Motor alimentado a presión
Método de funcionamiento del motor cohete
Ciclo de cohete alimentado a presión. Los tanques de combustible están presurizados para suministrar directamente combustible y oxidante al motor, lo que elimina la necesidad de turbobombas .

El motor alimentado a presión es una clase de diseño de motor de cohete . Un suministro de gas independiente, generalmente helio , presuriza los tanques de propulsor para forzar el combustible y el oxidante a llegar a la cámara de combustión. Para mantener un flujo adecuado, las presiones del tanque deben superar la presión de la cámara de combustión.

Los motores alimentados a presión tienen una tubería simple y no necesitan turbobombas complejas y, en ocasiones, poco fiables . Un procedimiento de arranque típico comienza con la apertura de una válvula, a menudo un dispositivo pirotécnico de un solo disparo, para permitir que el gas de presurización fluya a través de válvulas de retención hacia los tanques de propulsor. Luego, se abren las válvulas de propulsor en el propio motor. Si el combustible y el oxidante son hipergólicos , se queman al contacto; los combustibles no hipergólicos requieren un encendedor. Se pueden realizar múltiples quemas simplemente abriendo y cerrando las válvulas de propulsor según sea necesario. Si el sistema de presurización también tiene válvulas de activación, pueden funcionar eléctricamente o mediante la presión del gas controlada por válvulas más pequeñas operadas eléctricamente.

Se debe tener cuidado, especialmente durante las quemas prolongadas, para evitar un enfriamiento excesivo del gas de presurización debido a la expansión adiabática . El helio frío no se licúa, pero podría congelar un propulsor, reducir las presiones del tanque o dañar componentes no diseñados para bajas temperaturas. El sistema de propulsión para el descenso del módulo lunar Apolo era inusual porque almacenaba su helio en un estado supercrítico pero muy frío. Se calentaba a medida que se extraía a través de un intercambiador de calor del combustible a temperatura ambiente. [1]

Este es un diagrama de la cápsula del sistema de maniobras orbitales reutilizable y alimentado a presión , de la que había dos a cada lado del estabilizador del transbordador . Se utilizaba en el transbordador espacial (o simplemente transbordador espacial) para la inserción orbital , la maniobra del transbordador en el espacio y el encendido de salida de órbita. Los motores AJ10-190 podían reutilizarse hasta en 100 misiones.
Diagrama de un motor RS-25 (o motor principal del transbordador espacial) , que utilizaba un ciclo de combustión por etapas de doble eje . Había tres de estos en la parte posterior del orbitador. Al comparar el diagrama del RS-25 con el del sistema de maniobras orbitales (OMS), queda claro que el motor RS-25 es mucho más complejo. El récord de más misiones del transbordador espacial en las que se ha utilizado un motor RS-25 individual es de 19.

Los propulsores de control de actitud y maniobra orbital de las naves espaciales son diseños alimentados por presión casi universalmente. [2] Algunos ejemplos incluyen los motores de control de reacción (RCS) y de maniobra orbital (OMS) del orbitador del transbordador espacial ; los motores RCS y del sistema de propulsión de servicio (SPS) en el módulo de comando/servicio Apolo ; los motores SuperDraco (aborto en vuelo) y Draco (RCS) en el SpaceX Dragon 2 ; y los motores RCS, de ascenso y descenso en el módulo lunar Apolo . [1]

Algunas etapas superiores de los lanzadores también utilizan motores alimentados a presión, como el Aerojet AJ10 y el TRW TR-201 utilizados en la segunda etapa del vehículo de lanzamiento Delta II , y el motor Kestrel del Falcon 1 de SpaceX. [3]

El concepto Sea Dragon de los años 60 de Robert Truax para un cohete propulsor grande y tonto habría utilizado motores alimentados a presión.

Los motores alimentados a presión tienen límites prácticos en cuanto a la presión del propulsor, lo que a su vez limita la presión en la cámara de combustión. Los tanques de propulsor a alta presión requieren paredes más gruesas y materiales más resistentes, lo que hace que los tanques del vehículo sean más pesados, lo que reduce el rendimiento y la capacidad de carga útil. Las etapas inferiores de los vehículos de lanzamiento a menudo utilizan motores de combustible sólido o de combustible líquido alimentados por bomba , en cuyo caso se consideran deseables las boquillas con una relación de presión alta. [2]

Otros vehículos o empresas que utilizan motores alimentados a presión:

Véase también

Referencias

  1. ^ ab "LM Descent Propulsion Development Diary". Enciclopedia Astronautica. Archivado desde el original el 6 de junio de 2012. Consultado el 5 de junio de 2012 .
  2. ^ ab JOHN R. LONDON III (octubre de 1994). LEO on the Cheap (PDF) . Air University Press. págs. 68-69. ISBN 0-89499-134-5.
  3. ^ "Guía del usuario del Falcon 1" (PDF) . SpaceX. 2008-09-28. Archivado desde el original (PDF) el 2 de octubre de 2012 . Consultado el 5 de junio de 2012 .
  • Ciclos de potencia de los cohetes
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