Джефф Безос: Комп'ютерне моделювання зменшить "петлю випробувань на несправність" для двигуна BE-4

$config[ads_kvadrat] not found

Настя и сборник весёлых историй

Настя и сборник весёлых историй
Anonim

Керівник компанії Blue Origin Джефф Безос сьогодні запропонував оновити аерокосмічну компанію з розробки ракетного двигуна BE-4, що врешті-решт усуне залежність Америки від російських двигунів.

У електронному листі цього ранку для членів списку Blue Origin, Безос оголосив, що BE-4 моделювання спалювання, в якому незгорілий кисень вводиться в потік газу, щоб тримати речі від перегріву, прогресували добре. Щоб зберегти все приємне і стабільне, Bezos & co. використовують 3D обчислювальну динаміку рідини, нещодавній розвиток хімічної фізики. Згідно Безосу, CFD прогнозує поведінку або згоряння рідкого кисню за допомогою рівнянь Нав'є-Стокса - описуючи взаємозв'язок швидкості, тиску, температури та щільності рідини.

"Здатність до спалювання CFD моделювання не виключає необхідності ретельного тестування, але це суттєво скоротить цикл тестування на випробувальному стенді", - пише Безос.

BE-4, призначений для використання в ракетах Blue Origin до 2019 року, забезпечить енергією ракету "Вулкан", що розгортається Альянсом. ULA конкурує з компанією SpaceX, щоб перевозити приватні та урядові вантажопотоки, такі як супутники та поставки на Міжнародну космічну станцію.

Blue Origin має угоду з ULA, в якій обидві сторони спільно фінансують розвиток BE-4.

"На сьогоднішній день ми завершили кілька мільйонів основних годин CFD-моделювання процесів згоряння BE-4", - пише Безос у своєму оновленні. «Моделювання передбарабани показує гарне перемішування і рівномірність температури перед турбіною. Дані про згоряння та температуру, які ми зібрали в нашому дослідженні на основі субкали, співвідносяться з нашими прогнозами CFD і показують, що наше попереднє визначення розмірів та конструкція елементів інжектора відповідають вимогам дизайну. Здатність до спалювання CFD моделювання не виключає необхідності ретельного тестування, але це значно скоротить цикл випробування на випробування на стенді. Ми будемо тримати вас в курсі."

BE-4 є цілком переворотом для Безоса з точки зору обмеження нашої залежності від російської технології до енергетичних ракет; більшість наших двигунів приходять звідти, включаючи технологію, яку ULA використовує в даний час. Після того, як BE-4 завершиться, Bezos та Blue Origin матимуть ще одне перевагу у його вічному битві з SpaceX та його генеральним директором, суперником Елона Маску.

Ось повний текст електронної пошти Безоса:

У передпідсилювачі BE-4 дуже невелика частина палива зрідженого природного газу (СПГ) двигуна змішується і спалюється всім рідким киснем двигуна для отримання гарячого газоподібного кисню, який використовується для керування турбіною і обертання турбонасосів. Кисень і СПГ спалюються стехіометрично вище 6000 градусів за Фаренгейтом, і температури, що становлять близько 3000 градусів за Фаренгейтом або більше, необхідні для надійного запалення і підтримки реакції. Ніякі практичні матеріали турбіни не вижили б при цій температурі, особливо в багаторазовому застосуванні. Щоб вирішити це, BE-4 preurner змішує незгорілий кисень у спалений потік газу, щоб розбавити гази згоряння і знизити загальну температуру до приблизно 700 градусів за Фаренгейтом. Якщо цей процес змішування не є ретельно розробленим, то гарячі точки можуть зберігатися в потоці та обмежувати термін служби турбіни.

Щоб спроектувати попередній пристрій для забезпечення рівномірної температури, ми використовуємо 3-D обчислювальну динаміку рідини (CFD) для моделювання процесу згорання СПГ і рідкого кисню. CFD прогнозує поведінку рідини, вирішуючи рівняння Navier-Stokes, щоб описати, як пов'язана швидкість, тиск, температура і щільність рухомої рідини. CFD реагуючих потоків, особливо тих, які також передбачають зміну фаз, набагато важче, тому що він також повинен вирішувати хімію поряд з рівняннями стану. Згоряння CFD стало практичним лише з недавніх досягнень у моделях хімічної фізики та обчислювальної потужності.

На сьогоднішній день ми виконали кілька мільйонів основних годин моделювання CFD процесів спалювання BE-4. Моделювання попереднього випарника показує гарне перемішування і рівномірність температури перед турбіною. Дані про згоряння та температуру, які ми зібрали в нашому дослідженні на основі субкали, співвідносяться з нашими прогнозами CFD і показують, що наше попереднє визначення розмірів та конструкція елементів інжектора відповідають вимогам дизайну. Здатність до спалювання CFD моделювання не виключає необхідності ретельного тестування, але це значно скоротить цикл випробування на випробування на стенді. Ми будемо оновлюватись.

Gradatim Ferociter!

Джефф Безос

$config[ads_kvadrat] not found