¿Cómo se contiene la combustión del combustible líquido para cohetes en el área de la boquilla?

Para reiterar el punto anterior de Loretta sobre la presión, la “caída de presión” en un inyector de combustible es un factor de diseño crucial. Esto se refiere a la diferencia de presión del fluido entre la salida y la entrada del inyector. La caída de presión dicta la velocidad a la cual el combustible (u buey) ingresa a la cámara de combustión.

Si la presión es más alta en la salida del inyector que en la entrada, el flujo se moverá hacia atrás en el inyector, trayendo fuego y destruyendo su hardware.

Dependiendo de su relación combustible / buey y la caída de presión, el frente de la llama también puede estabilizarse en la cara del inyector (no sé qué tan frecuente es esto en los cohetes, pero es una preocupación común en los motores a reacción). Esto se conoce como “flashback” y, nuevamente, derrite las cosas.

Básicamente, el combustible no tiene oxidante, y el oxidante no tiene combustible. El triángulo de fuego tiene tres patas, combustible, buey e ignición, y sin las tres las hélices no pueden arder. Si el único lugar donde pueden mezclarse y exponerse a un encendedor es en la cámara, no pueden reaccionar en ningún otro lugar.

Sí, no quieres la combustión hacia atrás. Lo que sigue es generalmente un desmontaje energético.

Cuando enciende combustible en la cámara, la reacción es autosuficiente, siempre y cuando continúe bombeando combustible. Con el fin de evitar que el encendido destelle la línea del oxidante y arruine a todos el sábado por la noche, el caudal de combustible debe generar una presión de entrada superior a la presión de la cámara.

Estuve a cargo de la prueba y la seguridad de vuelo en un equipo de diseño de motor bipropelente líquido. El diseño incluía un conjunto de placa de inyector simple, que tenía un combustible y un múltiple de entrada de oxidante. Originalmente, el equipo del sistema de flujo de combustible se encogió de hombros y dijo “mientras el combustible fluya a una presión más alta que los gases de combustión, estamos bien”. Esta no fue una respuesta aceptable para mí. ¿Qué sucede si, por cualquiera de un millón de razones diferentes, el caudal cae por debajo de la PC (presión de la cámara de combustión)? Como a prueba de fallas, insistí en instalar una válvula de retención (válvula de 1 vía) en los colectores. Tuvimos que reelaborar la presurización del tanque para acomodar el cambio de flujo que causó un poco de refunfuño, pero fue relativamente simple y, en el caso de una pérdida no planificada de presión de combustible, el flujo inverso causado por la expansión de los gases cerraría el control válvulas cerradas, evitando que el encendido salga de la placa del inyector.