Комментарии 114
А от чего фильтруется чистый водород?
жидкий метан?
А откуда там водород?
Кислород и метан там переохлажденные, с шугой. Видимо, не вся шуга в жидкое состояние перешла, а тут ещё эффекты охлаждения на клапанах из-за испарения...
Не водород, а кислород
было продолжающееся засорение фильтра, через который жидкий кислород подаётся в двигатели
Как я понимаю кислород при сверхнизких температурах и почти пустых баках может выпадать хлопьями которые и должен ловить фильтр.
Мне кажется, там бак не совсем чистый. Когда его составляющие кольца транспортируют, они открыты всем дождям. Это видно на видео с площадки SpaceX. Да и после сварки изнутри никто не протирает бак, наверняка.
Его промывают и не один раз, плюс тестовые прожиги. Фильтр там от льда, который образуется из за резкого расширения газа, в следствии высокого его расхода. От льда фильтруют чтобы он не попал в турбонасос, не поломал лопатки и чтобы не забил трубки теплообмена на сопле.
Рогозин: — Видите? Не у одного меня в баках стружка!
шесть двигателей, которые выключились на раннем этапе разгона, были отключены. В результате семь двигателей получили команду на запуск, а два успешно достигли зажигания основной ступени
Что я сейчас прочитал?
Hidden text
в Super Heavy откажутся от адаптера горячей ступени после обратного сгорания
the jettison of the Super Heavy’s hot-stage adapter following boostback
Не откажутся, а будут сбрасывать, не адаптер горячей ступени, а адаптер горячего разделения (разделение ступеней после включения двигателей следующей ступени). Для boostback [burn] я не знаю общепринятого перевода, но "обратное сгорание" (как птица Феникс, что ли) точно не подходит. Маневр разворота, может быть.
Хорошо бы редактор не допускал такие бессмысленные строки к публикации.
Маневр разворота, может быть.
Или маневр возврата. Когда ступень скорость сбрасывает после разделения и разворота или даже меняет горизонтальный вектор на обратный, в общем ложится на обратный курс. Но точно не режим обратного горения )
boostback
Торможение двигателями.
Хорошо бы редактор не допускал такие бессмысленные строки к публикации.
Это уже будет не Хабр. Вы что, хотите, чтобы он еще и читал результат после перевода? Не для этого мама цветочек родила.
после обратного сгорания
А мне это понравилось :)
Проблема в том, что жидкий метан не горит.
А даже если его предварительно газифицировать (испарить), то он то потухнет, то погаснет.
В США и СССР в 1970-ых ракеты делали далеко не идиоты. Про преимущества метана они знали, но после длительных испытаний сказали - да ну нафиг.
Сейчас снова все кинулись пилить ракеты на метане - от Маска и Безоса до "Амур-СПГ". Искренне желаю им всем удачи, но... жидкий метан не горит.
На Марсе ракету больше ничем не заправить, с нефтяными месторождениями там как-то не очень. Ну и, раз уж Starship взлетел, проблема решаема. В 70-х и первые ступени ракет никто не сажал.
Ну вообще на Марсе можно добывать водород.
Кроме того, с вершины горы Олимп, которая торчит из атмосферы, можно взлетать всякими разными нереактивными способами, типа катапульты или разгона по ж/д.
Водород - совсем другая криогеника и другие давления. Криогеника метана очень близка к кислородной, что значительно упрощает агрегаты и облегчает конструкцию, так как не требуется теплоизоляция между компонентами.
Вообще, водород всё равно придётся добывать, т.к. без него метана не сваришь.
Но конечно ракета на метане несколько упрощается. Да и в полёте его сохранить не факт что получится, т.к. надо или охлаждать или испарять. С метаном тоже самое, но требования к радиаторам куда ниже, а испарение легче минимизировать.
Водород - самый лёгкий газ, литр жидкого водорода весит около 70 грамм. Поэтому баки водородной ракеты должны быть монструозные. В отличие от метана, керосина, гидразина.
Читал, что шаттлы на нем летали, т.к. это самое идеальное топливо с учетом вес/удельный импульс.
Гладко было на бумаге, да забыли про овраги. Бак то весит большую часть ракеты, плюс на аэродинамику влияет. Потому ракета на метане, не смотря на его меньший УИ, легче и эффективней по совокупности факторов.
В СССР уперлись в отсутствие подходящих материалов для двигателя на метане.
С баками история интересная, масса бака, условно, зависит от площади его боковых стенок, то есть от квадрата линейных размеров. А вот объём бака это куб линейных размеров. То есть, при увеличении размеров бака отношение массы топлива к массе бака будет всё больше и больше, растёт его массовое совершенство.
Но большие баки крайне неудобны в логистике. По ЖД не повезёшь, водные артерии не везде есть. Для транспортировок баков что Шаттлов, что Энергии пришлось проектировать специальные самолёты. Единственное решение это построить завод рядом со стартом. Маск так и сделал, а вот вся остальная мировая космонавтика постоянно мучается с логистикой крупных деталей ракет.
это самое идеальное топливо с учетом вес/удельный импульс
Да, но если посчитать с учётом объёма, он становится гораздо менее идеальным. Приходится делать баки высокого давления и криогенные системы. В результате керосин во многих случаях оказывается выгоднее. Например в Saturn V первая ступень - на керосине, а вторая и третья - на водороде.
Мы не знаем есть ли нефть на Марсе. Если верна абиогенная теория происхождения нефти, то на Марсе могут быть нефтяные месторождения.
На Земле кое-где нефть сама на поверхность вытекает. Застывая, превращается в битум и асфальт. Если на Марсе нефть есть, то там должны происходить аналогичные процессы. В таком случае такие места должны быть видны на спутниковых снимках, особенно в определенных спектрах. Но про случаи обнаружения таких мест я не слышал.
Так двигатели же отладили, рапторы нормально работают. Благо что лишнего тепла в ракетном двигателе в избытке (сопло охлаждать же надо). Тут проблема от того что Старшип представляет из себя слегка переделанную водонапорную башню с движками. Производить ракеты настолько низкотехнологичным методом опасно.
Так двигатели же отладили, рапторы нормально работают.
Буквально 3 дня назад Раптор на стендовых испытаниях и сам взорвался и вызвал вторичную детонацию стенда:
Итак, при маневре "бустбэк" включились 13 рапторов и 6 из них выключились раньше времени вероятно из-за загрязнений магистралей. Далее уже при маневре торможения, ни один из отказавших раньше времени 6 двигателей не включился, тогда ступень попыталась включить 7 оставшихся и из них включились только 2.
Все же проблема с повторными включениями есть, многовато отказов.
В США и СССР в 1970-ых ракеты делали далеко не идиоты.
В США и СССР в 1970-ых если бы кто-то сказал, что 64-битный процессор с тактовой частотой 3 ГГц будет по размером меньше пачки сигарет, его сдали бы в дурку, по обе стороны океана.
Технологии не стоят на месте. В Н-1 не шмогла потому что не было возможности синхронизировать 30 движков. А Starship — шмогла.
Н-1 рвали колебания топлива в баке ракеты, разве нет?
Там много чего было. В том числе и те колебания, вызванные несогласованностью работы двигателей.
Нет, резонансы (стоячие волны) как в опорной плите, так и по трубопроводам.
В "Сатурне-5" в баках плескалось и топливо и окислитель. И для борьбы с этим явлением специально в баки монтировали демпферные "сетки"
В США и СССР в 1970-ых если бы кто-то сказал, что 64-битный процессор с тактовой частотой 3 ГГц будет по размером меньше пачки сигарет, его сдали бы в дурку, по обе стороны океана.
Нет за это бы не сдали - мечтать не запрещалось. А вот если при этом утверждать, что мощности компьютера с таким процессором будет едва хватать на просмотр видео с котиками, то таки да
А Starship — шмогла
Пока, увы, нет. И имеет все шансы обогнать Н-1 по количеству неудачных первых пусков (нет, отрыв от стартового стола это не удачный пуск)
Не важно сколько раз падал важнее сколько раз встал...
У Старшипа уже во втором запуске успешно отработала первая ступень, в отличие от Н-1 (четыре неудачи на этапе работы первой ступени). А в третьем запуске вторая ступень вышла на суборбитальную траекторию и рванула уже на входе в атмосферу.
Выход на орбиту с третьей попытки это уже успех. Да, фактически была суборбита, но орбиты и не былои нет в планах. Т.е. Starship уже опережает Н-1. А впереди ещё четвёртый запуск, где проблему с обмерзанием фильтров вероятно решат и будут пробовать садится(т.е. обнулять скорость на небольшой высоте над океаном). И посадка, операция куда более сложная для такой тяжёлой ракеты/корабля, чем уже банальный выход на орбиту.
Это не СССР, когда спутники запускали пачками, авось какой нибудь долетит.
А разделение ступеней и выход за линию Кармана?
Жидкий нет, а газообразный -да. Двигатели там с полной газификацией, что делает возможным применение полно поточных турбоагрегатов. Это очень выгодно.
То, что у нас такое не потянули очень жаль.
У нас потянули и давным- давно. Первый двигатель замкнутой схемы с полной газификацией обоих компонентов был сделан в СССР Глушко в начале 60-х годов прошлого века. Это РД-270. Его планировали использовать в УР-700 - альтернативном лунном проекте Челомея, который в дело не пошёл. Была изготовлена небольшая партия двигателей и её прожгли на стенде. У двигателя был один минус: он работал на "вонючке" ( горючее : несимметричный демитил гидразин, окислитель: азотный тетраксид) , тяга у земли 640 ТС.
У нас потянули и давным- давно.
Осознали и пробовали - да, давно. Но РД-270 не мог эксплуатироваться. Насколько я помню, там не получалось развести резонансы турбоагрегатов.
Класс. "Раптор" на данный момент времени является вершиной развития ЖРД. И эта вершина называется так: " ЖРД замкнутой схемы с полной газификацией обоих компонентов" . В этой схеме и метан и кислород в камеру сгорания попадают уже в газообразном виде. Ну и у Вас довольно странная позиция. Вам не приходило в голову, что те, кто создают двигатели на метане отнюдь не идиоты?
Жидкий бензин тоже, внезапно, не горит. Что не мешает сотням миллионов разнообразных бензиновых автомобилей успешно преодолевать это затруднение ежедневно.
Я может что пропустил, но помню в детстве бензин очень даже горел, в какой-нибудь емкости за гаражами )))
Горят пары бензина, а не сама жидкая фаза.
Горят пары бензина, т.е. газообразная фаза.
бензин очень даже горел
в 30-градусный мороз в бензине спичка тухнет (опасно, не повторять!)
Жидкая солярка тоже, знаете ли, не горит. Но это не мешает дизельным двигателям работать.
И метановые двигатели тоже вполне себе работают. И у Маска, и у китайцев.
Потому что солярка в двигателе не горит, а взрывается.
Когда топливо взрывается, это называется детонация и с ней борются. При нормальной работе топливо-воздушная смесь именно горит.
Я бы уточнил, что в классическом дизеле с прямым впрыском солярка горит "факелом" в атмосфере сжатого и нагретого воздуха. Как такового смесеобразования нет - происходит распыление жидкого топлива на мельчайшие капли, и эти капли горят. Воздух для процесса сгорания в цилиндр подается с избытком.
А вот в бензиновом - там именно топливо-воздушная смесь с выдержанными пропорциями, есть понятия "обедненная смесь" и "обогащенная смесь", сгорание происходит в объеме, собственно, поэтому и возможна детонация.
Вы бы хоть потрудились на ту же вики заглянуть. Жидкий метан/водород, никто не использует, без обязательной газификации, иначе бы ракета вообще не взлетела. А на газифицированном всё прекрасно работает. Увы такова физика.
на газифицированном всё прекрасно работает. Увы такова физика
увы, пока не работает. В смысле не всегда работает.
И не только у Маска. У всех участников забега.
Ещё раз, я искренне желаю им всем удачи, но пока маемо то що маемо.
Что не работает то? То что фильтры забило льдом, так это не только с метаном случается, а с любым сжиженным газом. А двигатели на метане успешно работают и летают. Проблемы есть потому что в этой сфере Маск фактически первопроходец. Это не гептилом с азотной кислотой казахстанскую степь поливать.
двигатели на метане успешно работают и летают
например? Какие именно двигатели на метане летают?
Я вижу у вас проблемы с восприятием информации. На Starship не было проблем с двигателями(кроме единичных). Были проблемы с фильтрами, жёсткостью корабля/ступени, колебаниями массы топлива. А сами двигатели работают.
На Земле на стенде, они отрабатывают нужное полётное время. Проблема в сыром корабле и сложности задач перед ним.
Повторю ещё раз, если одного раза не хватило.
Назовите любую одну летающую с полезной нагрузкой ракету с метановыми двигателями. Не проходящую лётные испытания, не "выход из атмосферы это уже успех", а вот чтобы регулярно возила на орбиту людей или спутники. Вот Фалкон летает, "Союз" летает, а на метане - что?
Во первых, вам уже назвали, во вторых, суть то не в ракете, суть в двигателе. А он на метане вполне себе работает. То что они на орбиту единично летают, не потому что метан это плохо, а потому что с времени начала разработки прошло очень мало времени по космическим меркам. И явление это очевидно временное.
Не дураки в руководстве мегакорпораций сидят и деньги они считать умеют. Метан имеет преимущества перед гептилом/керосином/водородом. Даже на Земле. Ладно бы тему двигал один человек на голом энтузиазме и упоротости, так сразу несколько крупных стран дружно за метан ухватились. Смысл спорить с реальностью?
Мой изначальный комментарий был не про споры с реальностью, а про то, что метан это сложно. Адепты святого Илония почему-то решили, что перейти на метан это примерно как перевести автомобиль с бензина на газ.
Нет, нет, и ещё раз нет. Это привередливое и коварное топливо, которое попьёт крови.
При этом, для одноразовых ракет каких-то существенных преимуществ у метана перед современными керосинами нет.
Поэтому метаном никто особо и не занимался, помня о результатах 70ых. Пока а) Маск не продемонстрировал реально работающую многоразовость и б) все крупные страны резко захотели свой старлинк и/или 5G NTN, где эта многоразовость как раз экономически окупается.
И без Маска бы занялись (в России еще в 1994 начали работать когда Маск в Африке жил)
Просто раньше это было сложновато - сейчас посильно
Нет, нет, и ещё раз нет. Это привередливое и коварное топливо, которое попьёт крови.
А кто сказал что будет легко... но не нужно утверждать что "виноград зелен" - коль не можете достать
Самую сложную проблему метана, а именно окислительное пламя в турбонасосе, решили в SpaceX, остальное его особо и не касается.
Не занимались, потому что это требовало высоких затрат, при непонятном результате. А как у Маска получился результат, так все дружно начали подтягиваться.
И с одноразовыми запусками тоже всё так же. Пока многоразовых ракет не было, все дружно говорили что это дорого и вообще невозможно, а как результат появился, да ещё и экономически целесообразный, опять же все дружно начали пытаться догнать.
Один достаточно смелый человек, дал значительного пинка развитию мировой космонавтики.
Один достаточно смелый человек, дал значительного пинка развитию мировой космонавтики.
Не только космонавтики. ?
Например электромобили были известны задолго до Маска (рекорд скорости 100км/ч был установлен в конце XIX на электромобиле "Всегда недовольная"), но более 100 лет оставались штучной экзотикой.
Однако пришел Маск, и на базе штучной Lotus Elise сделал серийный Tesla Roadster, а дальше пошло-поехало и другие автомобили электромобили Tesla Inc
Ну а потом и остальные спохватились:
— А что, так можно было? ©?
И в результате глобальные изменения всего автопрома. ?
₽$ А до этого Zip2 (и следом за ними и другие интеграции электронных географических карт с адресными справочниками), потом PayPal (а следом и остальные электронные платежи, по сути изменившие современную торговлю?).
Ну и "далее везде..."
Назовите любую одну летающую с полезной нагрузкой ракету с метановыми двигателями. Не проходящую лётные испытания, не "выход из атмосферы это уже успех", а вот чтобы регулярно возила на орбиту людей или спутники.
Помимо уже названной Zhuque-2 (РН среднего класса)
Vulcan Centaur (РН тяжёлого класса)
запуск с выводом автоматической межпланетной станции на Луную орбиту
/zanuda
У китайцев недавно метановая ракета ZQ-2 успешно слетала. Двигатели на ней TQ-12, что на первой, что на второй ступени.
Да, действительно, принимается. Один пуск на метане с полезной нагрузкой уже есть.
Легка РН с одним двигателем - наверное, с этого и надо начинать освоение нового топлива.
Легка РН с одним двигателем
Zhuque-2 - РН среднего класса с 4-мя метаново-кислородными двигателями на 1-й ступени
/zanuda
BE-4 Вулкана
Да вообще метан это не какая-то экзотика а просто особое жидкое топливо,
а то что не делали в 70х годах - так может тогда особых материалов и навыков не было, сейчас с этим полегче
Если я ничего не путаю, была проблема с турбонасосом. Обычно используют восстановительное пламя, а с метаном надо окислительное(из за сажи или ещё чего). А оно очень агрессивно к материалом, потому и не смогли. Сейчас материаловеденье подтянулось и получили материалы выдерживающие такой режим работы.
Ну будто бы всё-таки горит, надо только давление приложить
Так он и не в жидком виде там горит.
А по русский где прочитать?
Слышал следующую версию неполадок:
Для поддержания давления в баках используется выхлоп газогенератора, вместо какого-нибудь привычного гелия. Делается это якобы для упрощения обслуживания - не надо этот гелий отдельно заливать.
Но вот беда, выхлоп газогенератора содержит воду, которая в холодном окружении баков кристаллизуется - вроде как на месте, где газ подаётся в баки, намерзают сосули. И эти то сосули периодически отрываются и закупоривают топливные магистрали.
Слабо верится, что инженеры могли задумать, чтобы в баки вода попадала. Вероятность того, что это плохо кончится, стремится к единице
А откуда там вода? Если и подают, то газифицированное топливо или газифицированный окислитель в бак с топливом/окислителем соответственно, но не наоборот иначе бум.
Подавать рабочий выхлоп турбонасоса(СО2+Н2О), в баки не получится, его нужно сбрасывать иначе он работать не будет, т.к. давление на впуске должно быть меньше давления на выпуске.
А откуда там вода?
Из турбонасоса
Подавать рабочий выхлоп турбонасоса(СО2+Н2О), в баки не получится, его нужно сбрасывать иначе он работать не будет, т.к. давление на впуске должно быть меньше давления на выпуске.
Вы говорите о ТНА с открытым циклом, а у Raptor два ТНА с замкнутой схемой и полной газификацией компонентов топлива.
Один топливный ТНА - через него проходит все топливо и очень небольшое количество кислорода, достаточное для работы его турбины, а второй окислительный ТНА - через него проходит весь окислитель, и очень небольшое количество топлива, достаточное для работы турбины.
Соответственно на выходе топливного ТНА получается газифицированное топливо и небольшое количество продуктов горения в его турбине, а выходе окислительного ТНА - газифицированный кислород и небольшое количество продуктов горения в его турбине (в т.ч. и дигидромонооксд вода).
С выхода ТНА газифицированный метан и кислород под давлением в сотни бар (большем, чем в камере сгорания) поступают в камеру сгорания Raptor, а небольшая часть отбирается для наддува баков (топливного и кислородного соответственно).
Давления для наддува более, чем достаточно.
А вот небольшое количество воды от продуктов сгорания, присутствующих в газифицированном кислороде могут давать водяной лёд в баке, который по-видимому и забивает фильтры.
Ну так как-то...
У вас схема 2019 года(еле заметил надписи из за тёмной темы Хабра), а Маск в 21 году говорил, что пока не получается использовать газ из двигателя/турбонасосов и пока используется гелий для наддува. А малые трубки подают газ из верхней части баков в турбонасосы во время предварительной раскрутки.
А по вашей схеме турбонасосы получается предварительно раскручиваются жидкой фракцией кислорода/метана. Это возможно, но вероятность быстрой незапланированной разборки, очень велика. И если кислород просто подогревают, то в бак с метаном идёт СО2 и Н2О, которые быстро превращаются в снег и лёд.
У вас схема 2019 года
Схема ЕМНИП из https://en.wikipedia.org/wiki/SpaceX_Raptor, там до сих пор почти такая же картинка для Raptor 2 (в основном давления поменялись, но выходы из ТНА в "GCH4/GO2 tank pressurant" сохранились).
Можно там же и описание работы двигателя посмотреть (специально дал на английскую wiki, как более актуальную, но оттуда можно и на русскую перейти)
А по вашей схеме турбонасосы получается предварительно раскручиваются жидкой фракцией кислорода/метана
Там все хитрее. Посмотрите хотя бы wiki по ссылке.
₽$ На канале Alpha Centauri в YouTube недавно был ролик с подробным разбором работы Raptor, в т.ч. его пуска как на земле при старте, так и повторного при посадке (они существенно отличаются)
Проблема не в конструкции ракеты и не в двигателях, а в её тестировании, которое отсутствует. Все же помнят, как Маск очень долго бодался с NASA за меньший процент тестирования (и убодал в итоге), что сильно снизило цену. В NASA ведь не дураки, каждую шайбу на стенд отправляли не просто так, высокая стоимость на проверку очень объективна. В шаттлах они чётко знали ресурс каждого мельчайшего элемента, и всё-равно отказы были. А здесь (поднимаем архив новостей за 17 или 18 год, не помню точно): "работает целиком - значит работают и все детали, зачем стенды для всего?" Теперь падений будет больше, конструктивных изменений больше, стоимость, естественно, выше а репутация ниже. С уходом Маска (а может и раньше) программу свернут, ибо держать харизму будет уже не на чем. Вангую. А ещё ранее на всяких однодневках (на нормальном Хабре ещё не зарегистрировался) я ванговал за такие отказы через тройку или чуть больше лет, ловил плевки, как всегда. Ошибся немного, 5 - 6 лет прошло. Первый минус, спасибо, ню, кто ещё рискнёт стать Предсказамусом?
Вы вероятно не в курсе, но у Маска итерационный подход, а не классический. Это позволяет строить новые ракеты за годы, а не за десятилетия.
Вы вообще в курсе сколько различных датчиков инженеры spacex устанавливают для съёма различной телеметрии? Использование итерационного подхода как сказали уже выше позволяет быстрее и более продуктивнее разрабатывать конечный продукт. Десятилетия расчётов на "бумаге" крайне редко позволяют на выходе получить сразу готовый и на 100% работоспособный продукт, когда речь идёт о ракетах. А вот телеметрия получаемая при каждом пуске(не важно удачный был или нет) позволяет быстрее и эффективно вносить правки в конечное изделие, что по факту сократит сроки разработки и соответственно сэкономить деньги.
Титан тоже на бумаге считали и датчиками обвешали. Это тоже итерационный подход. Был.
Однако в 1960-е сотню.телекамер внутри бака с трансляцией происходящего в ЦУП установить было проблематично. Не то что сейчас.
«Анализ полётных данных показал, что наиболее вероятной причиной раннего отключения режима обратного горения было продолжающееся засорение фильтра, через который жидкий кислород подаётся в двигатели»
А что, уже после прошлого раза, когда выяснилось о засорении фильтров, никто у Маска не догадался их прогревать? Ну, чтобы кислород из твёрдого состояния переходил в жидкое? Там всего-то на 5-7 градусов надо температуру поднять -- и уже фильтрам катастрофически полегчает. Или, например, искусственно поднять давление в прифильтрационной зоне (тем же нагревом), чтобы переохлождённый кислород не вываливался в «снег»? Да там такой широкий спектр решения данной проблемы, что аж оторопь берёт. Вроде, законы физики одинаковы для всех, даже в Америке.
SpaceX подробно рассказала о неполадках со Starship при третьем запуске