Instalación de pruebas de motores de cohetes

Una instalación de prueba de motores de cohetes es un lugar donde se pueden probar motores de cohetes en tierra, en condiciones controladas. Generalmente, se requiere un programa de pruebas en tierra antes de que el motor esté certificado para volar. Las pruebas en tierra son muy económicas en comparación con el costo de arriesgar una misión completa o las vidas de una tripulación de vuelo .

Las condiciones de prueba disponibles se describen generalmente como condiciones ambientales a nivel del mar o altitud . Las pruebas a nivel del mar son útiles para evaluar las características de arranque de los cohetes lanzados desde tierra. Sin embargo, las pruebas a nivel del mar no proporcionan una simulación real de la mayor parte del entorno operativo del cohete. Las instalaciones de prueba a altitud proporcionan simulaciones mejores.

La instalación debe contener el cohete y dirigir el escape del cohete de forma segura hacia la atmósfera abierta. La integridad estructural, el funcionamiento del sistema y el empuje a nivel del mar se pueden medir y verificar. Sin embargo, los cohetes están destinados principalmente a operaciones en atmósferas muy delgadas o sin atmósfera. Los sistemas que funcionan bien en tierra pueden comportarse de manera muy diferente en el espacio.

Un banco de pruebas típico a nivel del mar puede estar diseñado para sujetar el motor del cohete en posición horizontal o vertical. Los motores de cohetes líquidos suelen encenderse en posición vertical porque las entradas de la bomba de propulsor están diseñadas para extraer combustible de las partes inferiores de los tanques de combustible . El efecto del peso del propulsor en el sistema de medición de empuje (TMS) debe tenerse en cuenta mientras se enciende el motor. El escape del cohete se dirige a un cubo o zanja de llama. La zanja de llama está diseñada para redirigir el escape caliente a una dirección segura y está protegida por un sistema de diluvio de agua que enfría el escape y también reduce el nivel de presión sonora ( volumen ). El nivel de presión sonora de los grandes motores de cohetes se ha medido en más de 200 decibeles, uno de los sonidos más fuertes creados por el hombre.

Los motores de cohetes sólidos pueden encenderse en orientación vertical u horizontal. El sistema de medición de empuje no necesita tener en cuenta el cambio de peso del cohete en posición horizontal. La zanja de llama asociada no necesita ser tan resistente como en el caso de un banco de pruebas vertical, sin embargo, un sistema de agua puede ser menos eficaz para reducir el nivel de presión sonora.

Todos los bancos de pruebas requieren medidas de seguridad para protegerse contra el potencial destructivo de una detonación no planificada del motor. Las medidas de seguridad generalmente incluyen construir el banco a una distancia mínima de áreas habitadas u otras instalaciones críticas, ubicar el banco detrás de un muro de hormigón grueso contra explosiones o una berma de tierra y usar algún tipo de sistema de inertización (nitrógeno gaseoso o helio) para eliminar la acumulación de mezclas explosivas.

La ventaja de las pruebas de altitud es que permiten obtener una mejor simulación del entorno operativo del cohete. La presión del aire disminuye a medida que aumenta la altitud. Los efectos de la menor presión del aire incluyen un mayor empuje del cohete y una menor transferencia de calor.

Una instalación de altitud es mucho más compleja que una instalación a nivel del mar. El cohete se instala dentro de una cámara cerrada que se evacua a un nivel de presión mínimo antes del lanzamiento del cohete. Una presión de funcionamiento típica de la cámara de 0,16 psia (equivalente a una altitud de 100.000 pies) se establece dentro de la cámara mediante algún tipo de bombeo mecánico. El bombeo mecánico suele proporcionarse mediante eyectores/difusores de vapor. Si los productos de la combustión del lanzamiento del cohete incluyen materiales inflamables o explosivos , la cámara debe inertizarse, normalmente con nitrógeno gaseoso (GN2). El proceso de inertización evita la acumulación de materiales potencialmente explosivos dentro de la cámara o de los conductos de escape.

• California
  • Activo
    • Dirección de Propulsión del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la Base Aérea Edwards , California
    • Instalación de prueba de propulsión de cohetes Skytop de la Armada de los Estados Unidos en la Estación Naval de Armas Aéreas de China Lake , California
    • Base Naval del Condado de Ventura de la Armada de los Estados Unidos en la isla de San Nicolás , California
    • Instalaciones del Comando de Sistemas Espaciales de la Fuerza Espacial de los Estados Unidos en la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg
    • Centro de pruebas de la compañía espacial estadounidense Astra en Alameda, California ^[1]
    • Instalación de pruebas de la compañía espacial estadounidense Astra en la antigua base aérea Castle en Atwater, California
    • Instalación de Lockheed Martin en Santa Cruz, California ^[2]
    • Sitio de pruebas de Capistrano de Northrop Grumman cerca de San Clemente, California ^[3]
    • Instalaciones de pruebas de cohetes del puerto aéreo y espacial de Mojave
    • Laboratorio de pruebas de fluidos y cohetes NTS de National Technical Systems en el Aeropuerto Internacional de San Bernardino en San Bernardino, California ^[4]
  • Latente
    • Instalación SACTO de Douglas Aircraft Company y Rocketdyne en Rancho Cordova, California
    • Sitios de prueba de Portrero Canyon y Laborde Canyon de Lockheed Propulsion Company y Grand Central Rocket Company ^[5]
    • Campo de pruebas Redlands de la Lockheed Propulsion Company en Redlands, California y Loma Linda, California ^[6]
    • Instalación de pruebas remotas de motores de cohetes de Marquardt Corporation en el Bosque Nacional de los Ángeles
    • Sitios del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en la Base de la Fuerza Aérea Edwards y Goldstone, California
    • Laboratorio de campo de Santa Susana de Rocketdyne
    • Sitios de prueba de Coyote Ridge de United Technologies al sur de San José, California ^[7]
• Sistemas de innovación de Northrop Grumman , Promontory, Utah (anteriormente Morton-Thiokol , Thiokol , ATK , Orbital ATK )
• Northrop Grumman , Elkton, Maryland (anteriormente Thiokol , Elkton Controls)

• Centro Marshall de Vuelos Espaciales ^[8]
• Estación Plum Brook ^[9]
• Instalación de pruebas de White Sands (WSTF) en Las Cruces, Nuevo México
• Centro espacial Stennis en el condado de Hancock, Mississippi
• Centro de desarrollo de ingeniería Arnold de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos
• Centro de investigación y pruebas de materiales energéticos de New Mexico Tech ^[10]
• Centro de desarrollo y pruebas de cohetes de SpaceX en McGregor, Texas
• Instalación de pruebas a gran altitud de SpaceX en Las Cruces, Nuevo México ^[11]
• Rancho de maíz de Blue Origin en Van Horn, Texas
• Instalación de pruebas de motores aeroespaciales XCOR en Mojave, California ^[12]

• Instalaciones para pruebas a gran altitud y a nivel del mar: Centro espacial Satish Dhawan SHAR, Sriharikota, Andhra Pradesh, India
• DLR Lampoldshausen - Baden-Württemberg , Alemania , Unión Europea
• Complejo de propulsión ISRO - Mahendragiri , Tamil Nadu , India
• NII-229 (NIIKhIMMash) - Zagorsk , Óblast de Moscú , Rusia
• RAF Spadeadam - (Ya no se utiliza) Reino Unido.
• Campo de pruebas de Woomera ( Australia del Sur)
• Sitio de pruebas de cohetes High Down - (ya no se utiliza) Reino Unido.
• Refshaleøen , Copenhague , Dinamarca , Unión Europea , utilizado por Copenhagen Suborbitals , una organización privada sin fines de lucro que opera con principios de código abierto

• Sutton, GP, (1976) Elementos de propulsión de cohetes ISBN 0-471-83836-5 
• Lawrie, A., (2005) Saturno ISBN 1-894959-19-1 
• Bilstein, RE, (2003) Etapas de Saturno ISBN 0-8130-2691-1 

• Alianza Nacional de Pruebas de Propulsión de Cohetes [1]
• Oficina del Programa de Pruebas de Propulsión de Cohetes de la NASA [2]