Müssen die BE-3-Motoren von Blue Origin 7 Sekunden lang laufen, um „aufzuwärmen“?

In dem Blue Origin YouTube-Video Replay of New Shepard Mission 8 Livestream ist „command engine start“ bei zu hören , ein hörbares „Pop“ ist bei etwa unmittelbar gefolgt von sichtbaren Flammen T- 00:03zu hören .T- 00:00.5

Die scheinbare Größe des heißen Auspuffs und der Charakter des Geräuschs nehmen jedoch bis etwa zu T+ 00:06und es gibt keine vertikale Bewegung der Rakete, bis sie vollständig ist T+ 00:07.

Gibt es ein fast 7-sekündiges „Aufwärmen“ oder Hochfahren des BE-3-Motors von New Shepard ? Ist dies eine notwendige Funktion oder vielleicht Teil eines erschöpfenden Tests (kein Wortspiel beabsichtigt), da dies eine kommerzielle Trägerrakete für den Weltraumtourismus ist?

Video in die Warteschlange gestellt beiT- 00:10

Im Allgemeinen benötigen Flüssigbrennstoffmotoren einige Sekunden, um sich nach der Zündung zu stabilisieren. Auch der Motor wird überwacht und die Niederhalter werden nur freigegeben, wenn der Motor im Nennbetrieb läuft.
Die Zündsequenz der Saturn V-Erststufentriebwerke wurde 8,9 Sekunden vor dem Start gestartet. Zwischen den Zündungen der fünf Motoren gab es zwei Verzögerungen von 0,3 Sekunden, um die strukturellen Belastungen zu reduzieren.
@Uwe in der Tat! Alle Antworten zu Was „eigentlich“ bei T-minus-0 passiert
SSMEs hatten eine Startsequenz von ~ 6 Sekunden, also klingt das für mich vernünftig.
@OrganicMarble hast du eine Ahnung, was tatsächlich während dieser Rampe passiert, oder ob das Rampen einen bestimmten Zweck hat?
Flüssigkeitsmotoren haben eine hochgradig abgestimmte, äußerst kritische Reihenfolge der Startsequenz. Ich denke, es gibt mindestens eine Frage auf der Website dazu, lassen Sie mich nachsehen.
@OrganicMarble Ich verstehe, es sieht so aus, als ob es in diesen Plots möglicherweise ein Rampen bis mindestens +4 Sekunden gibt. Es wäre cool, irgendwie einen Schub gegen die Zeit zu sehen.
Für SSME habe ich ein Diagramm des Kammerdrucks über der Zeit während des Starts, das im Wesentlichen Schub ist. Wenn Sie diese Frage stellen möchten....
Was immer du magst. Es gibt nur mehr Informationen über die SSME für die Öffentlichkeit (und in geringerem Maße über die F1) als diese neueren Engines. Aber möglicherweise taucht jemand mit Informationen darüber auf, man weiß nie.
@OrganicMarble Ich habe gerade gefragt, wie sich der Schub des SSME-Triebwerks des Space Shuttles nach der Zündung ändert? , können Sie den Wortlaut der Frage nach Bedarf anpassen.
Im Gegensatz zu SSME steigerten die F-1-Triebwerke von Saturn V ihren Schub in einer halben Sekunde auf etwa 70 % und erreichten in etwa 1,5 Sekunden die volle Leistung. Ich mag sie groß und dumm...
Ich mag sie, um Anforderungen zu erfüllen! Beide Motoren sind genial.

Antworten (1)

Das Hochfahren des BE-3 ist langsamer, da es den Tap-Off-Zyklus verwendet. Heißes Gas aus der Hauptbrennkammer wird abgezapft, um die Zwillingsturbinen anzutreiben, die die Turbopumpen für Brennstoff (LH2) und Oxidationsmittel (LOX) antreiben. Im BE-3-Motordiagramm können Sie sehen, dass jede der Turbopumpen ihre eigene Turbine und ihren eigenen Auspuff hat.

BE-3-Motordiagramm

Startsequenz: Kraftstoff und Oxidator mit Tankdruck werden direkt in die Brennkammer geleitet und gezündet. Dies führt zu einer Niederdruckverbrennung in der Kammer. Heißes Gas dehnt sich aus und strömt aus der Düse, aber stromaufwärts des Düsenhalses lässt eine Ablassöffnung einen Teil des heißen Gases zum Verteiler strömen, der die Gasturbinen mit Brennstoff und Oxidationsmittel versorgt und sie zum Drehen bringt.

Wenn sich die Turbinen drehen, beginnen sie, die Kraftstoff- und Oxidationsmittel-Turbopumpen zu drehen, die Kraftstoff und Oxidationsmittel mit höherem Druck in die Brennkammer leiten. Die Zündung hat bereits stattgefunden, sodass der Kraftstoff mit höherem Druck und das Oxidationsmittel die Verbrennung fortsetzen und den Druck in der Kammer erhöhen. Wenn Treibmittel von den Turbopumpen in die Kammer zu fließen beginnt, schließen die direkten Zufuhren von den Treibmitteltanks.

Der höhere Kammerdruck wiederum strömt mehr heißes Gas mit höherem Druck zu dem Verteiler, der die Turbinen speist, wodurch ihre Geschwindigkeit und Leistung erhöht wird, was wiederum die Geschwindigkeit und den Druck der Turbopumpen erhöht. Dies erzeugt eine positive Rückkopplungsschleife, da ein erhöhter Druck von den Turbopumpen den Kammerdruck erhöht. Ein Regelventil in der Abzweigleitung begrenzt den maximalen Kammergasstrom zu den Turbinen, sodass sie ihre volle Drehzahl erreichen können, aber nicht darüber hinaus.

Ich konnte keine Dokumentation über den genauen Ablauf der Motordrosselung finden, aber auf dem Diagramm ist klar, dass das Hauptkraftstoffventil der Turbopumpe nachgeschaltet ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Motors befinden sich zwei weitere Ventile, eines das Hauptoxidationsmittelventil und das andere ein Ventil am Kammerabgriff zum Turbinenzufuhrverteiler. Anscheinend kann der Motor mit einer Kombination aller drei Ventile gedrosselt werden.

Zusammenfassend ist es also der Abzweigmotorzyklus und der Prozess der anfänglichen Treibmittelzufuhr, um den Verbrennungsprozess bei niedrigem Druck zu starten, um die Turbinen hochzudrehen, dann den Treibmitteldruck allmählich zu erhöhen, um die Turbinen auf ihre volle Drehzahl zu bringen und schließlich zu öffnen die Treibstoffzufuhrventile, um den Motor auf vollen Schub zu bringen, der als Verzögerung von der anfänglichen Zündung beobachtet wird.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass dies zu stark vereinfacht ist, aber ich denke, dass es im Großen und Ganzen ziemlich genau ist.

Beachten Sie, dass das neue BE-3U-Oberstufentriebwerk für New Glenn eine einzelne Turbine auf einer einzelnen Welle mit beiden Turbopumpen verwendet und den Expanderzyklus anstelle des Abzweigzyklus verwendet. Um mehr über den Expanderzyklus zu erfahren, schauen Sie sich den RL-10 an, einen seit 60 Jahren existierenden Motor, der diesen Zyklus verwendet. Es ist nur etwa 1/7 des Schubs von BE-3U, aber der Zyklus ist derselbe.

Was für ein gründlicher und gut geschriebener Beitrag und von einem neuen Benutzer, Willkommen im Weltraum!
Müssen die BE-3-Motoren von Blue Origin 7 Sekunden lang laufen, um „aufzuwärmen“?
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