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1 / 10 Un motor cohete cortado a lo largo de su eje La mitad que mira hacia ti está quitada, y las caras rojas muestran el corte. El motor está tumbado, así que la llama apunta a la derecha. Los puntos azules son oxígeno líquido, los ámbar son queroseno, y el gas caliente cambia de color con la temperatura. La lectura da el empuje al nivel del mar.
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Guía Piezas Controles
01 Un motor cohete cortado a lo largo de su eje La mitad que mira hacia ti está quitada, y las caras rojas muestran el corte. El motor está tumbado, así que la llama apunta a la derecha. Los puntos azules son oxígeno líquido, los ámbar son queroseno, y el gas caliente cambia de color con la temperatura. La lectura da el empuje al nivel del mar.
02 Dos tanques, dos líquidos Un cohete lleva su propio oxígeno, así que necesita dos tanques. El oxígeno líquido hierve a −183 °C. Aquí los tanques están dibujados cortos. En el Nuri miden 3,5 m de ancho, con paredes de solo 2,5 a 3 mm en el punto más delgado.
03 Bombas movidas por un pequeño quemador La presión del tanque sola se queda muy corta para meter el propulsante en una cámara a 60 bar. Eso lo hace una turbobomba. Su turbina gira con el gas del generador de gas, que quema cerca del 3 % del propulsante y luego lo expulsa por el conducto de escape.
04 Mezcla y combustión El inyector rocía oxígeno y queroseno en la cámara. Arden a 60 bar y unos 3400 K, pero el gas avanza despacio, a Mach 0,2. Ahora los colores muestran la temperatura: el blanco es lo más caliente.
05 La garganta, donde el gas llega a Mach 1 Ahora los colores muestran el número de Mach. El azul es más lento que el sonido, el blanco es justo Mach 1 y el naranja es más rápido. La franja blanca está en el punto más estrecho. Pasado ese punto, un conducto que se ensancha hace que el gas supersónico vaya más rápido, no más lento.
06 La campana convierte el calor en velocidad A lo largo de la campana el gas se enfría de unos 3400 K a 1830 K y su presión baja a 0,66 bar, mientras se acelera hasta 2813 m/s. Prueba el control de relación de expansión: una campana más larga hace que el gas salga más rápido y a menor presión.
07 El combustible enfría primero la pared Ningún metal aguanta 3400 K. El queroseno que sale de la bomba va a un anillo en la salida de la tobera, vuelve por 72 canales en la pared de cobre y solo entonces llega al inyector. Los canales cortados se ven en ámbar.
08 El mismo motor en el espacio Ahora la altitud es de 100 km. Ya nada empuja hacia atrás contra la salida, así que el empuje sube de 671 kN a 762 kN y el impulso específico de 268 s a 305 s. El penacho, que el aire mantenía estrecho al nivel del mar, ahora se abre mucho.
09 Otras formas de mover las bombas Ahora el ciclo es de combustión escalonada. El pequeño quemador se ha convertido en una precámara, y su gas ya no se tira: el conducto lo baja al inyector para que vuelva a arder. No se desperdicia nada, así que en el modelo las bombas pueden llevar la cámara a 150 bar. Prueba los cuatro ciclos con el control «Ciclo del motor» o toca las barras en la pestaña de controles.
10 Dirigir inclinando la tobera La tobera está inclinada 5 grados sobre su cardán. Casi todo el empuje sigue yendo hacia delante, pero cerca de un 9 % empuja ahora de lado, y eso hace girar el cohete. La lectura que se abre con «Más» muestra esa fuerza lateral.
Tanque de oxígeno líquido Guarda el oxidante a −183 °C. El motor del modelo se bebe 161 litros por segundo, unos 2,6 kg por cada kilogramo de queroseno. Tanque de combustible En el modelo lleva queroseno. Si cambias el combustible a hidrógeno líquido, este tanque se hace 6 veces más grande para la misma masa de propulsante. Turbobomba Un mismo eje lleva la bomba de oxígeno, la bomba de combustible y una pequeña turbina. Eleva la presión de 255 kg de propulsante por segundo muy por encima de los 60 bar de la cámara. Generador de gas Un pequeño quemador que toma cerca del 3 % del propulsante, lo quema con exceso de combustible para que el gas no dañe los álabes de la turbina, y mueve la turbobomba. Escape de la turbina Tras la turbina, el gas se expulsa al exterior por este conducto. Todavía da 7 kN de empuje, pero mucho menos por kilogramo que la tobera principal. Inyector Una placa con anillos de pequeños elementos que rocían oxígeno y combustible en la cámara para que se mezclen y ardan en pocos centímetros. Cámara de combustión Gas a 60 bar y unos 3400 K en el modelo. Aquí se mueve despacio, a cerca de Mach 0,2. Garganta de la tobera El punto más estrecho. Aquí el gas alcanza la velocidad del sonido, y el área de la garganta fija cuánto gas puede expulsar la cámara. Tobera de campana Su área crece 12 veces en la posición inicial del modelo. El gas se acelera hasta Mach 3,3 y 2813 m/s mientras se enfría y pierde presión. Canales de refrigeración regenerativa 72 canales en la pared de cobre. El queroseno que sale de la bomba corre por ellos hacia el inyector y se lleva el calor de la pared antes de quemarse. Válvulas principales Una válvula tras cada bomba. Al abrirlas y cerrarlas se enciende y se apaga el motor; en un motor con regulación de empuje también fijan el caudal. Cardán y actuador Una rótula sobre el inyector deja que la cámara y la tobera se inclinen unos grados. Un actuador empuja la tobera, y la parte lateral del empuje dirige el cohete. Conducto de gas caliente En un motor de combustión escalonada el gas de la turbina todavía lleva la mayor parte del propulsante, así que este conducto lo lleva al inyector para que arda en la cámara principal. En un ciclo expansor lleva el combustible templado de la camisa de refrigeración a la turbina y de vuelta. Motor eléctrico y batería El ciclo de bomba eléctrica sustituye la turbina por un motor alimentado por un paquete de baterías. Así funciona el motor Rutherford de Rocket Lab en el Electron.
