Combustión escalonada

Estas toberas dan mucha mejor eficiencia a baja altura.

Así, la mayoría utilizan los motores de combustión ricos en combustible, como en el esquema mostrado.

La combustión escalona ( Замкнутая схема ) fue propuesta por primera vez por Alexey Isaev en 1949.

La combustión escalonada rica en oxidante se había considerado por los ingenieros estadounidenses como imposible.

[3]​ El motor ruso RD-180, comprado por Lockheed Martin (posteriormente por United Launch Alliance ) para el Atlas III y V cohetes, también emplea esta técnica.

El motor principal del transbordador espacial es otro ejemplo de un motor de combustión escalonada, y el primero en utilizar el oxígeno líquido e hidrógeno líquido.

Existen varias variantes del ciclo de combustión por etapas.

El SpaceX Raptor tiene prequemadores ricos en oxidantes y en combustible, un diseño llamado combustión por etapas de flujo completo.

Así todo el propergol pasa a través de las turbinas.

Los beneficios del ciclo de combustión por etapas de flujo completo incluyen turbinas que funcionan más frías y a menor presión, debido al aumento del flujo másico, lo que conduce a una mayor vida útil del motor y a una mayor confiabilidad.

Escape rico en oxidantes de un prequemador SpaceX Raptor mostrado durante una prueba del subsistema en un banco de pruebas en el Centro Espacial Stennis.

SpaceX está desarrollando su cohete de próxima generación para que sea reutilizable desde el principio, al igual que una aeronave, y por lo tanto necesita comenzar con objetivos de prueba de vuelo estrechos, al tiempo que sigue apuntando a aterrizar el cohete con éxito para ser utilizado posteriormente en pruebas adicionales para expandir la envolvente de vuelo

Etapas del ciclo de combustión escalonada de un cohete. Por lo general, todo el combustible y una parte del oxidante (mezcla rica en combustible) pasan a través del prequemador para alimentar la turbina. Un circuito rico en oxidante es posible también, pero menos común debido a los problemas de corrosión.
La combustión por etapas del flujo total
Motor de cohete SpaceX Raptor FFSC, diagrama esquemático del flujo de propulsor de muestra, 2019