Blue Origin

Tja, ich weiß auch nicht. Die Frage habe ich sogar schon erwartet, weil mir beim Übersetzen der gleiche Gedanke durch den Kopf geschossen ist.
Die Boosterpumpe (OBP) wird wohl über eine Hydraulik hydraulische Turbine angetrieben. Dann können sich aber die erwähnten Turbinenleitschaufeln (turbine nozzles) nicht auf diese beziehen.

Das Ding wird offensichtlich mehr Platz brauchen als Raptor, zwar dürfte der Düsenaustritt ähnlichen Durchmesser haben, aber der Oberteil ist sehr groß, also wird das Ding trotz zusätzlicher Pumpen immer noch mit viel kleinerem Kammerdrücken arbeiten und deswegen eine kleinere Leistungsdichte haben.

Gibt es schon verlässliche Angaben darüber, mit welchem Brennkammerdruck das BE-4 arbeiten soll? Ich habe dazu noch nichts gefunden. Allerdings glaube ich nicht, das man vom bloßen Ansehen des Triebwerks auf den Brennkammerdruck schließen kann. Das BE-4 ist ein Hauptstromtriebwerk mit sauerstoffreicher Vorverbrennung, genau wie das RD-180. So einen Aufwand betreibt man nicht, wenn man nur mit 100 Bar Brennkammerdruck arbeiten will. Die Hauptstromtechnik lohnt sich grundsätzlich nur bei Brennkammerdrücken oberhalb von 150 Bar. Systembedingt kann das BE-4 genauso 300 Bar Brennkammerdruck erreichen wie das Raptor.

Es gibt ein Statement von Jeff Bezos, daß sie unterhalb der Werte des RD-180 bleiben, sogar unterhalb des ISP, trotz Methan. Grund ist einfache Herstellung, Zuverlässigkeit und leichte Wiederverwendbarkeit. Also sehr gemäßigte Daten. Das bedeutet aber auch, daß viel Luft nach oben ist, ähnlich wie beim Merlin Triebwerk.

Im Gegensatz dazu dürfte es sehr begrenzte Möglichkeiten geben, das hochgezüchtete Raptor Triebwerk zu verbessern. Bei dem dürften Verbesserungen eher in Richtung Produzierbarkeit und Robustheit gehen.

Vielleicht spielt SpaceX hier die Erfahrung mit dem Merlin in die Hände. Wohl auch aber Blue Origins Firmenmotto Gradatim Ferociter (mutigen Schrittes / unbeiirbar Schritt für Schritt), eher langsam, aber bedächtig und beständig voranzugehen. Durchaus nicht immer SpaceX Motto

Wikipedia EN listet das BE-4 übrigens mit einem Brennkammerdruck von 134 bar / 1950 psi, Quelle ist ein Artikel bei arstechnica.

Es gibt ein Statement von Jeff Bezos, daß sie unterhalb der Werte des RD-180 bleiben, sogar unterhalb des ISP, trotz Methan. Grund ist einfache Herstellung, Zuverlässigkeit und leichte Wiederverwendbarkeit. Also sehr gemäßigte Daten. Das bedeutet aber auch, daß viel Luft nach oben ist, ähnlich wie beim Merlin Triebwerk.

Macht durchaus Sinn. Mit sauerstoffreicher Vorverbrennung hat man in den USA keinerlei Erfahrung. Da ist es durchaus logisch, das man sich langsam an die Technik herantastet. Das RD-180 arbeitet mit 300 Bar Brennkammerdruck, 80 Bar mehr als das SSME. Methan liefert cs 200 m/s mehr ISP als Kerosin. Wenn man bei einem Methan-Triebwerk mit 200 Bar Brennkammerdruck arbeitet, liegt man vermutlich schon unter dem ISP des RD-180. Aber da man mit Methan noch keinerlei praktisch Erfahrung hat (sieht man von ein paar Versuchen in den 60ern ab), kann ich verstehen, das Origin da zunächst nicht an die Grenzen geht. Immerhin will man das Triebwerk ja auch an ULA verkaufen und es bemannt einsetzen, da spielt die Zuverlässigkeit eine zentrale Rolle.

@ Ingo
Das Merlin ist aber ein normales Nebenstrom-Kerosin-Triebwerk mit mittlerem Brennkammerdruck, während das Raptor ein Hochdruck-Hauptstromtriebwerk mit Treibstoffreicher Vorverbrennung wird. Das sind ziemlich massive Unterschiede. Natürlich kann man die allgemeinen Erfahrungen beim Triebwerksbau nutzen, aber ansonsten ist die Technik aber deutlich anders als beim Merlin.

Macht durchaus Sinn. Mit sauerstoffreicher Vorverbrennung hat man in den USA keinerlei Erfahrung. Da ist es durchaus logisch, das man sich langsam an die Technik herantastet. Das RD-180 arbeitet mit 300 Bar Brennkammerdruck, 80 Bar mehr als das SSME. Methan liefert cs 200 m/s mehr ISP als Kerosin. Wenn man bei einem Methan-Triebwerk mit 200 Bar Brennkammerdruck arbeitet, liegt man vermutlich schon unter dem ISP des RD-180. Aber da man mit Methan noch keinerlei praktisch Erfahrung hat (sieht man von ein paar Versuchen in den 60ern ab), kann ich verstehen, das Origin da zunächst nicht an die Grenzen geht. Immerhin will man das Triebwerk ja auch an ULA verkaufen und es bemannt einsetzen, da spielt die Zuverlässigkeit eine zentrale Rolle.

Also in den letzten 2 Jahren wurde hier immer gesagt wie viel besser das Triebwerk sein muss wie das von SpaceX ( Und das sie viel weiter in der Entwicklung sind ), jetzt heißt es es ist gut wenn man sich langsam rantastet? Was nun?
Man könnte ruhig mal sagen das das Triebwerk von BO nicht sonderlich beeindruckend ist man sich das ursprünglich gedacht hat anstatt jetzt das Rad weiter zu drehen in der Hoffnung es merkt niemand.

@ Ingo
Das Merlin ist aber ein normales Nebenstrom-Kerosin-Triebwerk mit mittlerem Brennkammerdruck, während das Raptor ein Hochdruck-Hauptstromtriebwerk mit Treibstoffreicher Vorverbrennung wird. Das sind ziemlich massive Unterschiede. Natürlich kann man die allgemeinen Erfahrungen beim Triebwerksbau nutzen, aber ansonsten ist die Technik aber deutlich anders als beim Merlin.

Soweit ich weiß ist Raptor oxygen-rich, nicht fuel-rich!

Soweit ich weiß ist Raptor oxygen-rich, nicht fuel-rich!

Raptor ist Full Flow Staged Combustion. Das heißt er hat zwei Vorbrenner, einen für Sauerstoff mit geringfügiger Einspritzung von Methan, also sauerstoffreich, fast reiner Sauerstoff. Einer für Methan mit geringfügiger Einspritzung von Sauerstoff, also treibstoffreich, fast reines Methan.

EM hatte gesagt, dass eines der größten Probleme bei Raptor die sauerstoffreiche Verbrennung des einen Teil ist und sie nun ein Material gefunden haben mit dem es keine Probleme mit der Korrosion gibt.
Vermutlich war das mit ein wichtiger Grund dafür diesen Weg zu beschreiten.

@MR: Ingos Vergleich ging vermutlich eher in die Richtung, dass das Merlin Triebwerk anfangs auch mehr durchschnittlich war, es aber mit der Zeit weiter entwickelt wurde. Von ablativer Kühlung zu regenerativer Kühlung, höherer ISP, höherer Schub, höheres Schub-Masse-Verhältnis.
So ist es auch gut möglich, dass das BE-4 erstmal schwächer ist und man ihm mit der Zeit mehr zutraut und es entsprechend weiterentwickelt.

Ist eigentlich bekannt, in welcher Preisliga das BE-4 liegen soll, schließlich wird es ja auch verkauft. Wäre interesannt zu wissen, ob die Leistungseinschnitte (Vergleich RD-180) sich, wie zuvor erwähnt, auch im Preis abzeichnen.

Ps.: Gibt es schon etwas zu New Armstrong? Es wurde ja auf Anfang 2017 verwiesen. Ich weiß, es ist erst Februar, dennoch bin ich neugierig.

Grüße aus dem Schnee

Eines ist ziemlich sicher, der 3D Druck wird es günstiger machen, vermutlich um einiges.

Also in den letzten 2 Jahren wurde hier immer gesagt wie viel besser das Triebwerk sein muss wie das von SpaceX ( Und das sie viel weiter in der Entwicklung sind ), jetzt heißt es es ist gut wenn man sich langsam rantastet? Was nun?
Man könnte ruhig mal sagen das das Triebwerk von BO nicht sonderlich beeindruckend ist man sich das ursprünglich gedacht hat anstatt jetzt das Rad weiter zu drehen in der Hoffnung es merkt niemand.

Ja, wenn du so schreibst, ist das Triebwerk technisch tatsächlich nicht wirklich beeindruckend. 130 Bar Brennkammerdruck und ein ISP unter dem RD-180 (trotz Methan) ist deutlich unter dem, was SpaceX so plant. Auf der anderen Seite lohnt sich das Hauptstromprinzip für diesen niedrigen Brennkammerdruck kaum. Das ist nicht viel mehr als das Nebenstromtriebwerk Vulcan 2.

Allerdings ist es von Seiten SpaceX schon ein ziemliches Risiko, ein Hochleistungstriebwerk mit 300 Bar Brennkammerdruck und vollkommen neuartigen Treibstoff zu entwickeln, das auch noch zwei verschiedenartige Gasgeneratoren einsetzt. Allerdings hat SpaceX kaum eine andere Möglichkeit. Sie müssen das Maximum aus dem Treibstoff rausholen. Das geht nur mit hohem Brennkammerdruck.

Da ist die Aufgabe, die sich BO gestellt hat, zunächst deutlich einfacher. Zumindest scheint ULA kein Problem mit dem BE-4 zu haben, trotz oder vielleicht auch gerade wegen dieser Leistungswerte. Wir können nur vermuten, was BO wirklich vorhat, aber ich lege mich mal fest, man bleibt sicher nicht bei diesen Leistungswerten. Das Wachstumspotential ist deutlich größer als bei SpaceX.

Das würde ich auch so sagen, man wird ähnlich der Merlin Entwicklung mit der Zeit wohl auch am RD-180 vorbeiziehen können, aber das wird dann schon noch einige Jahre dauern mit Schnellschüssen sollte man gerade bei BO nicht rechnen.
Was ich aber als Problem ansehe wie man ohne eine hohe Triebwerksanzahl bei einer BO Rakete eine Landung des Boosters hin bekommen will?

Was ich aber als Problem ansehe wie man ohne eine hohe Triebwerksanzahl bei einer BO Rakete eine Landung des Boosters hin bekommen will?

New Glenn ist groß und hat 7 Triebwerke. Die Landung sollte problemlos möglich sein.

Aber die Landealgorithmen müssen sie gegenüber New Shepard noch deutlich verbessern. Schweben und tanzen wie New Shepard können sie sich bei einer orbitalen Erststufe wohl kaum leisten.

Was ich aber als Problem ansehe wie man ohne eine hohe Triebwerksanzahl bei einer BO Rakete eine Landung des Boosters hin bekommen will?

Ich denke, dass das mittelfristig kein Problem ist. SpX schafft es inzwischen ja auch mit 3 von 9 Triebwerken. Im wesentlichen ist das ein Softwareproblem - je besser der Algorithmus die wahre Flugbahn voraussagen kann, desto geringer ist der Regelbedarf. Und dann wird der Schub nur noch zu einem Parameter, der in die Kalkulation eingeht, aber von dessen Betrag die Schwierigkeit der Lösung unabhängig ist.

Der Vorteil von schwächeren Triebwerken entsteht eigentlich nur während der Entwicklungsphase, weil man sich dann langsam an die nötige Genauigkeit rantasten kann...

Zitat von: Klakow am 05. Februar 2017, 11:02:47

Was ich aber als Problem ansehe wie man ohne eine hohe Triebwerksanzahl bei einer BO Rakete eine Landung des Boosters hin bekommen will?

Ich denke, dass das mittelfristig kein Problem ist. SpX schafft es inzwischen ja auch mit 3 von 9 Triebwerken. Im wesentlichen ist das ein Softwareproblem - je besser der Algorithmus die wahre Flugbahn voraussagen kann, desto geringer ist der Regelbedarf. Und dann wird der Schub nur noch zu einem Parameter, der in die Kalkulation eingeht, aber von dessen Betrag die Schwierigkeit der Lösung unabhängig ist.

Der Vorteil von schwächeren Triebwerken entsteht eigentlich nur während der Entwicklungsphase, weil man sich dann langsam an die nötige Genauigkeit rantasten kann...

Nun aber SpaceX landet auch mit einem im letzten Moment, aber ich sehe das auch nicht als Problem, immerhin ist die New-Glenn um einiges größer.

Da ist die Aufgabe, die sich BO gestellt hat, zunächst deutlich einfacher. Zumindest scheint ULA kein Problem mit dem BE-4 zu haben, trotz oder vielleicht auch gerade wegen dieser Leistungswerte. Wir können nur vermuten, was BO wirklich vorhat, aber ich lege mich mal fest, man bleibt sicher nicht bei diesen Leistungswerten. Das Wachstumspotential ist deutlich größer als bei SpaceX.

Wenn man das Wachstumspotential beider Triebwerke vergleichen will, sollte man auch erwähnen, dass ein großer Teil des Wachstumspotentials des BE-4 auf das Einholen des Raptor-Triebwerkes entfällt. Vorausgesetzt beide landen in den vermuteten Leistungsbereichen.
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Dass New Glenn zu wenige Triebwerke zum Landen hat kann man nicht sagen.
1 von 7 entspricht etwa 14% des Gesamtschubes.
1 von 9 entspricht etwa 11% des Gesamtschubes.

Der Unterschied ist überschaubar. Wenn man nun noch Faktoren wie Stufenmasse, Triebwerksschub und Regelfähigkeit hinzu zieht, kann die Überlegung total durcheinander geworfen werden.
Beispiel 1. Ist das BE-4 kaum regelbar wird das Landen komplizierter und man muss umso genauer das Triebwerk kontrollieren können und den Zündzeitpunkt erwischen. Ist es dagegen stark regelbar können sie viel besser Nachsteuern und müssen den Zündzeitpunkt weniger genau treffen. Vielleicht ist sogar schweben möglich.
Beispiel 2. Sehr hohe Lehrmasse kommt Raketen mit wenigen Triebwerken (insgesamt) bei der Landung entgegen. Sehr geringe Lehrmasse macht es Raketen mit wenigen Triebwerken (insgesamt) schwieriger. Da New Glenn mit Methan statt Kerosin fliegt haben sie aber schon mal größere Tanks als eine F9S1 skaliert auf gleiches dV. Ein geringeres ISP erfordert noch mehr Treibstoff und sorgt so auch für eine größere Leermasse als bei einer Stufe gleichen dV mit höherem ISP. Andererseits kann eine Rakete mit höherem ISP mehr Startmasse heben und hätte somit auch eine größere und schwerere Erststufe.

So einfach ist es also nicht. Es gibt viele Faktoren, einige laufen sogar gegeneinander.

@Stilles Wasser: Falcon 9 Landungen wurden glaube immer mit nur mit 1 Triebwerk durchgeführt. Nur der Bremsschub bis knapp vor dem Aufsetzen wurde mit 3 Triebwerken durchgeführt.

Grüße aus dem Schnee

Bei 7 Triebwerken sollte es gehen, an der Stelle hilft der etwas höhere Kammerdruck, weil die Differenz zum Bodendruck grösser wird.

Wenn man das Wachstumspotential beider Triebwerke vergleichen will, sollte man auch erwähnen, dass ein großer Teil des Wachstumspotentials des BE-4 auf das Einholen des Raptor-Triebwerkes entfällt. Vorausgesetzt beide landen in den vermuteten Leistungsbereichen.

Wenn das BO überhaupt vorhat. Besonders für ULA ist Zuverlässigkeit viel wichtiger als die maximale Leistung rauszuholen. Die Technik der sauerstoffreichen Vorverbrennung ist für die USA komplettes Neuland. Da ist es durchaus nachvollziehbar, das man nicht gleich aufs ganze geht.

Bei SpaceX bin ich gespannt. Das Raptor ist mehr als nur ambitioniert. In den USA wurde bisher kein Triebwerk mit einem vergleichbaren Brennkammerdruck entwickelt. Da kann es ganz schnell auch zu Problemen kommen. Aktuell hat man schon mit dem weit weniger belasteten Merlin Probleme mit den Turbopumpen, obwohl das Merlin schon 10 Jahre fliegt.

Wenn das BO überhaupt vorhat.

Ja, haben sie. Der Beweis hierfür ist, dass sie gerade einzelne Bauteile auf die Fertigung per Sinterdruck ändern.

Vor allem aber geht es bei dem Wachstumspotential um 5, 10, oder mehr Jahre nach inbetriebnahme des Triebwerkstyps.
Erst mit der Erfahrung mehrer Flüge läst sich sagen, an welchen Teilen nachgebessert werden muss, damit man dem Triebwerk mehr zutrauen kann. Oder es zeigt sich, dass das Triebwerk gut funktioniert und man die eingeplanten Sicherheitsmargin ohne Gefahr etwas reduzieren kann.
Die Frage ist eher, wie sehr Blue Origin das Wachstumspotential ausreizen will.

Zu den Turbopumpen. Wenn du die Microrisse meinst, so sind solche Dinge nicht zwangsweise ein Problem und können auch behoben werden.
So etwas ist ein gutes Beispiel für Teile, die nachgebessert werden müssen, wenn man die Leistung weiter steigern will.

Grüße aus dem Schnee

Blue Origins wiederverwendbare Orbital-Rakete New Glenn im Vergleich mit anderen Raketen:

Details

Credit: Blue Origin

Blue Origin hat mit den Vorbereitungen zum Bau einer Startrampe für orbitale Flüge,
einer Integrations- und Sanierungsanlage, sowie eines Teststands für BE-4 Triebwerke begonnen.
Dazu hat Blue Origin in Cape Canaveral die ehemaligen Startrampen 36 A+B, sowie 11 gemietet.
Die ersten Flüge sollen ab 2020 starten.

Quelle

Neues von der BO-Front:
Am neuen 70.000 m² Standort im Exploration Park in Florida geht es voran. Man baut bereits an der Stahlkonstruktion der Haupthalle


Quelle: Twitter-Account Jeff Foust

Nachdem Bezos bereits letztes Frühjahr meinte, dass BO "aus allen Nähten platzt" ("bursting at the seams"), hat das Unternehmen im Oktober 2016 ein Lagerhaus (11.000 m²) am Seattler Standort (bzw. Kent) gegenüber des HQ gekauft. Dort möchte man laut Rob Meyerson Fertigungskapazität für die "nächste Rakete" gewinnen:

When we go to the next step with our next rocket, we’re going to use that building as a bigger facility for production

Nun plant BO in Seattle auch noch den Neubau eines 22.000 m² Lagerkomplexes und von zusätzlichen 9560 m² Bürofläche. Expansion wird bei BO gegenwärtig groß geschrieben: http://www.geekwire.com/2017/jeff-bezos-blue-origin-hq/

Edit: Schöne Seite übrigens zur Baustellenentwicklung: http://spaceksc.blogspot.de/2017/01/blues-origin-part-5.html
Man erkennt dort auch ein bereits fertiggestelltes kleines Gebäude hinter dem Hauptkomplex

Große Investitionen wenn man bedenkt, dass BO quasi seit 15 Jahren keinerlei Umsatz macht.

Hört sich für mich an als kommt man endlich "in die Pötte".

Jetzt scheint die Zeit der "Mondsüchtigen" zu sein. Nach den Ankündigungen vom SpaceX hat jetzt auch Blue Origin sein Herz für die Mondfahrt entdeckt. Diesmal soll es um den Aufbau einer Mondsiedlung gehen bei der sich Jeff Bezos beteiligen möchte. Wenn sich jetzt mal alle an einen Tisch setzen würden könnte da etwas interessantes für die Zukunft herauskommen.

https://www.washingtonpost.com/news/the-switch/wp/2017/03/02/an-exclusive-look-at-jeff-bezos-plan-to-set-up-amazon-like-delivery-for-future-human-settlement-of-the-moon/?utm_term=.74bc56161181

Nun warum auch nicht, BO & SpaceX werden in Zukunft beide wiederverwendbare Schwerlastträger haben, damit wird SLS komplett hinfällig und Anwendungen werden Bezahlbar.
Vielleicht kommt endlich das was die Astronauten aus der Apollo Zeit für die Zukunft erwartet hatten.