Raptor vara

Raptor varytuvas gali tapti pačiu perspektyviausiu visų laikų raketiniu varytuvu

SpaceX Raptor yra perspektyviausias reaktyvinis varytuvas (o1,3×3,1 m 1,5 t 2 MN). Jis pritaikytas ir startūnams Super Heavy ir lėkūnams Starship. Sukonstruotas pagal uždarą šiluminę schemą deginti visiškai dujintus komponentus metaną CH₄ su deguonimi O₂. Varytuvas pasižymi dar ir stūmos reguliavimo galimybe 0,88-2,21 MN.

Raptor varytuvas yra 3.1 m aukščio

Metanas lig šiol beveik netaikytas raketinei varai. Cheminis junginys yra nenuodingas, pigus ir astronautikai patrauklus galimybe pasipildyti planetose, pvz. Marse. Metaninius varytuvus pavyksta lengviau atnaujinti pakartotinam naudojimui, nes darbo metu priedegų ir suodžių atsiranda mažiau, tad varytuvų dalys lengviau nuvalomos. Greta su dujų generatoriais, metano ir deguonies galingais turbosiurbliais Raptor turi originalias degimo kameras. Jos pagamintos iš inkonelinių SX300 ir SX500 lydinių (ypač atsparių karščiui ir korozijai) su sūkuriniais purkštuvais bei kibirkštine uždegimo sistema. Nenaudojamas trietilaliuminis kaip Merlin ir kituose valytuvuose. Mišinys dega 78 % deguonies 510 kg/s ir 22 % metano 140 kg/s debitu. Degimo kameros ir net tūta yra aušinamos dar vėsiu metanu, kuris yra gan efektyvus aušalas. Konstrukcinėmis gudrybėmis kamerose pavyko pasiekti rekordinius net 33 MPa slėgį bei 1,33 kN/kg specifinę stūmą.

Raptor ir metanas

Raptor tobulinimo procese kelis metus buvo eksperimentiškai bandomas: 2015-ais išbandyti dujų generatoriai ir purkštuvai; 2016 – pasiekta 3 MN stūma ir 334 s specifinis impulsas; 2019 įvyko 1-sis istorijoje metaninio varytuvo lėkis Starhopper‘iu. 2020 ir 2021 SN variantų bandymai (SN8, SN9, SN10, SN11 ir SN15 su 3 Raptor‘iais) patvirtino varytuvų įjungimo bei išjungimo kosmose bei stūmos reguliavimo galimybes. Buvo išmėginta net išskleidžiamų tupiant atramų patikimumas.

Palyginimo su kitais varytuvais lentelė:

Pastabos: LCH₄/LOX – skystas metanas/skystas deguonis; RP-1/LOX – žibalas/skystas deguonis; N₂O₄/UDMH/ – azoto tetraoksidas/dimetilhydrazinas (labai kenksminga medžiaga, kurią varytuvams daugiausiai naudojo Sovietų Sąjunga, Rusija ir Ukraina šią medžiaga dar naudoja. Yra duomenų apie šios medžiagos panaudojimą Kinijos, Indijos, JAV ir Prancuzijos sukurtiems varytuvams).