Raptor - SpaceXs Methantriebwerk

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?

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.

CEA auch bekannt als "Gordon McBride".  Bonnie J. McBride war übrigens eine Frau, 2005 ist sie verstorben: http://www.grc.nasa.gov/WWW/CEAWeb/

Bei Schwefel etwa dann hauptsächlich H2SO4 (Schwefelwasserstoff)

H2SO4 ist Schwefelsäure - H2S ist Schwefelwasserstoff

Bei Stickstoff könnte Ammoniak (HNO3) entstehen.

HNO3 ist Salpetersäure - NH3 ist Ammoniak

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.

Zitat von: blackman am 20. März 2015, 12:33:56

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 Letzte Chemiestunde ist bei mir schon wieder etwas länger her xD

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.

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%.

@Jura:
Wie sind den da die Mischungsverhältnisse und wie wirkt sich dies auf das ISP aus?

@ Klakow da steht:

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:

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.

Wird das Methan-Molekül da in die Strukturlücken des Ethans eingebaut?

@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.

Könnte aber vlt eher zu Kaviation in den Pumpen führen....

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.

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/

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.

Vielleicht erleben wir schneller die ersten Tests vom kompletten Raptor als man denkt.

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.

Das wäre echt große Klasse, ich hoffe das wird gleich so gut das sie fast nichts ändern müssen

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.

Das könnte bei gutem Verlauf ja auch mal schneller gehen als geplant.

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

Habe gerade hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Raptor_%28Raketentriebwerk%29
Diese Info gefunden:

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]

Habe gerade hier: 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.

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.

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.