상업용 우주 발사 및 탐사 회사인 SpaceX의 업적을 따르는 사람들은 최근 3세대 재사용 가능한 메탄-산소 단계 연소 엔진인 Raptor 3를 발표했다는 사실을 알게 되었습니다. Raptor는 SpaceX의 무기고 중 최강자로 명성을 얻고 있습니다. 엔진 간의 다른 차이점 중에서도 회사의 작지만 더 안정적인 것으로 알려진 Merlin 엔진보다 훨씬 더 많은 추력을 제공하기 때문입니다. 회사와 창립자인 Elon Musk는 최근 완성된 새 모델에 대해 X(이전 Twitter)에 게시했을 뿐만 아니라 엔지니어들이 디자인에 적용한 개선 사항에 대한 일부 정보도 게시했습니다.
이는 확실히 회사 팬에게는 흥미로운 소식이지만, 이 새로운 엔진에 대해 몇 가지 질문이 있을 수 있습니다. 우선, 사양 측면에서 SpaceX가 지난 2세대에 걸쳐 디자인을 어떻게 개선했는지 알고 싶을 것입니다. 또한 이 엔진이 설계된 항공기의 종류와 SpaceX가 이를 추가로 개발하기 위한 계획을 배우고 싶어할 것입니다. 아직 공개적으로 이용 가능한 Raptor 3에 대한 정보는 많지 않지만, 지금까지 우리가 알고 있는 모든 정보는 다음과 같습니다.
이전 버전과의 스펙 비교
기술의 세대별 도약을 살펴볼 때 고려해야 할 가장 중요한 측면 중 하나는 새 모델이 기존 모델에 비해 성능을 향상시키는 방식입니다. SpaceX는 Raptor 3의 사양뿐만 아니라 Raptor 1과 2의 사양도 공유하여 전력과 유틸리티의 증가를 확인할 수 있습니다. 회사는 세 가지 측정 단위에 걸쳐 이를 수행했습니다. 출력되는 힘의 양을 나타내는 톤포스 단위(tf)로 측정되는 추력, 추력을 생성하기 위해 연료를 사용하는 엔진의 효율성을 보여주는 비임펄스, 그리고 엔진 중량을 비교했습니다. , 킬로그램(kg) 단위로 측정됩니다.
Raptor 1의 추력은 185tf, 비추진량은 350s, 엔진 질량은 2080kg입니다. Raptor 2의 추력은 230tf, 비추진량은 347s, 엔진 질량은 1630kg입니다. 새로운 Raptor 3의 추력은 280tf, 비충격량은 350s, 엔진 질량은 1525kg입니다.
이는 SpaceX가 Raptor 3의 추력을 크게 향상시키는 동시에 전체 중량을 줄이는 동시에 특정 추진력에 큰 영향을 미치지 않았음을 보여줍니다.
선박용
이제 SpaceX가 Raptor 디자인에 어떤 개선 사항을 적용했는지 조금 알았으니 회사에서 어떤 종류의 기술을 적용할 것인지 알아보는 데 관심이 있을 것입니다. SpaceX는 Raptor 3의 용도를 완전히 선언하지 않았습니다. 하지만 SpaceX Starship급 우주선에 들어갈 것으로 추정됩니다.
이것은 스타쉽 우주선과 슈퍼 헤비 로켓의 조합으로 SpaceX는 “승무원과 화물을 지구 궤도, 달, 화성 및 그 너머로 운반하도록 설계되었습니다”라고 말합니다. SpaceX가 주장하는 이 우주선은 “지금까지 개발된 세계에서 가장 강력한 발사체로 최대 150미터톤의 완전히 재사용 가능하고 250미터톤의 소모품을 운반할 수 있습니다.”라고 주장합니다.
각 우주선에는 두 종류의 랩터 엔진을 포함해 여섯 개의 랩터 엔진이 장착되어 있습니다. 3개는 Sea Level Raptor 엔진이고 3개는 RVac Raptor 엔진입니다. 한편, 슈퍼 헤비 로켓에는 더 많은 엔진이 있습니다. 총 33개의 랩터 엔진으로 구동됩니다.
향후 개발
앞서 언급했듯이 각 세대의 Raptor 엔진에는 Sea Level 모델과 RVac 모델이라는 두 가지 버전이 있습니다. 최근 공개된 제품은 Sea Level 모델에만 적용되었습니다. Sea Level 엔진은 행성의 중력과 대기를 이륙하고 탈출하도록 설계되었으며 RVac은 진공 상태에서 작동하도록 설계되었습니다. 디자인은 비슷하지만 RVac 모델은 배기 및 팽창 노즐이 훨씬 더 큽니다. 머스크는 X에 대해 RVac 모델의 예상 미래 용량에 대해 언급하면서 외계 여행을 보다 효율적으로 수행하는 데 도움이 됩니다. “몇 년 안에 우리는 마침내 Isp를 갖춘 Raptor 3/4 진공 버전(거대한 노즐)을 갖게 될 것입니다. (특정 충동) 380.”
SpaceX가 Raptor 3를 공개했다고 해서 반드시 문제를 해결했다는 의미는 아닙니다. Musk의 또 다른 게시물에서는 회사의 엔지니어들이 여전히 엔진을 개선하기 위해 노력하고 있다고 제안했습니다. 그는 X에 대해 “랩터 3의 유도 질량(엔진 자체가 아닌 주어진 엔진 설계에 필요한 질량)이 랩터 2보다 훨씬 뛰어나지만 여전히 개선의 여지가 많다는 점을 주목하는 것이 중요하다”고 말했다. Raptor 3.x(추력/질량>200)에서는 추력이 300톤을 초과하여 이륙 시 10,000톤의 추력이 가능하며 시간이 지남에 따라 최대 5초의 Isp 이득이 있을 수 있습니다.” 이는 회사가 차세대 모델 작업에 착수하기 전에 Raptor 3의 업그레이드 버전이 있을 것임을 의미합니다.
