Un cono de morro es la sección delantera de forma cónica de un cohete , misil guiado o avión , diseñada para modular el comportamiento del flujo de aire que se aproxima y minimizar la resistencia aerodinámica . Los conos de morro también están diseñados para embarcaciones sumergidas, como submarinos , sumergibles y torpedos , y en vehículos terrestres de alta velocidad, como vehículos cohete y velomóviles .
En un vehículo cohete suborbital , consta de una cámara o cámaras en las que se pueden transportar instrumentos, animales, plantas o equipos auxiliares, y una superficie exterior construida para soportar altas temperaturas generadas por el calentamiento aerodinámico . Gran parte de la investigación fundamental relacionada con el vuelo hipersónico se realizó para crear diseños viables de cono de morro para la reentrada atmosférica de naves espaciales y vehículos de reentrada de misiles balísticos intercontinentales .
En un vehículo de lanzamiento de satélites , el cono frontal puede convertirse en el propio satélite después de separarse de la etapa final del cohete, o puede usarse como carenado de carga útil para proteger el satélite hasta que salga de la atmósfera, para luego separarse (a menudo en dos mitades) del satélite.
En los aviones de pasajeros, el cono frontal es también un radón que protege el radar meteorológico de las fuerzas aerodinámicas.
La forma del cono de la nariz debe elegirse para que genere la mínima resistencia, por lo que se utiliza un sólido de revolución que ofrezca la menor resistencia al movimiento. El artículo sobre el diseño del cono de la nariz contiene posibles formas y fórmulas.
Debido a las temperaturas extremas involucradas, los conos de nariz para aplicaciones de alta velocidad (por ejemplo, velocidades supersónicas o reentrada atmosférica de vehículos orbitales ) tienen que estar hechos de materiales refractarios . El carbono pirolítico es una opción, el compuesto de carbono-carbono reforzado o la cerámica HRSI son otras opciones populares. Otra estrategia de diseño es usar escudos térmicos ablativos , que se consumen durante la operación, eliminando así el exceso de calor. Los materiales utilizados para escudos ablativos incluyen, por ejemplo, carbono fenólico, compuesto de polidimetilsiloxano con relleno de sílice y fibras de carbono , o como en algunos vehículos de reentrada FSW chinos, madera de roble . [1]
En general, las limitaciones y los objetivos del reingreso atmosférico entran en conflicto con los de otras aplicaciones de vuelo de alta velocidad; durante el reingreso se utiliza con frecuencia una forma roma de reingreso de alta resistencia, que minimiza la transferencia de calor al crear una onda de choque que se separa del vehículo, pero algunos materiales de temperatura muy alta pueden permitir diseños con bordes más afilados.
Dado el problema del diseño aerodinámico de la sección del cono de morro de cualquier vehículo o carrocería destinada a viajar a través de un medio fluido compresible (como un cohete o una aeronave , un misil o una bala ), un problema importante es la determinación de la forma geométrica del cono de morro para un rendimiento óptimo. Para muchas aplicaciones, dicha tarea requiere la definición de una forma de sólido de revolución que experimente una resistencia mínima al movimiento rápido a través de dicho medio fluido, que consiste en partículas elásticas.