Raptor - SpaceXs Methantriebwerk

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Offline alepu

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #825 am: 05. Juli 2021, 15:51:52 »
EM hat einiges neues zum derzeitigen stand der Raptor-Entwicklung getwittert:
- es gibt jetzt Raptor 2 mit angestrebter Stärke von 230 t in 2 Versionen ( gimbal und starr) (bisher waren 250t geplant)
- dies erfordert dann 32-33 Raptoren pro Booster
- die sea-level-Raptoren von Booster und Schiff sind gleich (alle Raptor 2)
- die vac-Raptoren (auf der Basis von Raptor 2) sehen bei ~2378s Isp gut aus, über 2380 sind wohl möglich
- je nachdem ob mehr Schub oder ein höherer Impuls gewünscht wird, wird der vac-Raptor verschieden konfiguriert.
- es wird an 6 vac-Raptoren pro Schiff gedacht
« Letzte Änderung: 06. Juli 2021, 13:33:40 von alepu »

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Offline Sensei

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #826 am: 05. Juli 2021, 16:12:36 »
Das letzte (6 statt 3 Vac Raptoren) wurde nur als eine Möglichkeit genannt.
Das hat alles Vor- und Nachteile.
https://twitter.com/elonmusk/status/1411800302433423360?s=19

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Offline Klakow

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #827 am: 05. Juli 2021, 18:56:19 »
Das könnte beim Tanker viel Sinn machen, gerade dann wenn fast der gesammte Nutzlastraum letztentlich Tanks sind, hierdurch werden die Gravitationsverluste reduziert.

Catweazle

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #828 am: 06. Juli 2021, 11:10:40 »
EM hat einiges neues zum derzeitigen stand der Raptor-Entwicklung getwittert:
...
- die vac-Raptoren (auf der Basis von Raptor 2) sehen bei ~278s Isp gut aus, über 280 sind wohl möglich
...

Sind die Zahlen richtig? Isp(vac) 278s? Das wäre einzeln betrachtet dann ja eines der ineffizientesten Triebwerke seit der V2

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Offline Nitro

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #829 am: 06. Juli 2021, 11:26:14 »
Sind die Zahlen richtig? Isp(vac) 278s? Das wäre einzeln betrachtet dann ja eines der ineffizientesten Triebwerke seit der V2

Das ist ein Tippfehler und sollte eigentlich 378s heissen. Mindestens 380s Isp waren fuer das Vacuum Raptor urspruenglich geplant, da waeren 280 ein starker Rueckschlag.

https://twitter.com/elonmusk/status/1411748620798332928
Bevor man einen Beitrag letztendlich abschickt sollte man ihn sich noch ein letztes Mal durchlesen und sich dabei überlegen ob man ihn genau in diesem Wortlaut auch Abends seinem Partner und/oder Kindern ohne Bedenken vorlesen würde.

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Offline alepu

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #830 am: 06. Juli 2021, 13:35:10 »
Sorry für den Tippfehler und die Verwirrung,  :-\
habs korrigiert.  ;)

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Offline alepu

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #831 am: 06. Juli 2021, 13:39:30 »
Hier noch ein kleines Video dazu von 'Senkrechtstarter'


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Offline Duncan Idaho

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #832 am: 10. Juli 2021, 20:50:33 »
So wie ich das lese, wollen sie die Raptoren#2 in McGregor bauen und gleich testen.
Die Raptor Vacuum und neue experimentelle in Kalifornien.
Zitat
We are breaking ground soon on a second Raptor factory at SpaceX Texas test site. This will focus on volume production of Raptor 2, while California factory will make Raptor Vacuum & new, experimental designs.
https://twitter.com/elonmusk/status/1413909599711907845

Zitate aus dem Faden:
Zitat
By “volume production”, I mean 2 to 4 engines per day. That’s super high volume for big rocket engines, but low volume by automotive standards.

Volumen?
Zitat
Roughly 800 to 1000 per year. That’s about what’s needed over ten years to create the fleet to build a self-sustaining city on Mars. City itself probably takes roughly 20 years, so hopefully it is built by ~2050.

Produktion am Starbase?
Zitat
The challenges of operating at Starbase left us with no choice but to put engine production in McGregor
Starbase ist ausgelastet.

 ;D

https://twitter.com/raptor_token/status/1413912105598717952
#I NEVER WANT TO HOLD/SCRUB AGAIN. \\//_

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Offline Klakow

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #833 am: 10. Juli 2021, 22:07:49 »
800 bis 1000 Pro Jahr wird nicht ausreichen.
Sie wollen später alle 26 Monate 1000 Starships zum Mars bringen, dafür alleine (ohne Booster, Tanker, Frachter usw.) braucht man jeweil zwischen 2400 und 3000 Vakuum und SL-Raptoren also in Summe 4800 bis 6000 Raptoren. Zwar wird ein Teil davon wieder zurückfliegen, aber erstmal gehe ich davon aus das dies weniger als 30% sein werden, weil nur ein kleiner Teil der Leute zurückreisen werden und man die Edelstahltanks für sehr viele nützlichen Einsatzzwecke wird nutzen wollen. Ist natürlich die Frage ob es sich lohnen kann die Raptoren auszubauen und in einem Fracht Starship mit zur Erde bringt.
Selbst bei 4 Raptoren pro Tag, kommt man auf eine Produktionszeit von 1200 bis 1500 Tagen / 3,3 bis 4,1 Jahre.
Vermutlich wird man später die Produktion auf über 10 je Tag erhöhen.

Offline Kelvin

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #834 am: 10. Juli 2021, 22:29:40 »
800 bis 1000 Pro Jahr wird nicht ausreichen.

Die Produktionsmengen müssen ja auch dem augenblicklichen Bedarf entsprechen, und vielleicht dem in nicht allzu ferner Zukunft. Man kann ja bei Bedarf jederzeit paralelle Fertigungsstränge oder weitere Optimierungen einplanen. Es ist ja auch eine Kostenfrage, über nicht ausgelastete Kapazitäten zu verfügen, insbesondere wenn die Konstruktion noch nicht ganz ausgereift ist. (Und weitere Modifikationen so gut wie sicher sind.)

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Offline alepu

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #835 am: 10. Juli 2021, 23:43:33 »
Bis da mal 1.000 Schiffe zum Mars fliegen, dauert es noch Jahrzehnte! (siehe auch obiges EM-Zitat!)
Und so wie ich EM/SX einschätze, fliegt bis dahin bereits die nächste Schiff-/Antriebs-Generation!
Seit dem Erstflug von F9 sind auch nur gut zehn Jahre vergangen.

Edit: Für eine wirklich erfolgversprechende Mars-Besiedlung ist das Starship-Raptor-System sowieso eher ungeeignet. Zu klein und zu langsam. 100 *Nicht-Astronauten* (auch Frauen und Kinder!) monatelang auf so begrenztem Raum funktioniert höchstens in der Theorie oder im absoluten Notfall.

Fazit: Raptoren gibt es bestimmt noch viele Jahre und da werden sie sicher auch in grösseren Stückzahlen gebraucht, aber sie sind sicher nicht das ende der Fahnenstange.

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Offline Klakow

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #836 am: 11. Juli 2021, 11:26:14 »
Vielleicht sollte man die 2-4 Raptoren pro Tag mal anders bewerten, nämlich wie viel Sharships oder Booster lassen sich damit in welcher Zeit ausrüsten lassen.
Damit sind Rückschlüsse möglich was man damit vorhaben kann.
Hier mal ne Schätzung für ca. 300 Produktionstagen im Jahr bei nur 2 Raptoren am Tag.
SH (32):  18   Stück/Jahr
SS (6):   100  Stück/Jahr
SS (9):     65  Stück/Jahr

Betrachtet man ein Jahr ab heute, so gibts genug Raptoren um alles an Raketenteilen auszurüsten das sie derzeit überhaupt in der lage sind zu produzieren, das würde sogar ausreichen um jedem Teil immer neue Triebwerke zu spendieren, aber das wird EM sicher nicht wollen.
Mann muss aber davon ausgehen das selbst die Angabe von 4 Raptoren später errecht werden wird, was dann bedeutet das man sehr viele Raketen damit ausrüsten will.
Das wird echt lustig, denn dazu muss man nicht nur Raketen am laufenden Band ausspucken, man braucht auch viel mehr Startgelände und sehr viele Startürme.

Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #837 am: 12. Juli 2021, 06:39:18 »
So hohe Produktionsraten hat man bei Spacex vor Jahren auch schon mal für Merlin Triebewrke ausgegeben.
Es dürfte wohl so sein, dass die Zahlen ein Wunschziel sind.
Das man hier aber wie auch bei Elontime einen Realitätsfaktor draufrechnen muss.

Wenn die Aussage zu den Merlins gestimt hätten, wären bisher so viele Triebwerke produziert, dass bei Reusebooster immer alle Triebwerke gegen neue getauscht werden können.
Und selbst dann hätten sie noch tausende auf Lager.

Offline Kelvin

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #838 am: 12. Juli 2021, 09:53:15 »
Es dürfte wohl so sein, dass die Zahlen ein Wunschziel sind.
Das man hier aber wie auch bei Elontime einen Realitätsfaktor draufrechnen muss.

In dem Punkt liegen wir ausnahmsweise nicht einmal so weit auseinander. ;) 
Mein Eindruck geht in folgender Richtung: Wenn man so als Techniker die Produktion von "irgendwas" plant, verschiedene Technologien durchkaut und mögliche Fertigungsmengen "pro Maschine, im Dreischichtbetrieb" z.B., und die dazugehörigen Anfangsinvestitionen, dann entsteht immer ein dicker Schwarm unterschiedlichster Zahlen. Mit etlichen "wenn's" und "aber's" ausgeschmückt natürlich.  Speziell bei der 3D Drucktechnologie dürfte man in dieser Richtung rechnen - einfach um zu wissen, welche Stückzahl man mit einer dieser teueren Maschinen hinbekommt. An einem Mangel an gebogenen Rohren oder Schrauben wird die Produktion schon nicht scheitern.

Und wenn man dann seinen Bericht in der Chefetage abliefert, mit der Stellungnahme welche Technologien / Methodem / Maschinen man denn empfiehlt, dann nennt man die Zahlen natürlich auch. Man möchte ja nicht den Eindruck erwecken, daß man sich das alles aus dem Finger gesogen hat. Und auch um einen Überblick zu geben, unabhängig von der Sinnhaftigkeit. Die gewünschten Stückzahlen können aber auch schon Teil der Aufgabenstellung sein.

Und dann gibt es eben insbesondere "im kaufmännischen Bereich" oft Vorgesetzte, die sich gerne an großen Zahlen erfreuen und/oder sie für PR-trächtig halten. Die picken sich dann manche "schöne" Zahlen heraus, und so kommen die dann in einem Nebensatz irgendwann ans Licht.

Für mich ist das reine PR, "jede" Produktion läßt sich fast ins unendliche steigern, wenn man es unbedingt darauf anlegt und das nötige Geld hat.

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Offline alepu

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #839 am: 12. Juli 2021, 10:27:02 »
Danke #Kelvin für die klärenden Worte.
Natürlich planen sie voraus und natürlich planen sie mit einer gewissen Toleranz.
Sie bauen jetzt erstmal die neue Fabrik mit einer höheren Produktionsrate und parallel dazu fahren sie langsam die Herstellung der Starships hoch.
Der bau dieser neuen Fabrik dauert einige zeit, aber vorläufig haben sie ja auch noch nicht den großen Bedarf.
Bei dieser zweiten Fabrik wird es wohl nicht bleiben und auch neue Starship-Fabriken werden wir bald sehen, genauso wie neue Startanlagen.
Sie fangen ja gerade erst an und 1.000ende von Raptoren werden auch erst gebraucht, wenn mal hunderte von Schiffen hergestellt werden.
Fabriken kann man erweitern und eine Produktion herunterfahren.
Das ist doch alles nicht *in Stein gemeißelt* und sicher recht flexibel.
Daß man bei Termin- und Mengenangaben von EM nicht so penibel sein darf, wissen wir auch alle.
Ausserdem wird in 20 - 30 Jahren sowohl das Starship wie das Raptor-Triebwerk bereits soweit veraltert sein, daß diese hohe Produktionsrate eh nicht mehr nötig ist.

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Offline Klakow

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #840 am: 12. Juli 2021, 19:42:05 »
Zitat
Ausserdem wird in 20 - 30 Jahren sowohl das Starship wie das Raptor-Triebwerk bereits soweit veraltert sein, daß diese hohe Produktionsrate eh nicht mehr nötig ist.
Tut mir leid, aber den Satzverstehe ich nicht.

Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #841 am: 12. Juli 2021, 19:55:17 »
Ausserdem wird in 20 - 30 Jahren sowohl das Starship wie das Raptor-Triebwerk bereits soweit veraltert sein, daß diese hohe Produktionsrate eh nicht mehr nötig ist.
Ich versteh den Satz auch nicht ganz :) Klar ist, daß wir in 20-30 Jahren nicht mehr genau die Starships und Raptoren wie heute haben. Aber um es mit der Autoindustrie zu vergleichen, die haben in den letzten Jahrzehnten auch nicht die Produktion bzw. die Fabriken geschlossen, weil ein Model nach 10 Jahren veraltet war.

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Offline alepu

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #842 am: 12. Juli 2021, 20:07:17 »
Aber wenn ein neues Modell raus kommt, wird die Produktion des alten eingestellt.  ;)
Und wenn das neue Modell anders konfiguriert ist, brauchen sie möglicherweise nicht mehr eine so große Stückzahl.

Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #843 am: 12. Juli 2021, 20:35:43 »
Normalerweise ändert man ja nur ein paar Dinge auf den Produktionsstrassen, d.h. in der Beziehung wird nichts eingestellt.
Ob es pro Booster/Schiff in Zukunft weniger Raptoren werden, muß man noch sehen, ich hatte das mittlerweile eher so verstanden, daß es sogar effektiver ist, wenn man mehr Kleine nimmt als wenige Grosse (was meinem Bauchgefühl als Laie widerspricht).

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Offline Klakow

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #844 am: 12. Juli 2021, 23:21:11 »
Der Hintergrund ist folgender:
Vergrößerst du einen Körper so steigt der Druchmesser Linear, die Oberflächen quadratisch und der Vollumen kubisch.
Würde man Raptor V2 doppelt so größ machen, wäre die Oberfläche um das vierfache größer, das vollumen sogar achtfach.
Aber das würde z.B. den Brennraum 8x so groß machen aber den Düssenquerschnitt vier mal so groß.
Aber es ist klar, dass der Gasdurchsatz bei gleichem Druck ca. Faktor 4 steigt, aber dafür braucht man nur eine Brennkammer mit der vierfachen Brennraumvollumen. Auch werden Reibungsverluste kleiner kleiner, weil den vierfachen Massedurchsatz nur etwas mehr als die vierfache Düsenwand gegenüber steht.
Allerdings geht das nicht beliebig, weil die Stabilität bei große Strukturen leidet.
Im Prinzip gibt es eine optimum Größe.
Auch mit den Drücken wird es ein optimum geben, woimmer das auch liegt.

Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #845 am: 13. Juli 2021, 07:48:37 »
In der Vergangenheit hat man eher auf möglichst große Triebwerke gesetzt, da ein großes günstieger ist als zwei oder mehr kleinere. desweiteren hat das N1 Desaster gezeigt das das parallelschalten vieler Triebwerke probleme gemacht hat.

Heute sehen die Grundlagen aber etwas anders aus.
Durch das Drucken von bauteilen sinken die Fertigungskosten und zwei kleine sind nicht mehr unbedingt billiger wie ein großes Triebewerk. Die Sensor- und Regelungstechnik ist so weit besser geworden, dass die Regelung von vielen Triebwerken unproblematisch geworden ist, es erhöht sogar die Ausfallsicherheit durchEngineOut Fähigkeiten.
Desweiteren führen große Triebewrke zu ungüstigeren Strukturen. Wenn an der F9 unten nur ein riesen Triebwerk wäre, hätte das eine mehrfach höhere Bauform als die 9 Triebwerke.

Ein weiters Problem bei immer größer werdenden Triebewerken ist die Kavitatin.
Auch wenn man hier mit hohen Drücken arbeitet, hat man durch die höhen Fließgeschwindigeiten des Treibstoffes mit Kavitation zu kämpfen. Je größer die bewegten Massen werden, desto einfacher können Lokale Vakuumblasen entstehen.

Beliebig klein geht aber auch nicht da z.B. ein Raptor nicht durch 80 Rutherfords ersetzt ewrden kann weil die Fläche nicht ausreicht.

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Offline Sensei

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #846 am: 13. Juli 2021, 10:56:50 »
Das Wort Skaleneffekt sollte in dem Zusammenhang auch noch fallen.

Für 5 sehr große Triebwerke pro Jahr lohnt sich keine Massenproduktion. Da ist dann fast alles Handarbeit und Einzelproduktion.
50 mittlere Triebwerke pro Jahr kann man schon in einer ordentlichen Serienproduktion herstellen.
Bei 600+ Stück pro Jahr (mehrere pro Tag) kommt man schon langsam in die Fließbandfertigung/Massenfertigung.

Dazu kommt, dass die Oberstufentriebwerke nach Möglichkeit eine Abwandlung des Boostertriebwerks sein 'sollte'. Dann braucht man dafür keine komplett eigene Fertigungsstrße.
Aber dann darf das Triebwerk auch nicht zu groß werden.

Weiterer Punkt: Als Landetriebwerk sollten die Triebwerke auch nicht zu groß werden. Sonst wird das T/W Verhältnis zu groß (kein Schwebeflug möglich und suicide burn wird immer riskanter).


ABER: Grundsätzlich nimmt die (Gewichts-, Kosten- und Treibstoff- )Effizienz der Triebwerke mit der Größe schon eher! zu. Aber das ist immer ein Abwägen der Vor- und Nachteile.
« Letzte Änderung: 13. Juli 2021, 13:38:53 von Sensei »

Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #847 am: 13. Juli 2021, 12:39:16 »
Danke euch dreien für die schlüssigen Erklärungen!

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Offline alepu

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #848 am: 13. Juli 2021, 13:26:31 »
Ja, auch von mir ein Dankeschön!
Wieder was gelernt.

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Offline Duncan Idaho

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Re: Raptor - SpaceXs Methantriebwerk
« Antwort #849 am: 26. Juli 2021, 23:34:13 »
Der 100te Raptor ist fertig.  ;D
RB16:




https://twitter.com/SpaceX/status/1419738163988205575

Edit, so muss das sein, alle zusammen!
« Letzte Änderung: 27. Juli 2021, 01:25:03 von Duncan Idaho »
#I NEVER WANT TO HOLD/SCRUB AGAIN. \\//_