Jeff Bezos: Počítačové simulácie znížia "Test-Fail-Fix Loop" pre BE-4 Engine

$config[ads_kvadrat] not found

Amazon's Robotic Empire: Jeff Bezos' Smart Warehouses

Amazon's Robotic Empire: Jeff Bezos' Smart Warehouses
Anonim

Šéf spoločnosti Blue Origin Jeff Bezos dnes poskytol aktualizáciu o vývoji svojho raketového motora BE-4 v oblasti kozmického priemyslu, ktorý nakoniec eliminuje závislosť Ameriky na ruských motoroch, ktoré v súčasnosti používa.

V dnešnom e-maile členom Blue Blue listserv oznámil Bezos, že simulácie spaľovania BE-4, v ktorých sa nespálený kyslík zavádza do prúdu plynu, aby sa zabránilo prehriatiu, postupovali dobre. Udržať všetko pekné a stabilné, Bezos & co. používajú technológiu 3D Computational Fluid Dynamics, najnovší vývoj pre chemickú fyziku. Podľa Bezosa CFD predpovedá správanie alebo spaľovanie kvapalného kyslíka pomocou Navier-Stokesových rovníc - opisujú vzájomné vzťahy rýchlosti, tlaku, teploty a hustoty tekutiny.

„Schopnosť spáliť simulácie CFD nevylučuje potrebu dôkladného testovania, ale výrazne skráti slučku test-zlyhanie-fix na testovacom stanovišti,“ píše Bezos.

BE-4, ktorý bol navrhnutý pre použitie v raketách Blue Origin do roku 2019, bude poháňať raketu United Voyager Alliance. ULA je v konkurencii s SpaceX, aby niesol súkromné ​​a vládne záťaže, ako sú satelity a dodávky do Medzinárodnej vesmírnej stanice.

Blue Origin má dohodu s ULA, v ktorej obe strany spoločne financujú vývoj BE-4.

„K dnešnému dňu sme dokončili niekoľko miliónov jadrových hodín CFD modelovania spaľovacích procesov BE-4,“ píše denník Bezos. „Modelovanie preburnera ukazuje dobré miešanie a rovnomernosť teploty pred turbínou. Údaje o spaľovaní a teplotách, ktoré sme získali v rámci našich testov, sú v súlade s našimi predpovediami CFD a ukazujú, že dimenzovanie a vstrekovacie elementy spĺňajú požiadavky dizajnu. Schopnosť spáliť simulácie CFD nevylučuje potrebu prísneho testovania, ale výrazne skráti slučku test-zlyhanie-fix na testovacom stanovišti. Aktualizujeme vás. “

BE-4 je pre Bezosa úplne prevratom, pokiaľ ide o obmedzenie našej závislosti na ruskej technológii na poháňanie rakiet; väčšina našich motorov pochádza odtiaľ, vrátane technológie, ktorú v súčasnosti používa ULA. Akonáhle je BE-4 kompletný, Bezos a Blue Origin budú mať ďalšiu výhodu v jeho neustálom boji s SpaceXom a jeho generálnym riaditeľom, súperom Elon Musk.

Tu je úplný text e-mailu Bezos:

V predhrievači BE-4 sa veľmi malá časť paliva skvapalneného zemného plynu (LNG) mieša a spaľuje so všetkými kvapalnými kyslíkami motora na výrobu horúceho plynného kyslíka, ktorý sa používa na pohon turbíny a odstreďovanie turbodúchadiel. Kyslík a LNG spaľujú stechiometricky nad 6 000 stupňov Fahrenheita a na spoľahlivé zapálenie a udržanie reakcie sú potrebné teploty približne 3000 stupňov Celzia alebo viac. Žiadne praktické turbínové materiály by pri tejto teplote neprežili, najmä pri opakovane použiteľnom použití. Na vyriešenie tohto problému predspaľovač BE-4 mieša nespálený kyslík do prúdu spáleného plynu, aby sa zriedili spaliny a znížila sa celková teplota na približne 700 stupňov Fahrenheita. Ak tento proces miešania nie je starostlivo navrhnutý, horúce miesta môžu pretrvávať v prúde a obmedziť životnosť turbíny.

Aby sme navrhli preburner na zaistenie rovnomernej teploty, používame 3-D výpočtovú dynamiku tekutín (CFD) na modelovanie procesu spaľovania LNG a kvapalného kyslíka. CFD predpovedá správanie tekutín tým, že rieši Navier-Stokesove rovnice, aby opísal, ako súvisia rýchlosť, tlak, teplota a hustota pohybujúcej sa tekutiny. CFD reakčných tokov, najmä tých, ktoré zahŕňajú aj fázovú zmenu, je oveľa, oveľa ťažšie, pretože musí tiež riešiť chémiu spolu so stavovými rovnicami. Spálenie CFD sa stalo praktickým len vďaka nedávnym pokrokom v oblasti modelov chemickej fyziky a výpočtového výkonu.

K dnešnému dňu sme dokončili niekoľko miliónov základných hodín CFD modelovania procesov spaľovania BE-4. Modelovanie predhrievača ukazuje dobré miešanie a rovnomernosť teploty pred turbínou. Údaje o spaľovaní a teplotách, ktoré sme získali v rámci našich testov, sú v súlade s našimi predpovediami CFD a ukazujú, že dimenzovanie a vstrekovacie elementy spĺňajú požiadavky dizajnu. Schopnosť spáliť simulácie CFD nevylučuje potrebu prísneho testovania, ale výrazne skráti slučku test-zlyhanie-fix na testovacom stanovišti. Budeme vás priebežne aktualizovať.

Gradatim Ferociter!

Jeff Bezos

$config[ads_kvadrat] not found