Prius plug-in hybrid spotřeba 2,1 l/100 kmAUTO
Prius plug-in hybrid spotřeba 2,1 l/100 km
Recyklovaný olej pro vaše autoMOTOR
Recyklovaný olej pro vaše auto
Křemíkové baterie s 10x vyšší kapacitouOBJEV
Křemíkové baterie s 10x vyšší kapacitou
Jak se vyrábí Nissan LeafVIDEO
Jak se vyrábí Nissan Leaf

3D tiskárny pomáhají vyrábět motory pro vesmírné rakety

Jan Grohmann - 03 Únor 2015

Americké firmy Aerojet Rocketdyne a Dynetics pracují na „novém“ raketovém motoru označovaném jako AR-1. Při výrobě motorů AR-1 se má v nevídané míře uplatnit trojrozměrný tisk. GenZe 2.0

Počítačový model raketových motorů AR-1.
foto: Aerojet Rocketdyne

Americké letectvo (U.S. Air Force), a potažmo i doslova celé Spojené státy řeší nepříjemný problém. Rusko ztrácí ochotu Spojeným státům dodávat výkonné raketové motory RD-180.

Spojené státy od konce 90. let ve velkém nakupovaly ruské raketové motory RD-180. Důvod je jednoduchý - motory RD-180 svými výkonovými parametry prakticky převyšující vše, co kdy vzniklo na území Spojených států.

Při vlastní hmotnosti 5393 kg poskytuje RD-180 tah 4152 kN, což je poměr 78,5. Spojené státy raketové motory RD-180 využívaly a využívají na raketách Atlas V, které vynášejí vědecké, ale také špionážní družice.

Motory RD-180 (resp. jejich deriváty) využívá i americká raketa Antares soukromé společnosti Orbital Sciences Corporation. Připomeňme, že Atlas V je schopen na nízkou oběžnou dráhu vynést prakticky dvojnásobně těžší náklad, než raketa Falcon 9 1.1.

Dvojice RD-180 v akci na raketě Atlas V.
video: YouTube

Pro úplnost ještě dodejme, že motor s nejlepším poměrem výkon/hmotnost je v současnosti americký Merlin 1D společnosti . Při hmotnosti 440 kg poskytuje tah 690 kN, což dává poměr 159,9. Díky nízkému tahu současné rakety Falcon 9 1.1 pohání hned 9 motorů Merlin 1D.

S pokračující krizí na Ukrajině a s americkými sankcemi vůči Rusku však došlo k očekávané situaci – Rusko odmítlo dodávat Spojeným státům motory, které navíc Spojené státy využívají pro vynášení špionážních družic.

Spojené státy mají ještě motory RD-180 v zásobě, avšak nic nenasvědčuje tomu, že Rusko je ochotno motory RD-180 do Spojených států dodávat i nadále.

Loni v záři proto projevilo americké letectvo, jakožto organizace zajišťující vypouštění špionážních družic, oficiálně zájem o náhradu za ruské motory RD-180. Zájem projevila také NASA.

Tým Dynetics a Aerojet Rocketdyne  za přispění financí od americké vlády již několik let vyvíjí nový motor AR-1. Jako předlohu posloužil raketový motor F1 z prvního stupně obří americké rakety Saturn V, která v 60. a 70. letech posílala astronauty k měsíci. Původní motor F-1 při vlastní hmotnosti 8 391 kg poskytoval tah 7 740,5 kN (poměr 94,1).

Výzkum aditivní výroby v NASA.
video: YouTube

Původní technologie motorů AR-1 je více než půl století stará, ale výrobní technologie a vylepšení společností Dynetics a Aerojet Rocketdyne patří do 21. století. Díky použití aditivní výroby (3D tisku) lze vyrobit jeden motor až o rok rychleji a za neporovnatelně nižší náklady.

„Vzali jsme původní díly pro staré motory F1 Saturn V, jako je vstřikovač paliva, jehož výroba trvá 15 měsíců,“ říká Steve Cook, ředitel pro rozvoj společnosti pro Dynetics. „Byli jsme ho schopni vyrobit za 15 dní.“

Vytisknutý vstřikovač paliva stojí o 70 % méně a má také menší hmotnost. Konstrukční tým nyní zkoumá možnosti, kde lze uplatnit moderní materiály a moderní způsoby výroby, které ušetří peníze a sníží hmotnost.

„Existuje spousta plechových dílů, spousta svarů, řada spojů, které jsou ideální pro aditivní výrobu,“ říká Cook. „Směrem dolů bychom mohli eliminovat desítky křížových spojů v před-vstřikovači, stovky křížových spojů v hlavním vstřikovači a možná se dostat až k trysce.“

AR-1 proti svému předchůdci bude menší a poskytne tah 2 224 kN. Hmotnost motoru se neudává. Počítá se s tandemovým uspořádáním motorů. Například při uvažované náhradě motorů RD-180 v raketách Atlas V se použijí hned čtyři motory.

Na závěr je nutné zmínit SpaceX. V současnosti SpaceX rovněž vede s americkým letectvem dohody o vypouštění vojenských nákladů. Všechny armádní certifikace SpaceX splní podle předpokladů v polovině letošního roku. Poté bude moci nabízet své služby americkým ozbrojeným silám.

Aerojet Rocketdyne
 
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Idealne je pouzit balon na okraj vesmiru a potom jednoduchu raketu na tuhe palivo :)

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Už si poslal CV do NASA? :D

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

naco, ved to mam od nich ako to skusali v dokumente zo 60 - 70 r. ale ako us armada. najlepsie boli ale aj tak ich vtol ale volalo sa to inak, taka plosina s turbinov co zamietli lebo sa z nej nedalo presne mierit a strielat. ako sa to len volalo ? tak kryta, nemyslim tu vrtulovu.

ked som to ukazal znamemu, len sa divil, preco na tom v dnesnej dobe vsetci nelietame :)

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

uz si spominam, WASP

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Moc nechápu, že ani rozkol mezi Ruskem a USA neuvolnil použití principu Maglev k vypouštění materiálu do kosmu. V 90. letech ještě existoval monopol pro expanzi do vesmíru, dnes už Indové, Číňané a další adepti, včetně soukromých firem, spřádají smělé plány a posílají družice i kosmonauty do okolí naší planety. Tehdejší monopol se pokusil narušit Saddám se svým superkanónem, který měl údajně ohrožovat Izrael. Samozřejmě nesmysl - nikdo přece nebude léta stavět obří drahou zbraň, na jejíž zneškodnění by stačila jediná raketa. Kanón zabudovaný do vysoké hory a namířený do kosmu mohl na oběžnou dráhu vystřelovat jeden náklad za druhým. Za tu dobu jsme mohli mít postavena na orbitu celá města.

Obrázek uživatele Hyperloop

O tom nedávno tweetoval Musk, že je to nesmysl. Aby předmět urychlený nějakým magnetickým kanónem mohl vůbec dosáhnout oběžné dráhy, musel by dosáhnou ještě před vypuštěním z hlavně asi 27 Mach (což už samo o sobě je téměř nemožné) a hned po vypuštění by explodoval v husté atmosféře vlivem obrovského odporu vzduchu.
A já dodávám: proto taky rakety ze začátku letí relativně pomalu a několika Mach dosahují až ve velice řídkých vrstvách atmosféry (krom toho jim to samozřejmě nějakou dobu trvá, než naberou pořádnou rychlost).
Holt ne všechno je tak jednoduché, jak se na první pohled zdá ;)

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

A co kombinace obojího? Maglev jen jako 1. stupeň zrychlení- zbytek obstarají menší raketové motory - ušetřilo by to docela hodně paliva, které představuje taky slušnou zátěž, to věděl už Ciolkovskij.
Přece nevěříte, že by Saddám opravdu stavěl statický kanón proti Izraeli?

Palivo není zajímavé, jeho cena jsou vpodstatě buráky. Důvod, proč je lítání do vesmíru tak drahé je to, že celá raketa, včetně motorů, je na jedno použití. Proto se dějí všechny ty pokusy se zpětným přistáváním.

Obrázek uživatele Jolinar

Predpokladam ze Nemec mel na mysli usetrene palivo jakozto usetrena hmotnost, nikoli cena... Na rakete se resi kazde kilo, takze usetrit par tun paliva by skutecne usetrilo mnoho starosti a penez, jen ne za palivo jako takove.

Zas na druhou stranu, postavit "maglev" co urychli 100t raketu aspon na pul machu by bylo asi dost hardcore a financne nerentabilni :D

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Zkusil jsem si to spočítat. Ty výkonové nároky jsou tak obrovské, že tenhle způsob - použití Maglevu pro počáteční urychlení na několik málo Machů - není zatím reálný. Představte si 50km dlouhou elektromagnetickou trať, malou 100 tunovou raketu, kterou chcete urychlit aspon na 3 Machy (asi 1000m/s) a k tomu elektrárnu dodávající asi tolik výkonu, co Temelín. Přitom 3 machy z těch potřebných 27 není zas tak moc. Řekl bych, že je to ještě míň praktické než připravovaný projekt Stratolaunch, který vynáší rakety do stratosféry a odtud je vypouští do vesmíru (ale také to kdovíjak nepomůže).

Obrázek uživatele Hyperloop

Mno, on ten projekt Stratolaunch nějak poslední dobo stagnuje a jsem hodně zvědav, jestli se to vůbec někdy realizuje. U malých raket se to dělá už dávno - takhle už od začátku 90. let vypouští Orbital rakety Pegasus zpod letadla Lockheed L-1011 ve výšce 12 km. Stejně tak plánuje Virgin vypouštět LouncherOne z White knightu. Ale u mnohem těžších raket jako Antares, s kterým se u Stratolauchu počítá, to zřejmě bude přinášet docela komplikace.

Osobně mnohem víc věřím projektu Skylon, který má používat revoluční proudově-raketové motory Saber, které právě umožní výrazně snížit hlavně náklad okysličovadla, jelikož v nízkých vrstvách atmosféry bude využívat atmosférický kyslík. Motor už má za sebou stovky úspěšných testů, takže teď už jen zbýva sehnat prachy na samotný nosič. Ale projekt má podporu britské vlády i ESA, tak snad se dočká realizace. Pakliže by se povedl, tak by proti němu i Muskovy znovupoužitelné první stupně byly příliš drahé.

Obrázek uživatele Jolinar

Skylon s motory Sabre vypada sice nadejne, ale planovana nosnost na LEO ma byt jen par tun (myslim ze do 10t). Ne vic nez soucasny Falcon 9 1.1. Navic to potrva jeste mnoho let nez se uskutecni prvni let, osobne bych tipoval klidne i 10 let.
Muze tedy nahradit male a stredne velke rakety, ale na velke naklady 20 tun a vice stejne bude nadale treba rakety. At uz Falcon Heavy, nebo Delta IV heavy. A to ani nemusim zminovat super velke naklady ~100t potrebne smerem na Mars ci Mesic.

Obrázek uživatele Hyperloop

Však taky jde hlavně o vynášení objektů na oběžnou dráhu. Skylon nemá být učen pro cesty někam hlouběji do vesmíru. Na druhou stranu 10 t na LEO není málo a pro většinu satelitů to stačí.
A pakliže se ověří, tak by asi nebyl takový problém udělat nějakou větší verzi třeba s 6 motory a s dvojnásobnou nosností. Ale je jasné, že je to ještě hudba relativně daleké budoucnosti.

Obrázek uživatele Hyperloop

Článek je plný nepřesností a omylů:

"motory RD-180 svými výkonovými parametry prakticky převyšující vše, co kdy vzniklo na území Spojených států."

Dle tahu, specifického impulsu (Isp) i poměru hmotnost/tah existují US motory, které mají nebo měly všechny uvedené parametry lepší. F1 měl mnohem větší tah, RS-25 nebo RS-68 podstatně vyšší Isp (což mají všechny kryogenní motory) a jak již bylo uvedeno Merlin 1-D lepší poměr hmotnost/tah.
To, proč se mluví o RD-180 jako o nejlepším motoru všech dob, je že se jedná o motor s uzavřeným cyklem (který mají jen Rusové) a má nejlepší poměr všech udávaných veličin.

"Motory RD-180 (resp. jejich deriváty) využívá i americká raketa Antares soukromé společnosti Orbital Sciences Corporation."

To bude pravda až v polovině letošního roku, kdy má Antares odstartovat s novými motory. Až do loňského výbuchu používal Orbital staré motory NK-33, které následně lehce upravil Aerojet a přeznačil je na AJ-26. Letos se dohodl s Eněrgomašem na dodávkách nových RD-181, které opravdu z RD-180 vychází (a ty zase z RD-170).

"Dvojice RD-180 v akci na raketě Atlas V."... "Počítá se s tandemovým uspořádáním motorů. Například při uvažované náhradě motorů RD-180 v raketách Atlas V se použijí hned čtyři motory."

Není pravda. Na Atlasu V je jen jeden RD-180, Nicméně má 2 spalovací komory, takže to budí zdání, že se na Atlasu nachází 2 motory. AR-1 má mít jen jednu komorou a použije se ve dvojici (viz obrázek v článku), čímž budou mít v kombinaci větší tah než jeden RD-180.

-------------------

Nutno dodat, že ULA, která Atlasy vyrábí, ještě před vyvinutou iniciativou Aerojetu uzavřela dohodu s Blue Origin na vývoji zcela nového motoru BE-4, který má RD-180 nahradit. Nicméně ten spaluje LNG, což by si vyžádalo razantní přestavbu Atlasu případně stavbu úplně nové rakety, zatímco AR-1 je klasický kerolox spalující kerosin stejně jako RD-180 a tudíž by nebyla potřeba tak razantní přestavba. Na druhou stranu BE-4 má mít větší tah a jeho vývoj je pravděpodobně dál, takže ULA stále bere projekt Aerojetu spíš jako záložní a nadále počítá víc s BE-4.

Tak jako tak soupeření Aerojetu a Blue Oiriginu bude mít za následek dva zcela nové motory, které zbaví ULA nutnosti na Atlasech používat ruské motory.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Možná by mohli Američané použít motory s kterými létali na Měsíc. A pokud je nemají, mohou zkusit nějakou atrapu z filmu Kozoroh 1 -)).

Obrázek uživatele Hyperloop

A proč by to dělali? F-1 byly sice na svojí dobu zázrak techniky, ale přeci jen jsou už 50 let staré a koncepčně zastaralé. Navíc Američané se v podstatě odklonili od kerolox motorů a dnes mají několik moderních a výkonných kryogenních motorů. Např. upravený RS-25 z raketoplánu bude použit i pro novou supertěžkou raketu SLS, která by měla mít ještě větší nosnost než Saturn V. Vedle toho vyvíjí motory na kapalný methan jako zmiňovaný BE-4 nebo Raptor od SpaceX, který má být použit pro supertěžkou MCT.

Obsah tohoto pole je soukromý a nebude veřejně zobrazen.
Standardní nastavení volby "Zasílání upozornění na email" můžete nastavit na stránce svého profilu.
Kontrola proti nevyžádaným příspěvkům
Absolováním testu nám pomáháte bojovat proti SPAMu. Děkujeme.
Přepište prosím tento kód do pole níže
Přepište, prosím, znaky z obrázku výše. Všechna písmena jsou malá.

EVMapa.cz - mapa nabíjecích stanic

zajímavé články