Si los motores de los cohetes solo necesitan combustible y oxidante, ¿por qué hay tantas tuberías en los motores?

RS-25

Si el combustible y el oxidante son bombeados por turbinas a la cámara de combustión, entonces ¿por qué hay tantas tuberías alrededor? Solo debe tener un conjunto de turbina con forma de dos cilindros. Dudo que también haya otros gases empujados además del combustible y el oxidante.

solo necesitas una sangre y cuantos vasos tienes?
Anote su imagen para señalar una (1) de las "tuberías" en este SSME y le diré para qué sirve.
Los motores a reacción ni siquiera necesitan oxidante: mira la imagen aquí ...
La diferencia que ves es la diferencia entre ciencia e ingeniería, o de manera similar, teoría y práctica. Ciencia vs Ingeniería
Para tener una idea de para qué sirven algunas de esas tuberías, aquí hay una explicación bastante detallada del nuevo motor raptor de SpaceX: dailyastronaut.com/raptor-engine

Respuestas (2)

Mientras que un motor ideal solo ingería combustible y oxidante y produciría gases de escape, los motores del mundo real tendrán alguna combinación de enfriamiento regenerativo , enfriamiento de película , escape de turbina , potencia hidráulica , sistemas de encendido , detección de presión, sistemas de presurización de tanques , líneas de drenaje/purga/prueba. , y conexiones eléctricas que solo parecen tuberías para protección contra el calor, y probablemente son la mayoría de las 'tuberías' visibles en la foto de la pregunta . Algunos de estos también pueden tener conexiones de derivación o redundantes.

Los posibles contenidos son combustible líquido, comburente líquido, combustible vaporizado, comburente vaporizado, escape de turbina rico en combustible, escape de turbina rico en comburente, escape completamente quemado, presión hidráulica, retorno hidráulico (posiblemente múltiplos de estos si las válvulas están fuera del motor, fluidos del sistema de encendido, sistema de gases, electricidad.

Ejemplos de motores que usan varias combinaciones Rs-25/SSME RL-10 F1/Saturn V Merlin Rutherford/Electron (posiblemente la tubería más simple de un motor actual)

¡Su vínculo con el enfriamiento de la película no se trata realmente del enfriamiento de la película! Notará que el extractor está al final de la boquilla, no hay nada que enfriar más allá de eso.
@Anton Hengest, tendría razón, pensó que estaba al final de la boquilla y luego enfrió la extensión de la boquilla, pero eso no es correcto. Hay uno más relevante allí ahora, aunque todavía no he encontrado una referencia realmente buena para el concepto.
El F-1 es realmente el mejor ejemplo de boquillas enfriadas por película.
CON Rutherford, pensé que la razón por la que usaban turbobombas era que la energía requerida por las bombas era asombrosamente grande en comparación con la posible salida de los motores de pistón, la batería eléctrica, etc. Supongo que después de todo no es así.
@Harper-ReinstateMonica Las relaciones de potencia a peso de la batería han mejorado drásticamente en los últimos años, por lo que el enfoque de Rutherford no es completamente impráctico, aunque no sé si en realidad es más liviano o más pesado que el combustible de turbobomba y turbobomba de potencia equivalente.
@RussellBorogove si la energía de la batería es tan buena, entonces, ¿cómo es que la densidad de energía de la gasolina es lo único que puede ? De todos modos, ¿dónde estábamos? Sí, tienes un buen punto, la batería solo tiene que pesar menos que el combustible que gastan al hacer funcionar las turbobombas.
Bueno, más precisamente, es (batería + motor eléctrico) versus (propulsor + turbobomba).
@ Harper-ReinstateMonica Bien fuera del tema ahora, pero entendí que las baterías tenían un peso de electrones mayor que el combustible + la turbina, pero les permitió esquivar muchas complicaciones de diseño en un nuevo motor, por lo que tenía sentido.
@Harper-ReinstateMonica la densidad de energía de la gasolina sigue siendo muy favorable en comparación con las baterías, en el ámbito del automóvil. Sin embargo, eso solo funciona completamente porque los autos no necesitan llevar su oxidante, y no necesitan que sus motores sean increíblemente poderosos y, al mismo tiempo, livianos y robustos para un entorno muy hostil. Todo eso hace que la eficiencia sea mucho peor que los motores de combustión de todos modos. Mientras tanto, un tren motriz eléctrico está prácticamente listo para cohetes desde el primer momento.

Los tubos integrados en la boquilla realizan funciones muy necesarias.

  1. el líquido muy, muy, muy frío y muy denso de estas tuberías evita que la boquilla se derrita o se deforme realmente y se vuelva demasiado ineficiente. Cuando se pregunte acerca de los cohetes, siempre considere el costo de la eficiencia y el rendimiento del peso. Los motores fabricados en volúmenes más altos deben cumplir con estos criterios. El líquido en las tuberías que forman parte de la boquilla es el combustible súper súper sub frío y denso. Para entregar su energía de la mejor manera requiere que sea una temperatura específica. Los tubos de boquilla más grandes protegen la integridad de la boquilla y precalientan el combustible.
¿Puede confirmar que el fluido en las tuberías de enfriamiento de la boquilla es "superdenso"? Para el SSME, el H2 que salía del circuito de refrigeración tenía una densidad de alrededor de 2,5 lbm/ft^3.
Si los motores de los cohetes solo necesitan combustible y oxidante, ¿por qué hay tantas tuberías en los motores?
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