¿Cómo se previene el retroceso en los cohetes químicos monopropelentes?

Digamos que tenemos un motor de cohete monopropulsor alimentado a presión. No queremos que la combustión en la cámara se propague de regreso a la línea de combustible y al tanque de combustible o tendremos un gran kaboom.

(Teóricamente, el retroceso siempre es posible con los monopropulsores, porque se queman solos. No es como el queroseno y el oxígeno bipropulsantes; en este caso, la combustión no puede propagar una copia de seguridad de ninguno de los dos porque una línea propulsora determinada solo tiene el combustible o el oxidante , no ambos.)

Entonces, ¿cómo se evita esto en los motores monopropulsores alimentados a presión? ¿Tenemos que instalar un montón de válvulas de retención súper fuertes en todas partes de las líneas de combustible? ¿Especialmente justo antes de la inyección en la cámara de combustión? Y si es así, ¿no implicaría eso que el motor solo puede disparar en modo de pulso (no continuo)?

Lo único en lo que puedo pensar es que la presión es mucho mayor que la presión en la cámara de combustión, de modo que el líquido (o el líquido vaporizado después de la inyección) fluye a través de la cámara tan rápido (tal vez la velocidad del sonido, lo que podría evitar algunos las cosas termodinámicas fluyan hacia atrás). ¿Es esto correcto?

Respuestas (1)

A veces hay válvulas solenoides de inicio/cierre después de los tanques presurizantes y en el inyector (aunque en los casos más simples solo se usa una válvula de control antes del inyector). Las válvulas de retención también están presentes, principalmente para protegerse contra el caso de sobrepresión del tanque de propulsor y la activación de las válvulas de alivio.

Lecho típico de catalizador de N2H4

Fuente

Tenga en cuenta que el monopropulsor se descompone en presencia de un catalizador (por ejemplo, Shell 405 para monopropulsor de hidracina), por lo que no hay mucho peligro de que la ola de descomposición retroceda. Puede ser un problema para monoprops de peróxido de alta prueba y, de hecho, hay casos conocidos de HTP que causan accidentes mortales .

Con respecto al pulso frente al disparo continuo (la redacción de su pregunta no está clara), existen dos restricciones principales: a) evitar el sobrecalentamiento, b) empuje total requerido. Si necesita un gran empuje, el monopropulsor presurizado con gas definitivamente no es su elección: lo mejor sería cambiar a un motor bipropulsor y, en el extremo superior de la escala, agregar una bomba turbo. Las quemaduras más largas también conducen a mayores pérdidas por gravedad. A tal costo, puede considerar instalar un motor de iones de impulso específico más alto en su lugar.

pero la hidracina no se descompone alrededor de los 800 grados C cuando pasa sobre el catalizador? ¿Y 800 grados no es lo suficientemente grande para sostener la reacción de descomposición? por lo tanto, la "reacción térmica de descomposición" (debo decir que en lugar de combustión) podría propagarse hacia atrás, ¿no? Además, el monoprop de peróxido de hidrógeno también usa un catalizador, por lo que si la hidracina es segura gracias a un catalizador, ¿por qué HP no lo sería también? PD Edité mi pregunta con más pensamientos.
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