Pojazdy
Silniki SpaceX
Raptor
Raptor Vacuum

Raptor Vacuum

Raptor Vacuum

Wersje Vacuum mają znacznie wydłużone dysze o wyższym stosunku ekspansji, zoptymalizowane dla warunków kosmicznych. Stosowane na górnym stopniu Starship (3 z 6 silników).

ParametrRaptor 2 VacuumRaptor 3 Vacuum
Ciąg~258 tf>280 tf
Impuls właściwy~380 s>380 s
Stopień rozprężaniaWysoki (~80:1)Zwiększony
ZastosowanieIFT-1–IFT-11Block 3+

Duża dysza Raptor Vacuum nie pozwala na wychylanie silnika (gimbal) — kontrolę wektora ciągu zapewniają wyłącznie silniki sea-level.

Zasada działania

Wersje Vacuum silnika Raptor wykorzystują ten sam rdzeń cyklu FFSC (prekomory, turbopompy, komora spalania) co warianty poziomu morza (Raptor 2, Raptor 3), ale różnią się kluczowym elementem — dyszą wylotową.

Dysza silnika kosmicznego ma znacznie wyższy stopień rozprężania (~80:1 lub więcej), co oznacza, że gazy spalinowe rozprężają się do niższego ciśnienia, oddając więcej energii kinetycznej. W próżni — gdzie ciśnienie otoczenia wynosi zero — dłuższa dysza jest zawsze korzystna, bo nie ma ryzyka separacji przepływu (flow separation), która niszczyłaby dyszę w atmosferze.

ℹ️
Dlaczego dwa typy silników? Na Starship zamontowane są 3 silniki sea-level i 3 silniki Vacuum. Silniki SL działają w atmosferze i przy lądowaniu; silniki Vacuum włączają się na dużych wysokościach i w próżni kosmicznej, gdzie ich wyższy impuls właściwy (~380 s vs ~330 s) zapewnia maksymalną efektywność.

Raptor 2 Vacuum (RVac)

Wariant próżniowy Raptor 2 stosowany na lotach zintegrowanych od IFT-1 do IFT-11. Dysza RVac jest wytwarzana z niobiowego stopu (niob C-103) z regeneracyjnym chłodzeniem w górnej części i radiacyjnym w dolnej — co pozwala na pracę przy ekstremalnych temperaturach gazów wylotowych.

Kluczowe cechy:

  • Ciąg ~258 tf w próżni
  • Impuls właściwy ~380 s — o ~33 s więcej niż wariant sea-level
  • Brak gimbalu — dysza jest zbyt duża, kontrolę kierunku zapewniają silniki SL
  • Stałe mocowanie — 3 silniki RVac zamontowane na obwodzie sekcji silnikowej Starship

Raptor 3 Vacuum (R3Vac)

Wariant próżniowy Raptor 3 planowany do Block 3 Starship. Dziedziczy wszystkie usprawnienia Raptor 3 — otwartą architekturę, wyższe ciśnienie komory (350 bar) i uproszczoną konstrukcję — z dostosowaną dyszą o zwiększonym stopniu rozprężania.

Oczekiwane parametry:

  • Ciąg >280 tf w próżni
  • Impuls właściwy >380 s — potencjalnie wyższy dzięki wyższemu ciśnieniu komory
  • Zwiększony stopień rozprężania względem RVac
  • Kompatybilność z Block 3 Starship od IFT-12+

Rola w profilu lotu

Silniki Vacuum odgrywają kluczową rolę w profilu lotu Starship:

  1. Start — wszystkie 6 silników Starship (3 SL + 3 Vac) pracuje podczas startu jako drugi stopień po separacji od Super Heavy
  2. Wznoszenie orbitalne — na dużych wysokościach silniki Vacuum przejmują główną rolę napędową dzięki wyższemu Isp
  3. Manewry orbitalne — precyzyjne korekty orbity i manewry deorbitacji
  4. Tankowanie na orbicie — w planowanych misjach Artemis HLS silniki Vacuum będą używane do manewrów dokowania i transferu między orbitami

W konfiguracji 3+3, silniki Vacuum generują ponad 50% ciągu Starship w fazie orbitalnej, jednocześnie zużywając mniej paliwa na kilogram ciągu dzięki wyższemu impulsowi właściwemu.

Powiązane strony