Dada la complejidad del desarrollo de motores de cohetes de propulsante líquido, me pregunto si (y en qué medida) los códigos modernos de dinámica de fluidos computacional (CFD) ayudan a reducir los costos generales de desarrollo. ¿Realmente reducen el número de disparos de prueba?
Sería bueno que las respuestas resaltaran la cantidad de disparos y el tiempo de quemado en los programas del motor con y sin modelado CFD.
Bibliografía preliminar para los posibles carteles:
No puedo darle una respuesta cuantitativa a su pregunta, pero intentaré darle una idea de cómo CFD ha afectado la creación de motores. Comenzaré discutiendo los motores de respiración de aire como sustitutos de los motores de cohetes.
Soy ingeniero aeronáutico y astronómico, al igual que mi padre (quien trabajó en varios programas de motores de respiración de aire). En la era de mi padre (marco de tiempo J79 -> F110), los ingenieros "diseñaban" un motor, lo ensamblaban y luego comenzaban un programa de prueba para determinar su rendimiento. A menudo, los motores no funcionaban del todo bien.
Si el motor funcionaba bien o no, era un arte además de la ciencia utilizada para armarlo. Una vez que se descubrió que un motor funcionaba bien, los ingenieros siguieron reutilizando más o menos el mismo núcleo del motor pero usaron diferentes ventiladores y secciones AB para crear motores para otros usos (por ejemplo, J79).
Cuando comencé a trabajar a finales de los 80 y principios de los 90, todavía había algo de eso (F101 -> F110 reutilizando el núcleo pero cambiando los ventiladores). Sin embargo, las grandes empresas de motores se volvieron menos dependientes de la reutilización de núcleos antiguos para nuevas familias de motores.
No me malinterpretes. Las empresas de motores SÍ siguen fabricando motores nuevos a partir de núcleos probados, pero los nuevos motores que diseñan funcionan mucho mejor en promedio que los que desarrollaron en décadas anteriores.
Si CFD realmente reduce las pruebas, no puedo decirlo. Pero permite a las empresas de motores tener muchas más posibilidades de desarrollar motores de alto rendimiento.
Y para cerrar el círculo, la reutilización de motores de cohetes era común en décadas anteriores. Los motores de cohetes rusos Soyuz RD-107 son descendientes directos de los motores de cohetes V2. Incluso los EE. UU. todavía usan los descendientes del motor RL10 que ahora tiene más de 55 años por la misma razón por la que las compañías de motores reutilizaron los diseños de motores de respiración de aire.
Pero con CFD, empresas como SpaceX ahora pueden diseñar nuevos motores desde cero. Estos han funcionado bien hasta ahora.
Rikki-Tikki-Tavi
Cazador de ciervos
Kert
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