Starship (SpaceX) aktueller Stand

Fedaykin schrieb:Inwiefern denn?

Das erste serientaugliche Full-Flow Staged Cobustion Cycle (FFSC) Triebwerk. Damit wird eine höhere Effizienz des Triebwerks und eine höhere Wiederverwendbarkeitstauglichkeit erreicht. Weiterhin ermöglicht diese höhere Kammerdrücke.

Laut Aerospace Corporation:

First, all of the propellants are burned in the preburners, thus providing more mass flow for turbine drive power than the conventional staged combustion cycle. This additional power can be used to increase the chamber pressure and produce a smaller engine; alternatively, the preburner temperature can be reduced to provide the same power at lower temperatures. The lower turbine temperatures translate into longer turbine blade life—often the limiting factor on reusable engine life.

The second advantage is that the use of oxidizer-rich gas in the oxidizer turbine and fuel-rich gas in the fuel turbine eliminates the need for a complex propellant seal for the pumps. There is little risk with leaking liquid fuel into a fuel-rich gas or liquid oxygen into an oxidizer-rich gas. In contrast, the fuel-rich staged combustion cycle must use sophisticated purges and multiple seals in the oxidizer pump to prevent any liquid oxygen from leaking into the hot fuel-rich gas. A similar situation must be avoided in the oxidizer-rich cycle on the fuel pump side. The elimination of this failure mode increases system reliability

https://space.stackexchange.com/questions/34016/advantage-of-full-flow-staged-combustion-vs-conventional-staged-combustion-engin

Hier nochmal eine zusammenfassende Erläuterung der Funktionsprinzipien der Triebwerke:
https://everydayastronaut.com/raptor-engine/

Eine Darstellung zwecks Vergleichbarkeit:



Die 270 Bar Kammerdruck sind übrigens nicht mehr aktuell. Wie beim Merlin Triebwerk setzt man hier allerdings schon während der Anfangsserie iterativ teilweise umfassende Verbesserungen am Triebwerksdesign um.
Mittlerweile peilt man ca 300 bar Kammerdruck (mit weitem Abstand Rekord) als Arbeitsniveau an.
Die neueste Version hat zuletzt 330 Bar Kammerdruck erreicht.

Raptor engine just reached 330 bar chamber pressure without exploding!

https://mobile.twitter.com/elonmusk/status/1295495834998513664 (Archiv-Version vom 05.07.2021)

Und es werden schon weitere umfangreiche Optimierungen bei in Kürze zur Verfügung stehen Treibwerken umgesetzt.

SN40 is about to be tested & has several upgrades over 330 bar engine. For reference, 330 bar on Raptor produces ~225 tons (half a million pounds) of force.

https://mobile.twitter.com/elonmusk/status/1295498964205068289 (Archiv-Version vom 13.01.2022)

Die kontinuierliche Leistungssteigerung ist auch der Grund warum man nun erwägt die Anzahl der Triebwerke bei der Super Heavy zu reduzieren. Übrigens alles Sachverhalte die Bernd Leitenberger bei seinen Überschlagsrechnungen nicht berücksichtigt.

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Ravegard schrieb:Die kontinuierliche Leistungssteigerung ist auch der Grund warum man nun erwägt die Anzahl der Triebwerke bei der Super Heavy zu reduzieren. Übrigens alles Sachverhalte die Bernd Leitenberger bei seinen Überschlagsrechnungen nicht berücksichtigt.

Der berücksichtigt nur bestätigte Daten.... Bzw das was verfügbar ist


Anbei, entscheiden ist was hinten rauskommt

Also was man will... Viel Schub.. Oder hohe ausstromgeschwindikeit

Da ist man im Vergleich zu lh/lox noch hinten dran

Aber wie gesagt frage ist was die Priorität genießt

Mal sehen wo es hinführt

Es ist zwar nicht Starship aber immerhin SpaceX. Ein schönes Video aus der Onboard Kamera des Boosters vom SAOCOM18 Launch (mit Landung am Cape)

SAOCOM 1B | Launch and Landing

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Starship SN7.1 Test

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Es geht voran in Boca Chica. Vorhin wurde der SN7.1 Tank erfolgreich zum platzen gebracht (Stresstest).

SpaceX Boca Chica - First Super Heavy Booster Parts - SN8 Flaps Installed

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Mittlerweile haben die Dacharbeiten der Highbay (Höhe ca. 71 m) begonnen. Darin soll die Superheavy (erste Stufe von Starship) konstruiert werden.

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Währenddessen wurde SN8 für die Montage der unteren Flügel aus der Midbay geholt. Danach erfolgt die Montage der Nase mit den oberen Flügeln. SN8 soll dann mit 3 Raptortriebwerken getestet werden (Static Fire) und dann zum ersten Hoppser auf 18 km Höhe starten. Dabei soll das Skydivermanöver folgen indem SN8 waagrecht zu Boden gleitet. Dann folgt ein Flip in die Vertikale und anschliessend die Landung.

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@Celladoor
Es wäre interessant zu erfahren, wie hoch der Maximaldruck war, als SN7.1 (kontrolliert) platzte.
Zu den Ergebnissen bei den vorangegangenen Drucktests im Sommer äußerte sich SpaceX nicht formell. Es gab also nur Vermutungen. Vermutet wurde dieses Mal, dass ein Druck um 10 bar erreicht werden sollte, also klar über den 8.4 bar, die notwendig sind.
Jedenfalls brachte diese Testwoche mit SN7.1 sicher sehr viele neue Daten hervor - es war ja auch der erste Test zum Druckverhalten der erstmals verwendeten Stahllegierung 304L
Letztlich wird SpaceX aber auch nicht mit 304L-Stahl Starship´s produzieren, sondern mit einer in der Entwicklung befindlichen Legierung 30x , über die bisher nichts bekannt ist, außer, dass die Stahlwanddichte von derzeit 4mm auf 3 oder sogar 2mm reduziert werden könnte. Damit deutlich weniger Gewicht.

Celladoor schrieb:Highbay (Höhe ca. 71 m)

Es sind sogar 81m. Super Heavy wird 70m hoch. Wenn es nach Elon geht, soll SH seinen ersten Flugversuch noch im Oktober machen. Wohl vom "Orbital Lauch Pad", das z.Z. gerade fertiggestellt wird.

Spitzberger schrieb:Es wäre interessant zu erfahren, wie hoch der Maximaldruck war, als SN7.1 (kontrolliert) platzte.

Ja. Vielleicht twittert Musk etwas dazu.

Spitzberger schrieb:Es sind sogar 81m.

Thx für die Korrektur. Was denkst du wie lange dauert es bis SN8 fertig ist?

Celladoor schrieb:Was denkst du wie lange dauert es bis SN8 fertig ist?

Elon Musk twitterte am 12.09., dass SN8 "in etwa 1 Woche" fertig sein dürfte.
https://twitter.com/elonmusk/status/1304836575075819520?lang=de (Archiv-Version vom 05.04.2023)

1 Woche "Elon-Zeit" entspricht zwar manchmal nicht genau unserer Zeitrechnung ;) , aber sobald SN7.1 aus dem Weg geräumt ist auf dem Testgelände, dürfte SN8 ziemlich zügig auf den Teststand A gehievt werden.
Dann kommt der 3-fache Raptor-Einbau vor Ort und los geht s mit den Tests.

Jup. Ich schätze es dauert noch 4 Wochen bis zum 1. Static fire und dann noch 1 Woche bis 18km Hopp.

Die grösste Schwierigkeit sehe ich bei den 3 simultan laufenden Raptors. Das wird enorm viel komplexere Wechselwirkungen der Vibrationen hervorrufen als dass es mit nur einem Triebwerk der Fall ist.

Und natürlich die noch ungetesteten Flugmanöver. Da kann einiges schief laufen.

How Not To Land an Interplanetary Starship.

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Celladoor schrieb:Die grösste Schwierigkeit sehe ich bei den 3 simultan laufenden Raptors. Das wird enorm viel komplexere Wechselwirkungen der Vibrationen hervorrufen als dass es mit nur einem Triebwerk der Fall ist.

Und natürlich die noch ungetesteten Flugmanöver. Da kann einiges schief laufen.

Das Problem enstand sowohl bei der Saturn als auch bei der N1 damals. Die Russen hatten sogar die Einschräkung das sie niemals alle Triebwerke zusammen testen konnten. Im Gegensatz zur Saturn. Wäre die Saturn, gleich wie die N1 einfach gestartet worden, hätte es auch mächtig gebummst!

Glücklicherweise hat SpaceX ja mit der Falcon schon einige Erfahrungen zum Thema mehrere Triebwerke in einer Stufe sammeln können.

Trotzdem gehört natürlich das schieflaufen irgendwie zur Raketenentwicklung mit dazu. Insbesondere wenn man den Massstab vergrössert :D
Ein Fehlschlag wäre aber auch ein ordentliches Spektakel, daher dürfen wir uns so oder so freuen :)

Roesti schrieb:Ein Fehlschlag wäre aber auch ein ordentliches Spektakel, daher dürfen wir uns so oder so freuen :)

True! :)

Spitzberger schrieb:Entwicklung befindlichen Legierung 30x , über die bisher nichts bekannt ist, außer, dass die Stahlwanddichte von derzeit 4mm auf 3 oder sogar 2mm reduziert werden könnte. Damit deutlich weniger Gewicht.

Mmh... Ob es eine stahllegierung mal so eben gibt... Die doppelte Druckfestigkeit bietet...

Spitzberger schrieb:Es sind sogar 81m. Super Heavy wird 70m hoch. Wenn es nach Elon geht, soll SH seinen ersten Flugversuch noch im Oktober machen. Wohl vom "Orbital Lauch Pad", das z.Z. gerade fertiggestellt wird.

Ist die komplette Sh überhaupt schon im Bau?

Bislang hatte noch kein VT. Die endkonfiguration.

Roesti schrieb:Im Gegensatz zur Saturn. Wäre die Saturn, gleich wie die N1 einfach gestartet worden, hätte es auch mächtig gebummst

N1 und Saturn unterscheiden sich doch enorm. In der Triebwerke Konfiguration.

Die saturn v machte nur 2 unbekannte Testfluge in der vollen Konfiguration.

Die clusterung der n1 war das Problem...

Und eine Anzahl wie bei space x vorgesehen übersteigt heutige clusterungen doch sehr bzgl Anzahl. Man wird sehen ob die Risiken daraus, auftreten oder nicht.

Fedaykin schrieb:N1 und Saturn unterscheiden sich doch enorm. In der Triebwerke Konfiguration.

Das ist mir schon klar. Dennoch, bei einzel Tests lief das F1-Triebwerk perfekt. Bei der 4er Cluster Konfiguration kam es aber zu unvorhergesehenen Problemen. Aber das weisst du ja ;)


Zur SpaceX Lösung bzw den Problemen kann ich nicht viel sagen. Nur das es mit 9 Merlin mittlerweile absolut zuverlässig funktioniert und wir heute auch bessere technische Systeme zur überwachung und Steuerung haben. Bei der N1 war ja nichtmal unbedingt die enorme Anzahl schuld sondern eine teils falsche Reaktion des Systems auf auftretende Probleme.

Hätten die Sovjets damals den ganzen Cluster am Boden festgezurrt getestet hätten sie vieleicht auch ein funktionierendes System daraus machen können. Ne Explodierende 1st Stage ist nur ein Bruchteil so teuer als wenn einem die komplette Rakete explodiert und einmal sogar aufs Launchpad zurückfällt.

Roesti schrieb:das F1-Triebwerk perfekt. Bei der 4er Cluster Konfiguration kam es aber zu unvorhergesehenen Problemen. Aber das weisst du

Pogo Effekt..

Roesti schrieb:technische Systeme zur überwachung und Steuerung haben. Bei der N1 war ja nichtmal unbedingt die enorme Anzahl schuld sondern eine teils falsche Reaktion des Systems auf auftretende Probleme.

Die Probleme entstehen aber durch die clustering..

Und 8 oder über 20 ist ne andere Nummer..

@Roesti
Jedes einzelne der Triebwerke der N1 hat bestimmt wunderbar funktioniert. Nur wenn dann das ganze Bündel vibrierte gab es Probleme. Man kann halt nicht von 1 auf n schließen, obwohl man heute wohl bessere Simulationen laufen lassen kann als damals.
Ich habe mal die erste Stufe der Saturn im KSC gesehen. Mich hat eigentlich am meisten gewundert, daß das Ding funktioniert hat und nicht, wie die Challenger fünf Tage vor meinem Besuch, kurz nach dem Start explodiert ist.

Inzwischen hat SN8 die unteren Wings bekommen. Als nächstes wird die Nase damit ausgestattet.

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cpt_void schrieb:Mich hat eigentlich am meisten gewundert, daß das Ding funktioniert hat und nicht, wie die Challenger fünf Tage vor meinem Besuch, kurz nach dem Start explodiert ist.

Warum, auch bei der challanger waren die Triebwerke nie das Problem.

cpt_void schrieb:Jedes einzelne der Triebwerke der N1 hat bestimmt wunderbar funktioniert. Nur wenn dann das ganze Bündel vibrierte gab es Probleme. Man kann halt nicht von 1 auf n schließen, obwohl man heute wohl bessere Simulationen laufen lassen kann als damals.
Ich habe mal die erste Stufe der Saturn im KSC gesehen. Mich hat eigentlich am meisten gewundert, daß das Ding funktioniert hat und nicht, wie die Challenger fünf Tage vor meinem Besuch, kurz nach dem Start explodiert ist.

Ja es ist schon echt beeindruckend! Wenn man bedenkt was damals für Rechenleistung zur Verfügung stand ist es eine enorme Leistung! Auch von den Russen! Das ihr Konzept nicht funktioniert hat lag ja nicht nur an der Technik.

Computertechnik ist nicht der entscheidende Faktor...

Das ist irgendwie so der Zeitgeist heute das zu glauben.

Der limiter Ende Faktor ist schwerpunktmäßig die Energie die man umsetzen kann.. Und die ist bei chemischen Antrieben abschätzbar.

Weswegen ich da kritisch zu den Aussagen bzgl Mars und Co stehe

Fedaykin schrieb:Und die ist bei chemischen Antrieben abschätzbar.

Und du denkst, dass SpaceX nicht rechnen können?