Джефф Безос провел тур по заводу Blue Origin во Флориде 30 мая 2024 года. Основатель компании показал Тиму Додду процесс сборки ракеты New Glenn, диаметр которой составляет 7 метров . Главной задачей современной космонавтики Безос называет снижение стоимости полетов через многоразовость и новые методы производства .
🏛️ Технологическое наследие в лобби 0:40
В вестибюле завода стоит первая ракета New Shepard, совершившая успешную посадку. Безос отметил, что этот аппарат летал в космос пять или шесть раз . Конструкция New Shepard включает кольцевое оперение, которое обеспечивает аэродинамическую стабильность при движении вверх и вниз .
Инженеры используют инерциальную навигацию для измерения ветров на больших высотах во время подъема . Система вычисляет смещение и корректирует траекторию спуска так, чтобы ветер пригнал ракету точно к посадочной площадке . Финальные ошибки устраняют маневренные плавники и двигатель на терминальной стадии.
В коллекции артефактов компании находятся:
- Панель пуповины (umbilical panel) экспериментального аппарата X-33 .
- Двигатель F-1 миссии «Аполлон-11», поднятый со дна Атлантики с глубины 4267 метров .
- Двигатель миссии «Аполлон-13», который сейчас экспонируется в Сиэтле .
Безос лично финансировал экспедицию по поиску двигателей Сатурн-5, используя данные радаров НАСА о координатах падения . Поисковая группа провела в море 28 дней и работала в условиях давления 7000 PSI .
🏗️ Сварка и производство баков 8:35
Для создания основных баков New Glenn инженеры Blue Origin применяют сварку трением с перемешиванием (friction stir welding) . Этот метод обеспечивает высокую прочность соединений, необходимую для многоразового использования.
Основные характеристики конструкции баков:
- Диаметр ступеней составляет семь метров .
- Общий купол (common dome) разделяет бак с СПГ (сжиженным природным газом) и бак с жидким кислородом (LOx) .
- Внутренняя структура выполнена в виде ортосетки (orthogrid) с прямоугольными карманами .
- Ортосетку проще фрезеровать и формовать на станках, чем треугольную изосетку .
Для контроля качества деталей Blue Origin использует наклейки-маркеры и компьютерное зрение . Система считывает случайное расположение меток на детали и сверяет её геометрию с CAD-моделью .
💧 Внутри водородного бака второй ступени 16:40
Вторая ступень (GS2) использует жидкий водород (LH2). Внутри бака установлены баллоны с гелием для наддува . Жидкий водород обладает низкой плотностью: один кубический фут весит всего 4,4 фунта (около 2 кг) .
Из-за малой массы водорода проблема плескания топлива (slosh) в баке выражена слабее, чем в кислородном баке . Инженеры фокусируются на полной выработке топлива, чтобы избежать попадания пузырьков газа в насос при опорожнении бака .
🛡️ Многоразовая защита и шасси 23:50
Первая ступень (GS1) рассчитана минимум на 25 полетов, с целью довести этот показатель до 100 . Межполетное обслуживание должно занимать 16 дней .
Технические решения для возврата ступени:
- Собственная тепловая защита (TPS) не требует восстановления после входа в атмосферу на скорости 6 Махов .
- Система из шести посадочных опор развертывается за 14 секунд до касания .
- Выпуск шасси происходит за счет гравитации и сил инерции при торможении ракеты .
- Шесть опор оптимально вписываются в компоновку с семью двигателями .
New Glenn всегда будет садиться на плавучую платформу в океане . Возврат к месту старта возможен, но он сильно снижает массу полезной нагрузки. Для экономии топлива ракета использует аэродинамические наплывы (strakes), увеличивающие подъемную силу при спуске .
🎮 Управление и гидравлика 33:15
Верхние плавники New Glenn оснащены мощными гидравлическими приводами. Эти актуаторы в пять раз больше тех, что использовались для управления вектором тяги ускорителей Шаттла .
Система управления включает:
- Четыре гигантских актуатора для поворота управляющих поверхностей .
- Баллоны с азотом для системы реактивного управления (RCS) .
- Датчики и компьютеры с полным резервированием .
Безос сравнивает посадку ракеты с балансировкой перевернутого маятника . Большой размер New Glenn упрощает задачу из-за высокой инерции. Маленькую ракету балансировать сложнее, как зубочистку на пальце по сравнению с метлой .
🏭 Механический цех и композиты 42:08
Панели баков изготавливаются из плоских листов алюминий-литиевого сплава. Сначала на станке вырезается ортосетка, затем деталь проходит через установку ударной формовки (bump forming) для придания кривизны . Это дешевле и быстрее, чем фрезеровка уже изогнутых панелей.
Для второй ступени Blue Origin планирует перейти на монококовую конструкцию баков без ортосетки . Это снизит стоимость производства одноразовой детали. Компания также разрабатывает многоразовую вторую ступень, выбирая между алюминием и нержавеющей сталью .
Головные обтекатели производятся из углепластика методом автоматической выкладки ленты . Роботизированная голова накладывает слои в разных направлениях в зависимости от расчетных нагрузок . Готовая деталь проходит полимеризацию в огромной печи и проверку ультразвуком на наличие дефектов .
🚀 Двигатели BE-3U и BE-4 1:00:00
На второй ступени установлены два двигателя BE-3U, работающие на паре водород-кислород . Они используют открытый цикл расширения.
Особенности BE-3U:
- Два турбонасоса расположены на одной линии и вращаются в противоположных направлениях .
- Второй турбонасос захватывает остаточную энергию вращения выхлопа первого, повышая эффективность на несколько процентов .
- Выхлоп турбины используется для пленочного охлаждения сопла .
- Удельный импульс (ISP) двигателя составляет 445 секунд .
Первая ступень оснащена семью двигателями BE-4 на метане и жидком кислороде . Они работают по циклу ступенчатого сгорания с избытком окислителя. Рабочее давление в камере составляет около 2000 PSI . Умеренная температура газа на турбине снижает износ и позволяет использовать двигатель многократно .
В 2025 году Blue Origin планирует выпускать по одному двигателю BE-4 каждые три дня .
