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Motor de Rutherford
Rocket Lab Rutherford Rocket Engine-NonFree.png
Motor Rutherford a nivel del mar
País de origenEstados Unidos
Nueva Zelanda
DiseñadorLaboratorio de cohetes
FabricanteLaboratorio de cohetes
SolicitudMotor de primera y segunda etapa
EstadoActivo
Motor de combustible líquido
PropulsorLOX [1] / RP-1 [1]
CicloMotor eléctrico alimentado por bomba
Zapatillas2 bombas eléctricas
Configuración
Cámara1
Rendimiento
Empuje (vac.)
  • Original : 5.500 lbf (24 kN) [2]
  • Actualizado : 5.800 lbf (26 kN) [3]
Empuje (SL)
  • Original : 5.500 lbf (24 kN) [2]
  • Actualizado : 5,600 lbf (25 kN) [3]
Relación empuje-peso72,8
Yo sp (vac.)343 s (3,36 km / s) [2] [1]
Yo sp (SL)311 s (3,05 km / s) [2] [1]
Dimensiones
Diámetro25 cm (9,8 pulgadas)
Peso en seco35 kg (77 libras) [3]
Utilizado en
Electrón
Referencias
Referencias[4] [5] [6] [7]

Rutherford es un motor cohete de propulsión líquida diseñado por la compañía aeroespacial Rocket Lab [8] y fabricado en Long Beach , California . [9] El motor se utiliza en el propio cohete de la empresa, Electron . Utiliza LOX (oxígeno líquido) y RP-1 (queroseno refinado) como sus propulsores y es el primer motor listo para volar que utiliza el ciclo de alimentación de la bomba eléctrica . El cohete usa una disposición de motor similar al Falcon 9; un cohete de dos etapas que utiliza un grupo de nueve motores idénticos en la primera etapa, y una versión optimizada al vacío con una boquilla más larga en la segunda etapa. Esta disposición también se conoce como octaweb. [10] [6] [7] La versión a nivel del mar produce 24 kN (5400 lbf) de empuje y tiene un impulso específico de 311 s (3,05 km / s), mientras que la versión optimizada para vacío produce 24 kN (5400 lbf ) de empuje y tiene un impulso específico de 343 s (3,36 km / s). [2]

La primera prueba de encendido tuvo lugar en 2013. [11] El motor fue calificado para vuelo en marzo de 2016 [12] y tuvo su primer vuelo el 25 de mayo de 2017. [13] En noviembre de 2020, el motor ha impulsado 16 vuelos de Electron en total, lo que hace que el recuento de motores volados sea 160.

Descripción [ editar ]

Rutherford lleva el nombre del renombrado científico nacido en Nueva Zelanda Ernest Rutherford . Es un pequeño motor cohete propulsor líquido diseñado para ser simple y económico de producir. Se utiliza como motor de primera y segunda etapa, lo que simplifica la logística y mejora las economías de escala. [6] [7] Para reducir su costo, utiliza el ciclo de alimentación de la bomba eléctrica , siendo el primer motor listo para volar de este tipo. [5] Se fabrica principalmente mediante impresión 3D , utilizando un método llamado fusión por haz de electrones . Su cámara de combustión, inyectores, bombas y válvulas propulsoras principales están impresas en 3D. [14] [15] [16]

Al igual que con todos los motores alimentados por bomba , el Rutherford usa una bomba rotodinámica para aumentar la presión de los tanques a la que necesita la cámara de combustión. [5] El uso de una bomba evita la necesidad de tanques pesados ​​capaces de soportar altas presiones y las grandes cantidades de gas inerte necesarias para mantener los tanques presurizados durante el vuelo. [17]

Las bombas (una para el combustible y otra para el oxidante) en los motores de alimentación de bombas eléctricas son impulsadas por un motor eléctrico . [17] El motor Rutherford utiliza motores eléctricos duales de CC sin escobillas y una batería de polímero de litio . Se afirma que esto mejora la eficiencia del 50% de un ciclo típico de generador de gas al 95%. [18] Sin embargo, la batería aumenta el peso del motor completo y presenta un problema de conversión de energía. [17]

Cada motor tiene dos pequeños motores que generan 37 kW (50 hp) mientras giran a 40 000  rpm . [18] La batería de la primera etapa, que tiene que alimentar las bombas de nueve motores simultáneamente, puede proporcionar más de 1 MW (1300 hp) de energía eléctrica. [19]

El motor se enfría de forma regenerativa , lo que significa que, antes de la inyección, parte del RP-1 frío pasa a través de canales de enfriamiento incrustados en la cámara de combustión y la estructura de la boquilla, transfiriendo el calor lejos de ellos, antes de finalmente ser inyectado en la cámara de combustión.

Ver también [ editar ]

  • Curie (motor de cohete)
  • TEPREL
  • Merlin (familia de motores de cohetes)

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c d "Electrón" . Laboratorio de cohetes . Consultado el 24 de julio de 2017 .
  2. ^ a b c d e "Rocket Lab alcanza los 500 incendios de prueba del motor Rutherford | Rocket Lab" . Laboratorio de cohetes . Consultado el 1 de febrero de 2018 .
  3. ^ a b c "Rocket Lab aumenta la capacidad de carga útil de electrones, lo que permite la reutilización y las misiones interplanetarias" . Laboratorio de cohetes . Consultado el 6 de agosto de 2020 .
  4. ^ Brügge, Norbert (11 de julio de 2016). "Motores de propulsante líquido de cohetes espaciales asiáticos" . B14643.de . Consultado el 20 de septiembre de 2016 .
  5. ^ a b c "Propulsión" . Laboratorio de cohetes . Archivado desde el original el 19 de septiembre de 2016 . Consultado el 19 de septiembre de 2016 .
  6. ↑ a b c Brügge, Norbert. "Electron NLV" . B14643.de . Consultado el 20 de septiembre de 2016 .
  7. ↑ a b c Brügge, Norbert. "Propulsión electrónica" . B14643.de . Consultado el 20 de septiembre de 2016 .
  8. ^ "Rocket Lab revela el primer cohete a batería para lanzamientos comerciales al espacio | Rocket Lab" . Laboratorio de cohetes . Consultado el 25 de mayo de 2017 .
  9. ^ Knapp, Alex (21 de mayo de 2017). "Rocket Lab se convierte en un unicornio espacial con una ronda de financiación de $ 75 millones" . Forbes . Consultado el 25 de mayo de 2017 .
  10. ^ "Conoce a Octaweb - SpaceX" . blogs.nasa.gov . Consultado el 18 de septiembre de 2020 .
  11. ^ https://www.nbr.co.nz/article/10-things-about-rocket-lab-ck-203485
  12. ^ "Motor Rutherford calificado para vuelo" . Laboratorio de cohetes . Marzo de 2016. Archivado desde el original el 25 de abril de 2016 . Consultado el 19 de septiembre de 2016 .
  13. ^ "El lanzamiento espacial de Nueva Zelanda es el primero desde un sitio privado" . BBC News . 25 de mayo de 2017 . Consultado el 25 de mayo de 2017 .
  14. ^ Bradley, Grant (15 de abril de 2015). "Rocket Lab presenta el primer motor cohete de batería del mundo" . The New Zealand Herald . Consultado el 20 de septiembre de 2016 .
  15. ^ Grush, Loren (15 de abril de 2015). "Un motor cohete a batería impreso en 3D" . Ciencia popular . Archivado desde el original el 31 de enero de 2016 . Consultado el 20 de septiembre de 2016 .
  16. ^ "Propulsión" . Laboratorio de cohetes . Archivado desde el original el 10 de septiembre de 2015 . Consultado el 19 de septiembre de 2016 .
  17. ^ a b c Rachov, Pablo; Tacca, Hernán; Lentini, Diego (2013). "Electric Feed Systems for Liquid-Propellant Rockets " " (PDF) . Journal of Propulsion and Power . AIAA . 29 (5): 1171-1180. Doi : 10.2514 / 1.B34714 . Consultado el 16 de septiembre de 2016 .
  18. ^ a b Morring, Jr., Frank; Norris, Guy (14 de abril de 2015). "Rocket Lab presenta turbomaquinaria a batería" . Semana de la aviación y tecnología espacial. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 16 de septiembre de 2016 .
  19. ^ "Introducción a Rocket Lab" (PDF) . Laboratorio de cohetes . Archivado desde el original (PDF) el 20 de septiembre de 2016 . Consultado el 20 de septiembre de 2016 .

Enlaces externos [ editar ]

  • Sección de propulsión de Rocket Lab