtube.com/watch?v=RMeEh5OUaDs
Одноступенчатая ракета с пропеллером, как у автора ролика, называется «вертолёт» :)
Вот прям совсем нет. Вертолёт содержит или соосные разнонаправленные винты или хвостовой винт который будет препятствовать вращению аппарата. Тут же компенсация происходить направлением потока рулями.
Немного позанудствую
Так что всё-таки вертолёт :)
Вертолёт — винтокрылый летательный аппарат, у которого подъёмная и движущая (пропульсивная) силы на всех этапах полёта создаются одним или несколькими несущими винтами с приводом от одного или нескольких двигателей.
Так что всё-таки вертолёт :)
Скорее, это будет больше похоже на пепелац :)
Потенциально интересно, но системы торможения в атмосфере (на восьмой минуте полета скорость уже почти орбитальная) и мягкой посадки вместе с защитой от морской воды сделает их тяжелее и дороже. Ну и надо будет отправлять корабль в другую часть света вылавливать. Так что далеко не факт, что окупится.
А зачем они тогда вообще именно аккумуляторы (многоразовые, перезаряжаемые элементы) используют?
Если бы не планировалось бы хотя бы в перспективе пытаться их спасать и повторно использовать, то эффективнее и дешевле (если предполагается использование только 1 раз и утилизация) было бы использовать какие-нибудь первичные, одноразовые электрохимические источники тока для питания электродвигателя.
Например те же литиевые, только первичные одноразовые элементы у которых удельные показатели по емкости на единицу массы где-то в 2 раза выше чем у литий-ионных аккумуляторов — за счет использования чистого металлического лития в аноде вместо соединений легкого лития с другими намного более тяжелыми металлами (такими как кобальт/никель/марганец), которые нужны только для стабильности и безопасности эксплуатации при многократной перезарядке — в запасании энергии они не участвуют, но «балластной» массы добавляют много.
Если бы не планировалось бы хотя бы в перспективе пытаться их спасать и повторно использовать, то эффективнее и дешевле (если предполагается использование только 1 раз и утилизация) было бы использовать какие-нибудь первичные, одноразовые электрохимические источники тока для питания электродвигателя.
Например те же литиевые, только первичные одноразовые элементы у которых удельные показатели по емкости на единицу массы где-то в 2 раза выше чем у литий-ионных аккумуляторов — за счет использования чистого металлического лития в аноде вместо соединений легкого лития с другими намного более тяжелыми металлами (такими как кобальт/никель/марганец), которые нужны только для стабильности и безопасности эксплуатации при многократной перезарядке — в запасании энергии они не участвуют, но «балластной» массы добавляют много.
а там точно многоразовые, а не одноразовые литий-сера-оксидные (например, как в джавелинах)?
Точно не знаю, но везде пишут что литий-полимерные или литий-ионные батареи в зависимости от источника. Подразумевая скорее всего одно и тоже (литий-ионные в мягком полимерном корпусе)
Эти из вашего примерно точно не подойдут — у них удельная мощность относительно маленькая, в ракете нужно выдавать энергию в течении всего нескольких минут, но на очень большой мощности.
Но вообще одноразовые литиевые на большой ток/мощность существуют и при этом весят меньше аккумуляторов. Не понятно почему их не использовали.
Либо есть мысли о многократном использовании в будущем и сразу выбрали аккумуляторы, чтобы потом не переделывать. Либо банально не заморачивались поисками и заказом спец. версий первичного лития на большие токи (обычно их оптимизируют и делают на небольшие мощности, но большой срок службы), а взяли то что свободно на открытом рынке продается в больших количествах — высокотоковые литиевые аккумуляторы.
Эти из вашего примерно точно не подойдут — у них удельная мощность относительно маленькая, в ракете нужно выдавать энергию в течении всего нескольких минут, но на очень большой мощности.
Но вообще одноразовые литиевые на большой ток/мощность существуют и при этом весят меньше аккумуляторов. Не понятно почему их не использовали.
Либо есть мысли о многократном использовании в будущем и сразу выбрали аккумуляторы, чтобы потом не переделывать. Либо банально не заморачивались поисками и заказом спец. версий первичного лития на большие токи (обычно их оптимизируют и делают на небольшие мощности, но большой срок службы), а взяли то что свободно на открытом рынке продается в больших количествах — высокотоковые литиевые аккумуляторы.
Почему то за вот таких маленьких, но самостоятельных ребят я радуюсь больше, чем за успехи крупных корпораций. И пусть у них маленькие ракеты-носители, но дорога в тысячу ли начинается с первого шага. Пройдёт время и эти активные малыши начнут теснить монстров. И что самое главное, что у них есть то, чего нет у наших рогозиных: огонь в глазах, когда речь идёт о космосе.
Есть сомнение по поводу верности перевода «It’s business time». Я хоть и не лингвист, но знаю что «business» — это «дело». Мне кажется, что вернее будет перевести как «пора за дело».
Это вообще отсылка к одноименной песне юмористической новозеландской группы «Flight of the Conchords». Где речь о, извините за выражение, плотской любви :)
business просто более широкое понятие и может подразумевать «дело» в широком смысле. Но с учетом того, что это — первый коммерческий пуск, то достаточно логично перевести именно так. Впрочем это на мой взгляд, я не профессиональный переводчик все же.
Судя по подстрочнику песни — вы правы.
Акцент на том, что это первый коммерческий пуск
Тот самый случай, когда серьёзные мужики с серьёзными рожами «вам тут не шуточки шутить» отстают от дающих вот такие вот названия (и не где-то в междусобойчике, а вполне официально).
Молодцы ребята из Electron. Недавно видел в интервью часть их компании «изнутри». Для небольшой компании — очень круто.
А можно отдельную полною статью о ракете Electron сделать?
— История разработки.
— Конструкция.
— Инновационные решения в проектировании.
— История разработки.
— Конструкция.
— Инновационные решения в проектировании.
Уже есть — habr.com/post/404025
Извиняюсь, но может кто-то подумать и написать статью об экономической части данного проекта?
Т.е. смущает вот это:
При этом масса полезной нагрузки со временем увеличивалась — число спутников к лету выросло с трех до пяти, а в итоге полетели семь. Но их общая масса находится в районе 40 кг, что заметно меньше планового значения 150 кг и максимальной грузоподъемности 225 кг.
То есть загрузить до нужной массы не получилось — нет заказов? И как же 6млн$ за запуск, получается по 1млн за спутник — мне кажется, что это не очень подъемные деньги.
Может расскажите о линейке заказов для такого стартапа? Есть вообще рынок для таких запусков, раз они по одному запуску в неделю обещают?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
«Пора заняться бизнесом» наконец полетела