Merlin es una familia de motores de cohetes desarrollados por SpaceX para su uso en sus vehículos de lanzamiento Falcon 1 , Falcon 9 y Falcon Heavy . Los motores Merlin utilizan RP-1 y oxígeno líquido como propulsores de cohetes en un ciclo de energía de un generador de gas . El motor Merlin fue diseñado originalmente para la recuperación y reutilización en el mar, pero desde 2016 todo el propulsor Falcon 9 se recupera para su reutilización al aterrizar verticalmente en una plataforma de aterrizaje utilizando uno de sus nueve motores Merlin.
El inyector en el corazón de Merlin es del tipo pivote que se utilizó por primera vez en el motor de aterrizaje del Módulo Lunar Apolo ( LMDE ). Los propulsores son alimentados por una turbobomba de un solo eje y doble impulsor . La turbobomba también proporciona fluido a alta presión para los actuadores hidráulicos , que luego se recicla en la entrada de baja presión. Esto elimina la necesidad de un sistema de accionamiento hidráulico separado y significa que no es posible fallar el control de vectorización de empuje por quedarse sin líquido hidráulico .
La versión inicial, el Merlin 1A , utilizaba una boquilla compuesta de polímero reforzado con fibra de carbono , barata, prescindible y enfriada ablativamente y producía 340 kN (76.000 lbf) de empuje. El Merlin 1A voló sólo dos veces: primero el 24 de marzo de 2006, cuando se incendió y falló debido a una fuga de combustible poco después del lanzamiento, [5] [6] y la segunda vez el 21 de marzo de 2007, cuando funcionó con éxito. [7] En ambas ocasiones, el Merlin 1A se montó en una primera etapa Falcon 1 . [8] [9]
La turbobomba SpaceX era un diseño completamente nuevo y de hoja limpia contratado con Barber-Nichols, Inc. en 2002, quien realizó todo el diseño, análisis de ingeniería y construcción; la compañía había trabajado anteriormente en turbobombas para los programas de motores RS-88 (Bantam) y NASA Fastrac . La turbobomba Merlin 1A utilizó un eje principal soldado por fricción único , con extremos de Inconel 718 y un impulsor integral de aluminio RP-1 en el medio. La carcasa de la turbobomba se construyó con fundición de inversión., con Inconel en el extremo de la turbina, aluminio en el centro y acero inoxidable serie 300 en el extremo LOX. La turbina tenía un diseño de impulso de admisión parcial (es decir, el fluido de trabajo solo se admite a través de una parte de la rotación de la turbina; un arco, no toda la circunferencia) y giró hasta 20.000 rpm, con un peso total de 68 kg ( 150 libras). [ cita requerida ]
El motor cohete Merlin 1B era una versión mejorada del motor Merlin 1A. Las actualizaciones de la turbobomba fueron manejadas por Barber-Nichols, Inc. para SpaceX. [10] Estaba destinado a los vehículos de lanzamiento Falcon 1 , capaces de producir 380 kN (85.000 lbf) de empuje al nivel del mar y 420 kN (95.000 lbf) en vacío, y funcionar con un impulso específico de 261 s (2,56 km / s). ) al nivel del mar y 303 s (2,97 km / s) en vacío.
El Merlin 1B se mejoró sobre el 1A con una mejora de la turbina , aumentando la potencia de salida de 1.500 kW (2.000 hp) a 1.900 kW (2.500 hp). [11] La actualización de la turbina se logró agregando boquillas adicionales, convirtiendo el diseño de admisión parcial anterior en admisión total. Los impulsores ligeramente agrandados tanto para RP-1 como para LOX fueron parte de la actualización. Este modelo giró a 22.000 rpm más rápido y desarrolló presiones de descarga más altas. El peso de la turbobomba se mantuvo sin cambios en 68 kg (150 lb). [10] Otro cambio notable sobre el 1A fue el cambio a encendido TEA - TEB ( pirofórico ) en lugar de encendido por antorcha. [11]