¿Es posible la prueba estática a nivel del mar de una etapa superior?

Como sabemos, para las etapas superiores del cohete, necesitamos una alta eficiencia de propulsión, por lo tanto, un alto impulso específico. Para eso empleamos una boquilla con relaciones de expansión más altas.

Ahora, si llevamos a cabo las pruebas estáticas de dichas boquillas al nivel del mar, dará como resultado una pluma sobreexpandida.

Entonces, ¿cómo obtenemos con precisión los detalles de los motores de etapa superior?

Respuestas (1)

Necesita una instalación masiva que pueda mantener un vacío cercano mientras se ocupa del escape del motor. Hay (había) una pareja en los Estados Unidos.

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(imagen de este documento informativo )

Estas instalaciones suelen utilizar sistemas eyectores de vapor para mantener la celda de prueba bombeada en presencia de grandes cantidades de gases de escape que entran en ella.

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Nota: estas instalaciones normalmente no pretenden producir condiciones de vacío puro. Por lo general, anuncian condiciones de altitud de 100 000 pies (~30 km) (~ 0,2 psi o ~ 0,0014 MPa)

Vaya, esto es extremo. ¿Existen tales sitios en la antigua Unión Soviética o en Europa? Supongo que debería haber uno en Europa, para el desarrollo del motor Vinci.
Buena pregunta, no sé. Me imagino que los soviéticos tenían uno. Son costosos de mantener y no se usan mucho; leyendo entre líneas, parece que Plum Brook se está deteriorando.
@EverydayAstronaut Conjeturaría que hoy en día estas instalaciones ya no son tan importantes, ya que hay simulaciones de dinámica de fluidos mucho mejores disponibles. Dan predicciones bastante confiables de cómo se comportará el flujo en la campana del motor. Las pruebas reales siguen siendo indispensables para las tuberías estrechas y esenciales y, ciertamente, para las turbobombas, pero funcionan a una presión tan alta que esperaría que el nivel del mar frente al vacío no suponga una gran diferencia. Por lo tanto, no me sorprendería si la mayor parte del desarrollo de Vinci se realiza sin boquilla de vacío, y solo unas pocas pruebas de este tipo se subcontratan a los EE. UU.
La estación de Plum Brook está limitada a motores de 10.000 lbf de empuje durante unos segundos. El motor J-2 de la segunda y tercera etapa de Saturno V tenía un empuje de vacío de 232,250 lbf.
@Uwe cuando Plum Brook estaba funcionando completamente "Los motores de cohetes que producen hasta 100,000 lbf de empuje pueden funcionar por períodos de hasta 270 segundos con la combinación de propulsor LOX/LH2". Como dije en un comentario anterior, no creo que la instalación ha sido bien mantenido.
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