¿El motor de cohete químico de combustión continua más largo?

Tengo curiosidad por saber qué motor de cohete en un cohete lanzado se quemó más tiempo de manera continua. No estoy interesado en probar motores quemados o interplanetarios que están diseñados para un uso prolongado de bajo empuje (como los motores de iones), sino más bien motores de propulsión química lanzados que requieren un oxidante de algún tipo para permitir la quema de los combustible (ya sea hidrógeno, RP1, combustible sólido, etc.)

Al hacer una búsqueda informal, reuní los siguientes números para lanzamientos conocidos:

  • Saturno V primera etapa: ~ 168 segundos
  • Falcon 9 primera etapa: ~ 170 segundos
  • Combustión de salida de órbita del transbordador espacial: ~ 240 segundos
  • Amistad 7: ~ 300 segundos
  • Tercera etapa de Saturno V: ~ 347 segundos
  • Segunda etapa Falcon 9: ~ 376 segundos
  • Segunda etapa de Saturno V: ~ 384 segundos
  • Energía: ~ 500 segundos
  • Motores principales del transbordador espacial: ~ 513 segundos

Según estos números, parece que los motores principales del transbordador espacial (entonces Energia) son los de mi lista que tienen el tiempo de funcionamiento más largo. Atribuiría esto a su combustión continua desde el lanzamiento desde tierra hasta la órbita, donde la mayoría de los otros cohetes son de varias etapas. ¿Me estoy perdiendo otros cohetes que tuvieron un tiempo de combustión continuo más largo, ya sea desde un lanzamiento desde tierra o en órbita?

Mi conjetura personal está en la etapa superior del centauro, ya que tiene un empuje muy bajo con respecto al peso. Eso sí, buscando fuentes.
Creo que tiene razón con SSME, pero puede haber algunos valores atípicos que desconozco.
¿Los motores químicos de alto ISp y bajo empuje utilizados en las etapas de transferencia de las misiones interplanetarias no superarían a los motores utilizados para el lanzamiento a LEO, que normalmente requieren un empuje muy alto, un flujo másico y, como resultado, no se queman tanto tiempo?
@JakeBlocker Creo que sería una etapa superior, pero no necesariamente el Centauro. Incluso Centaur de un solo motor puede quemar todo su combustible en ~ 900 segundos, mientras que Briz-M tardaría ~ 3000 segundos en usarlo todo. El verdadero problema es que suelen funcionar en varias quemaduras.
Por cierto, la mayoría de las misiones interplanetarias en realidad no utilizaron motores iónicos. La mayoría de ellos usaban motores químicos y, al ser de bajo empuje, podían tener un tiempo de combustión considerable. Por ejemplo, ExoMars realizó una quema de maniobra en el espacio profundo que tomó ~ 50 minutos usando un motor bipropulsor (supongo alimentado por UDMH/N2O4)

Respuestas (3)

Como menciona @OON, algunos motores de maniobra de naves espaciales pequeñas realizan encendidos realmente prolongados. La quemadura de inserción orbital de Juno en Júpiter es de 35 minutos.

Aquí hay algunas quemaduras notables en la etapa del lanzador/autobús:

Las etapas superiores del Ariane 5 se queman habitualmente durante 16 minutos para las misiones de inserción de GTO.

No puedo encontrar una línea de tiempo precisa para el lanzamiento de New Horizons; eso sería un candidato probable para una quemadura Centaur realmente larga.

ExoMars 2016, la segunda quema de Briz-M fue de ~18 minutos , además de las quemas de ~5, ~12 y ~11 minutos.

La quemadura Centaur más larga de New Horizons fue de ~9 minutos y medio. Está muy abajo en este largo artículo. spaceflight101.com/newhorizons/project-history-mission-profile
Si está buscando quemaduras más largas, normalmente son inserción en órbita, que es el mayor presupuesto delta-V con un empuje normalmente relativamente bajo. ¡Messenger duró unos 15 minutos, ExoMars TGO duró 139 minutos! junio 35 minutos

Voy a elegir el SSME, específicamente los números de serie SSME 2020 y 2021. Estos fueron los motores instalados en las posiciones izquierda y derecha del Challenger para la misión STS-51F.

Cuando el motor central falló a las 5:43 después del despegue, los otros dos motores tuvieron que funcionar durante más tiempo para llegar al objetivo MECO (Corte del motor principal). Entonces se quemaron durante ~ 587 segundos (MECO fue 9:41 y los motores arrancaron ~ 6 segundos antes del despegue).

Fuente: Resumen de misiones del transbordador espacial , página 2-20.

h/t a ikrase, quien preguntó en un comentario sobre las pruebas en tierra: en agosto de 1988, se disparó un SSME en tierra durante 2017 segundos; más de 33 minutos.

Fuente: 1988 Aeronáutica y Espacio Informe del Presidente p. 25

¿Se han probado durante más tiempo estos u otros motores de vehículos de lanzamiento grandes?

Mir deorbit burn , realizado por el motor principal Progress M1-5 y los motores de control encendidos juntos, duró aproximadamente 22 minutos (quemado hasta el agotamiento). El Progress M1-5 transportaba 2.678 kilogramos de combustible, es la única carga útil, aunque es probable que también se haya gastado algo en quemas largas (21,5 y 24 min preparatorias), realizadas solo por motores de control.

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