Raptor - SpaceXs Methantriebwerk

Warum sieht das Flammbild/farbe am Anfang etwas anders aus als bei Raptor1? Mischungsverhälnis?

Man sieht wie sich alle Lichter im ganzen Bildbereich verändern, auch der Schwarzwert ändert sich sichtbar.

Ich tippe auf veränderte Kameraeinstellungen während des Videos. Sprich: Der Kameramann hat entweder an der Kamera etwas verändert, weil er gemerkt hat, dass seine Kameraeinstellungen schlecht waren, oder die Kamera lief auf Automatikmodus. Auch sieht man im 2. Video von einer zweiten Kamera, welche etwas mehr in die Totale geht, dass hier dieser Effekt nicht eintritt. Aber das ist nur eine Vermutung. Man bräuchte eine dritte Kamera, dann könnte man es abgleichen; oder die Metadaten zu den Einstellungen der Kamera.

Diesmal ist es aber bestimmt keine "veränderte Kameraeinstellung" !

Könnte das Mischungsverhältniss bei und nach der Zündung etwas Methanreicher sein?
An Anfang scheint die Farbe "gelber" zu sein, dann ein bißchen "grüner" (hoffentlich nicht engine-rich  ) und am Ende auch wieder "gelber".

Im NSF-Forum denken sie an einen Kupferüberzug der da abgebrannt ist.
Wenn es "engine rich" wäre, hätte das Triebwerk wohl anschließend nicht mehr so lange problemlos gearbeitet.

Die Farben finde ich immer noch etwas seltsam. War ein schönes Grün dabei. ;-) Ansonsten machte das schon einmal einen recht guten Eindruck. :-)

Bin ja ein ziemlicher Noob auf dem Gebiet, aber könnte es vielleicht sein, dass man mit Absicht dem Treibstoff etwas beimischt? Vielleicht um die Flammencharakteristik besser darzustellen?
Oder kommt der Treibstoff aus verschiedenen Tanks und man will damit den Ablauf visualisieren? Könnte das sein?

2. Nein.

1. Könnte sein, aber unwahrscheinlich.
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Für mich sieht es schlicht danach aus, als würde man das Mischungsverhältnis ändern. Nur im optimalen Mischverhälnis verbrennt Methan und Sauerstoff so klar.
Durch eine stärkere Filmkühlung oder änderung des Verhältnisses könnte man zum einen vorsichtiger die Temperaturen hochfahren, und zum anderen den Schub für den Anfang und das Ende der Triebwerkseinsätze verändern.
Gleich von 0 auf 100 zu gehen ist weder für die Turbopumpe, noch für die Triebwerksglocke gut.

Wenn ich das richtig gesehen habe waren das 2min30 Brenndauer, nicht schlecht, Herr Specht

Die Farben finde ich immer noch etwas seltsam. War ein schönes Grün dabei. ;-) Ansonsten machte das schon einmal einen recht guten Eindruck. :-)

Grün ist schlecht, das Kupfer der Glocke verbrennt.
Bei einem Einweg-Motor mag so was für wenige Minuten akzeptabel sein, aber die Raptoren sollen mehrmals eingesetzt werden.
Das müssen sie in den Griff bekommen. Eventuell muss das Triebwerk neu oder zumindest umkonstruiert werden.

Man weiß doch überhaupt nicht was wie getestet wurde.
Aber ja sie werden bestimmt gleich Raptor 3,  4 und 5 entwickeln 🙄

Grün ist schlecht, das Kupfer der Glocke verbrennt.

Und hält dann trotzdem 2:30 Brenndauer durch?

Bei den bisherigen Testflügen ist es ebenfalls zu Kupferverbrennungen gekommen.

Bei einem wiederverwendbaren Triebwerk darf das nicht sein.

Bei den bisherigen Testflügen ist es ebenfalls zu Kupferverbrennungen gekommen.

Das hing doch aber in der Regel eindeutig mit den bekannten Problemen mit der Methanversorung während des Landemanövers zusammen.

Bei einem wiederverwendbaren Triebwerk darf das nicht sein.

Im Regelbetrieb wohl nicht, wenn man aber testet und z.B. irgendwelche Einsatzgrenzen ermitteln möchte, dann kann es doch vorkommen. Oder es wird vielleicht sogar als Indikator bewußt ausgelöst. Etwa so, wie man bei Verbrennungsmotoren (Benzinern) an die Klopfgrenze herantastet. Das Klopfen ist ja auch unerwünscht und zerstört den Motor auf Dauer.

Bei den bisherigen Testflügen ist es ebenfalls zu Kupferverbrennungen gekommen.

Das hiesse ja, daß auf dem Teststand die Methanversorgung nicht funktioniert hat, und es daher zu Sauerstoffreich gebrannt hat, so wie bei dem einen besagten Testflug.
Würde mich wundern, wenn sie bei so einem Fehler nicht direkt den Test abbrechen.

In der Starship-Präsentation hat Elon Musk ausgeführt (Frage von Everyday Astronaut am Ende, ca. 1h 11 Minuten), dass beim Raptor 2 das Hauptproblem wäre, die Brennkammer nicht zu schmelzen ("melting the chamber"). Es würden ca. 1 GW erzeugt.
Sie versuchen mit verschiedenen Kühlungsarten/-methoden dagegen zusteuern, aber es wäre schwierig: "Es will schmelzen"...
Vielleicht hat man hier im Test verschiedene Kühlungsmethoden gesehen, die unterschiedlich gut funktioniert haben. Oder eine, die nicht optimal funktioniert.

&t=4272s
Der Link springt direkt zur Zeitmarke...

Raptor 2 erzeugt mehr als 230 Tonnen Schub auf Meereshöhe, gegenüber den 185 Tonnen von Raptor 1

https://twitter.com/SpaceX/status/1491964913887027201

Gruß Gertrud

Mehr Kammerdruck, bedeutet halt auch mehr Temperatur, die Physik kann man nicht bescheißen. Dummerweise ist das Gas das von der sauerstoffreichen Turbine kommt halt auf die spezielle Legierung angewiesen die man dafür entwickelt hat. Das verbrannte Gas selber ist da was anderes, aber das ist sicher kein harter Übergang.
Wenn sie das Problem im Griff haben, oder haben werden, dann wird die Rechnung wohl aufgehen. Alle anderen Problem halte ich für eher einfacher.

Raptor V2 hinten, V1 im Vordergrund. (carlos@cnunezimages/Twitter)


Und die Entwicklung wird noch weiter gehen.
Diese "Shrouds" welche Probleme machen, was ist/sind das genau?
Ich denke mal, das sind Dichtungen, Karbon? Habt ihr da mehr Ahnung?

Raptor V2

Quelle, SPadre/Twitter

Am liebsten würde er den Motor im Ganzen im Metalldruckverfahren herstellen. Meine Vermutung.

Diese "Shrouds" welche Probleme machen, was ist/sind das genau?
Ich denke mal, das sind Dichtungen, Karbon? Habt ihr da mehr Ahnung?

Am liebsten würde er den Motor im Ganzen im Metalldruckverfahren herstellen. Meine Vermutung.

Dichtungen hätte ich auch vermutet, speziell wenn er doch (glaube ich) Schweißen als Alternative nennt.
Aber LEO.ORG bietet folgendes "technisches" an, und Dichtungen ist so explizit nicht dabei:

shroud [TECH.]   
Deckbänder, Abdeckbleche, Schirmbleche,
Schutzbleche, Stromlinienverkleidung, Verstärkungsränder 
Wirbelrippen   [Triebwerke und Motoren]
Wirbelwände   [Triebwerke und Motoren]
Schleißkappen
   
shroud [AVIAT.]   
Geräteblenden, Luftschlitze, Bugkonen/Bugkonusse, Nutzlastverkleidungen
   
shroud [ENGIN.]   
Ummantelungen

Vielleicht sind das Wirbelrippen wenn es in der Brennkammer so etwas gibt, das würde mir auch gut dazu passen.

Am liebsten würde er den Motor im Ganzen im Metalldruckverfahren herstellen. Meine Vermutung.

Das denke ich auch, in der Richtung bewegt sich das m.M.n. sowieso, nur dürfte es da noch einige Hürden geben.

Was mich aber etwas enttäuscht, daß er eine Raptor V1 mit Schwenkgelenk, Anschlußflansch und Lastübertragung mit einer V2 Version vergleicht, die oben nur das Wellrohr hat. Gehört vielleicht der ganze Schwenkmechanismus in Zukunft nicht mehr zum Triebwerk? Dann muß der ganze Klapparatismus natürlich an diesem "Pilz" vorhanden sein, das Wellrohr allein dürfte dafür nicht reichen

Da bin ich eben am Grübeln, unsere Shrouds am Motor (CF34/CFM56) sind feste Kunststoffe welche sich auf der Höhe der Kaltluftschaufeln (Fanblades) befinden. Gibts natürlich auch im Kompressor aus Karbon.
Dienen zum einen dafür das wenig Nebenluft entsteht und falls Eis sich ansetzt das Unermaterial nicht kaputtgeht.

Wenn wir z.B. einen neuen Motor anhängen, lassen wir die auch einlaufen. "Brake In Run" nennt sich das bei uns.
Es kann leicht sein, dass in der Turbopumpe ähnliche Dinge ablaufen.

Im Winter gibts da immer gerne Verluste an Material bei uns, das muss dann nachgearbeitet werden.
Ausfräsen und neu Spachteln/Schleifen.

Er spricht auch hauptsächlich diesbezüglich von "Plunges" und "Seals"
Höre mir das alles gerade noch mal an.

Es sind nicht die "shrouds" welche durch Schweißen ersetzt werden sollen, sondern die "flanges" bzw. auf deutsch "Flansche"

Es sind nicht die "shrouds" welche durch Schweißen ersetzt werden sollen, sondern die "flanges" bzw. auf deutsch "Flansche"

Ach so, danke, das ergibt mehr Sinn.  Schwierig wird es dann nur mit Reparaturen. Ab einer gewissen Fertigungsstückzahl ist es dann aber vielleicht billiger den Trennschleifer + Recyclingtonne einzusetzen, statt dem  Schlagschrauber ;-)

@Duncan Idaho - "shrouds einlaufen":

Ja, ist m.M.n. denkbar. An den Turbopumpen gibt es ja auch etliche rotierende und feststehende Teile mit engen Spalten und großen Temperatur- / Formänderungen. Engere Spalte erhöhen den Wirkungsgrad und den max.erreichbaren Druck, daher ist es vielleicht auch dort besser ein "Einlaufen" beim Testlauf zu akzeptieren.

Als ich den Testlauf sah, überlegte ich mir etwas ähnliches: die versuchen ja auch (soweit mir bekannt ist) die Oberflächen durch eine  Gas-/Trennschicht zu schützen / kühlen. Es ist sicher nicht einfach, die innere Form und die Einspeisestellen so abzustimmen, daß sich die Schicht bei sparsamer Einspeisung überall dort gleichmäßig ausbildet, wo sie gebraucht wird. Stellen die zu kurz gekommn, melden sich dann mit der grünen Flamme. Das kann im Prinzip zwei Ausprägungen haben:

- es werden nur irgendwelche ungünstigen Huckel weggebrannt, die verbleibende Wandung ist aber noch ausreichend dick. (Später kann man dort die innere Form optimieren, um niemanden zu beunruhigen ;-) )   

- es entsteht eine unzulässige Schwächung und man muß an der Stelle die Wand verstärken, oder die Kühlung. Wenn man beim Verstärken nur das Außenprofil ändert, sollte sich das Problem später nicht wieder zeigen.

In beiden Fällen ist es aber so, daß man nach der Zerlegung die betroffenen Stellen gut erkennen kann und die Situation  korrigieren kann.

Hallo, das nicht Shrouds sondern Flansche durch Schweißnähte ersetzt werden sollen, wurde ja schon aufgeklärt.

Mit "Shroud" ist die Triebwerksverkleidung gemeint. Also die Stahlbleche unten an dem Booster 4, die nachträglich um die Triebwerke herumgebaut wurde. (Bei Triebwerken, die beweglich sind, enthalten diese eine Bewegliche Dichtung, wo das Tribwerk durchstößt).

D.h. langfristig soll Raptor gegen die Thermische Belastungen von außen (z.B. beim Wiedereintritt) von sich aus so belastbar sein, dass man vollständig auf eine Verkleidung verzichten kann. Dadurch könnte man Gewicht sparen. (Wahrscheinlich würde man außen angebrachte empfindliche Teile / Leitungen dann extra schützen, z.B. in einem Rohr).

Auf das Video freu ich mich schon.

https://twitter.com/Erdayastronaut/status/1516636344038137862

Dieses Gespräch mit @elonmusk
 ist eine Meisterklasse in Raketentechnik / Raptor 2. Vieles, worüber wir sprechen, ist PERFEKT für mein nächstes Video über Triebwerkszyklen. Das Video „When It's Done ™ “ wird erscheinen, aber wir stehen kurz vor unserem Finale. Dann werden die vollständigen Elon-Interviews veröffentlicht!