Jeff Bezos: Počítačové simulace sníží "Test-Fail-Fix smyčky" pro BE-4 Engine

$config[ads_kvadrat] not found

Fireside Chat with Jeff Bezos | Shah Rukh Khan, Zoya Akhtar | Amazon Prime Video

Fireside Chat with Jeff Bezos | Shah Rukh Khan, Zoya Akhtar | Amazon Prime Video
Anonim

Šéf společnosti Blue Origin Jeff Bezos dnes nabídl aktualizaci o vývoji raketového motoru BE-4 pro letecký a kosmický průmysl, který nakonec eliminuje závislost Ameriky na ruských motorech, které v současné době používá.

V e-mailu dnes ráno členům Blue Origin listserv, Bezos oznámil, že BE-4 spalovací simulace, ve kterých je nespálený kyslík zaveden do proudu plynu, aby se zabránilo přehřátí, postupovaly dobře. Udržet vše pěkné a stabilní, Bezos & co. používají 3D výpočetní dynamiku tekutin, nedávný vývoj pro chemickou fyziku. Podle Bezose CFD předpovídá chování nebo spalování kapalného kyslíku pomocí Navier-Stokesových rovnic - popisující vzájemné vztahy rychlosti, tlaku, teploty a hustoty tekutiny.

„Schopnost spalovat CFD simulace nevylučuje potřebu důsledného testování, ale významně zkrátí smyčku test-selhání-fix na zkušebním stanovišti,“ píše Bezos.

BE-4, který byl navržen pro použití v raketách Blue Origin do roku 2019, bude pohánět raketku Vulcan od společnosti United Launch Alliance. ULA je v konkurenci s SpaceX nést soukromé a vládní užitečné zatížení, jako jsou satelity a zásoby na Mezinárodní kosmickou stanici.

Blue Origin má dohodu s ULA, ve které obě strany společně financují vývoj BE-4.

„Dosud jsme dokončili několik milionů základních hodin CFD modelování spalovacích procesů BE-4,“ píše dnes Bezos. „Modelování předehřívače ukazuje dobré míchání a rovnoměrnost teploty před turbínou. Údaje o spalování a teplotě, které jsme shromáždili v našich zkušebních testech, jsou v souladu s našimi předpovědi CFD a ukazují, že dimenzování a vstřikovací elementy splňují požadavky na design. Schopnost spalovat CFD simulace nevylučuje potřebu důsledného testování, ale významně zkrátí smyčku testu-selhání fixace na zkušebním stanovišti. Budeme vás aktualizovat. “

BE-4 je naprosto převratem pro Bezos, pokud jde o omezení naší závislosti na ruské technologii, aby poháněly rakety; většina našich motorů pochází odtud, včetně technologie, kterou v současné době používá ULA. Jakmile je BE-4 kompletní, Bezos a Blue Origin budou mít další výhodu ve své neustálé bitvě s SpaceX a jeho generálním ředitelem, soupeřem Elon Musk.

Zde je úplný text e-mailu Bezos:

V předehřívači BE-4 se velmi malá část paliva zkapalněného zemního plynu (LNG) mísí a spaluje se všemi kapalnými kyslíky motoru, aby se vytvořil horký plynný kyslík, který se používá k pohonu turbíny a otáčení turbodmychadel. Kyslík a LNG spalují stechiometricky nad 6 000 stupňů Fahrenheita a pro spolehlivé zapálení a udržení reakce jsou zapotřebí teploty přibližně 3000 stupňů Celsia nebo více. Při této teplotě by nepřežily žádné praktické turbínové materiály, zejména v opakovaně použitelných aplikacích. Aby se to vyřešilo, předpálení BE-4 míchá nespálený kyslík do proudu spáleného plynu, aby se ředily spaliny a snížila se celková teplota na přibližně 700 stupňů Fahrenheita. Pokud tento proces míchání není pečlivě navržen, mohou horká místa přetrvávat v proudu a omezit životnost turbíny.

Pro návrh předpalovacího zařízení pro zajištění rovnoměrné teploty používáme 3-D výpočetní dynamiku kapalin (CFD) pro modelování procesu spalování LNG a kapalného kyslíku. CFD předpovídá chování tekutin řešením Navier-Stokesových rovnic, aby popsal, jak se vztahují rychlost, tlak, teplota a hustota pohybující se tekutiny. CFD reakčních toků, zejména těch, které také zahrnují fázovou změnu, je mnohem, mnohem těžší, protože musí také řešit chemii spolu se stavovými rovnicemi. Spalování CFD se stalo praktickým pouze s nedávnými pokroky v modelech chemické fyziky a výpočetním výkonu.

Dosud jsme dokončili několik miliónů hodin CFD modelování spalovacích procesů BE-4. Modelování předehřívače ukazuje dobré míchání a rovnoměrnost teploty před turbínou. Údaje o spalování a teplotě, které jsme shromáždili v našich zkušebních testech, jsou v souladu s našimi předpovědi CFD a ukazují, že dimenzování a vstřikovací elementy splňují požadavky na design. Schopnost spalovat CFD simulace nevylučuje potřebu důsledného testování, ale významně zkrátí smyčku testu-selhání fixace na zkušebním stanovišti. Aktualizujeme vás.

Gradatim Ferociter!

Jeff Bezos

$config[ads_kvadrat] not found