Una extensión de boquilla es una extensión de la boquilla de un motor de reacción / cohete . La aplicación de extensiones de boquilla mejora la eficiencia de los motores de cohetes en vacío al aumentar la relación de expansión de la boquilla . Como regla general, su diseño moderno asume el uso de materiales de carbono-carbono sin enfriamiento regenerativo . Las extensiones de boquilla pueden ser estacionarias, para motores de gran altitud, o deslizantes, para motores diseñados para operar en un rango de altitudes.
Descripción
A partir de 2009, la búsqueda de varios esquemas para lograr mayores proporciones de área para las toberas de cohetes sigue siendo un campo activo de investigación y patentes. [1] [2] Generalmente, la aplicación moderna de estos diseños se puede dividir en motores "aire-vacío", que comienzan su trabajo al nivel del mar y lo terminan en condiciones de vacío, y motores "vacío", que realizan todas sus funciones. operaciones en el vacío.
Motores "aire-vacío"
Para los motores de cohete de primera etapa , el motor funciona con la extensión de la boquilla en posición dispuesta durante los primeros minutos de vuelo y la expande a un nivel predefinido de presión de aire. Este esquema asume que el faldón exterior de la campana se extiende mientras el motor está funcionando y su instalación a la posición de trabajo ocurre en las capas superiores de la atmósfera. Excluye 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 boquilla para el motor cohete líquido NK-33 mejora el valor del impulso específico hasta 15-20 segundos para condiciones de espacio cercano. Por 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 .
Motores de "vacío"
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 elevadas . Esto hace que las boquillas sean una parte muy importante del motor, que debe estar completamente encerrado 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 exterior en este caso permite minimizar el tamaño del escenario superior y el carenado de carga útil , lo que a su vez disminuye la masa total del cono de morro. [5] Por estas razones, las extensiones de boquilla se utilizan para los motores cohete RL-10 y RD-58 . [5] [6]
Ver también
Referencias
- ^ (en ruso) Boquilla extraíble para motor de cohete - Patente rusa 2180405 , Patentes rusas
- ^ (en ruso) Boquilla extraíble para motor de cohete - Patente rusa 2190111 , Patentes rusas
- ^ (en ruso) Trabajo sobre la modificación de NK-33 , Noticias de cosmonáutica , noviembre de 2002
- ^ "División de construcción y contratistas de la UAC" . Medios de construcción UAC. 2008-03-18.
- ^ a b RL10B-2 - MEJORAS EN EL CONJUNTO DE EXTENSIÓN DE LA BOQUILLA PARA DELTA IV [ enlace muerto permanente ]
- ^ (en ruso) Extensiones de boquillas fijas y expandibles sin enfriamiento regenerativo , hilo de discusión en el foro " Noticias de la cosmonáutica "
enlaces externos
- (en ruso) Sorpresas de "Engines-2000" , Noticias de cosmonáutica , abril de 2000
- (en ruso) Patente de NPO Iskra , Departamento de Patentes
- (en ruso) La investigación de posibles opciones para la construcción de un motor de cohete líquido con relación de boquilla variable , Revista "Motor"
- (en ruso) Carcasa para incendio , Revista "Motor"
- El motor criogénico Vulcain-2 pasa la primera prueba con una nueva extensión de boquilla , Agencia Espacial Europea