Motor cohete
Un motor cohete es un dispositivo que produce una fuerza al empujar gases a gran velocidad fuera de una boquilla. Los motores de cohetes queman productos químicos como el petróleo y el oxígeno líquido a presiones y temperaturas muy altas para convertir la energía química en movimiento. En algunos casos (como los cohetes de la NASA), la fuerza creada puede ser superior a 1.000.000 de libras de fuerza (4.400.000 newtons).
Una manguera de jardín muestra cómo el fluido en movimiento puede crear una fuerza. Cuando una manguera se gira hacia arriba, la manguera serpenteará a menos que se mantenga quieta. El agua que sale está creando una fuerza en la manguera al igual que los gases del motor del cohete empujan el motor del cohete.
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Líquidos, sólidos e híbridos
Algunos motores de cohete queman combustibles líquidos y otros combustibles sólidos. Los motores de cohete de combustible sólido se denominan a veces "motores de cohete".
Los motores de cohetes de combustible líquido suelen requerir complejas bombas y válvulas para trasladar adecuadamente (y presurizar) los líquidos desde el depósito de combustible hasta el propio motor. Estas máquinas deben trabajar a temperaturas y presiones extremas. El oxígeno líquido está muy frío (-223˚C) mientras que el motor está muy caliente (3000˚C), y la presión es a menudo cientos de veces mayor que la presión normal del aire. Debido a estas condiciones, los motores de cohetes de combustible líquido suelen ser muy complejos y requieren materiales muy especializados (metales, cerámica, etc.).
Los motores de cohetes de combustible sólido tienen el combustible (llamado propulsor) como una mezcla sólida de un oxidante y combustible. El oxidante ayuda a la combustión del combustible de la misma manera que el oxígeno ayuda a la combustión. El oxidante común es perclorato de amonio en polvo, mientras que el combustible común es aluminio metálico en polvo. Los dos polvos se unen con un tercer componente conocido como aglutinante. El aglutinante es un sólido gomoso que también arde como combustible. Esta sencilla idea hace que los motores de cohetes sólidos sean más baratos, pero no se pueden apagar ni controlar y tienen más probabilidades de explotar que los motores de cohetes líquidos. Los cohetes sólidos también proporcionan un menor impulso específico, por lo que deben ser más pesados para lanzar la misma carga útil.
Los misiles militares suelen utilizar cohetes sólidos porque pueden mantenerse listos durante muchos años. Muchos lanzadores de satélites utilizan cohetes sólidos al inicio, pero cohetes líquidos durante la mayor parte del vuelo.
Los motores cohete híbridos combinan las dos ideas. Los dos propulsores son estados de la materia diferentes, a menudo con oxidantes líquidos y combustibles sólidos. No se utilizan mucho, pero podrían ser más seguros que los motores de cohetes sólidos o los motores de cohetes líquidos
Especificaciones del motor para cohetes de líquido | ||||||||||||||
| RL-10 | HM7B | Vinci | KVD-1 | CE-7.5 | CE-20 | YF-75 | YF-75D | RD-0146 | ES-702 | ES-1001 | LE-5 | LE-5A | LE-5B |
País de origen | ||||||||||||||
Ciclo | Expansor | Generador de gas | Expansor | Combustión por etapas | Combustión por etapas | Generador de gas | Generador de gas | Expansor | Expansor | Generador de gas | Generador de gas | Generador de gas | Ciclo de purga del expansor | Ciclo de sangrado del expansor |
Empuje (vac.) | 66,7 kN (15.000 lbf) | 62,7 kN | 180 kN | 69,6 kN | 73 kN | 200 kN | 78,45 kN | 88,26 kN | 98,1 kN (22.054 lbf) | 68,6kN (7,0 tf) | 98kN (10,0 tf) | 102,9kN (10,5 tf) | r121,5kN (12,4 tf) | 137,2kN (14 tf) |
Proporción de la mezcla | 5.2 | 6.0 | 5.2 | 6.0 | 5.5 | 5 | 5 | |||||||
Relación de boquillas | 40 | 100 | 80 | 80 | 40 | 40 | 140 | 130 | 110 | |||||
Isp (vac.) | 433 | 444.2 | 465 | 462 | 454 | 443 | 438 | 442 | 463 | 425 | 425 | 450 | 452 | 447 |
Presión de la cámara :MPa | 2.35 | 3.5 | 6.1 | 5.6 | 5.8 | 6.0 | 3.68 | 7.74 | 2.45 | 3.51 | 3.65 | 3.98 | 3.58 | |
LH2 TP rpm | 125,000 | 41,000 | 46,310 | 50,000 | 51,000 | 52,000 | ||||||||
LOX TP rpm | 16,680 | 21,080 | 16,000 | 17,000 | 18,000 | |||||||||
Longitud m | 1.73 | 1.8 | 2.2~4.2 | 2.14 | 2.14 | 2.8 | 2.2 | 2.68 | 2.69 | 2.79 | ||||
Peso en seco kg | 135 | 165 | 280 | 282 | 435 | 558 | 550 | 242 | 255.8 | 259.4 | 255 | 248 | 285 |
RS-68 en pruebas.