D-Day schreef op donderdag 8 februari 2018 @ 15:34:
Hoe kan het dat men 50 jaar geleden meer dan 2x zoveel stuwkracht kon engineeren. Ik heb enkele jaren geleden gelezen dat die technologie verloren was gegaan, het meeste was handgeschreven/handwerk. Sindsdien hadden de russen en daarna de Ariane altijd de sterkste motoren, tot vandaag dus.
Ten eerste, de technologie is niet verloren gegaan. Als iemand vandaad zo'n raketmotor zou willen ontwikkelen zou dat met techniek van vandaag prima mogelijk zijn. De F1 (raketmotor van de Saturn V) was in principe een behoorlijk simpele raketmotor, die wel ontzettend krachtig was (6,770 kN stuwkracht op zeeniveau), en waarvan het meest ingewikkelde de brandstofinjector van de verbrandingskamer was.
Hier een afbeelding van zo'n injector. In principe is het een grote plaat met allemaal gaatjes waar om-en-om brandstof en zuurstof de verbrandingskamer in gespoten wordt. Omdat ze de verbranding niet stabiel kregen (dit is steeds moeilijker als de verbrandingskamer groter / de raketmotor krachtiger wordt), hadden ze die vertikale schotten nodig om de verbranding stabiel te krijgen. Dit hadden ze in de jaren 60 puur experimenteel aangepakt (!) en eigenlijk is het dus puur geluk dat ze toen de verbranding in zo'n grote verbrandingskamer stabiel hebben kunnen krijgen. Ter vergelijking, de Soviets hebben dit nooit voor elkaar gekregen, en gebruikten daarom vele kleinere raketmotoren voor hun Maanraket, en de krachtigste raketmotor ooit gebouwd (door de Soviets, de RD170, vermogen iets meer dan de F1:7,257 kN op zeeniveau) gebruikt daarom 4 verschillende (kleinere) verbrandingskamers / nozzles (en wel een enkele turbomachine, daarom is het technisch gezien 1 raketmotor).
Punt is, vandaag de dag is er natuurlijk enorm veel vooruitgang geboekt in het begrijpen en simuleren van verbrandingsprocessen, en zou je het ontwerpen van zo'n verbrandingskamer natuurlijk niet meer puur experimenteel aanpakken, zijn er nieuwe/betere/efficientere injectietechnieken ontwikkeld (zoals de 'pintle injector' van de SpaceX Merlin motoren), etc. etc. Kortom, er is echt wel vooruitgang geboekt.
Wat er echter verloren is gegaan is de mogelijkheid om exact de oude F1 motoren te bouwen. Er zat een hoop handwerk in het bouwen van die oude motor, en een hoop van die kennis en kunde zat dus 'in de vingers' en hoofden van de daadwerkelijke machine operators / machinisten / metaalbewerkers etc. Ook is de 'tooling' (hulpstukken voor de fabrikage) en eigenlijk de hele productielijn verloren gegaan. Ook werden een hoop onderdelen aangeleverd door 'subcontractors', die tegenwoordig niet meer bestaan. Zijn specificaties van materialen en off-the-shelf onderdelen allemaal anders, etc. etc. Vandaag de dag zou je zo'n motor heel anders bouwen, met moderne materialen en ontwerp en productiemethoden. Als je dat dus wil zul je dat allemaal opnieuw moeten ontwikkelen, de nieuwe onderdelen opnieuw moeten kwalificeren, etc. etc. Je moet dus gewoon een nieuwe motor ontwikkelen, en dat zou gewoon tijd en geld kosten. Maar het zou écht wel mogelijk zijn met de kennis van vandaag. De kennis is alleen maar (veel) beter geworden dus de nieuwe motor zou ook efficiënter, goedkoper, lichter, betrouwbaarder, .... zijn.