Europejski odpowiednik silnika Raptor po pierwszej kampanii testów
Autor. The Exploration Company
Francusko-niemiecka spółka The Exploration Company zakończyła kampanię testów podsystemów do innowacyjnego silnika rakietowego. Jednostka Typhoon pod pewnymi względami przypomina silnik Raptor wykorzystywany w rakiecie Starship/Super Heavy.
Informację o zakończeniu 6-tygodniowej kampanii testowej The Exploration Company przekazało na platformie LinkedIn w lutym 2025 r. Celem było sprawdzenie ”przedspalacza” (ang. pre-burner), do którego podczas trafia duża ilość ciekłego tlenu oraz niewielka ciekłego metanu. Część z wytworzonych w tym procesie gazów napędza turbinę, a ta z kolei pompy do wtryskiwania materiału pędnego. Pre-burner z dużą ilością ciekłego tlenu określany jest jako bogaty w utleniacz (ang. oxygen rich).
Europejski Typhoon a amerykański Raptor
Francusko-niemiecka spółka ogłosiła rozpoczęcie prac nad silnikiem rakietowym na początku 2024 r., a projekt jest współfinansowany przez francuską agencję kosmiczną CNES. Testy pre-burner’a do Typhoon odbyły się w Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR). The Exploration Company wskazało, że wykonano łącznie 16 testów, w tym pełne uruchomienie, osiągając stabilne spalanie do 16 sekund.
Nie obyło się bez problemów. „Napotkaliśmy awarie sprzętu i obecnie jesteśmy na etapie głębokiej analizy danych, aby udoskonalić nasze podejście przed przejściem do następnej fazy.” - czytamy na platformie LinkedIn.
Pod pewnymi względami Typhoon przypomina amerykański silnik Raptor, który jest wykorzystywany w najpotężniejszej rakiecie na świecie Starship/Super Heavy. Trudno jest oczywiście porównać dokładnie obie jednostki, gdyż „diabeł tkwi w szczegółach”, a europejski silnik jest na bardzo wczesnym etapie rozwoju, bez docelowego przeznaczenia.
Na tym etapie pojawiły się jednak pewne informacje na temat konstrukcji. The Exploration Company przekazało, że Typhoon będzie opierał się na materiale pędnym - ciekły tlen i ciekły metan (methalox) z wykorzystaniem cyklu etapowego spalania z pełnym przepływem (ang. full-flow staged combustion cycle; FFSC). Dokładnie takie same cechy posiada silnik Raptor.
Spróbujmy wytłumaczyć, z czym związany jest ten cykl spalania. FFSC zakłada wykorzystanie 2 „przedspalaczy” - jeden bogaty w utleniacz, przetestowany przez The Exploration Company, oraz drugi bogaty w paliwo. Podstawową różnicą jest ilość wtryskiwanych materiałów, czyli więcej utleniacza i mniej paliwa oraz odwrotnie - oxidizer-rich i fuel-rich.
Do „przedspalaczy” trafiają zatem materiały w stanie ciekłym, a po spaleniu otrzymujemy gazy zasilające turbopompy do wtryskiwania ciekłych materiałów pędnych. W dalszej kolejności substancje trafiają do głównej komory spalania. W takim systemie nie marnuje się nic, w przeciwieństwie do cyklu z generatorem gazu, czego przykładem jest silnik Merlin w rakiecie Falcon 9.
Europejczycy pójdą w ślady SpaceX?
Warto również zwrócić uwagę na siłę ciągu Typhoona i Raptora. The Exploration Company w komunikacie podało, że silnik będzie wytwarzał ciąg o sile 250 ton. W sierpniu 2024 r. natomiast SpaceX poinformowało, jak w tym zakresie wypadają silniki Starshipa. W przypadku najnowszej wersji mowa o 280 tonach z potencjałem na kolejne ulepszenia.
Pozostaje pytanie, do czego w przyszłości zostanie wykorzystany Typhoon. Raptory zostały już kilkakrotnie przetestowane w misjach rakiety Starship/Super Heavy, a SpaceX wciąż pracuje nad ich modernizacją. Być może Europa pójdzie w te same ślady.