Instalación de pruebas de motores de cohetes
Ubicación donde se pueden probar motores de cohetes en tierra, en condiciones controladas
Disparos de cohetes contra el WSTF

Una instalación de prueba de motores de cohetes es un lugar donde se pueden probar motores de cohetes en tierra, bajo condiciones controladas. Generalmente se requiere un programa de pruebas en tierra antes de que el motor esté certificado para volar. Las pruebas en tierra son muy económicas en comparación con el costo de arriesgar una misión completa o las vidas de una tripulación de vuelo .

Las condiciones de prueba disponibles se describen generalmente como condiciones ambientales a nivel del mar o altitud . Las pruebas a nivel del mar son útiles para evaluar las características de arranque de los cohetes lanzados desde tierra. Sin embargo, las pruebas a nivel del mar no proporcionan una simulación real de la mayor parte del entorno operativo del cohete. Las instalaciones de prueba a altitud proporcionan simulaciones mejores.

Pruebas del nivel del mar

Banco de pruebas de motores Sea Level en el Centro Espacial John C. Stennis

La instalación debe contener el cohete y dirigir el escape del cohete de forma segura hacia la atmósfera abierta. La integridad estructural, el funcionamiento del sistema y el empuje a nivel del mar se pueden medir y verificar. Sin embargo, los cohetes están destinados principalmente a operaciones en atmósferas muy delgadas o sin atmósfera. Los sistemas que funcionan bien en la Tierra pueden comportarse de manera muy diferente en el espacio.

Un banco de pruebas típico a nivel del mar puede estar diseñado para sujetar el motor del cohete en posición horizontal o vertical. Los motores de cohetes líquidos suelen encenderse en posición vertical porque las entradas de la bomba de propulsor están diseñadas para extraer combustible de las partes inferiores de los tanques de combustible . El efecto del peso del propulsor en el sistema de medición de empuje (TMS) debe tenerse en cuenta mientras se enciende el motor. El escape del cohete se dirige a un cubo o zanja de llama. La zanja de llama está diseñada para redirigir el escape caliente a una dirección segura y está protegida por un sistema de diluvio de agua que enfría el escape y también reduce el nivel de presión sonora ( volumen ). El nivel de presión sonora de los grandes motores de cohetes se ha medido en más de 200 decibeles, uno de los sonidos más fuertes creados por el hombre.

Los motores de cohetes sólidos pueden encenderse en orientación vertical u horizontal. El sistema de medición de empuje no necesita tener en cuenta el cambio de peso del cohete en posición horizontal. La zanja de llama asociada no necesita ser tan resistente como en el caso de un banco de pruebas vertical, sin embargo, un sistema de agua puede ser menos eficaz para reducir el nivel de presión sonora.

Todos los bancos de pruebas requieren medidas de seguridad para protegerse contra el potencial destructivo de una detonación no planificada del motor. Las medidas de seguridad generalmente incluyen construir el banco a una distancia mínima de áreas habitadas u otras instalaciones críticas, ubicar el banco detrás de un muro de hormigón grueso o una berma de tierra y usar algún tipo de sistema de inertización (nitrógeno gaseoso o helio) para eliminar la acumulación de mezclas explosivas.

Pruebas de altitud

La ventaja de las pruebas de altitud es que permiten obtener una mejor simulación del entorno operativo del cohete. La presión del aire disminuye a medida que aumenta la altitud. Los efectos de la menor presión del aire incluyen un mayor empuje del cohete y una menor transferencia de calor.

Una instalación de altitud es mucho más compleja que una instalación a nivel del mar. El cohete se instala dentro de una cámara cerrada que se evacua a un nivel de presión mínimo antes del lanzamiento del cohete. Una presión de funcionamiento típica de la cámara de 0,16 psia (equivalente a una altitud de 100.000 pies) se establece dentro de la cámara mediante algún tipo de bombeo mecánico. El bombeo mecánico suele proporcionarse mediante eyectores/difusores de vapor. Si los productos de la combustión del lanzamiento del cohete incluyen materiales inflamables o explosivos , la cámara debe inertizarse, normalmente con nitrógeno gaseoso (GN2). El proceso de inertización evita la acumulación de materiales potencialmente explosivos dentro de la cámara o de los conductos de escape.

Instalaciones de prueba de cohetes en tierra

Instalaciones de pruebas en Estados Unidos

Instalaciones de pruebas terrestres de cohetes fuera de Estados Unidos

Referencias

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Bibliografía

  • Alianza Nacional de Pruebas de Propulsión de Cohetes [1]
  • Oficina del Programa de Pruebas de Propulsión de Cohetes de la NASA [2]
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