knezevolk

Google инвестировала больше других технологических компаний в амбициозные проекты в духе Маска — самоуправляемые автомобили, роботов и даже в премию наличными для тех, кто сможет сделать дешевый луноход и посадить его на Луну. Но у компании есть набор ограничении и ожидании, потому что на нее работают десятки тысяч людей, а инвесторы не спускают с нее глаз. По этой причине Пейдж иногда немного завидует Маску, который смог сделать радикальные идеи основой своих компаний. «Если взять Кремниевую долину или руководителей корпораций в целом, о нехватке денег речи не идет, — сказал Пейдж. — Пусть у вас есть эти деньги, их надо куда-то вложить и даже нельзя целиком потратить, но зачем посвящать свое время компании, которая, в сущности, не делает ничего хорошего? Илон в этом плане очень вдохновляет. Он сказал: „Так что я должен сделать в этом мире? Разобраться с автомобилями и глобальным потеплением, а еще сделать людей межпланетным видом". Весьма убедительные цели, а теперь у него есть компании, чтобы воплотить их в жизнь.

Кроме того, так он получил конкурентное преимущество. Зачем работать на предприятие из оборонного сектора, если можно пойти к человеку, который хочет полететь на Марс и ни перед чем не остановится? То есть задачу можно сформулировать так, чтобы это пошло исключительно на благо бизнесу».

В какой-то момент стали ходить слухи, что Пейдж хочет оставить все свои деньги Маску. По словам Пейджа, цитату исказили, но подобный настрой у него есть. «Я не собираюсь отдавать свои деньги прямо сейчас, — объяснил он. — Но Илон весьма убедителен в желании построить межпланетное общество — просто потому, что в противном случае мы можем вымереть, а это будет печально по самым разным причинам. Думаю, его проект вполне выполним. Чтобы устроить постоянное поселение на Марсе, требуются относительно скромные ресурсы. И я просто хотел сказать, что идея очень мощная».

Пейдж утверждает: «Хорошие идеи всегда поначалу кажутся безумными, а потом — нет». Этот принцип он старается применять в Google. Когда они с Сергеем Брином начали обсуждать способы поиска по текстам книг, все приглашенные эксперты заявили, что оцифровать каждую книгу невозможно. Однако сооснователи Google решили прикинуть, есть ли физическая возможность сделать это за разумный период времени, и пришли к положительному решению. С тех пор Google отсканировала миллионы книг. «Я понял, что, если вы ничего не знаете о предмете, интуиция работает не очень хорошо, — сказал Пейдж. — Илон всегда говорит, что надо начинать с базовых принципов. Какова физика этого процесса? Сколько времени он займет? Сколько будет стоить? Насколько его можно удешевить? Чтобы оценить реалистичность и перспективность проекта, надо понимать свои физические и технологические возможности. Илон необычный человек, потому что он их понимает, а еще хорошо разбирается в бизнесе, организациях, управлении и взаимодействии с государством».

Иногда Маск и Пейдж беседуют в тайной служебной квартире Google в центре Пало-Альто. Она находится в высотном здании, откуда открывается прекрасный вид на горы, окружающие кампус Стэнфордского университета. Пейдж и Брин устраивают там частные встречи и держат для этого повара, который готовит еду для гостей. Когда на встречах присутствует Маск, разговоры тяготеют к абсурду и фантастике. «Я был там однажды и слышал, как Илон рассуждает об электрическом самолете, который сможет взлетать и приземляться вертикально, — рассказал Джордж Закари, венчурный капиталист и друг Маска. — Ларри заявил, что такой самолет должен приземляться на горнолыжные трассы, а Сергей сказал — и заходить в доки Манхэттенского порта. Потом они начали обсуждать пассажирский самолет, который будет непрерывно облетать землю, чтобы, подсаживаясь на него, люди могли очень быстро перемещаться из одной точки в другую. Я думал, все это не всерьез, но под конец спросил у Илона: „Ты правда собираешься за-ниматься такими вещами?" И он ответил: „Да“».

«Думаю, это своего рода отдых, — сказал Пейдж. — Мы трое любим обсуждать всякие безумные идеи и находим вещи, которые в конце концов становятся реальностью. Мы рассматриваем сотни, тысячи возможностей и выбираем самые перспективные».

Порой Пейдж говорит о Маске так, словно он могучая стихия, способная воплотить вещи, за которые другие бизнесмены даже не станут браться: «SpaceX и Tesla кажутся нам крайне рискованными предприятиями, но я думаю, Илон добился бы успеха в любом случае. Он готов пойти на личные издержки, и, полагаю, это сильно увеличивает его шансы. Зная его лично, оглядываешься на время, когда он начинал свои компании, и приходишь к выводу, что вероятность его успеха превышала 90 процентов. То есть теперь у нас есть доказательство: если с настоящей страстью заниматься безумными с виду вещами, можно добиться очень многого. Глядя на ситуацию Илона, хочется сказать: „Да, одной удачей тут не обошлось. Он проделал такое дважды, а значит, дело не в удаче". Выходит, его успех реально в той или иной степени повторить. По крайней мере, это реально для него самого. Может, нам надо уговорить его заняться и другими вещами».

"Розетта дала ответы на многие вопросы, к примеру, как появилась вода на Земле. Мы считаем, исходя из полученных от аппарата данных, что на самом деле кометы — не основной поставщик воды на Землю, зато они могли занести к нам сложные органические соединения, такие как глицин. То есть кометы, вероятно, занесли на Землю элементы, из которых затем зародилась жизнь, — не саму жизнь, лишь некоторые ингредиенты, из которых она возникла на влажной, теплой планете", — отметил Мэтт Тейлор, координатор проектов Европейского космического агентства.

Zikam.RU:
Чтобы серьезно продвинуть марсианский проект, нужен изобретатель уровня Теслы.

Пейдж считает Маска образцом для подражания в эпоху, когда бизнесмены и политики сосредоточены на краткосрочных и незначительных задачах. «Я думаю, что мы, как общество, неправильно выбираем главные цели, — сказал Пейдж. — Мне кажется, люди получают недостаточно широкое образование. Сегодня надо иметь хорошую научную и инженерную подготовку. И еще нужно быть хорошим лидером и обладать какими-то навыками выпускника MBA — уметь управлять процессами, организовывать других и находить деньги. Думаю, мало кто может все это сразу, что создает большую проблему. Инженеров обычно готовят в очень узкой области. Но когда человек ориентируется в разных дисциплинах, он может смотреть на вещи по-новому, придумывать безумные идеи и находить способы их реализовать. Мне кажется, это очень важно для всего мира. Именно так и совершается прогресс».

Теперь к характеристикам двигателя. По известным данным я рассчитал все остальные. Раптор - это два двигателя: собственно "Раптор" (Raptor) - атмосферная версия двигателя, и "Раптор вакуум" (Raptor vac) - вакуумная версия двигателя, снабжённая сопловым дорасширительным насадком. У двигателя с сопловым насадком несколько другая форма сверхзвуковой и околокритической части сопла. Остальные их составляющие абсолютно одинаковы.

[ Версия для полётов в атмосфере ] Raptor

Компоненты топлива - переохлажденные жидкий кислород (LOX) / жидкий метан (CH4);
Схема работы: с дожиганием, с газификацией обоих компонентов (FFSC);
Охлаждение камеры: регенеративное, метаном;
Диапазон дросселирования - 20..100%;
Степень расширения сопла: 40;
Высота двигателя: 3,1...3,3 м;
Масса двигателя: 900..1000 кг.

Параметры на номинальном режиме (коэффициент дросселирования = 1,0):
Тяга на уровне моря Земли: 3050 кН (311,0 т);
Удельный импульс на уровне моря Земли: 334,1 с;
Тяга на поверхности Марса: 3284 кН (334,9 т);
Удельный импульс на поверхности Марса: 360,0 с;
Тяга в вакууме: 3290 кН (335,5 т);
Удельный импульс в вакууме: 360,3 с;
Расход окислителя (кислород, LOX): 724 кг/с;
Расход горючего (метан, CH4): 206,5 кг/с;
Расход топлива (кислород + метан): 930,5 кг/с;
Соотношение компонентов топлива: 3,506;
Давление в камере сгорания: 30 МПа;
Давление в выходном сечении сопла: 0,0735 МПа;
Скорость в выходном сечении сопла: 3450 м/с;
Диаметр минимального сечения камеры: 273,0 мм;
Диаметр выходного сечения сопла: 1720..1730 мм;
Эффективность сгорания топлива: 99,3..99,4 %.

Параметры на режиме глубокого дросселирования (коэфф. дросселирования = 0,2):
Тяга на уровне моря Земли: 440,7 кН (44,94 т);
Удельный импульс на уровне моря Земли: 241,5 с;
Тяга в вакууме: 651,6 кН (66,45 т);
Удельный импульс в вакууме: 357,0 с;
Давление в камере сгорания: 5,9 МПа.

[ Версия для полётов в открытом космосе ] Raptor vac

Компоненты топлива - переохлажденные жидкий кислород (LOX) / жидкий метан (CH4);
Схема работы: с дожиганием, с газификацией обоих компонентов (FFSC);
Охлаждение камеры: регенеративное, метаном (сопло) / радиационное, излучением теплоты (сопловой насадок);
Диапазон дросселирования - 20..100%;
Степень расширения сопла: 200;
Высота двигателя: 6,1...6,4 м;
Масса двигателя: 2000..2300 кг.

Параметры на номинальном режиме (коэффициент дросселирования = 1,0):
Тяга на уровне моря Земли: [не предназначен];
Удельный импульс на уровне моря Земли: [не предназначен];
Тяга на поверхности Марса: 3458 кН (352,6 т);
Удельный импульс на поверхности Марса: 380,6 ;
Тяга в вакууме: 3470 кН (353,8 т);
Удельный импульс в вакууме: 382,0 с;
Расход окислителя (кислород, LOX): 720,0 кг/с;
Расход горючего (метан, CH4): 206,4 кг/с;
Расход топлива (кислород + метан): 926,4 кг/с;
Соотношение компонентов топлива: 3,489;
Давление в камере сгорания: 30 МПа;
Давление в выходном сечении сопла: 0,009 МПа;
Скорость в выходном сечении сопла: 3743 м/с;
Диаметр минимального сечения камеры: 272,5 мм;
Диаметр выходного сечения сопла: 3840...3870 мм;
Эффективность сгорания топлива: 99,3..99,4 %.

Параметры на режиме глубокого дросселирования (коэффициент дросселирования = 0,2):
Тяга на уровне моря Земли: [не предназначен];
Удельный импульс на уровне моря Земли: [не предназначен];
Тяга в вакууме: 686,3 кН (69,98 т);
Удельный импульс в вакууме: 377,7 с;
Давление в камере сгорания: 5,9 МПа.

На этом разбор закончен, ждём новых фото и видео от SpaceX.

Перед нами один из самых совершенных, на данный момент, ракетных двигателей. Из метановых двигателей он точно самый совершенный.

Начну со схемы работы двигателя. Она редкая и практически не имеет аналогов - двигатель с дожиганием, с газификацией обоих компонентов топлива (FFSC). Двигателей, построенных по этой схеме было немного, да и те так никуда и не полетели. Это советский РД-270 и Насовский двигатель-демонстратор. Это неудивительно - такой двигатель очень сложно сделать и заставить работать безопасно. Нужны очень сложные расчёты и квалифицированный технологический процесс на производстве. Есть и другие трудности. Очевидно, SpaceX все их преодолела. Но зачем им всё это нужно? Давайте разберемся, рассматривая известную на данный момент информацию о двигателе.

Несмотря на непривычную схему работы, двигатель Раптор имеет много признаков, типичных и для других двигателей. Турбонасосный агрегат (ТНА) расположен соосно оси сопла и находится напротив камеры сгорания (на фото он слева сверху). Вообще для такой схемы (с газификацией обоих компонентов) было бы логичным решением разделить ТНА на два разных агрегата - кислородный ТНА и метановый ТНА, схема двигателя позволяет это сделать. Разделение ТНА на два независимых ТНА приводит к улучшению качества работы насосов и повышению безопасности, так как компоненты топлива оказываются физически разделены, находятся в двух разных агрегатах. В каждом из двух ТНА есть своя газовая турбина, потому как оба компонента топлива итак нужно будет газифицировать перед попаданием в камеру, так почему бы не сделать это перед турбинами.

Многоразовость использования данного двигателя высокая и выгодная, исходя из следующих положений. Перед упомянутыми турбинами газ находится со значительно меньшей температурой, что сохраняет ресурс лопаток турбины, а, значит, и всего двигателя. Наличие двух ТНА помогает при запуске, так как раскручивать насосы тут можно раздельно. Второй насос запускается когда надо, а не когда получится. Частичное отсутствие пульсаций в камере сгорания (об этом далее) не так сильно убивает камеру сгорания. Метан в качестве компонента топлива практически гарантирует отсутствие толстого слоя сажи в газоводах двигателя. И, напоследок, в двигателе отсутствует выхлопной патрубок ТНА, как на Мерлин 1, и двигатель не принимает огненный душ при возвращении на Землю (скоро и на Марс).

Так как на данный момент доступно только одно изображение двигателя, сложно что-то утверждать, но похоже, что у двигателя все-таки два разных ТНА. Тот, который виден, очевидно состоит из расположенного сверху насоса и находящейся ниже турбины. Еще ниже турбины есть что-то похожее на газовод. Скоро мы это узнаем.

Сопло двигателя уже устоявшейся, типичной конструкции, тут нет ничего нового. От насоса к соплу тянется изогнутая магистраль, подходящая к коллектору, расположенному в начале расширяющейся (сверхзвуковой) части сопла. Этот коллектор - первое, что "нарушает" гладкую на вид поверхность сопла, если вести взгляд по картинке снизу вверх. Через этот коллектор жидкий метан попадает в расположенные внутри стенки сопла охлаждающие каналы и разделяется на два направления - вверх и вниз. Та жидкость, которая потекла вниз, затем возвращается по соседнему каналу и идёт в сторону форсуночной головки. Это так называемая петлевая (полуторная) схема охлаждения. А тот поток, что от самого коллектора сначала пошел вверх смешался с тем, что пришел из нижней части сопла и направился охлаждать минимальное сечение сопла - самое теплонапряжённое место камеры. Далее сложно что-то утверждать, ибо нужен более подробный рисунок. Видно лишь, что в районе камеры сгорания расположен еще один коллектор, направление потока в котором - отвод или подвод - сложно оценить.

Очевидно, что охлаждение криогенным компонентом топлива - метаном - позволит значительно сократить расходы топлива на внутреннее охлаждение. Это когда стенки камеры сгорания приходится буквально заливать топливом, чтобы они просто не сгорели под напором жара раскалённых газов. К тому же метан такой холодный, что для охлаждения сопла требуется только часть расхода метана. Невостребованный поток можно направить в обход рубашки охлаждения сопла и, таким образом, сэкономить ресурс насоса.

Также, сама схема (напомню, с газификацией обоих компонентов) говорит еще об одном существенном преимуществе двигателя. В отличие от Мерлина 1, где горят жидкость + жидкость и РД-180, где горят жидкость + газ, здесь горят газ + газ. То есть компонентам топлива не надо нагреваться и испаряться - они уже в виде газа и уже подогреты, можно сразу гореть. Это приводит к увеличению удельного импульса и появлению очень равномерных "mach diamonds", о которых писал в твиттере Маск. Пламя из двигателя очень равномерное и красивое, без пульсаций и мельканий. Кстати о пульсациях. Если горят газ + газ, то опасных пульсаций в камере сгорания, вызванных взрывным горением капель жидкости, значительно меньше. А это в свою очередь, повышает безопасность и надежность.

Двигатель обладает возможностью управления вектором тяги, о чём говорит наличие гидравлического цилиндра. Скорее всего с другой стороны есть ещё один такой же гидроцилиндр. Управление вектором тяги нужно ракете для изменения направления движения во время полёта, когда маленькие двигатели коррекции делать не хочется. По картинке видно, что качанию подвержена только камера двигателя, а ТНА и большинство трубопроводов неподвижны. Схема данного двигателя сложна тем, что газифицируются оба компонента, но они газифицируются в ТНА, который нельзя поворачивать во время полёта, а направляются в камеру, которую, напротив, требуется поворачивать. Возникает противоречие, так как в схеме появляется как минимум один газовод (а скорее всего два), который с одной стороны должен быть гибким, а с другой - выдерживать поток раскалённого метана под давлением в 40 МПа. Непростая задачка. Как с ней справился Том Мюллер, главный конструктор двигателей SpaceX, пока не известно. Более того, перед тем, как метан газифицируется в газогенераторе при метановом ТНА, он сначала охлаждает камеру, а, значит, еще дважды проходит через гибкий трубопровод, но уже при давлении 80..70 МПа.

Двигатель всем хорош, но и как у всего на свете, у данного двигателя есть и недостатки. Это относительно большое количество магистралей и агрегатов, которые к тому же выполнены из более дорогих и труднообрабатываемых материалов. Число деталей от этого должно быть больше, а, значит и зарплаты инженеров-сборщиков. Подобные двигатели должны быть в 1,5..2 раза дороже, чем их собратья со схемой с дожиганием, с газификацией только одного компонента топлива. Создание такого двигателя может иметь смысл только при крупносерийном (по меркам ракетной индустрии) производстве таких двигателей: 100 или более. Судя по объявленным планам SpaceX, они будут делать больше, чем 100 двигателей в год. Риск не оправдан, но перекрыт другими факторами.

Абы кто взять и создать подобный двигатель не могут, что ещё раз подчёркивает профессионализм двигательного подразделения компании. В мире ракетных двигателей подобные агрегаты являются вершиной мастерства, точкой соприкосновения науки, инженерной мысли и технологии. Теперь вы узнали что это за двигатель и чем он резко выделяется среди других.

RiDDi:
проблем с двигателями никогда не было для полета на Марс

RiDDi:
от высокой радиации

RiDDi:
"а нафига?"

·Pavel:
Вот читаю новость сегодня:
«Роскосмос» объявил о планах создать взлетно-посадочный модуль для полетов на Марс. По словам главы госкорпорации Игоря Комарова, это произойдет в 2020 году