Motor cohete
Usualmente, los motores cohete emplean una reacción de combustión para suministrar la energía necesaria para acelerar la masa de propulsante pero existen otras posibilidades que emplean energía nuclear o eléctrica en este cometido.
Sin embargo, en todas sus variantes son los únicos sistemas de propulsión que pueden utilizarse en el espacio.
En los motores cohete las altas temperaturas y presiones favorecen el buen rendimiento, pues permite montar toberas más largas en el motor, lo que proporciona mayores velocidades de escape, así como un mejor rendimiento termodinámico.
Los motores cohete híbridos utilizan una combinación de propulsores sólidos y líquidos o gaseosos.
Los cohetes tanto líquidos como híbridos utilizan inyectores para introducir el propulsor en la cámara.
A diferencia de los motores a reacción que consumen aire, no está presente el nitrógeno atmosférico que tiene como efecto diluir y enfriar la combustión, y la temperatura puede alcanzar valores casi estequiométricos.
Por razones aerodinámicas del flujo va sónica (" chokes ") en la parte más estrecha de la boquilla, la 'garganta'.
La expansión en la tobera del cohete luego multiplica aún más la velocidad, típicamente entre 1,5 y 2 veces, dando un chorro de escape hipersónico muy colimado.
A toda velocidad, el empuje neto de un motor cohete mejora ligeramente al aumentar la altitud, ya que como la presión atmosférica disminuye con la altitud, la presión de empuje aumenta plazo.
Debido a que el impulso específico varía con la presión, es útil una cantidad fácil de comparar y calcular.
Y por otro lado esta la transferencia de la energía cinética del chorro al vehículo.
Teniendo en cuenta las temperaturas alcanzadas, se puede lograr más del 60% de eficiencia con los cohetes químicos.
Pero en los motores con propergoles líquidos hay que descontar el trabajo necesario para impulsarlos y aumentar su presión.
Existen varios esquemas, algunos utilizan sustancias distintas y otros quema parte de los propergoles para impulsar la turbobomba.
Va aumentado hasta llegar al óptimo y luego vuelve a disminuir de forma más lenta.
Aunque este propulsor posee grandes virtudes en muchos sentidos, tiene una densidad muy baja, aproximadamente un catorceavo de la del agua.
Es importante que estos materiales se impide la combustión, fusión o vaporización hasta el punto de fallo.
Esto se puede conseguir haciendo la velocidad del refrigerante en los conductos lo más alto posible.
La combustión puede presentar inestabilidades no deseadas, de naturaleza repentina o periódica.
Para todos los tamaños más pequeños pero muy, escape cohete en comparación con otros motores en general es muy ruidoso.
Para los grandes cohetes a corta distancia, los efectos acústicos en realidad podría matar.
Esto significa que los elementos de baja masa atómica se ven favorecidos.
El hidrógeno líquido (LH2) y el oxígeno líquido (LOX, o LO2), son los propulsores más efectivos en términos de velocidad de escape ampliamente utilizados hasta la fecha, aunque algunas combinaciones exóticas que implican boro u ozono líquido son potencialmente algo mejores en teoría, y para ser utilizados primero deben resolver varios problemas prácticos importantes.
El modo más extendido para producir esta ionización es por medio de un metal poroso (p.e.
[34] En los cohetes líquidos e híbridos, el encendido inmediato del propergol es esencial, ya que primero entra en la cámara de combustión.
En contra de esta reputación, los cohetes cuidadosamente diseñados pueden hacerse arbitrariamente fiable.
[35] Sin embargo, no parece haber sido lo suficientemente potente como para despegar bajo su propio impulso.
Estos de forma independientemente se convirtieron en una realidad gracias a Robert Goddard.
Hasta entonces enfriar la tobera era problemático, y el misil balístico A4, más conocido como V-2, utilizaba alcohol diluido como combustible, lo que reduce suficientemente la temperatura de combustión.
Los motores de hidrógeno se emplearon como parte del proyecto Apollo, emplear hidrógeno líquido como combustible da una masa fase bastante menor, reduciendo así el tamaño global y el coste del vehículo pero por otro lado la tecnología criogénica necesaria para manipular el hidrógeno líquido es compleja y su baja densidad requiera de bombas voluminosas.
