Jadi, untuk 2017, SpaceX mungkin yang paling dekat dengan mengirim selain probe atau bajak ke Mars. Selain itu, rencana perusahaan mencakup ekspedisi berawak yang cukup besar ke Planet Merah, yang akan memastikan keberadaan jangka panjang manusia di planet keempat dari Matahari. Selain itu, SpaceX sedang mempertimbangkan untuk melakukan misi penelitian di bagian-bagian tata surya yang bahkan tidak pernah dikunjungi oleh para kepala romantika industri roket yang paling putus asa. Tetapi teknologi apa yang ada di balik rencana ini? Mari kita perbaiki. Dan kita akan mulai dengan memeriksa mesin roket, yang seharusnya memastikan implementasi rencana yang begitu ambisius ini - mesin roket Raptor.
Tes bangku mesin roket "Raptor", 25 September 2016. McGregor, Texas.Mesin roket "Raptor": jenis binatang apa itu?
Jadi, mesin roket Raptor sedang dikembangkan oleh SpaceX sebagai bagian dari program penerbangan ke objek yang jauh di tata surya.
Mesin SpaceX pertama yang sangat besar adalah Merlin, ditenagai oleh pasangan RP-1 / LOX. Tentang mesin ini, kita dapat mengatakan bahwa meskipun merupakan mesin gas paling efisien pada pasangan bahan bakar ini dalam sejarah AS dan secara umum memiliki rasio rasio dorong-berat, ia terutama dibuat dengan penekanan pada keandalan, penggunaan kembali, dan biaya rendah. Kita dapat mengatakan bahwa ketika mengerjakan Falcon 9 tugasnya adalah, pertama-tama, untuk menguji teknologi reusability ke tingkat rutin, yang pada akhirnya membawa hasil yang signifikan.
Memang, menghemat seluruh tahap berpotensi menghemat lebih banyak uang daripada mengurangi massa unit sekali pakai atau meningkatkan efisiensinya saat beralih ke mesin baru atau uap bahan bakar. Misalnya, pada
kendaraan peluncuran Soyuz-U2, sebagai alternatif untuk minyak tanah, di Blok A (tahap kedua),
synthine digunakan, yang memungkinkan untuk meningkatkan massa muatan maksimum sebesar 200 kg dibandingkan dengan versi dasar roket
Soyuz-U . Contoh lain adalah proyek roket bulan Soviet UR-700, di mana ia diusulkan untuk menggunakan uap bahan bakar yang benar-benar eksotis: diusulkan untuk mengganti UDMH yang sangat beracun untuk mesin RD-270 tahap pertama dengan
pentaborane yang lebih berbahaya (B5H9) dengan peningkatan pada UI RD- 270 untuk 42 detik, dan pada tahap ketiga umumnya diusulkan untuk menginstal sistem yang benar-benar fantastis dalam hal kerumitan gabungan operasi dan persiapan pra-peluncuran, yang harus didasarkan pada mesin roket propelan cair propelan cair. od / cairan fluorin. "
Rumus kimia bahan bakar yang seharusnya digunakan dalam mesin RD-270: di sebelah kiri - UDMH (C2H8N2; bola biru - atom nitrogen, bola hitam - atom karbon, bola putih - atom hidrogen); pentaborane di sebelah kanan (B5H9; bola merah muda - atom boron, bola putih - atom hidrogen). Kedua senyawa ini sangat beracun, pentaborane dan semuanya memiliki kecenderungan untuk penyalaan sendiri secara tiba-tiba saat kontak dengan udara, bahkan dengan sedikit kontaminasi. Selain itu, UDMH dan pentaborane jauh lebih mahal daripada minyak tanah dalam produksi.Tentu saja, jika Anda tidak memiliki rudal yang dapat digunakan kembali, muatan Anda sangat berat dan kosmodrom jauh dari garis katulistiwa, maka kesimpulan yang masuk akal menunjukkan dirinya: Anda perlu menampilkan massa maksimum yang mungkin per satu peluncuran. Namun, harus diingat bahwa efisiensi tinggi atau kebaruan unit juga bisa berarti biaya tinggi, dan ada contoh yang sangat baik untuk kasus ini: untuk waktu yang lama mesin
RD-0110 dipasang pada tahap ketiga dari kendaraan peluncuran Soyuz (yang disebut "Blok I") dorong dan SI dalam ruang hampa - masing-masing 298 kN dan 326 s). Kemudian, dimulai dengan modifikasi
Soyuz-2.1b, RD-0124 baru mulai dipasang di Blok I (dorong dan UI dalam ruang hampa - masing-masing 294,3 kN dan luar biasa 359 s). Namun, terlepas dari kenyataan bahwa RD-0124 adalah mesin roket propelan oksigen-minyak tanah yang paling efisien di dunia dan memiliki sejumlah keunggulan lain di atas pendahulunya, transisi ke mesin yang dibuat pada abad ke-21 penuh dengan sejumlah kesulitan keuangan: pertama, operasinya menyiratkan menutupi biaya OCD (dan RD-0110 sudah dibuat di tahun 60an); kedua, ia mendapatkan karakteristik uniknya karena konsumsi material yang jauh lebih besar. Oleh karena itu, pada akhirnya ternyata RD-0124 jauh lebih mahal daripada RD-0110, dan kesimpulan berikut menunjukkan dirinya dari keseluruhan cerita: dalam kondisi modern, penciptaan sistem rudal sekali pakai yang sangat efektif dari awal dapat membantu dalam menyelesaikan masalah saat ini, tetapi secara keseluruhan strategi ini tidak terlalu itu hemat biaya dan untuk kebaikan itu benar-benar masuk akal untuk menempatkan unit mahal pada roket yang dapat digunakan kembali atau setidaknya memisahkan tahap yang dapat digunakan kembali. Dan seperti yang akan kita lihat sedikit lebih jauh, mesin roket propelan cair Raptor baru saja dikembangkan menggunakan sejumlah besar teknologi baru dan solusi teknik modern.
Secara umum, SpaceX terkenal dengan pendekatannya yang bijaksana dalam masalah pengeluaran uang, yang juga merupakan perusahaan swasta muda, dan bukan perusahaan canggung seperti Boeing atau Lockheed dan sejenisnya, yang
suka menyedot uang dari pengumpan negara atau struktur monopoli negara. Oleh karena itu, setiap langkah SpaceX dalam perjalanan ke tujuan telah dibahas untuk waktu yang lama dan sedang dikerjakan untuk mengurangi kemungkinan biaya pengembangan, produksi dan operasi berulang, dan tidak ada gunanya untuk mengharapkan dari proyek perusahaan ini untuk mengembangkan unit eksotis seperti
RD-301 LPRE pada pasangan bahan bakar amonia / cairan fluorine cair ", Yang menciptakan segunung masalah teknologi dan medis-ekologis. Sama seperti tidak ada gunanya untuk mengharapkan dari SpaceX paralel skala besar bekerja pada pengembangan beberapa roket sekaligus (seperti saat program lunar Soviet - pembawa superheavy N-1 dan UR-700 secara bersamaan dikembangkan) atau mesin yang menggunakan pasangan
UDMH /
AT yang sangat beracun.
RD-301 LPRE (amonia cair / fluor cair) di Museum Laboratorium Dinamika Gas (GDL) di St. Petersburg. Ngomong-ngomong, kutipan yang sangat menarik dari volume pertama tiga jilid yang berjudul "Karya-Karya Terpilih oleh Akademisi V.P. Glushko" telah diposting di Internet, yang hanya membahas motif dan prospek menciptakan mesin dengan fluorin cair sebagai agen pengoksidasi .Untuk memulai pembahasan mesin roket propelan cair Raptor, saya mengusulkan dengan mempertimbangkan kerugian utama dari pasangan bahan bakar RP-1 / LOX dan LH2 / LOX yang harus dipertimbangkan ketika memilih bahan bakar untuk mesin roket:
- Sebagai contoh, dalam arti tertentu, kerugian signifikan dari roket minyak tanah adalah impuls spesifik yang relatif rendah dibandingkan dengan bahan bakar kriogenik (337 detik dalam vakum di RD-180 pada sepasang RP-1 / LOX dibandingkan bekerja pada sepasang LH2 / LOX RD-0120 dengan 455 detik dalam ruang hampa (4 mesin ini dipasang pada tahap kedua kendaraan peluncuran Energia, rantai teknologi / produksi unit ini hilang, menurut beberapa perwakilan industri) .Dalam kasus ini, impuls spesifik dapat menjadi penting dalam kasus ketika datang ke roket, massa peluncuran kawanannya ribuan ton;
RD-0120 LRE (Museum of RSC Energia), yang dipasang pada tahap kedua kendaraan peluncuran Energia. Pasangan bahan bakar untuk mesin ini adalah LH2 / LOX. Kemungkinan memproduksi mesin dalam bentuk yang dipasang pada roket Energia saat ini hilang.
- Selain itu, penggunaan minyak tanah menyiratkan akumulasi lebih banyak jelaga dalam mesin, yang dapat meningkatkan biaya servis mesin yang dapat digunakan kembali atau hanya cukup mengurangi keandalan atau umur layanannya;
- Kerugian lain dari mesin oksigen-minyak tanah adalah kenyataan bahwa minyak tanah rentan terhadap coking, yang mengarah pada kebutuhan untuk memasok kelebihan oksigen cair ke ruang pembakaran untuk menghindari pembentukan kokas minyak bumi padat di bagian dalam mesin. Ini menciptakan dua kesulitan sekaligus, jika tujuan pengembang adalah roket yang dapat digunakan kembali: pertama, ada kebutuhan untuk membersihkan mesin kokas minyak bumi sebelum diluncurkan kembali; kedua, pasokan oksigen yang berlebihan ke ruang bakar mempercepat proses korosi dan menyebabkan keausan sistem pompa.
- Kerugian lain dari minyak tanah adalah bahwa tidak mungkin menemukannya di mana pun kecuali Bumi, oleh karena itu, pada kenyataannya, satu-satunya cara untuk mengisi bahan bakar kapal antarplanet jika menggunakan mesin minyak tanah adalah dengan mengirim minyak tanah dari Bumi. Pada saat yang sama, minyak tanah itu sendiri, meskipun memiliki kepadatan tinggi (terutama dibandingkan dengan hidrogen), masih akan lebih baik untuk entah bagaimana belajar bagaimana mengirimkan komponen sintesis bahan bakar yang paling tak tergantikan dari Bumi ke planet lain, dan untuk memproduksi dan memproduksi reagen yang hilang di tempat. pendaratan kapal antarplanet. Selain itu, dalam kasus penerbangan panjang dengan minyak tanah di pesawat, mungkin akan kehilangan sifat-sifatnya;
- Akhirnya, untuk semua keunggulan hidrogen cair (seperti yang disebutkan di atas, impuls spesifik pasangan LH2 / LOX dalam ruang hampa udara sekitar 35% lebih tinggi daripada pasangan RP-1 / LOX, di samping itu, berat molekul rendah dari molekul hidrogen membantu mengurangi laju keausan mesin, dan proses pembakaran secara virtual menghilangkan akumulasi jelaga) penggunaannya penuh dengan sejumlah kesulitan:
- Temperatur hidrogen cair yang sangat rendah (sekitar -253 derajat Celcius) menjadikannya bukan bahan bakar yang paling nyaman;
- Kontak hidrogen dengan logam menyebabkan embrittlement hidrogen . Baja berkekuatan tinggi, serta paduan titanium dan nikel, adalah yang paling rentan terhadap percikan hidrogen, yang berbahaya bagi rudal, sementara mekanisme embrittlement hidrogen belum ditetapkan, sehingga belum jelas bagaimana cara menanganinya;
- Terlepas dari kenyataan bahwa hidrogen menunjukkan impuls spesifik yang sangat baik dalam ruang hampa, uap LH2 / LOX tidak memiliki nilai tinggi yang serupa di permukaan laut. Sebagai contoh, impuls spesifik dari mesin marching hidrogen tahap pertama dari kendaraan peluncuran Delta IV RS-68A di permukaan laut adalah 360 detik, yang kurang dari 12% lebih tinggi dari indikator yang sama untuk minyak tanah RD-180 - 311,3 detik (saya ingat bahwa dalam ruang hampa untuk mesin hidrogen keunggulan atas minyak tanah dalam impuls spesifik 35% tercapai);
- Akhirnya, pasangan LH2 / LOX memiliki kepadatan yang sangat rendah dibandingkan dengan minyak tanah yang sama: 0,29 g / cm ^ 3 untuk LH2 / LOX dibandingkan 1,03 g / cm ^ 3 untuk RP-1 / LOX, yaitu lebih dari tiga kali lebih sedikit ! Tentu saja, impuls spesifik yang lebih tinggi memungkinkan Anda untuk menggunakan lebih sedikit bahan bakar dan oksidator dalam kasus LH2 / LOX, tetapi tidak begitu besar, sehingga penggunaan LH2 / LOX pasti mengarah pada peningkatan volume tangki bahan bakar yang sangat signifikan. Dalam kasus ITS LV, ini akan berarti transisi dari ukuran yang sudah sangat besar ke sepenuhnya tidak terbayangkan.
Perbandingan ukuran beberapa sistem rudal. Dapat dicatat bahwa terlepas dari indikator beban yang hampir sama yang ditampilkan pada DOE untuk Proton M LV (23 ton) dan Delta IV Heavy (26 ton) dan massa peluncuran yang hampir sama (705 ton untuk Proton M dan 723 ton untuk Delta IV Heavy) menggunakan pasangan bahan bakar LH2 / LOX pada Delta membuat Proton M tampak seperti cebol dibandingkan dengan monster hidrogen terbang Amerika.
Contoh sederhana: Delta IV Heavy yang sepenuhnya hidrogen dan teman terbaik dari pecinta lingkungan Kazakh Proton M, yang beroperasi di UDMH / AT, mampu membawa kira-kira muatan yang sama ke DOE (sedikit kurang dari 26 ton untuk Delta dan sekitar 23 ton untuk Proton) . Pada saat yang sama, tangki bahan bakar Delta IV sangat besar sehingga pada dasarnya terdiri dari tiga tahap pertama, yang masing-masing memiliki ketinggian 40,8 meter. Ketinggian kendaraan peluncuran Proton M yang telah dirakit penuh adalah 58,2 meter. Omong-omong, Delta IV Heavy bahkan lebih berat dari Proton M: berat awalnya adalah 732 ton, yang merupakan 27 ton lebih dari berat awal Proton. Secara umum, sebagai hasil antara, kita dapat mengatakan bahwa keberadaan manfaat menggunakan pasangan LH2 / LOX pada langkah pertama adalah masalah yang agak individual dan dapat diperdebatkan.
Kekurangan serupa dari pasangan LH2 / LOX telah mengarah pada fakta bahwa sebagian besar langkah hidrogen atau mempercepat blok terbang, mesin yang dihidupkan secara eksklusif dalam ruang hampa, contoh sedang dikembangkan saat ini di Pusat Penelitian dan Produksi Luar Angkasa Negara. Blok penguat hidrogen M. Khrunicheva
"KVTK" , yang berarti "kelas berat oksigen-hidrogen" (dalam kerangka proyek untuk membuat blok penguat "KVTK" di
Biro Desain Teknik Kimia Voronezh, mesin hidrogen
RD-0146 yang dirancang sesuai dengan skema bebas gas telah dibuat). dan juga proyek tahap atas hidrogen dari
kendaraan peluncuran Angara-A5 . Pada saat yang sama, diharapkan bahwa penggunaan tahap atas kriogenik akan meningkatkan output Angara-A5 oleh DOE dari 24,5 ton menjadi 34-38 ton selama peluncuran dari
Vostochny Cosmodrome . Oleh karena itu, murni secara teoritis, insinyur SpaceX dapat mengambil jalur yang serupa: tahap pertama pada minyak tanah atau bahan bakar lainnya, dan yang teratas menggunakan hidrogen. Namun, konsep seperti itu dalam kasus LV ITS bukan tanpa kelemahan yang signifikan, yang utamanya adalah kebutuhan untuk membangun kompleks peluncuran yang akan mengisi roket raksasa dengan volume besar dari beberapa jenis bahan bakar roket, dan SpaceX selalu berupaya mengurangi biaya dalam segala hal. Selain itu, jika SpaceX ingin mengembalikan tahap atas, maka hidrogen cair lagi bukan pilihan terbaik. Secara umum, para insinyur dari sebuah perusahaan kecil tetapi sangat bangga menghadapi pilihan yang sulit.
Laporan pertama tentang mesin yang bersiap untuk terbang ke planet lain mulai muncul pada musim panas 2010, ketika Direktur SpaceX Rocket Development dan Test Facility, McGregor, Texas (mungkin kota kecil ini dengan populasi sekitar 5.000 orang). dikenal banyak pembaca
untuk video lepas landas dan pendaratan dari bangku tes eksperimental untuk bekerja dari pendaratan tahap pertama -
Belalang Tom Markusic mengumumkan dimulainya pekerjaan pada mesin gas Merlin 2. Diasumsikan bahwa ia akan menggunakan pasangan bahan bakar RP-1 / LOX dan memiliki daya dorong 7,6 MN di permukaan laut dan 8,5 MN dalam ruang hampa udara, yang melebihi kinerja "monster" ruang-tunggal minyak tanah F-1, yang jumlahnya lima nomor digunakan pada tahap pertama dari kendaraan peluncuran Saturn V untuk meluncurkan misi bulan. Pernyataan itu juga mengatakan bahwa mesin akan memiliki efisiensi yang belum pernah terjadi sebelumnya, walaupun agak sulit untuk mengatakan apa yang menjadi dasar pernyataan ini, dan proyek untuk mengembangkan "Merlin 2" dengan sangat cepat menjadi sia-sia.
Tahap pertama kembali dari kendaraan peluncuran Falcon 9 adalah hasil uji coba oleh Grasshopers.Pernyataan kedua oleh Tom Markazik adalah pengumuman sebuah proyek untuk mengembangkan mesin roket Raptor LH2 / LOX, yang seharusnya dibawa ke level dorong ~ 0,67 MN dengan impuls spesifik 470 detik. Iterasi ini menunjukkan bahwa mesin Merlin 2 akan berada di tingkat pertama, dan Raptor LRE akan dipasang di atas. Akibatnya, kisah super-roket minyak tanah-hidrogen berakhir dengan pernyataan oleh Elon Mask bahwa rencana yang disuarakan sebelumnya tidak boleh dipahami sebagai program pengembangan yang disetujui, tetapi sebagai hasil dari sesi curah pendapat dan subjek untuk diskusi lebih lanjut. Segera SpaceX meninggalkan dirinya
Tom Markazik.
Petunjuk pertama bahwa SpaceX sedang mempersiapkan sesuatu pada pasangan bahan bakar metana cair / oksigen cair (CH4 / LOX) eksotis adalah berita yang muncul pada bulan Mei 2011 bahwa SpaceX melakukan kontak dengan Angkatan Udara AS untuk kemungkinan partisipasi perusahaan dalam program pemerintah tentang pengembangan mesin dorong tinggi untuk akselerator yang dapat digunakan kembali. Dan memang ada sesuatu untuk didiskusikan. Faktanya adalah bahwa aplikasi Angkatan Udara AS ini menyiratkan persyaratan yang sangat tinggi untuk efisiensi mesin, di samping itu, jelas ditunjukkan bahwa mesin diperlukan pada pasangan RP-1 / LOX. Pada saat itu, hanya dua unit yang memenuhi persyaratan Angkatan Udara AS: mesin Aerojet AJ-26-500 dan
RD-191 yang diproduksi oleh NPO Energomash, yang dikembangkan berdasarkan warisan lunar Soviet,
NK-33 . Pada gilirannya, SpaceX baru saja mengadakan konsultasi dengan pelanggan dari Angkatan Udara tentang kemungkinan masuk ke "pasangan manis" Soviet-Rusia ini dengan beberapa mesinnya sendiri yang menggunakan bahan bakar lain. Dan karena pidato dalam aplikasi untuk program ini adalah tentang mesin dorong tinggi, menjadi jelas bahwa ini bukan tentang roket propelan cair Merlin 1 yang dimodernisasi, tetapi tentang sesuatu yang sama sekali baru. Seiring berjalannya waktu dan mesin baru, akhirnya dikenal sebagai "Raptor," mendapatkan semakin banyak detail baru. Pertama, pada tahun 2011, tingkat traksi yang diinginkan 2.2 MN diumumkan, pada kuartal kedua 2013 telah diumumkan bahwa rancangan draft telah meningkat dari 2.2 MN asli menjadi 2.9 MN, dan pada tahun 2014 informasi tersedia di traksi 4,5 MN. Hari ini, untuk "Raptor", indikator dorong sekitar 3 MN ditunjukkan.
- CH4/LOX , 0.82 /^3 (, LH2/LOX 0.23 /^3, RP-1/LOX 1.03 /^3). , 25-30% « »;
- , ( -161 -253 ). , ;
- Penggunaan metana cair sebagai bahan bakar secara signifikan mengurangi jumlah jelaga yang terbentuk dalam mesin dibandingkan dengan RP-1 / LOX, yang mengurangi biaya persiapan pra-peluncuran tahap yang dapat digunakan kembali dan umumnya meningkatkan keandalan mesin yang dapat digunakan kembali;
- Akhirnya, metana adalah bahan bakar yang terjangkau dan murah.
Tetapi SpaceX memutuskan untuk tidak membatasi diri pada keuntungan "asli" dari sistem metana dan bahkan melangkah lebih jauh: "Raptor" - yang pertama di dunia diluncurkan dalam produksi skala penuh mesin roket propelan cair dengan siklus tertutup paling efisien - yang disebut "siklus penuh aliran tertutup" (yaitu, dengan pra-gasifikasi dan afterburned) komponen pengoksidasi dan bahan bakar).Secara umum, baik di media kami maupun di film dokumenter asing, Anda dapat mendengar kata-kata seperti “mesin loop tertutup pertama adalah NK-33, lalu semua orang lupa tentang teknologi ini, dan kemudian mereka membuat RD-180 berdasarkan dasarnya. Dan semua negara lain iri pada kita / Rusia. ” Sebagai contoh, cerita ini dituangkan dalam film Inggris Hot Engines of the Cold Country (Mesin yang Berasal Dari Dingin. Channel 4, London). Bahkan, ada banyak mesin dengan satu bentuk atau lainnya dari siklus tertutup (mereka akan dibahas sedikit kemudian).Film dokumenter "The Engines of the Cold Country" ("The Engines In The From In Cold." Channel 4, London). Di masa sekolah, film ini sangat memperkuat keinginan penulis artikel ini untuk pergi belajar sebagai insinyur roket atau fisikawan.( ) — , . , (). , . . :
- . : -253 (« »), -170/171 («», «», , , «-5»), -180 (Atlas-V), -191/193 («», «-1» ( KSLV-1), -2.1, , «Antares» -33) -120 ( «»), -33 (-1, -2.1, «Antares», , -2-3);
- . : -0120 ( «», SSME (Space Shuttle Main Engine), -857 ( -20 ), LE-7/LE-7A ( H-II )
- . : -270 (-700 -900), «Raptor» SpaceX.
« » , , .
60- XX -456 (
«» . . )
-270 ( /) /
-700/-900 ( , -1: /, ).
1962-1967 -456 ( «») -270 (/) / -700/-900. ( — Integrated Powerhead Demonstrator Rocketdyne Aerojet ) . 50 .Beberapa kata tentang RD-270. Pengembangannya dimulai pada tahun 1962 dan selesai pada tahun 1967, yaitu setelah 5 tahun. Secara total, dari Oktober 1967 hingga penutupan program untuk membuat UR-700 / UR-900 pada bulan Juli 1969, 27 tes kebakaran unit ini dilakukan dan total 22 salinan mesin ini dikumpulkan. Tiga mesin diuji ulang, dan satu tiga kali. Kemudian proyek UR-700 / UR-900 ditutup.Selain peningkatan impuls spesifik, sirkuit tertutup dengan gasifikasi lengkap komponen menyiratkan desain mesin dengan jumlah titik kegagalan potensial yang berkurang dibandingkan dengan mesin roket gasifikasi parsial. Juga, skema gasifikasi lengkap menyiratkan bahwa tidak perlu memompa dan membakar komponen cairan di ruang bakar, yang meniadakan risiko kavitasi . , : - — -270 , . , . -270 , 10
RS-25(mesin utama pesawat ulang-alik Space Shuttle) hanya melalui penggunaan komputer digital on-board , analog yang tidak tersedia di USSR selama pengembangan RD-270.Skema mesin roket dengan gasifikasi penuh. Arsitektur ini dapat secara signifikan meningkatkan keandalan (misalnya, dengan mengurangi jumlah pompa dan jaringan pipa yang dibutuhkan) dan kinerja engine sekaligus mengurangi massanya. Preburner - generator gas; Pompa - turbopump; Combustion Chamber adalah ruang pembakaran utama. Sebagai perbandingan, dalam spoiler di bawah ini adalah diagram dari mesin siklus tertutup dengan mengurangi gas generator, di mana bahan bakar disuplai hanya melalui generator gas, dan oksidator juga langsung dari tangki.
Mesin loop tertutup dengan generator gas regeneratif , , — , . , : , . , . ( — ): ( ), — ( ). . , , ( ) , , . .
Pemodelan proses fisik dan kimia dalam mesin roket "Raptor". Sangat disarankan untuk dilihat oleh orang-orang yang menyukai diagram dan model cantik yang cerah yang diperoleh berdasarkan perhitungan matematis."Tantangan" lain dalam cara menciptakan produk jadi adalah fakta bahwa komponen bahan bakar gas eksklusif dan produk gas dari pembakarannya sudah memasuki ruang bakar dalam mesin dengan gasifikasi penuh, dan aspek fisikokimia dari proses ini belum banyak dipelajari sebelumnya. bahwa, pada kenyataannya, tidak ada seorang pun di Amerika Serikat, dan memang di dunia, yang pernah menggunakan siklus tertutup berulir penuh sebelumnya. Dan bahkan jika kita mempertimbangkan fakta keberadaan RD-270, maka, pertama, sepertinya SpaceX tidak akan bisa mendapatkan dokumentasi terperinci untuk produk ini, dan kedua, tidak mungkin bahwa pada akhir 60-an abad terakhir daya komputasi diizinkan untuk mendapatkan hasil, yang tidak masuk akal untuk mengklarifikasi atau bahkan memeriksa ulang pada tahun 2017.
Elon Musk menyajikan kepada publik gambaran umum tentang kinerja mesin Raptor di Kongres Internasional Astronautika, 27 September 2016, Guadalajara, Meksiko.Juga diketahui bahwa untuk mengoptimalkan peluncuran, bahan bakar Raptor dan oksidator untuk mesin roket akan berada di tangki pada suhu dekat dengan suhu beku, dan bukan ke titik didih, yang tidak khas untuk sistem rudal bahan bakar kriogenik yang ada. Subcooling metana dan oksigen harus meningkatkan kepadatannya, yang akan menyebabkan penurunan volume tangki bahan bakar dan roket secara keseluruhan. Selain itu, bahan bakar super dan oksidator kurang rentan terhadap proses kavitasi dalam unit turbopump, yang juga mempengaruhi keandalan sistem dengan cara yang paling positif.
Selain itu, kemungkinan mentransfer produksi unit Raptor individu ke teknologi pencetakan 3D sedang dipelajari. Jadi, pada tahun 2016, sampel percobaan yang dikurangi dari mesin dengan daya dorong sekitar 1 MN diuji, 40% dari bagian yang (berdasarkan berat) dicetak.
Tabel ringkasan dengan karakteristik beberapa mesin bilik tunggal yang umum digunakan. Mesin yang dibuat di AS ditandai dengan warna biru, dan yang dibuat di USSR / Rusia berwarna merah. Tanda-tanda (***) dalam indikator dorongan dan impuls spesifik dari mesin Raptor dan Merlin 1D berarti bahwa angka-angka ini tidak merujuk pada modifikasi dasar dari mesin ini yang berada di langkah pertama, tetapi ke versi Vakum Raptor khusus yang dipasang di langkah atas dan Merlin 1D Vacuum, masing-masing.Dengan demikian, sebagai kesimpulan, kita dapat mengatakan bahwa skema loop terbuka "Merlin" sangat sukses, meskipun versi modernnya dari "Merlin 1D" memiliki rasio daya dorong / massa dan dorong / biaya tertinggi, dan juga merupakan oksigen paling efektif dengan mesin minyak tanah yang pernah diproduksi di AS, namun demikian, dalam banyak hal, Merlin tetap jauh dari unit paling canggih. Pada gilirannya, mesin roket Raptor generasi baru, yang dikembangkan oleh SpaceX, telah menyerap, jika tidak semua, maka tentu saja banyak teknologi paling canggih yang ada di mesin roket saat ini. Dan penggunaan yang direncanakan dapat digunakan kembali dari unit ini akan lebih dari mengimbangi biaya tinggi dari solusi canggih tersebut.