Durante el despegue del cohete portador, es crucial asegurar un suministro suficiente de propelente líquido sin gas atrapado al motor principal. Este artículo aborda las características de funcionamiento y los requisitos de diseño del dispositivo de salida del tanque de combustible del cohete bajo sobrecarga durante el despegue. Se estableció un modelo CFD para simular numéricamente y estudiar comparativamente la cantidad remanente de líquido cuando aparece gas en las tuberías de transporte bajo diferentes condiciones de operación. Los factores estudiados incluyen: si la salida utiliza una transición cónica, la disposición y geometría de tabiques por encima de la salida, y la instalación de un filtro en la salida. Los resultados muestran que el uso de una transición cónica reduce significativamente el propelente líquido no utilizable, con un ángulo cónico óptimo de aproximadamente 30°; la disposición de tabiques facilita el suministro de propelente en fase líquida pura a baja temperatura, existiendo una altura y longitud óptimas para el tabique; un tabique tipo cáscara esférica puede reducir el propelente no utilizable en alrededor del 0.25 %; instalar un filtro en la salida puede interceptar impurezas sólidas y burbujas grandes que entran en las tuberías; comparado con el oxígeno líquido, el hidrógeno líquido tiene peor capacidad para mantener la estabilidad de la interfaz gas-líquido, requiriendo mayores exigencias en el diseño óptimo de la estructura de salida.

Despegue de cohete; propelente criogénico; dispositivo de salida; colapso de superficie líquida; simulación CFD