Merlín (motor de cohete)

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Merlin 1C
Motor Merlin 1A de SpaceX
Motor Merlin 1A de SpaceX
País de origen Flag of the United States.svg Estados Unidos
Fabricante SpaceX
Motor de combustible líquido
Propergol LOX / RP-1
Ciclo gas-generador
Rendimiento
Empuje(Vac) 138.400 lbf (616 kN)
Empuje(SL) 125.000 lbf (556 kN)
Relación empuje a peso 96
Presión de la cámara 6,77 MPa (982 psi)[1]
Isp(Vac) 304,8 s (3,0 km/s)[1]
Isp(SL) 275s (2,6 km/s)
Dimensiones
Diámetro 1.250 mm

El Merlín es un motor de cohete desarrollado por SpaceX para usarlo en sus cohetes Falcon 1 y Falcon 9. El Merlín usa RP-1 y oxígeno líquido como propelente en un ciclo de propulsión con generador de gas. El motor Merlín está diseñado para su recuperación y rescate en el mar.

La tecnología de "perno inyector" en el corazón del Merlín fue usada en el Programa Apolo para el motor de descenso del módulo lunar, una de las fases más críticas de la misión.

Mediante una turbobomba de eje único e impulsor dual se administran los propergoles. Además, la turbobomba proporciona queroseno de alta presión para los actuadores hidráulicos, que luego recicla en la entrada de baja presión. Esto evita la necesidad de un sistema hidráulico separado y hace que no sea posible el fallo del vector de control por agotarse el fluido hidráulico. Hay un tercer uso de la turbo-bomba, y es proporcionar potencia para pivotar el escape de la turbina para propósitos de control de la rotación.

Variantes[editar]

Tres versiones del motor Merlín 1C están en producción. El motor Merlín para el Falcon 1 tiene un escape de turbobomba móvil que sirve para proporcionar control de rotación mediante la vectorización del escape. El motor Merlín para la primera etapa del Falcon 9 es muy parecido a la variante del Falcon 1 excepto en que el escape de la turbo-bomba no es móvil. Finalmente, el Merlín vacuum se utiliza en la segunda etapa del Falcon 9. Este motor se diferencia del de la primera etapa del Falcon 9 en que emplea una tobera de escape mayor optimizada para las operaciones en el vacío y puede ser acelerado entre el 60 y 100 por cien.[1]

Revisiones[editar]

Merlín 1A[editar]

La versión inicial, el Merlín 1A, usaba una tobera de fibra de carbono compuesto, barata y reutilizable que era enfriada por contacto. Producía 77.000 lbf (340 kN) de empuje. El Merlín 1A voló solo dos veces: La primera el 24 de marzo de 2006, cuando falló y se incendió debido a una fuga de combustible justo después del despegue,[2] [3] y la segunda vez el 21 de marzo de 2007, donde tuvo éxito.[4] En ambas ocasiones el Merlín 1A fue montado en la primera etapa del Falcon 1.[5] [6]

Merlín 1B[editar]

El motor de cohete Merlín 1B es una versión mejorada del motor Merlín desarrollada por SpaceX para sus lanzaderas Falcon 1, capaz de producir 85.000 lbf (380 kN) de empuje. El Merlín 1B fue actualizado a partir del 1A con una turbina (de 1490 kW a 1860 kW).

Los planes iniciales para el Merlín 1B eran ser parte de la lanzadera Falcon 9 pesada, en cuya primera etapa habría un grupo de nueve de esos motores. Debido a la experiencia del primer vuelo del Falcon 1, el 1B no sería usado en ningún vehículo de vuelo. SpaceX ha cambiado el desarrollo de su Merlín al del Merlín 1C, que es enfriado por regeneración. Por tanto el Merlín 1B nunca fue utilizado en un cohete.[5] [6]

Merlin 1C[editar]

El Merlín 1C en construcción en la fábrica de SpaceX.

El Merlín 1C usa una tobera y una cámara de combustión enfriadas por regeneración, y completó la prueba de ignición (170 segundos) en noviembre de 2007.[7] [8]

Cuando estuvo configurado para su uso en los vehículos Falcon 1, el Merlín 1C tenía un empuje al nivel del mar de 78.000 lbf (350 kN), un empuje en el vacío de 90.000 lbf (400 kN) y un impulso específico en el vacío de 304 segundos. En esta configuración el motor consumía 300 lb (140 kg) de propelente por segundo. Las pruebas han sido dirigidas con un único motor Merlín 1C funcionando correctamente un total de 27 minutos (contando juntas la duración de varias pruebas), que equivalen a diez vuelos completos del Falcon 1.[9]

Cuando ha estado configurado para su uso en los nuevos vehículos Falcon 1e y Falcon 9, el Merlín 1C ha tenido un empuje al nivel del mar de 125.000 lbf (560 kN), y un impulso específico de 300.[10]

En el fallido tercer intento de lanzar un Falcon 1 se usó un Merlín 1C. Durante la discusión del fallo, Elon Musk apuntó, "El vuelo de nuestra primera etapa, con el nuevo motor Merlín 1C que será usado en el Falcon 9, fue una imagen perfecta."[11] El Merlín 1C se usó en el exitoso cuarto vuelo del Falcon 1 el 28 de septiembre de 2008.[12]

Merlín Vacuum[editar]

El 10 de marzo de 2009 un comunicado de prensa de SpaceX anunció el éxito de la prueba del motor Merlín Vacuum. El Merlín Vacuum, una variante del motor 1C, posee una sección de escape mayor y una tobera significativamente más grande para maximizar la eficiencia del motor en el vacío del espacio. Su cámara de combustión es enfriada por regeneración mientras que la tobera de aleación de niobio[1] es enfriada por radiación. El motor proporciona un empuje en el vacío de 92.500 lbf (411 kN) y un impulso específico en el vacío de 342 segundos.[13] El primer motor Merlín Vacuum producido, diseñado por volar como motor de la segunda etapa en el vuelo inaugural del Falcon 9 en 2010, superó una prueba de ingición para la inserción orbital de duración completa (329 segundos) el 2 de enero de 2010.[14] A toda potencia, el motor Merlín Vacuum generó 411.000 N (92.500 lbs de fuerza) de empuje, y operó con el mayor rendimiento nunca antes visto en un motor de cohete de hidrocarburo americano.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. a b c d Dinardi, Aaron; Capozzoli, Peter; Shotwell, Gwynne (2008). «Low-cost Launch Opportunities Provided by the Falcon Family of Launch Vehicles» (PDF). Fourth Asian Space Conference. Taipei. 
  2. Berger, Brian (19-07-2006). «Falcon 1 Failure Traced to a Busted Nut». Space.com. 
  3. «Findings of the Falcon return to flight board». SpaceX.com. 25 de julio de 2006. 
  4. «Demo Flight 2 Flight Review Update» (PDF). SpaceX (15 de junio de 2007).
  5. a b Whitesides, Loretta Hidalgo (12-11-2007). «SpaceX Completes Development of Rocket Engine for Falcon 1 and 9». Wired Science. Consultado el 28-02-2008.
  6. a b Gaskill, Braddock (05-08-2006). «SpaceX has magical goals for Falcon 9». Nasa Spaceflight. Consultado el 28-02-2008.
  7. «SpaceX Completes Development of Merlin Regeneratively Cooled Rocket Engine». Business Wire. November 13, 2007. 
  8. «SpaceX Completes Development of Merlin Regeneratively Cooled Rocket Engine». SpaceX. November 13, 2007. Consultado el 2009-03-12. 
  9. «SpaceX Completes Qualification Testing of Merlin Regeneratively Cooled Engine for Falcon 1 Rocket». SpaceX. 2008-02-25. 
  10. «Falcon 1 Users Guide (Rev 7)» (PDF). SpaceX (26-08-2008).
  11. Bergin, Chris; Davis, Matt. «SpaceX Falcon I fails during first stage flight». NASAspaceflight.
  12. Clark, Stephen (28-09-2008). «Sweet success at last for Falcon 1 rocket». Spaceflight Now. Consultado el 28-09-2008.
  13. «SpaceX Falcon 9 upper stage engine successfully completes full mission duration firing.». SpaceX. 2009-03-10. Consultado el 2009-03-12. 
  14. Full Duration Orbit Insertion Firing. SpaceX. 2010-01-02. 

Enlaces externos[editar]