Какие доработки необходимы Merlin 1D, чтобы увеличить межремонтный ресурс до 1000 часов?

Это вопрос, над которым я размышлял последние несколько недель после того, как провел обратный расчет деталей двигателя Merlin 1D. Просто в качестве мысленного упражнения я хотел посмотреть, какие модернизации потребуются Merlin 1D, чтобы достичь времени между капитальными ремонтами авиационного газотурбинного двигателя. Исключив некоторые размеры из опубликованных данных о конструкции, я предложил ряд улучшений. Я сделал следующие предположения, чтобы получить размеры:

1. Отверстия для датчиков, отверстия для впрыска воспламеняющей жидкости и крутые изгибы трубопроводов (например, на выходе из турбины или на выходе топлива) создают коэффициент концентрации напряжений, равный 3.
2. В местах, где материал не опубликован, на низкотемпературных компонентах предполагается алюминиевый сплав 2021-Т6, а на высокотемпературных - Rene 88. (Высокая температура - это все, что выше 400 К).
3. Соотношение смеси является стехиометрическим для ракетных топлив.
4. Предполагается, что топливо состоит из$C_{12}H_{26}$.
5. Предполагается, что детали не имеют трещин.

Исходя из этих предположений, с использованием опубликованных технических характеристик (wikipedia и spacenews.com) были рассчитаны следующие параметры: статическое давление/статическая температура/температура стенки/размеры прохода/толщина стенки/среднее напряжение/максимальное напряжение/срок службы.

Камера сгорания

• Давление: 6,77 МПа
• Статическая температура: 3006 К
• Температура стенки: 566 К
• Диаметр: 0,609 метра
• Толщина стены: 0,004 метра
• Среднее напряжение: 233 МПа
• Максимальное напряжение: 700 МПа/1 000 000 циклов или 54 000 часов работы двигателя

Горло

• Статическое давление: 3,9 МПа
• Статическая температура: 2613 К
• Температура стенки: 529 К
• Диаметр: 0,223 метра
• Толщина стены: 0,004 метра
• Среднее напряжение: 105 МПа
• Максимальное напряжение: 316 МПа/бесконечные циклы, ниже предела выносливости 600 МПа

выхлоп

• Статическое давление: 101 кПа
• Статическая температура: 1697 К
• Температура стенки: 388 К
• Диаметр: 0,6077 метра
• Толщина стены: 0,004 метра
• Среднее напряжение: 7 МПа
• Максимальное напряжение: 10 МПа/ бесконечные циклы, ниже предела выносливости 600 МПа

Насос окислителя

• Давление на выходе: 10,6 МПа
• Диаметр корпуса: 0,116 метра
• Толщина стены: 0,005 метра
• Среднее напряжение: 123 МПа
• Максимальное напряжение: 320 МПа, 10 000 циклов или 544 часа работы двигателя.

Топливный насос

• Давление на выходе: 16,1 МПа
• Диаметр корпуса: 0,173 метра
• Толщина стены: 0,011 метра
• Среднее напряжение: 128 МПа
• Максимальное напряжение: 383 МПа/8000 циклов или 435 часов работы двигателя.

Исходя из этих результатов, слабым местом с точки зрения статической выносливости является турбонасос, в частности корпус топливного турбонасоса. Чтобы достичь 1000 часов между капитальными ремонтами двигателя, необходимо снизить среднюю нагрузку на корпус. Размещение топливного насоса внутри насоса окислителя уменьшит чистое напряжение, испытываемое топливным насосом, за счет использования давления, создаваемого насосом окислителя, для сжатия корпуса топливного насоса. А насос окислителя увеличивает толщину стенок до 0,009 метра, что позволяет достичь 1000 часов межремонтного периода.

Однако это основано на данных, которые мне удалось выяснить. На мой взгляд, действительно слабыми местами являются рабочие колеса, валы и подшипники в турбонасосе. Поскольку они вращаются со скоростью 20 000 об/мин, они могут быстро выйти из строя, если у них возникает дисбаланс из-за кавитации, мусора или внешней вибрации. Я уверен, что SpaceX и Barbor-Nichols (люди, разработавшие турбонасосы) знают об этом и, возможно, имеют какие-то решения. Помимо увеличения демпфирования внутри насоса с помощью феррожидкости/магнита и магнитных подшипников, я не знаю, как можно увеличить время капитального ремонта.

Поэтому я спрашиваю сообщество: как бы вы это сделали? Что бы вы изменили в конструкции двигателя, чтобы достичь 1000 моточасов между капитальными ремонтами двигателя?