랩터 로켓 엔진

스페이스X 랩터
SpaceX Raptor
캘리포니아 호손 스페이스X 지사에서의 랩터 엔진
개발국미국
제작사스페이스X
이용 로켓스페이스X 스타쉽의 1단계 및 2단계 발사체의 추진
현 상태개발 중
액체 로켓 엔진
프로펠런트액체 산소 / 액체 메탄
혼합비3.54[1] 또는 3.8
사이클풀플로우 다단 연소 사이클
펌프터보펌프 2기
배치
챔버1
노즐 비40
성능
추력최대 2,200 kN (500,000 lbf)
최대 880 kN; 200,000 lbf (90 tf) (40%)[2]
추력 대 무게 비율>170 (목표치)[3]
챔버 압력300 bar (30 MPa; 4,400 psi)[4]
330 bar (33 MPa; 4,800 psi) (~ 7초 테스트)
Isp (진공)380 s (3,700 m/s) (목표치)
Isp (SL)330 s (3,200 m/s)
치수
높이3.1 m (10 ft)[5]
지름1.3 m (4 ft 3 in)[6]
건중량1,500 kg (3,300 lb) (목표치)[3]
사용됨
스타쉽

랩터 로켓 엔진(영:SpaceX Raptor)은 스페이스X가 개발중인 우주발사체 엔진이다.

역사

랩터 엔진의 연소 모식도

스페이스X의 우주발사체는 팰컨 9이 유명한데, 추력 90톤 멀린 로켓 엔진을 사용한다. 랩터는 추력 200톤이다. 가스발생기 보다 연료효율이 좋은 다단연소 엔진이다.

랩터 엔진은 스페이스X 스타쉽 우주발사체의 엔진으로 사용될 계획이다. 스페이스X 스타쉽은 2021년초 이후에 상업용 화물운송 서비스를 시작할 계획이다. 2단 로켓이며, 1단에는 랩터 엔진 24-37개, 2단에 랩터 엔진 6개를 사용한다.

2009년 개발을 시작해 2015년 개발에 성공했다. 미국 정부의 자금 지원 없이, 오직 스페이스X의 자금으로 개발되었다.

다른 엔진과의 성능 비교

엔진 로켓 출력 비추력 추력 대 무게 비율 프로펠런트 사이클
블루 오리진 BE-4
(개발중) 		뉴 글렌, 벌컨 2,400 kN (550,000 lbf)[7] TBD TBD CH4 / LOX 다단 연소 - 산화제 풍부
에네르고마쉬 RD-170/171M 에네르지아, 제니트, 소유즈-5 7,904 kN (1,777,000 lbf)[8] 337.2 s (3,307 m/s)[8] 79.57[8] RP-1 / LOX 다단 연소 - 산화제 풍부
에네르고마쉬 RD-180 아틀라스 III, 아틀라스 V 4,152 kN (933,000 lbf)[9] 338 s (3,310 m/s)[9] 78.44[9]
에네르고마쉬 RD-191/181 안가라, 안타레스 2,090 kN (470,000 lbf)[10] 337.5 s (3,310 m/s)[10] 89[10]
에네르고마쉬 RD-275M 프로톤-M 1,832 kN (412,000 lbf) 315.8 s (3,097 m/s) 174.5 N2O4 / UDMH
쿠츠네초프 NK-33 N1, 소유즈-2.1V 1,638 kN (368,000 lbf)[11] 331 s (3,250 m/s)[11] 136.66[11] RP-1 / LOX 다단 연소 - 산화제 풍부
로켓다인 F-1 새턴 V 7,740 kN (1,740,000 lbf) 304 s (2,980 m/s)[12] 83 RP-1 / LOX 가스 발생기
로켓다인 RS-25 우주 왕복선, SLS 2,280 kN (510,000 lbf) 453 s (4,440 m/s)[13] 73[14] H2 / LOX 다단 연소 - 연료 풍부
스페이스X 멀린 1D 해상 팰컨9 1단계 부스터(v1.1 이상) 914 kN (205,000 lbf) 311 s (3,050 m/s)[15] 176[16] RP-1 / LOX
(냉각) 		가스 발생기
스페이스X 멀린 1D 진공 팰컨9 2단계(v1.1 이상) 934 kN (210,000 lbf)[17] 348 s (3,410 m/s)[17] 180[16]
스페이스X 랩터 해상

(개발중)

스타쉽 1단계 수퍼헤비

스타쉽 2단계 스타쉽

2,200 kN (500,000 lbf)[18] ~350 s (3.4 km/s)[19] ≥170 (목표치)[3] CH4 / LOX
(냉각) 		풀플로우 다단 연소 사이클
스페이스X 랩터 진공

(미래)

TBD ~380 s (3,700 m/s)[19]

같이 보기

각주

  1. ↑ elonmusk (2020년 5월 7일). “Starship + Super Heavy propellant mass is 4800 tons (78% O2 & 22% CH4). I think we can get propellant cost down to ~$100/ton in volume, so ~$500k/flight. With high flight rate, probably below $1.5M fully burdened cost for 150 tons to orbit or ~$10/kg.” (트윗). 
  2. ↑ elonmusk (2020년 8월 17일). “Max demonstrated Raptor thrust is ~225 tons & min is ~90 tons, so they’re actually quite similar. Both Merlin & Raptor could throttle way lower with added design complexity.” (트윗). 
  3. ↑ 가 나 다 Elon Musk on Twitter: Max thrust version of Raptor should achieve true T/W > 170. Target is 1.5 ton engine with >260 t-F. Max Isp version should achieve ~380 sec, but T/W probably <120 due to big nozzle. These are just guesses for now.
  4. ↑ Elon Musk on Twitter:Reaching chamber pressure of 300 atmospheres
  5. ↑ “보관된 사본”. 2019년 9월 30일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2020년 8월 29일에 확인함. 
  6. ↑ Musk, Elon (2017년 9월 29일). “Making Life Multiplanetary”. 《youtube.com》. SpaceX. 2017년 9월 29일에 확인함. 
  7. ↑ Ferster, Warren (2014년 9월 17일). “ULA To Invest in Blue Origin Engine as RD-180 Replacement”. 《Space News》. 2014년 9월 18일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2014년 9월 19일에 확인함. 
  8. ↑ 가 나 다 “RD-171M”. 《NPO Energomash》. 2015년 6월 30일에 확인함. [깨진 링크(과거 내용 찾기)]
  9. ↑ 가 나 다 “RD-180”. 《NPO Energomash》. 2015년 12월 4일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2015년 6월 30일에 확인함. 
  10. ↑ 가 나 다 “RD-191”. 《NPO Energomash》. 2016년 4월 7일에 확인함. [깨진 링크(과거 내용 찾기)]
  11. ↑ 가 나 다 “NK-33”. Astronautix.com. 2015년 4월 1일에 확인함. 
  12. ↑ “F-1”. Astronautix.com. 9 November 2013에 원본 문서에서 보존된 문서. 2 November 2013에 확인함. 
  13. ↑ “SSME”. Astronautix.com. 2013년 11월 2일에 확인함. 
  14. ↑ “Encyclopedia Astronautica: SSME”. 2014년 7월 7일에 확인함. 
  15. ↑ “Merlin 1C”. Astronautix.com. 2013년 11월 2일에 확인함. 
  16. ↑ 가 나 Mueller, Thomas (2015년 6월 8일). “Is SpaceX's Merlin 1D's thrust-to-weight ratio of 150+ believable?”. 2015년 7월 9일에 확인함. 
  17. ↑ 가 나 “SpaceX Falcon 9 product page”. 2014년 8월 5일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2016년 9월 30일에 확인함. 
  18. ↑ Elon Musk on Twitter: SN40 is about to be tested & has several upgrades over 330 bar engine. For reference, 330 bar on Raptor produces ~225 tons (half a million pounds) of force.
  19. ↑ 가 나 “Sea level Raptor’s vacuum Isp is ~350 sec, but ~380 sec with larger vacuum-optimized nozzle”. 2019년 9월 11일에 확인함. 

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