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 el vuelo. Las pruebas en tierra son muy económicas en comparación con el costo de arriesgar una misión completa o la vida de una tripulación de vuelo .
Las condiciones de prueba disponibles generalmente se describen como ambiente al nivel del mar o altitud . Las pruebas del nivel del mar son útiles para evaluar las características de arranque de cohetes lanzados desde tierra. Sin embargo, las pruebas al nivel del mar no proporcionan una simulación real de la mayor parte del entorno operativo del cohete. Las instalaciones de pruebas de altitud proporcionan mejores simulaciones.
La instalación debe contener el cohete y dirigir el escape del cohete de manera segura hacia la atmósfera abierta. Se pueden medir y verificar la integridad estructural, las operaciones del sistema y el empuje del nivel del mar. Sin embargo, los cohetes están destinados principalmente a operaciones en atmósferas muy finas o sin atmósfera. Los sistemas que funcionan bien en tierra pueden comportarse de manera muy diferente en el espacio.
Se puede diseñar un banco de pruebas típico al nivel del mar para sujetar el motor del cohete en posición horizontal o vertical. Los motores de cohetes líquidos generalmente se encienden en posición vertical porque las tomas de la bomba de propulsor están diseñadas para extraer combustible del fondo de los tanques de combustible . El efecto del peso del propulsor en el sistema de medición del empuje (TMS) debe tenerse en cuenta mientras el motor está en marcha. El escape del cohete se dirige a un recipiente o zanja de llamas. La zanja de llamas está diseñada para redirigir los gases de escape calientes a una dirección segura y está protegida por un sistema de diluvio de agua que enfría los gases de escape y también reduce el nivel de presión sonora ( sonoridad ). El nivel de presión sonora de los grandes motores de cohetes se ha medido en más de 200 decibelios, uno de los sonidos más fuertes producidos por el hombre.
Los motores de cohetes sólidos pueden dispararse en orientación vertical u horizontal. El sistema de medición del empuje no necesita tener en cuenta el peso cambiante del cohete en posición horizontal. La zanja contra llamas asociada no tiene por qué ser tan resistente como la 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 disposiciones de seguridad para proteger contra el potencial destructivo de una detonación no planificada del motor. Las disposiciones de seguridad generalmente incluyen construir el stand a una distancia mínima de áreas habitadas u otras instalaciones críticas, colocar el stand detrás de un grueso muro de hormigón o berma de tierra y usar algún tipo de sistema de inertización (ya sea nitrógeno gaseoso o helio) para eliminar la acumulación. de mezclas explosivas.
La ventaja de las pruebas de altitud es obtener una mejor simulación del entorno operativo del cohete. La presión del aire disminuye al aumentar 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 de 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 operativa típica de la cámara de 0,16 psia (equivalente a una altitud de 100.000 pies) se establece dentro de la cámara mediante alguna forma de bombeo mecánico. El bombeo mecánico generalmente se realiza mediante eyectores/difusores de vapor. Si los productos de la combustión del disparo del cohete incluyen materiales inflamables o explosivos , la cámara debe ser inertizada, generalmente con nitrógeno gaseoso (GN2). El proceso de inertización evita la acumulación de materiales potencialmente explosivos dentro de la cámara o del conducto de escape.