¿Cómo inyectan combustible líquido los motores de ciclo expansor durante el arranque?

Tengo entendido que el H2 en un motor de ciclo expansor se vaporiza por el calor de la cámara de combustión y la pared de la boquilla. Este se utiliza para impulsar una turbina y luego se inyecta, en fase gaseosa, en la cámara de combustión.

Mi pregunta es cómo el arranque y el diseño del inyector se ven afectados por el hecho de que el motor no esté lo suficientemente caliente durante el arranque para vaporizar el combustible.

¿Los inyectores están diseñados para poder inyectar líquido con suficiente eficiencia para calentar el motor?

¿La cámara está precalentada de alguna manera? Tengo entendido que los motores de cohetes generalmente se ENFRIAN previamente antes del encendido.

Respuestas (1)

El clásico motor de ciclo expansor, el RL-10 comienza de la siguiente manera:

El motor RL-10 arranca usando la diferencia de presión entre el tanque de combustible y la salida de la boquilla (presión atmosférica superior) y el calor ambiental almacenado en el metal de las paredes de la camisa de enfriamiento. El motor “arranca” a pleno rendimiento dentro de los dos segundos posteriores al encendido.

ingrese la descripción de la imagen aquí

En la Figura 2 se muestra un gráfico típico del movimiento de la válvula durante el arranque del motor. Para iniciar el arranque, se abre el FSOV y se cierra la válvula de enfriamiento de descarga de la bomba de combustible (FCV-2). La válvula de enfriamiento entre etapas (FCV-2) -1) permanece parcialmente abierto para evitar que la bomba de combustible se cale durante la aceleración del motor. La caída de presión entre la entrada de combustible y la cámara de combustión impulsa el combustible a través de la camisa de enfriamiento y recoge el calor del metal caliente. Esta diferencia de presión también impulsa el fluido calentado a través de la turbina, iniciando la rotación de las bombas, que impulsan más propulsor al sistema. Al arrancar, la OCV también se cierra parcialmente, restringiendo el flujo de oxígeno a la cámara de combustión. Esto se hace para limitar la presión de la cámara y garantizar una diferencia de presión directa en la turbina de combustible después del encendido de la cámara de empuje.

A medida que las turbobombas aceleran, la presión neumática del motor se usa para cerrar completamente la válvula de enfriamiento entre etapas y abrir la OCV a las presiones de descarga preestablecidas de la bomba de combustible y LOX. La OCV generalmente se abre muy rápidamente y la inundación resultante de oxígeno en la cámara de combustión provoca un fuerte aumento en las presiones del sistema. Durante este período de aumento rápido de la presión, se abre la válvula de control de empuje (TCV), regulada por un circuito neumático de avance y retraso para controlar el exceso de empuje. Luego, el motor se asienta en su punto de funcionamiento normal de estado estable.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Fuente : SIMULACIÓN TRANSITORIA DEL MOTOR COHETE RL-10A-3-3A

Gracias por la explicación. Necesito alguna aclaración. ¿El cuerpo del motor está a temperatura ambiente (20°C+ probablemente) antes del arranque? ¿Esta temperatura es suficiente para vaporizar el hidrógeno? ¿Supongo que la masa térmica del motor es suficiente para mantener la vaporización antes de la ignición?
Eso es mucho más caliente que el hidrógeno líquido.
lo siento, presioné enter antes de terminar. Sí, me preguntaba porque el hidrógeno tiene un calor específico enorme. Supuse que enfriaría el metal lo suficientemente rápido como para que la vaporización fuera insignificante. Supongo que mi corazonada estaba equivocada.
Además, ¿en qué punto del gráfico que proporcionaste se produce la ignición? ¿Supongo que alrededor de T+1.6 a T+1.7?
Solo tarda 2 segundos en encenderse, después de eso genera mucho calor.
Estás en lo cierto sobre la hora. Si observa la página 8 en la referencia, hay un gráfico de presión de la cámara: salta aproximadamente 1,75 segundos, por lo que probablemente sea un encendido.
¿Cómo inyectan combustible líquido los motores de ciclo expansor durante el arranque?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v