¿Se puede realizar el reabastecimiento de combustible aire-aire en los motores de cohetes como se hace en los motores a reacción de los aviones?

Depende si está preguntando sobre cohetes espaciales o aviones cohete. En cualquier nota, es poco probable en la atmósfera inferior, pero en órbita, muy posiblemente.

Hay algunos problemas que puede encontrar,

• Algunos cohetes usan combustible sólido que no se puede bombear de un tanque a otro, por lo que no podría repostar sobre la marcha.
• Como @TomMcW menciona en los comentarios, la mayoría de los motores de cohetes también llevan oxidante que también debería pasar, duplicando el volumen que normalmente necesita pasar
• La mayoría de los cohetes usan oxígeno líquido que se almacena a presiones muy altas, no solo necesitaría tener otra nave que lleve un tanque especializado, sino también una forma de transferir el oxígeno en el estado adecuado.
• Debería transferir el combustible sin causar un problema de presión que provoque la cavitación en el motor. Durante el diseño de los motores Saturn V , las variaciones de presión en el flujo de combustible causaron graves problemas de cavitación e incluso provocaron la pérdida de un motor de banco de pruebas. Si bien este problema se resolvió inevitablemente, la solución (que yo sepa) no tiene en cuenta el bombeo al tanque durante la operación.
• Los cohetes se mueven bastante rápido y también ruedan al despegar, por lo que algún tipo de mecanismo de conexión sería bastante complejo. Hacer coincidir las velocidades es un problema menor que hacer que algo gire alrededor de otro objeto que gira sobre un eje.
• La mayoría de los aviones cohete operan sobre el techo de los aviones prácticos de reabastecimiento de combustible.

Francamente, hay pocas razones prácticas ya que la mayoría de los aviones cohete realmente no necesitan repostar. Históricamente, los aviones cohete como el Bell X-1 o el X-15 se construyeron como bancos de pruebas para superar los límites de velocidad y altitud . Llevaban el combustible que necesitaban, lo quemaban, batían el récord y se deslizaban a casa utilizando el motor más antiguo de la historia, la gravedad.

El reabastecimiento de combustible para naves espaciales aún no ha demostrado ser una necesidad, ya que hemos podido escapar con éxito de la órbita terrestre con un solo tanque de gas. Se ha teorizado sobre la construcción de un cohete en el espacio y su lanzamiento, pero todavía no hay ejemplos de eso y, en ese caso, podría transportar combustible en pequeñas cargas y lidiar con el acoplamiento en órbita.

Una vez en órbita, acoplar dos naves es bastante sencillo , luego simplemente conecte las líneas de combustible y la bomba (presumiblemente sin los motores en marcha)...

El reabastecimiento de combustible se realiza varias veces al año en la ISS. Una nave espacial visitante llega, se acopla y transfiere parte de su combustible a los tanques de la ISS para sus motores.

El reabastecimiento de combustible en órbita es relativamente simple: el acoplamiento es un problema resuelto y no hay turbulencias, etc., que dificulten las cosas.

Repostar mientras un motor de cohete está funcionando es más difícil. Podría considerar el transbordador como un ejemplo: sus motores principales se alimentan del tanque externo, por lo que el combustible debe transferirse desde el tanque al orbitador. Esto es factible porque el tanque ya está conectado antes del despegue.

Volar dos cohetes en formación cerrada en vuelo (mientras aún están en la atmósfera) y transferir combustible entre ellos es muy difícil: las ondas de choque que salen de cada cohete interferirán con el otro, espero que haya mucha turbulencia haciéndolo difícil para que dos cohetes vuelen en formación cerrada y se conecten de manera confiable para la transferencia de combustible.

Ambos aviones (tanque y tanque) deben estar muy cerca y su velocidad relativa debe ser cero. Ambos podrían lograrse con cohetes, ya que la carga alar es muy alta y, por lo tanto, la interferencia por el movimiento del aire/cambios de densidad es realmente baja.

El problema es el tercer requisito: debe poder pasar una manguera entre los dos. Los cohetes suelen ser supersónicos, y no veo forma de hacerlo a esas velocidades.

Además: Los cohetes tienen un 90% de combustible en el momento del lanzamiento, por lo que la acción de dar/recibir combustible alterará su masa relativamente más que el repostaje de un avión.

Si su pregunta fuera solo sobre los aviones propulsados ​​por cohetes: por lo general, no tienen una regulación precisa de sus propulsores de cohetes, sino que usan superficies para el control, por lo que dudo que puedan moverse al lado de un camión cisterna.

Otro factor a considerar: la velocidad y la altitud extremas de cualquier cosa propulsada por cohetes.

Los cohetes, que transportan combustible y oxidante, tienden a funcionar muy por encima de Mach 1, normalmente a altitudes superiores a los 100 000 pies. Más bajo, y podrían usar aire y prescindir de llevar oxidante.

Es cierto que la ISS se reabastece de combustible y se reabastece regularmente, pero es una plataforma muy estable con un alto nivel de masa que orbita en microgravedad, al igual que una nave de reabastecimiento.

Más abajo, el cohete todavía está luchando contra la gravedad, donde incluso un problema menor puede resultar en un cambio rápido de dirección. Conseguir que dos naves se conecten a Mach 4 sería extremadamente arriesgado... solo una pequeña desviación, y es kaboom para ambos... no sería suficiente tiempo para reaccionar.

Y, está el gasto involucrado versus los beneficios. Si está pensando en un transporte de hipervelocidad que recorre la mitad del mundo a Mach 5 o 6 a más de 150 000 pies, el camión cisterna no solo necesita el combustible y el oxidante para igualar la velocidad del transporte, sino también el combustible para transferir, más suficiente combustible para tener en cuenta el peso adicional del combustible de transferencia y el oxidante. Sería una proposición horriblemente cara.

Lo mismo es válido para un lanzamiento a un barco en órbita. Un cohete de reabastecimiento tendría que ser un poco más grande que el cohete de lanzamiento, y tendrían que coordinarse dos lanzamientos de cohetes, así que ¿por qué no prescindir de la idea de repostar y hacer que el vehículo de lanzamiento sea más grande?

Además de los comentarios anteriores, tenga en cuenta que se necesitan varios minutos de aviación experta para encontrar un avión cisterna con el vehículo que se va a repostar. Dado que la fase de impulso inicial de un lanzamiento típico es solo del orden de unos minutos de duración, para cuando se logra el encuentro, es hora de deshacerse de la primera etapa...