¿Cómo logró SpaceX una relación de empuje a peso tan alta con el motor Merlin?

¿Hubo avances específicos que permitieron a SpaceX obtener una relación de empuje a peso tan increíble? El siguiente motor estadounidense más cercano era casi el doble de pesado (199 frente a 82), y el siguiente en general más cercano todavía estaba bastante atrás (199 frente a 159).

Me pregunto cuánto se debe a que la mayoría de los motores no son construidos por la organización que construye los cohetes. Los desarrolladores de motores producen propuestas de motores que confían en poder entregar, por lo tanto, con especificaciones de peso conservadoras, y una vez que logran la especificación de peso, hay pocas razones para que reduzcan aún más el peso.
Me pregunto si el empuje al peso se ha convertido en un problema mayor últimamente, ya que el número de etapas ha disminuido y la reutilización entra en escena. Si la primera etapa no funciona por mucho tiempo y luego se descarga, el peso de los motores de la primera etapa es relativamente poco importante.
@SteveLinton - ¿No estás seguro de seguirte en esto? T/W se basa en el peso del motor, no en el escenario, ¿verdad?
@david Sí, pero cuánto importa depende de cómo se use el motor
También quería decir que los motores de etapa superior de piel de empuje también son relativamente poco importantes, Isp es lo que importa allí
Entiendo lo que estás diciendo. La masa no es el principal factor impulsor en la primera etapa, y el empuje no está en la segunda etapa, por lo que el TWR del motor no ha sido el mayor problema. Cuando comienza a tener que engordar la primera etapa para reutilizarla y cargar combustible adicional, los motores de alto TWR pueden ayudar.

Respuestas (1)

Según tengo entendido, los dos elementos principales son el refinamiento continuo del diseño y la fabricación en 3D de los componentes clave del motor. El Merlin es el motor de diseño más reciente utilizado a gran escala y, por lo tanto, puede aprovechar mejor el diseño moderno de dichos componentes.

Mirando a algunos de los otros principales contendientes , parece que la mayoría de los motores muy eficientes se desarrollaron en la última década más o menos. Es probable que el diseño asistido por computadora, las simulaciones complejas y otras tecnologías similares hayan permitido un diseño más cuidadoso que en el pasado.

También parece que Densified Liquids fue un importante contribuyente. Esa fue la principal diferencia entre el Merlin D y el Full Thrust, que ganó una proporción de alrededor del 30%.

Además, muchos de los motores originales se diseñaron hace 40 años durante la carrera espacial, el diseño y la simulación basados ​​en computadora han recorrido un largo camino junto con los procedimientos de detección y optimización.
Estoy de acuerdo en que el refinamiento continuo y el diseño/fabricación modernos son factores importantes, pero no son particularmente específicos. En cuanto a las características específicas, Face Shutoff y los propulsores densificados ayudaron. El cierre frontal redujo el peso del motor mediante la eliminación de una serie de válvulas y los propulsores densificados aumentaron el empuje.
Específicamente, el propulsor densificado aumenta el empuje sin hacer que el motor sea más pesado con tuberías y bombas más grandes.
Creo que una parte importante de los ahorros masivos para la versión de vacío es la falta de refrigeración. La boquilla de campana está hecha de material que se calienta al rojo vivo pero no pierde integridad estructural; eso es un gran ahorro masivo.
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