Desarrollo de un motor de cohete hecho desde cero

• El autor, Ryan Kuhn, inició desde cero el programa de motores de ABL. Al principio no tenía experiencia en el desarrollo de motores, pero se lanzó al reto apoyado en su curiosidad, intuición y capacidad de resolución de problemas.

Diseño del motor E2

• El motor E2 utiliza un ciclo de generador de gas y está compuesto por una turbobomba, una cámara de combustión, un inyector y un generador de gas.
• La turbobomba gira a 50,000 RPM y presuriza varios galones de propelente por segundo a 2000 psi.
• Se adoptó un inyector tipo pintle para simplificar el proceso de fabricación.
• La cámara de combustión se imprimió en 3D con material Inconel y se optimizó el diseño de los canales de enfriamiento.

Fabricación de hardware

• Al inicio, ABL fabricó las piezas iniciales del motor con proveedores de manufactura de componentes, pero por temas de costo y lead time aseguró su propia capacidad de producción interna.
• Con la incorporación de una fresadora de 5 ejes y tornos, y contratando técnicos, comenzaron a producir internamente el impulsor y la turbina.
• Con mejoras de diseño y de capacidad de fabricación, redujeron el tiempo de producción del impulsor y la turbina, y recortaron de forma considerable los costos.

Composición del equipo

• Un equipo de ingeniería que se enfoca en el diseño y la fabricación del motor y otro que disfruta de las pruebas de campo funciona de manera efectiva.
• Un ingeniero que no depende en exceso de la experiencia previa y que piensa desde First Principles resulta más exitoso.
• Es clave que el ingeniero quiera entender el cohete en su totalidad, no solo su área de especialidad.
• La capacidad de resolver problemas y la intuición mecánica/fluidodinámica son las cualidades más importantes.

Pruebas y repetición

• En el verano de 2019 realizaron la primera prueba del motor E2 y enfrentaron diversos problemas, buscando soluciones.
• En 2020 realizaron la prueba de la turbobomba en AFRL y lograron un funcionamiento estable.
• En 2021 construyeron un nuevo sitio de pruebas en Mojave y comenzaron las pruebas de motores para vuelo.
• A través de ensayos y errores, el motor, los ingenieros y la empresa se fortalecieron.
• Mantener las pruebas continuamente y detectar y resolver fallas es clave.

Opinión de GN⁺

• El caso de desarrollo de motores de ABL se convertirá en un excelente precedente para que las startups de aeroespacio lo tomen como referencia. Es un logro impresionante que un equipo pequeño haya desarrollado un motor propio en un periodo corto.
• Parecen ser factores de éxito un diseño de motor simple y fácil de administrar, una fabricación rápida mediante integración vertical y una cultura de ingeniería centrada en el campo.
• Sin embargo, probablemente sea necesaria una validación adicional del motor con vuelos reales. Solo con pruebas de combustión en tierra es difícil garantizar plenamente el rendimiento y la confiabilidad en condiciones reales de vuelo.
• Para igualar el know-how y la capacidad técnica de los fabricantes de motores de cohetes establecidos, hará falta más tiempo y experiencia. En particular, se espera que el desarrollo de motores reutilizables sea un reto clave hacia el futuro.
• Aun así, el caso de ABL es un gran ejemplo de que es posible desarrollar un motor de cohete de forma innovadora rompiendo con las prácticas tradicionales. Se espera que inspire a otras startups.

[GN⁺]

Comentario de Hacker News

• Los informes de la NASA y la NRO, especialmente los de las décadas de 1950 y 1960, son un caso de referencia de redacción técnica clara y concisa, y ofrecen una perspectiva valiosa sobre la forma en que se gestionaban los proyectos en esa época.
• La propuesta de ABL de un sistema de lanzamiento basado en contenedores es un sistema de salida rápida que aprovecha de manera creativa metodologías existentes.
• El caso de ampliar la distancia entre las palas de la turbina para reducir drásticamente el tiempo de mecanizado demuestra que, en la fase de diseño, hay que considerar de forma integral la facilidad de fabricación.
• Se reitera la importancia de ciclos de retroalimentación rápidos y del conocimiento tácito en la fabricación de hardware complejo.
• Con Falcon y Starship de SpaceX ya presentes, se echa en falta una explicación de los puntos diferenciadores del cohete de ABL, de sus clientes y de sus ventajas de rendimiento.
• Es un avance interesante que la fabricación de piezas metálicas para motores de cohetes sea posible con impresión 3D.
• La mejora en la tecnología de tanques de presión abre la posibilidad de construir cohetes simples y económicos usando, entre otras cosas, aire líquido.
• Dado que se trata del primer motor, las elecciones de diseño conservador son razonables, y en diseños posteriores se esperan intentos más audaces y arriesgados.
• Mención a un proyecto de radar manual de código abierto con fines educativos.
• Broma sobre si es posible fabricar un cohete Saturn V con ChatGPT.