Myslím, že ta otázka byla určena čistě Ricardovi 😉 a jejím účelem bylo něco trochu jiného než zjistit “správnou” odpověď.

Starship SN9 čoudila z motorů 26 sekund před přistávacím zážehem.

Milisekundy? Ses zbláznil? Za milisekundy neroztočíš na výkon ani miniaturní turbínku v motoru TDI kde máš turbodíru v řádu sekund, natož turbíny které dávají výkon 20 000 koní.

Merlin u přistání F9 čoudí (má roztočené turbíny) taky desítky sekund. To samé Starship, ta sice nečoudí jak špatně čipnuté TDI s propálenými písty, protože spalováním metanu vzniká hodně vodních par, takže kondenzační stopy jsou sněhově bílé.

Chlapi neblázněte. Těch 20 MW výkonu turbín Raptoru je už malá elektrárna co by utáhla menší okresní město. Při těch teplotách, otáčkách, super přesném břitovém těsnění je docela zázrak že jim to trvá jen těch 26 s. A to tam ještě bude systém na injektáž těsnicího plynu mezi břity s regulací teploty toho plynu, která když selže tak dojde k teplotnímu šoku a zničení tesnění a potažmo celé turbíny….. Ten full-flow motor je prostě hi-tech který nikdy nikdo předtím nerealizoval, tak to bude chvíli trvat než to vychytají.

https://www.youtube.com/watch?v=4dRlxNRWziM

Ano, při statickém zážehu se pod SN9 čoudilo mnohem déle než 26 sekund. Zapálit preburnery, prohřát je, roztočit turbíny a ohřát je na provozní teplotu není žádná sranda.
.
.
Navíc Raptor má 300 bar ve spalovací komoře, takže logicky preburnery a samotné turbíny musí pracovat s větším tlakem, dejme tomu 600 bar (aby byl zajištěn tlakový spád a mohly zplodiny být zavedeny do spalovací komory kde je 300 bar).
.
.
Tloušťka stěny potrubí je úměrná tlaku který musí přenášet, Raptor bude mít ingoty oproti nízkotlakému Merlinu. Navíc pouhým rychlým ohřátím může potrubí prasknout (horká ocel na vnitřku tepelně expanduje a vytváří tahové napětí pro studenou ocel na povrchu). Pokud vnitřní tahové napětí překročí mez pevnosti tak praskne, pokud jen mez kluzu, tak se potrubí trvale zdeformuje, což je zase smrtící pro namáhání skříně turbíny, ta se zkroutí o pár desetin a rotor si šktrne o stator a průser je na světě (minimálně se zničí těsnicí břity což vede k velkým unikům, nižší účinnosti, tepelnému namáhání a pomalému zničení motoru).

Já si myslím, že Ricardo nám to tady všem vysvětlí a určitě by tam dal spojku jako je v autě a tím by se to dalo částečně vyřešit. 😀

<SRANDA>

Takže takhle to tedy je, to je to tajemství SpaceX. Když máš takové interní informace a navíc asi z první ruky, tak by mě zajímalo na jaké tam jsou teploty tedy z jaké teploty na jakou se to potřebuje ohřát.

Jinak vůbec nechápu proč nás výrobci motorů krmí nesmysly jako jsou kryopaliva a nízké teploty po -200C a chilling motorů před spuštěním, když je to vlastně přesně opačně a ony se musí předehřát.

Pak mě taky napadlo, že u druhého stupně se to asi dělá tak, že se natočí motor ke Slunci a tím se pěkně ohřeje.

</SRANDA>

To by mě zajímalo, jak se ten předehřev vyrovnává s tím, že má na vstupu kapalný kyslík / metan o teplotě pod -150C… a řádově ho tím permanentně protéká cca tuna/s…

Já si fakt myslím, že si tady z nás jen tak dělá srandu, protože co je moc, to je příliš.

Zajímalo by mě jak by vysvětlil zelený plamen z TEA TEB před najetím Merlinu. Ten by se totiž měl objevit mnohem dříve a to při najetí turbín. Stejně tak by mě zajímalo jak to řeší u druhého stupně, který je v prostředí mikrogravitace a tedy čerpadla nemají šanci nasát jen palivo, nevšiml jsem si, že by stabilizace před najetím motoru trvala tak dlouho.

Jinak srovnávat letecké motory s raketovými, no asi jako turbína jako barbína.

PetrV: Ale vysvětluj to tady místním kteří neviděli turbokompresor nebo turbínu ve skutečnosti, natož aby věděli jak se takové zařízení spouští a kolik je tam věcí co se může posrat. Natož aby jako inženýři věděli jak se to počítá, to už je úplně sci-fi. Kdyby vývoj turbín byl tak jednoduchý tak nadzvukových ryhlostí mohl dosahovat Me 262 už za druhé světové a nemuseli se s tím mrcasit tolik let a čekat na Mig19 nebo F100 Super Sabre.
.
.
Janáček si třeba úplně plete zapalování hlavní komory (zelený plamen TEA+TEB) s pohonem turbočerpadel který je úplně separátní a má jinam vyveden i výfuk plynů. Vždyť je to pěkně vidět jak se čoudí z přistávajícího F9 právě kvůli roztočeným turbočerpadlům. Vždyť by stačilo pořádně poslouchat jak v té audioknize popisují jak testovali vyvíječ plynů pro Merlin…… no a vyvíječ plynů je malá spalovací komora pro turbínu, která roztáčí turbočerpadla pro kryogenní palivo.
.
.
To že si tady pletete předchlazování motoru s chlazením hlavní spalovací komory a trysky, to už je taková třešnička na dortu. Opět tady nikoho netrklo, že turbíny pohánějící čerpadla jsou úplně jiný systém, a to zejména takový, že spalování paliva pro pohon turbín opravdu nemůže probíhat při kryogenních teplotách. Možná vám to kluci nikdo nikdy neřekl, ale spalovaním kryogenních paliv opravdu nevzniká oheň o kryogenní teplotě. Ty plameny co šlehají z Raptoru nebo z vodíkového motoru RS-25 opravdu nemají -200°C. A z toho plyne že turbíny pracují při sakra vysokých teplotách při vstupním tlaku mnohem vyšším než je ve spalovací komoře hlavní, tedy třeba kolem 600 bar. Viděli jste někdy tloušťku potrubí na 100 bar? Nebo tlakovou láhev na Argon? Tak si představte 6x větší tloušťku materiálu, ono i ta 300 bar stěna spalovací komory bude slušný macek. Potom vám dojde že teplotní šok 1000K za 1s je naprostá pitomost, kterou může vypustit z huby jenom člověk co nikdy na VŠ neměl předmět Pružnost a pevnost.
.
.
Tak co kluci, kdo tady měl pružnost a pevnost? 😀

Chuck Norris. A měl to najednou i s houževnatostí a křehkostí …

Pane kolego Ricardo, mohu vám tak říkat? To, že vás někdo vzdělal ještě neznamená, že jste vzdělaný. Máte to tak 50 na 50. Polovina faktů a druhá polovina domyšlených polonesmyslů. Kdyby jste kupříkladu znal a měl zkušenost s takovou mechanickou ucpávkou hydrogenačních reaktorů, nikdy by jste nepletl dohromady proudový letecký a pokročilý raketový motor. Byť se může zdát, že jsou si podobné. A to je jen základ koncepčně konstrukčního rozdílu obou jednotek. Chemie je vám také bohužel zcela cizí a pokud jste se nějakým zápočtem dotkl materiálového inženýrství, tak to zjevně nenechalo velkou stopu. JInak by jste nemohl tak urputně trvat na svém výkladu teplotních gradientů kryogenního paliva ve spalovacím procesu raketového motoru. To se opravdu zásadně liší od spalování vysokomolekulárních organických paliv za běžných primárních teplot. Je sice pravda, že mládí vpřed, ale občas by neškodilo ubrat testosteron a zamyslet se nad leckdy logickými argumenty, byť i ne strojařů. Nikdo z nich není zjevně žádný pitomec a to samé lze s jistotou tvrdit o konstruktérech Raptoru. Nebo se snad opravdu domníváte, že v natlakovaném produktovodu kryogenního paliva vznikají “bubliny”? Slyšel jste někdy o hydromechanice kryogenních kapalin? Rád si i nadále přečtu vaše komentáře, ale domýšlejte své konstrukty dříve než je dáte “na papír”. Děkuji.

Kdyby Ricardo věděl o čem mluví, tak by také třeba věděl, že když ochladí alkan pod 100K a vysaví je tlaku vyššímu 3 barů, jaká náhoda, že provozní tlak v nádobách SS je vyšší, zvýší se viskozita alkanů tak, že neumožní tvorbu “bublin” prostým zamýcháním kryogenní kapaliny. Výkyvu hladiny navíc brání norné stěny u ústí produktovodu. Stačí se podívat na snímky zničené SN8. Jsou tam dobře vidět. Nesmyslné srovnávání proudového leteckého motoru a raketového nechávám zcela stranou. Ostatně Ricardova teze, že v Raptoru dochází ke kavitaci, mluví také sama za sebe. Nebo se snad s Ricardem domníváte, že Raptor navrhla tlupa troglodytů neschopná již na počátku opomenout tak zásadní prvek návrhu motoru. A hle, závada se začala navíc projevovat až po 38. prototypu? Myslíte to vážně?
Mnohem pravděpodobnější než hypotetické “bubliny” a kavitace a špatné uložení je výrobní nekvalita Raptorů: Ta může mát nejrůznější podoby od produkčních nedostatků, přes materiálové, až k fyzikálně rezonančním jevům konstrukce. Ale to je jen otázkou času a odladění návrhu a výroby. To určitě znáte z praxe.
A děkuji za radu abych více studoval, vždycky jsem se chtěl živit hlavou 🙂

Ano, pokud dodržíte u Alkanů teplotu rovnou či nižší 100K a tlak rovný či vyšší 3barů,(u jiných plynů se hodnoty liší) potom viskozita kryogeního média bude ve vztahu k průtoku produktovodem, jeho délky a jeho průměru taková, že neumožní tvorbu bublin. To je také jeden z hlavních důvodů proč je nádrž s CH4 tak relativně daleko od motorů, když by mohla být technicky vnořena do kyslíkové nádrže. Samozřejmě to platí jen potud, pokud není nádrž prázdná. Potom by jste musel patřičně snížit průtok a zmenšit průměr. Základní výzkum v této oblasti vlastností kryogenních kapalin vedl v druhé polovině padesátých let geniální fyzik Landau a jeho kolega Andronikašvili. V dnešní době je tento obor fyziky již poněkud odémonizován, nicméně některé jeho poznatky, postupy a návrhy řešení jsou stále strategicky drženy mimo běžné povědomí. Jsou totiž jedním ze základů schopnosti vyrobit a zvýšit účinnost jaderné zbraně.
Ve vaší druhé otázce: Pokud by na vstupu raketového motoru došlo k významnému výkyvu hustoty kryogenního paliva, tedy hypotetické bubliny, potom má samozřejmě pravdu Ricardo. Došlo by k destrukci rotačních prvků a tím i celého motoru. Pokud by změna hustoty paliva na vstupu proběhla, ale nebyla významná: Potom má pravdu Invc. Motor se s tím provozně vyrovná. Ovšem kde leží ta hranice to opravdu mohou na základě návrhu a provozních zkoušek vědět pouze konstruktéři motoru. Ostatní se mohou pouze dohadovat. Ostatně již při návrhu palivových cest raketového nosiče s užitím kryogeních paliv se na geometrii právě produktovodů klade mimořádný důraz. A ne vždy se návrh napoprvé povede…

Zdeňku, k přeměně tekutého metanu a kyslíku na plynný dochází přirozeně a jelikož při klouzavém letu před Bellyflopem je motorová sekce výše nežli špice, hádejte co se s plynem stane. Plyn se dostane u obou paliv do motoru v nejméně vhodnou chvíli.
Bellyflop ještě nikdo nedělal.

Také nevím a tak se ptám. Co udržuje dostatečnou zimu po dobu volného pádu v komoře čerpadla? Nemůže metan nebo kyslík kvůli zahřátí zplynovat přímo v čerpadle, které pak turbína roztočí v plynném místo v kapalném prostředí?

“palivová čerpadla nasají kryogenní palivo” právě tenhle moment je předmětem mé otázky. Zůstane po dobu pádu palivo v čerpadlech kryogenní? Pokud pumpa saje a netlačí tak tak v plynném prostředí bude mít se sáním problém. To, že by turbína začala točit čerpadlem v plynném prostředí = s menší zátěží než na jakou je konstruována, by jí také asi neprospělo.

Dík za přiblížení. Zní to jednoduše a logicky. Nicméně selský rozum vede k tomu, hledat problém tam kde se průšvihová situace liší od situace kdy vše funguje spolehlivě. To, že je motor při pádu a opakovaném startu skoro “vzhůru nohama” mi jako rozdíl docela připadá. Ačkoli by se to asi nemělo moc lišit od stavu beztíže, který by motor neměl překvapit. Protože jsem raketový fanda začátečník a nemám motory do detailu nastudované, tak mi nezbývá než se asi hloupě zeptat, co jiného než dodávka paliva a okysličovadla se ještě může “podělat”?

To nemá cenu 😉

Chvíli sem se zabýval myšlenkou hodit sem vysvětlení toho “teplotního” šoku: na začátku se potkává *kapalné* kryo medium s materiálem – což způsobí prudší (rychlejší) teplotní změnu v materiálu přestože je tam menší teplotní rozdíl než v preburneru, kde se potkává “jen” horký plyn s materiálem…(a proto se řeší to první a “přežívá” to druhe).

Ale pak sem si vzpomněl na rčení “Všechno se dá vysvětlit… bohužel ne všem.” a řekl si margaritas ante porcos 😉

Házet perly sviním…hmm. Nemáš horkost?…:-)

I na Veveří se studuje pružnost a pevnost. Zkouška u pana prof. Materny – učil na FASTu v Brně, dnes TU Ostrava – https://www.engineering-card.cz/11-bio/27-alois-materna-prof-ing-csc-mba
Na TU Ostrava je vůbec spousta chytrých lidí ze strojírenství a metalurgie.
Prof. Kamil Wichterle přišel z Prahy, aby učil metalurgii:
https://www.vsb.cz/personCards/personCard.jsp?lang=cs&person=WIH15

Prof. Vondrák-Rektor je taky chytrý chlap (IT), jen se dal na politiku.

Moje dřívější estráda byla raketa Jan Hus, Česká obdoba Starship. Moc dobře si pamatuji těch 100 lidí, kteří tady tvrdili, že Starship by nikdy nemohla startovat z ČR. A dopadlo to tak, že jsem výpočty dokázal že by startovat mohla. A dokázala by dopravit většinu komerčních satelitů.
.
.
A takovej Janáček, JR a Invc z toho mají trauma dodnes 😀

Bacha, může ti spadnout na hlavu meteorit nebo letadlo.
Jaká je pravděpodobnost? Pádu meteoritu, letadla, vyladěné rakety?

Ricardo, co není, může být. Jen tu zeměpisnou šířku neokecáme. O kolik je vlastně nižní nosnost z VU Libavá oproti Bocca Chica?
Tušíte to?
Jan Hus byl chytrý chlap, rektor Karlovy univerzity, jen byl v nesprávnou dobu na nesprávném místě v Kostnici.
Tak snad VU Libavá je to správné místo. Kopii SS snad češi vyrobí…:-)
Raptory nevím, to je vyšší level. V Brně a okolí je ale spousta šikovných firem co se věnují kosmické technice.
Navazují na tradici 1.BS, TOS Kuřim, ČKD Blansko, Vaňkovky, Zbrojovky a dalších firem. Na strojárně VUT je studijní program studium kosmické techniky .
https://www.vutbr.cz/studenti/programy/program/7268
Já studoval taky VUT, ale fakultu na Veveří.
Z Purkyněk jsem koukal na strojárnu…:-)