Extensión de boquilla

Una extensión de tobera es una extensión de la tobera de un motor de reacción / cohete . La aplicación de extensiones de tobera mejora la eficiencia de los motores de cohetes en vacío al aumentar la relación de expansión de la tobera. Por regla general, su diseño moderno supone el uso de materiales de carbono-carbono sin refrigeración regenerativa . Las extensiones de tobera pueden ser tanto estacionarias, para motores de gran altitud, como deslizantes, para motores diseñados para funcionar a una variedad de altitudes.

A partir de 2009, la búsqueda de varios esquemas para lograr relaciones de área más altas para las toberas de cohetes sigue siendo un campo activo de investigación y patentes. ^{[1] [2]} En general, la aplicación moderna de estos diseños se puede dividir en motores "aire-vacío", que comienzan su trabajo a nivel del mar y lo terminan en condiciones de vacío, y motores "de vacío", que realizan todas sus operaciones en el vacío.

En el caso de los motores de cohetes de primera etapa , el motor funciona con la extensión de la tobera en posición dispuesta durante los primeros minutos de vuelo y la expande a un nivel predefinido de presión de aire. Este esquema supone que el faldón exterior de la campana se extiende mientras el motor está en funcionamiento y su instalación en la posición de trabajo ocurre en las capas superiores de la atmósfera. Excluye los problemas con la separación del flujo a nivel del mar y aumenta la eficiencia del motor en vacío. ^[3] Por ejemplo, la aplicación de la extensión de la tobera para el motor de cohete líquido NK-33 mejora el valor del impulso específico hasta 15-20 segundos para condiciones de espacio cercano. Por lo tanto, este esquema ajusta el sistema a las condiciones ambientales a lo largo de la trayectoria o, en otras palabras, permite la compensación de altitud .

Los motores de cohetes de etapas superiores realizan todas sus operaciones en el espacio y, por lo tanto, en el vacío. Para lograr la máxima eficiencia para esta clase de motores, necesitan relaciones de área altas . Esto hace que las toberas sean una parte muy considerable del motor, que debe estar completamente encerrada debajo del cono de la nariz de un cohete. El carenado de carga útil y las construcciones de soporte ^[4] deben soportar todas las tensiones y cargas durante el lanzamiento y el vuelo. En consecuencia, el uso de un faldón expansible externo en este caso permite minimizar el tamaño de la etapa superior y el carenado de carga útil , lo que a su vez disminuye la masa total del cono de la nariz. ^[5] Por estas razones, se utilizan extensiones de tobera para los motores de cohetes RL-10 y RD-58 . ^{[5] [6]}

• Boquilla de motor de cohete
• Boquilla De Laval
• Boquilla escalonada
• F-1
• NK-33

• (en ruso) Sorpresas de "Motores-2000", Noticias de cosmonáutica , abril de 2000
• (en ruso) Patente de la ONG Iskra, Departamento de patentes
• (en ruso) Investigación de posibles opciones para la construcción de un motor cohete de propulsión líquida con relación de tobera variable, Revista "Motor"
• (en ruso) Carcasa para el fuego, cargador "Motor"
• El motor criogénico Vulcain-2 supera la primera prueba con una nueva extensión de boquilla, según la Agencia Espacial Europea