¿La purga del motor provoca un funcionamiento en seco de la bomba turbo en un motor de cohete líquido? Si ocurre, ¿cuál es la implicación?

¿La purga del motor en un motor de cohete líquido provoca un funcionamiento en seco de la turbobomba? Si es así, ¿tiene eso alguna implicación para el diseño, la salud, el mantenimiento o el funcionamiento de la bomba?

¿Cómo calculamos la presión de purga?

No desea hacer funcionar su bomba turbo sin algo en ella. Eso puede causar una falla en la bomba que es poco probable que sea aceptable en una aplicación de cohetes. Y la purga a menudo se realiza con un gas presurizado, probablemente el mismo que usa para presurizar sus tanques de propulsor. No tengo fuentes, así que no tengo respuesta (:

Respuestas (1)

No, no lo hace. Siempre hay una válvula entre el circuito de purga y la turbobomba, lo que evita que la turbobomba se seque (lo cual, como señala @GittingGud en un comentario) es altamente indeseable. La válvula se cierra con el mismo gas que el utilizado para la purga. Para una buena descripción, véase la pág. 60 de Huzel y Huang, "Diseño de motores de cohetes de propulsión líquida" que trata de un motor (¡hipotético!) que usa flúor como oxidante.

Para responder a la segunda parte de su pregunta: si alguna vez ocurre un funcionamiento en seco, la turbobomba girará a rpm muy por encima de su especificación y, finalmente, alguna falla en el material hará que una de las palas del impulsor se rompa por la fuerza centrífuga. Los pedazos de la pala romperán la carcasa de la bomba, justo antes o en el momento en que el resto del impulsor se separe porque el centro de masa ya no está en su eje. Los desechos del impulsor volarán, a velocidades muy altas, a través de las diversas partes de su cohete. Dependiendo de la etapa en la que se encuentre el cohete (prelanzamiento, encendido, vuelo), esto puede conducir a lo que los británicos llaman, irónicamente, autodesintegración acelerada (una explosión).

Cuando se quema el motor, el propulsor que queda en la turbobomba forma parte de la denominada masa húmeda del motor .

No existe tal válvula en el SSME.
Además, la página 60 del libro al que hace referencia no tiene nada que ver con la purga o las turbobombas, sino que es parte del capítulo "Selección de materiales". ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19710019929.pdf Si se refiere a una edición diferente, proporcione un enlace.
@OrganicMarble Re las válvulas: las hay, y se llaman "válvulas de presurización múltiple". Evitan que las turbobombas funcionen en seco. Consulte este documento de la NASA: science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/… . Sí, quise decir una edición diferente (tapa dura). Proporcionaré el enlace tan pronto como tenga acceso a mi biblioteca. Disculpas por eso.
Esas válvulas que mencionas no 'evitan que la turbobomba se seque' en el SSME. Permiten inyectar helio en las líneas de alimentación postMECO, expulsando la hélice residual a través del motor, incluidas las turbobombas. ¡Están específicamente destinados a secar el motor!
@OrganicMarble Muy bien. Verificaré y volveré a trabajar en mi respuesta tan pronto como tenga tiempo para hacerlo. Si resulta que prefiero retirar/eliminar la respuesta, lo haré. Esto funciona para tí ?
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Un funcionamiento en seco es un problema si la turbobomba está siendo impulsada (por ejemplo, por el prequemador) mientras se seca. Luego, el par impulsor hace que la bomba se acelere. Durante una purga, la única fuerza impulsora es causada por el gas de purga, y puede controlarlo para limitar la velocidad de la bomba a un valor seguro.