Raketentriebwerk Raptor 3: Technik, Kosten und Zukunft | Triebwerk für SpaceX Starship Super Heavy
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- Опубліковано 17 тра 2024
- Mit dem Raptor-Triebwerk hat SpaceX ein hochmodernes Raketenantriebssystem für das Starship entwickelt. Und plant sich nicht darauf auszuruhen: gerade hat Elon Musk das Raptor 3 mit 350 bar Brennkammerdruck und 269 Tonnen Schub bestätigt. Beides Absurd hohe Werte. Als wiederverwendbares, flüssiges Methan-Sauerstoff-Triebwerk, wurde es speziell für den Einsatz in der Super-Heavy-Rakete und der Starship-Oberstufe konzipiert. Aber selbst wenn das Starship noch Jahre auf sich warten lassen sollte, mit seinem innovativen Design und seiner hohen Leistungsfähigkeit gepaart mit Massenproduktion bei geringen Kosten, hat das Raptor-Triebwerk das Potenzial, die Raumfahrt zu revolutionieren.
Viel seiner Faszination kommt aus seinem gestuften Verbrennungszyklus, wobei sowohl der Treibstoff als auch der Oxidator jeweils durch eine eigene Vorverbrennung gehen. Auf Englisch: full flow staged combustion.
Das ist nicht so ganz einfach zu erklären, aber zusammen mit einer ganzen Reihe von Besonderheiten lohnt es sich, das im Detail anzusehen. Freut euch in dieser Episode auf ganz viel Feuer! Auf ganz viel Schub! Heute stelle ich das SpaceX Raptor-Triebwerk und seinen Zyklus vor. Wir schauen uns an, wie es funktioniert und welche unterschiedlichen Designs SpaceX verbaut. Herzlich Willkommen zu SENKRECHTSTARTER, dem Raumfahrt Kanal im deutschen Sprachraum.
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Die Zusammenfassung des Elon Musk Interviews zum Starshipstart: • Elon Musk Starship Kla...
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Danke Mo ❤🎉
Ich sag immer wieder...der Mo ist der beste im Deutschen Sprachraum 🎉🎉🎉
Dank dir Oliver!
Genial, wie du Übersetzungen für Worte gefunden hast, die wahrscheinlich niemand jemals so in Deutsch gesagt hat. Das muss eine Heidenarbeit gewesen sein. Respekt!
Ich hab mir noch gedacht, wann so ein Video kommt und bammm da is es
Endlich mal wieder ein Video über Triebwertkstechnik liebe sie!!!
seit tagen warte ich schon auf einen deutschsprachigen bericht über das raptor 3, vielen lieben dank dafür :-)
am liebsten würde ich 10 likes vergeben für dieses video :-))
Endlich wieder ein Techvideo🤩🤩🤩
Yes! (:
Super gemacht Mo, Gratulation, die Technikepisoden von Dir sind Spitze!
Bei allen Vorbehalten die ich gegen das Starship - Konzept begründet hege, so sehe ich auch die Raptor-Triebwerke als ganz großen Wurf an.
Nebenbei, auch das BE-4 begeistert mich. Mein Traum wäre eine Rakete mit solchen Triebwerken in der Erststufe, wiederverwendbar. Und dann Vinci Triebwerke in der Zweitstufe und darauf Vasimr-Triebwerke in der Drittstufe, mehr geht nicht. Das wäre dann optimal für Flüge zum Mars.
Vor mir liegt die Mitarbeiter - Zeitschrift von MBB vom Mai 1971. Darin wird die Entwicklung eines Hochdruck-Hauptstromtriebwerk mit 130 bar Brennkammerdruck beschrieben. Auch da war die Vorverbrennung axial über der Düsenglocke. Leider wurde diese vielversprechende Entwicklung wegen fehlender Mittel später aufgegeben. (wo könnten wir da sein?)
Ich hoffe wir sehen bald zuverlässig funktionierende Raptoren, BE-4 und Vinci.
Zwei tolle Bücher zum Thema sind: 1. Chronik des Werkes Trauen + 2. Lampoldshausen, beide vom Stedinger Verlag Lemwerder
LG Werner
krasse sache ds mit den triebwerken. wenn ich den vergleich alleine sehe zwischen spaceshuttletriebwerken und raptor 3 triebwerken, ist das shon krass was sich getan hat. ich liebe solch technischen gedöns videos
Danke für die sehr gute, exakte Beschreibung. Sehr gut nachzuvollziehen, hast du da erklärst. Grüße aus Ahrensburg bin
Das freut mich zu hören. Grüße zurück
Wow Hintergrundwissen für ein Vielfaches an Videos 🚀📹über Raptor 3 und Starship
Was für ein technisches Meisterwek das Raptor Triebwerk. Ich hab dabei immer die Bilder vom neuen Avatar im Kopf wo die riesen Rakete auf dem Mond Pandorra landet und dabei alles wegdröhnt auf der Erde, die apokalyptische Feuersbrunst ^^ Danke für das Video !
Sehr gern
Hallo mo danke das du immer neuen kontent machst. Mach weiter so!
Schönen Tag noch
immer gern (:
👍👍👍Gut erklärt! Wir lassen uns überraschen!👍👍👍
Vielen Dank
6:53 Diese Art von "Selbstzündung" erinnert mich an den Dieselmotor, wo man keine Zündkerzen braucht, weil die angesaugte und verdichtete Luft bei Einspritzung des Kraftstoffs auch über 600 Grad hat, soweit ich mich erinnere, was zur Spontanzündung ausreicht.
12:00 Beim neuen Raptor 3 Triebwerk dachte ich bei den 350 bar auch gleich an die zugehörige Meerestiefe von 3500 Metern, d.h. das sind dann fast schon die 380 bar Wasserdruck, die am Wrack der Titanic in 3800 Metern Tiefe herrschen.
bei 13:10 und 13:40 hast du den inhalt glaube ich doppelt gezeigt. Danke Mo!
Stimmt. Oh man, ich sollte mal schlafen gehen. Ich krieg ja schon sowas nicht mal mehr mit! xD
Kleine technische Anmerkung: die genannte „Düse“ ist strömungsmechanisch ein Diffusor und damit das Gegenteil einer Düse.
Eine Düse verkleinert den Strömungsquerschnitt und erhöht Flussgeschwindigkeit und Druck. Ein Diffusor erhöht den Querschnitt und verringert Flussgeschwindigkeit und Druck. Den Diffusor braucht man nun um den Strahl, der mit hohem Druck aus dem Triebwerk kommt, möglichst smooth an den niedrigeren Umgebungsdruck anzupassen. Je kleiner der Umgebungsdruck, desto größer muss der Diffusor sein. Daher sind die Orbital Diffusoren größer als die See Level Diffusoren.
Ich hab mir angewöhnt Düsenerweiterung oder Düsenglocke zu sagen weil dann schnell verstanden wird von welchem Teil ich spreche. Aber du hast natürlich absolut Recht!
Kleine Anmerkung: Eine Raketenglocke verringert zwar den Druck des ausströmenden Gases, aber nicht die Flussgeschwindigkeit, diese wird sogar noch erhöht. Das liegt daran das sich das Gas zu dem Zeitpunkt bereits mit Überschallgeschwindigkeit bewegt, und bei dieser Geschwindigkeit sorgt ein Diffusor für eine Erhöhung der Flussgeschwindigkeit. Frag mich nicht warum.
@@g.f.martianshipyards9328 Ja krass, du hast recht! Soweit hat mein Wissensstand da nicht gereicht…😊
Dann gilt meine Definition nur für den Unterschallbereich.
Nachdem was ich dazu gefunden habe, wird der Begriff Düse/Diffusor z.T. eher zur Beschreibung der Wirkweise als der Form verwendet und damit könnte die Bezeichnung „Düse“ für ein Raketentriebwerk vielleicht doch korrekt sein. Again what learned… Danke! 😄
@@g.f.martianshipyards9328 Wenn ich den Querschnitt in einem Strömungskanal verringere, nimmt die Flussgeschwindigkeit zu (gequetschter Gartenschlauch) bis zur Schallgeschwindigkeit des Mediums zu. Jetzt würde es zu einem Rückstau kommen. Der Druck in Strömungsrichtung hat seinen Maximalwert erreicht. Wenn wir nun dem max. komprimierten Gas die Möglichkeit zur Entspannung geben, (breiterer Kanal) dehnt sich das Gas wie eine gespannte Feder aus. (Beschleunigung der Stützmasse wie in einem Luftgewehr) Der Staudruck kann jetzt in Geschwindigkeit umgesetzt werden. Es gibt zu jedem Druck eine bestimmte Glockenform. Die Entspannungsdüse (Diffusor) der A4 Rakete hatte übrigens eine Kegelform.
Vielleicht hilft noch die Vorstellung, das die sich zur Seite (radial) ausbreitenden Moleküle auf die Glockenwand treffen und von dieser zum Austritt gespiegelt werden was auch zur Geschwindigkeitserhöhung beiträgt.
Also Du bist wirklich ein Wahnsinn 😊 sehr hohes Niveau und mega interessant was Du bzw dein Team hier auf die Beine stellt! Liebe Grüße aus Niederösterreich 😊
Vielen Dank für das tolle Kompliment! Liebe Grüße zurück aus Norddeutschland
Beim Expansionsverhältnis gibts noch etwas das nicht erwähnt wird, dadurch das die 20 Triebwerke des Aussenrings die Gasstrahlen der inneren Drei Triebwerke abschirmen, wird deren Triebwerksglocke quasi wie bei einem Spike Triebwerk verlängert, was in größeren Höhen zu mehr ISP und Schub führen sollte. Leider war das beim ersten Versuch faktisch unsichtbar.
du meinst wahrscheinlich die inneren 13 .... 🧐
@@futurespace2380 ja
Wenn ich die Definition richtig verstehe ist also Methalox ab 600 Grad hypergolisch.
Man muss dann vermutlich nur ein kleines Rohr von der Vorverbrennung in die Hauptbrennkammer legen, das die heissen Abgase in die Brennkammer leitet und hat eine Zuendung.
Eigentlich genial einfach. :-)
Früher dachte ich, das ganze Thema wäre so unverständlich kompliziert, aber um eine Verbrennung anzuzünden Brauch es halt nur die richtige Temperatur, ist mir auch noch nie so aufgefallen. 😂
Danke, dass du an das Thema ran bist. Cooles Video und super erklärt!
Vielen Dank für das Kompliment
Raketentriebwerke sind wirklich faszinierend!
Sehr interessantes Video 👍🏻
Ja, finde ich such. Vielen Dank
Danke , schönen Feiertag 👍
16:30 Unser persönlicher Apollo-Moment wäre die erste bemannte Marslandung.
Hallo Mo, Super tolles Video.
Erstaunlich, was eine Serienproduktion auch bei so aufwendigen den Teilen wie ein Raketentriebwerk die Herstellungskosten senken kann.
1000 Dollar pro 1 Tonne Schupp, kaum zu glauben. Im Vergleich zu denn andern Großtriebwerken.
Ich glaube aber, das SpaceX noch lange nicht bei diesem Preis ist. Außerdem wird jede weitere Neuentwicklung erst einmal den Preis erheblich weiter nach oben treiben.
Leitungssteigerung ist eine Sache, Sicherheit und häufige wieder Verwendbarkeit die andere. Es wird auf einen Kompromiss hinauslaufen zu Gunsten der wieder Verwendbarkeit.
Gruß Frank und Danke an Dich und dein Team. 😍
1.000 $ je Tonne? da nehme ich das für meinen Rollstuhl!
Sehr anschaulicher und informativer Beitrag👍
Vielen Dank
Unglaublich der visuelle Unterschied zwischen den 30 stk in der Rakete und ein einzelnes neben Menschen stehend.
Gute Folge, wie immer sehr informativ. Bitte mach weiter so, vielen Dank für deinen Einsatz
Vielen Dank!
..da ziehe ich meinen Hut! eine großartige Technik - Episode mit einem sehr hohen Niveau.. Gut recherchiert, ausgearbeitet und geschnitten 👍
Vielen Dank Flo
@@SENKRECHTSTARTER sehr gerne 👍 habe großen Respekt vor der vielen Arbeit!
Grüße aus dem Nachtdienst
Super Video, danke dafür! 👍
Sehr gern (:
Vielen Dank!
Immer gern
Wurden nicht die Falcons nach dem Raumschiff Millennium Falke von SW benannt? Super Video👍
Exakt (:
Tolle Episode! 🚀🚀🔥🔥
Dank dir Sirwan!
Tipp wenn ihr das Video am Männertag schaut: Immer einen trinken, wenn ihr "völlig absurder Wert" hört! 🤣
:D
Durst ist schlimmer als Fernweh. 🍻
Ich bin besoffen😅
Das interessante sind ja dann immer die Wellen, die das in der Start-Up-Szene schlägt. Fantastische Triebwerke mit KI und 3D-Druck? Wenn das Schub-Masse-Verhältnis noch weiter steigt, haben vielleicht dann bald gigantische SSTO-Raketen ihr Debut in der Realität. (wegen dem Verhältnis von Oberfläche zu Volumen was sich dann ...) .... wird vielleicht auch davon abhängen ob man im LEO dann schon standardmäßig auftanken kann. SSTO als riesige Tank- und Versorgungsschiffe, wo dann halt das Starship nicht mehr die Big Fat Rocket ist .... (also so was in Richtung 500 bis 1000 t Nutzlast) .... quasi fliegende Berge wie im Ramayana
Geiles Video! bei dem Schub ist das Ding in 2 min im All krasse werte was Elon da veröffentlich hat 😳😳
Bisschen länger wirds schon dauern (: Das mit dem mehr an Schub dürfte für die Wiederverwendung mal sehr interessant werden.
Danke!
Vielen Dank für deine Unterstützung!
Top Video!
Aber was bedeutet "gestufte Verbrennung" genau?
Naja gestuft Verbrennung bedeutet, dass der Treibstoff in mehreren Stufen verbrannt wird (so weit ich das Überblicken kann, hier in 2 Stufen, die 1. ist in den Turbinen und die 2. in der Hauptbrennkammer) ...
Und ja, was schon verbrannt ist kann nicht nochmal verbrannt werden, aber ...
In den 2 Turbinen, wird jeweils von dem Sauerstoff oder dem Methan mehr reingegeben und von dem jeweils anderen nur ein wenig.
Also einmal wird haufenweise Sauerstoff und ein wenig Methan rein gegeben, das wenige Methan verbrennt und der größte Teil des Sauerstoffs bleibt unverbraucht.
Und bei der anderen wird haufenweise Methan und ein wenig Sauerstoff reingegeben. Der wenige Sauerstoff wird verbraucht und der größte des Methans bleibt unverbrannt.
Diese beiden Abgasstrahle, also hauptsächlich Sauerstoff und hauptsächlich Methan und jeweils ein bisschen Abgas, werden dann in die Hauptbrennkammer geleitet und Verbrennen dort und der Abgasstrahl wird dann von der Düse in die gewünschte Richtung gelenkt ...
Das besondere am Raptor, es verwendet eine sogenannte Full-Flow-Staged-Combustion-Cycle ... das bedeutet der gesamte Brennstoff wird in die Hauptkammer geleitet und nicht wie bei anderen Triebwerken einfach durch einen Seitenauspuff verschwendet. Außerdem ist dieser Zyklus Schematisch gesehen ziemlich symmetrisch (baulich natürlich nicht). Andere Triebwerke sind dann halt Sauerstoffreich oder Treibstoffreich ... und damit nicht so effizient ... 😅
Mo, kannst du ein Extra Video zu den (schätzungsweise) kosten für das Explodierte Starship + Boster machen? Das wäre mega Spanned
Ich wollte ein Video zur Explosion machen. Da würde sich das vielleicht anbieten
Verstanden habe ich die Erklärung des Raptor-Triebwerkes nicht. Wahrscheinlich, weil ich kein Raketenwissenschaftler bin. Oder könnte es damit zu tun haben, dass die 'Speech Rate' auf Faktor 3 steht ?
Ich hab mal eine Überlegung ... warum baut man bei dem Raptor nicjt einfach beide Turbinen (Sauerstoff und Methan) koaxial?
... also einfach beide nebeneinander, wie zwei Säulen auf der Düse, dann könnte die Last auf beide aufgeteilt werden (weniger Material, weniger Gewicht) ... und es wäre symetrische (besser ausgewuchtet bei der Schubvektorsteuerung) und es bräuchte Seitlich weniger Platz (bzw. hätte mehr Abstand zu den benachbarten Triebwerken? 🤔🤨🙂
Wurde nicht gerade erst ne Super hitzeresistente Legierung bei der NASA veröffentlicht?....ich würde das sooo gerne kombiniert sehen ..vielleicht klappt es ja dann mit der einlagigen Triebwerkswand
Ich nehme an du meinst GRCop42? Das ist glaub ich auch schon wieder ein weilchen her, diese Legierung wird ja jetzt auch hier in Europa für Triebwerksentwicklung verwendet.
Massenproduktion und Wiederverwendbarkeit beißt sich ein bisschen. Beides muss SpaceX noch zeigen und dann schauen wir mal auf die Kosten pro kg Payload.
@Senkrechtstarter, wie schaut es aktuell mit Ionenantrieben aus? Vielleicht magst Du darüber auch mal ein Video machen. Wäre schön wenn mir mal von den chemischen Antrieben weggkommen würden. Würde ja nicht nur die Raumfahrt sicherer machen.
Ionenantriebe können grundsätzlich erst nach Erreichen einer Umlaufbahn eingesetzt werden. Für Erst- oder Zweitstufen also nicht brauchbar, können Ionentriebwerke die Flugzeiten zu weit entfernten Zielen aber deutlich verkürzen. (z.B. von 240 auf 40 Tage bei einem Marsflug) Das Problem bei Ionentriebwerken ist die Bereitstellung der elektrischen Energie. Mit Solarkollektoren sind 1kg Schub das Maximum. Für Raumsonden reichen 100 bis 250 Gramm Schub völlig aus, für bemannte Missionen braucht es dann schon einen Atomreaktor an Bord. Sowas wird derzeit entwickelt, vielleicht sehen wir brauchbare (leichte) Anlagen in ca. 10 Jahren.
@@wernerwalter6732
Ich hätte da eher etwas fortschrittlicher gedacht, anstatt gefährlicher Kernspaltung, die Kernfusion als Energiequelle.
ESA: Surprised Pikachu Face
Ein absurd gutes Video! 😂
Haha, vielen Dank
Warum spart man sich eigentlich nicht den Gasgenerator auf der Methanseite und treibt beide Turbopumpen über einen Gasgenerator an? Würde die Hälfte der Teile einsparen.
Ein Gasgenerator, eine Turbine, zwei pumpen. die russischen gestuften RD180 etc arbeiten so. Der Vorteil liegt vereinfacht gesagt darin, dass sich eben gerade zwei Turbinen die Arbeit teilen. Und man als Nebeneffekt sowohl Oxidator als auch Treibstoff gasförmig eindrückt.
Nur wenn man Methan und Sauerstoff im richtigen Verhältnis verbrennt gibt es doch eine saubere Verbrennung, oder? Müssten die Turbopumpen dann nicht verrußen?
Naja, ich denke die Frage ist, was ist eigentlich Ruß, weil das sind doch Partikel (von der Kohle kenn ich dass), die sich nicht in "Luft auflösen" (In CO2 und H2O verwandeln) ... Kerosin hat davon ja mehr und Schweröl am meisten (außer Teer natürlich) ...
Das heißt, wenn es sauberes und reines Methan wäre, dürfte gar kein Ruß entstehen (denke ich🤔) ... es kann höchstens Kohlenmonoxid (CO) entstehen unter Sauerstoffmangel, also in der Methan-Turbopumpe, aber das kann (wie ich in Chemie gelernt habe) auch nochmal verbrennen zu Kohlenstoffdioxid (CO2) ...
... das würde ich dann in der Hauptbrennkammer erwarten (da ist ja dann genug Sauerstoff 😂) ...
Und von Wasserstoffmonoxid (HO) habe ich noch nichts gehört (Also Wasserstoffdioxid H2O wäre Wasser ...), ich kenn nur Wasserstoffperoxid (H2O2), das ist zwar ziemlich aggressiv, aber auch sehr instabil und zerfällt sehr schnell wieder und genug Temperatur gibt es da ja ... obwohl es gibt noch sogenannte Hydroxid-Gruppen ( [OH-]-Gruppen ) ... aber keine Ahnung ... 😂
Und in der Sauerstoff-Turbopumpe ist halt einfach zu viel Sauerstoff, aber das ist halt ein "Schlaraffenland" für das Methan 😂, also warum sollte es verrußen?
Aber es ist nur Halbwissen ... 😅
Verrußen hast du wenn du lange ketten von "Kohlenstoff-Zeug" hast. Methan ist ein sehr einfaches Molekül und ein Gas. Unverbrannt oder nur teilweise verbrannt ist es immer noch gasförmig. Daher gibt es das Problem mit dem Russ nicht
Wusste nicht das es typisch deutsch ist am Anfang anzufangen.
👍🏻👍🏽👍🏿👍👍🏾👍🏿👍🏽👍🏻🖖
Kommentar für den Algorithmus
Danke ! (*_*)
wann kann ich rainer mit so einem ding in den weltraum meddln lassen?
Erster
Wo Bitteschön wird etwas über das Raptor 3 gesagt (außer allgemeines Blabla, ein tweet von Elon und Vermutungen)?
Sorry für die Direktheit, aber Niveau kann ich keins erkennen,außer das die Dinge kopiert werden, welche die Amerikanischen Kanäle schon zeigen. 🥱