¿Qué pasó con los cohetes tripropelentes?

IIRC, los cohetes tripropulsores pueden ofrecer un rendimiento superior en comparación con los cohetes bipropulsores (a costa de una mayor complejidad). Ahora, sé que existe el combo Li/H/F, pero no se usa por lo peligroso que es . La cosa es que hubo otros pocos probados:

  • Be/H2/O2 (obviamente no se usa debido al berilio)
  • Al/RP-1/O2 (no me parece demasiado peligroso)
  • Al/H2/O2 (no me parece demasiado peligroso)

y algunos más. ¿Qué pasó con estos?

Editar: siguiendo algunos pensamientos proporcionados en los comentarios, ¿por qué no se investiga más sobre combos menos tóxicos cuando la recompensa podría ser excelente?

Al hojear ese documento, parece que los triprops de aluminio solo proporcionan un aumento muy modesto en el impulso específico teórico para H2/O2 y ninguno para RP-1/O2. El desarrollo de motores de cohetes es costoso y, por lo tanto, los diseñadores de cohetes son conservadores; Supongo que nadie ha decidido que vale la pena gastar el dinero para desarrollar un motor de este tipo para un aumento del 1% en Isp.
Los inyectores son muy difíciles, el depósito es demasiado masivo, el aumento de la eficiencia, necesita un 50% más de turbobombas, etc.
@RussellBorogove: parece válido, pero al observar otras mezclas, veo aumentos deseables en Isp, empuje y densidad de combustible. ¿Por qué no se están realizando más investigaciones para buscar tripropelentes menos tóxicos?
Sin embargo, @xilpex no es obvio que haya mucho que ganar. Los cohetes aburridos modernos son bastante económicos y confiables para el lanzamiento, y los motores de iones tienen la cosa de alto Isp en el vacío cosida ... ¿es probable que haya mucho retorno de la inversión?

Respuestas (2)

Al = el aluminio es un metal sólido, RP1, O2 y H2 se almacenan como líquidos dentro de los tanques de un cohete.

Si conoce un método para almacenar una preparación líquida de aluminio que se puede bombear a un tanque de cohete y después de la ignición se bombea a una cámara de combustión, a todos aquí nos gustaría leer al respecto.

El aluminio caliente fundido no es útil en un tanque de cohetes, necesita calefacción para mantenerse líquido. Una combinación de tres niveles de temperatura diferentes, el oxígeno muy frío, la gasolina a temperatura ambiente y el aluminio líquido muy caliente dentro del mismo cohete requeriría mucho aislamiento pesado y una fuente de calor para mantener el aluminio líquido.

Una suspensión de aluminio en polvo en gasolina para cohetes se separaría en polvo en el fondo del tanque y en gasolina por encima.

El aluminio en polvo se usa para cohetes, pero solo como parte del combustible sólido, como los propulsores del transbordador espacial.

Simplemente porque las recompensas no son tan buenas y no han merecido la complejidad adicional. Las mejoras potenciales de las mezclas de tres propulsores están limitadas por una química bastante simple (especialmente una vez que elimina las opciones con problemas de toxicidad o costo), y para obtenerlas está agregando otro tanque, otra bomba, más tuberías, todo lo cual agrega agua seca. masa que carcome cualquier ventaja potencial.

Los costos están más relacionados con la complejidad operativa que con el rendimiento del propulsor. Por ejemplo, simplemente compare el Falcon 9 que quema RP1 de SpaceX con el Delta IV de "mayor rendimiento" pero mucho más costoso. El sistema de lanzamiento Starship en desarrollo de SpaceX continúa con este enfoque: quema metano debido a su disponibilidad y facilidad de manejo, y utiliza una estructura de acero inoxidable en lugar de un compuesto ultraligero.

Particularmente relevante para esta pregunta, SpaceX tiene la intención de que Starship use un sistema de presurización autógeno que usa propulsor vaporizado para presurizar los tanques en lugar de helio, específicamente para reducir la cantidad de fluidos que deben manejar el vehículo y el equipo de apoyo en tierra. Están dispuestos a agregar complejidad de diseño (los evaporadores y demás necesarios para la presurización autógena) para reducir la complejidad operativa mediante la eliminación de un fluido, que ni siquiera es un propulsor.