ג 'ף Bezos: סימולציות מחשב תפחית "מבחן לולאה לתקן לולאה" עבור מנוע BE-4

Anonim

מייסד Blue Source, ג'ף בזוס, הציע היום עדכון על פיתוח חברת התעופה והחלל של מנוע הרקטות שלה BE-4, אשר בסופו של דבר יבטל את הסתמכותה של אמריקה על המנועים המתוצרת רוסית כיום.

בהודעת דואר אלקטרוני הבוקר לחברים של Blue Sourceerverv, הודיעה Bezos כי סימולציות בעירה של BE-4, שבהן החמצן הבלתי רצוי מוכנס לתוך זרם הגז כדי למנוע מצב להתחמם יתר על המידה. כדי לשמור על הכל נחמד ויציב, Bezos & co. באמצעות 3D דינמי חישובית דינמיקה, התפתחות האחרונות עבור פיסיקה כימית. לדברי Bezos, CFD מנבא את ההתנהגות או את הבעירה של החמצן הנוזלי באמצעות משוואות Navier-Stokes - המתארות את קשרי הגומלין בין מהירות הנוזל, לחץו, טמפרטורתו וצפיפותו.

"היכולת לבצע סימולציות CFD מתרסקת אינה מבטלת את הצורך בבדיקות קפדניות, אך היא תקצר באופן משמעותי את הלולאה של מבחן המבחן-בדיקה על מעמד הבדיקה", כותב בזוס.

ה- BE-4, המיועד לשימוש רקטות של המקור של 2019, יהיה כוח הברית הברית של פיתוח בפיתוח טיל וולקן. ULA הוא בתחרות עם SpaceX לשאת מטענים פרטיים וממשלתיים כמו לוויינים וציוד לתחנת החלל הבינלאומית.

Blue Origin יש עסקה עם ULA שבו שני הצדדים במשותף קרן הפיתוח של BE-4.

"עד כה, השלים כמה מיליוני שעות הליבה של מודלים CFD של תהליכי BE-4", כותב Bezos העדכון של היום. "דוגמנות של preburner מראה ערבוב טוב אחידות טמפרטורה במעלה הזרם של הטורבינה. נתוני הבעירה והטמפרטורה שאספנו בבדיקות המשנה שלנו מתואמים עם תחזיות ה- CFD שלנו ומראים שתכנון ה- preburner שלנו לשינוי גודל ומזרקים עומד בדרישות העיצוב. היכולת לבצע סימולציות CFD מעוררות אינה מבטלת את הצורך בבדיקות קפדניות, אך היא תקצר באופן משמעותי את הלולאה של בדיקת המבחן במעמד הבדיקה. נשמור אותך מעודכן."

BE-4 היא ההפיכה עבור Bezos במונחים של הגבלת התלות שלנו בטכנולוגיה הרוסית לשלטון טילים; רוב המנועים שלנו מגיעים משם, כולל הטכנולוגיה שה- ULA משתמש בה כיום. לאחר BE-4 תושלם, Bezos ו Blue Origin יהיה יתרון נוסף במאבק מתמיד עם SpaceX ומנכ"ל שלה, המתחרה אלון Musk.

הנה הטקסט המלא של הדוא"ל של Bezos:

ב BEB 4 preburner, חלק קטן מאוד של דלק נוזלי של מנוע גז טבעי (LNG) דלק מתערבב עם כל החמצן של נוזלים של המנוע כדי לייצר חמצן גז חם, אשר משמש להניע את הטורבינה וסובב את turbopumps. חמצן ו LNG לשרוף stoichiometrically מעל 6,000 מעלות פרנהייט, וטמפרטורות של כ -3,000 מעלות צלזיוס או יותר נדרשים כדי להצית באופן אמין ולשמור את התגובה. שום חומרים טורביניים מעשיים לא יישארו בטמפרטורה זו, במיוחד ביישום שניתן לשימוש חוזר. כדי לפתור זאת, BEB 4 preburner מערבב חמצן unburned לתוך זרם הגז שרוף לדלל את גזי שרפה ולהפחית את הטמפרטורה הכוללת כ -700 מעלות צלזיוס. אם תהליך זה ערבוב לא תוכנן בקפידה, כתמים חמים יכולים להתמיד בנחל להגביל את הטורבינה החיים.

כדי לעצב את preburner לספק טמפרטורה אחידה, אנו משתמשים 3-D חישובית נוזל דינמיקה (CFD) כדי מודל LNG ונוזל חמצן התהליך. CFD מנבא התנהגות נוזלים על ידי פתרון משוואות Navier-Stokes כדי לתאר כיצד מהירות, לחץ, טמפרטורה וצפיפות של נוזל נע. CFD של זרימות מגיבים, במיוחד אלה הכוללות גם שינוי שלב, הוא הרבה יותר קשה, כי זה חייב גם לפתור כימיה יחד עם משוואות המדינה. סחיטה של ​​CFD הפכה רק מעשית עם ההתקדמות האחרונה במודלים בפיסיקה כימית ובכוח מחשוב.

עד כה, השלים כמה מיליוני שעות הליבה של מודלים CFD של תהליכי BE-4. דוגמנות של preburner מראה ערבוב טוב אחידות הטמפרטורה במעלה הזרם של הטורבינה. נתוני הבעירה והטמפרטורה שאספנו בבדיקות המשנה שלנו מתואמים עם תחזיות ה- CFD שלנו ומראים שתכנון ה- preburner שלנו לשינוי גודל ומזרקים עומד בדרישות העיצוב. היכולת לבצע סימולציות CFD מעוררות אינה מבטלת את הצורך בבדיקות קפדניות, אך היא תקצר באופן משמעותי את הלולאה של בדיקת המבחן במעמד הבדיקה. נשמור אותך מעודכן.

גראדטים פרוסיטר!

ג'ף בזוס