Principio de propulsión de cohetes
La teoría de la propulsión de cohetes es uno de los fundamentos de la teoría aeroespacial. Un motor de cohete es una herramienta de propulsión que puede proporcionar potencia poderosa para permitir que una nave espacial alcance la velocidad cósmica requerida. Su funcionamiento se basa en el principio del movimiento de reacción directa, lo que resulta especialmente ventajoso para la navegación a alta velocidad.
Entonces, ¿qué es el movimiento de reacción directa?
Según las leyes básicas de la mecánica newtoniana, las fuerzas de acción y reacción de dos objetos que interactúan siempre existen al mismo tiempo, sus magnitudes son iguales y sus direcciones son opuestas. Por tanto, cualquier tipo de movimiento es, en términos generales, un movimiento reaccionario. Por poner dos ejemplos: uno es un barco, porque el impulsor del barco actúa sobre el agua, la fuerza de reacción del agua hace que el barco avance; el otro es un motor a reacción (de avión), porque el combustible del motor se quema, El gas expandido se rocía hacia atrás a alta velocidad. El motor recibe empuje en dirección opuesta a la inyección de gas y avanza.
Al estudiar el fenómeno del empuje desde el punto de vista más general, no hay diferencia entre los dos tipos de movimiento anteriores. Ambos están impulsados por una fuerza de reacción. Sin embargo, a juzgar por las características de la fuerza de reacción generada, existe una diferencia entre los dos: en el primer ejemplo, el motor por sí solo no puede provocar el movimiento, es sólo una fuente de energía si hay un motor en el barco sin impulsor. , entonces la potencia del motor no será la misma. Es tan grande que el barco no puede moverse. Por lo tanto, además del motor (energía), existe un mecanismo intermedio entre el motor y un objeto externo (como el agua en este ejemplo), que interactúa con un objeto externo y resiste la fuerza de reacción resultante. Este mecanismo intermedio suele denominarse hélice (como en este caso impulsor), no existe ningún mecanismo intermedio y el empuje se genera por la reacción del gas sobre el propio motor. Al primer tipo de movimiento lo llamamos movimiento de reacción indirecta y al segundo tipo de movimiento movimiento de reacción directa. Por supuesto, también existen tipos híbridos en los que coexisten el movimiento de reacción directa e indirecta, como en un motor turbohélice, parte de la energía del motor se transfiere a la hélice (hélice) y la otra parte genera el movimiento de reacción directa del flujo de gas.
La propulsión a chorro es un movimiento de reacción directa. Entonces, ¿qué es la propulsión a chorro? El método de propulsión en el que se expulsa materia de un objeto propulsado en forma de chorro de gas se llama propulsión a chorro.
La sustancia expulsada por la propulsión a reacción se llama propulsor; el motor que utiliza la propulsión a reacción para generar empuje se llama motor a reacción. Al moverse, uno de los objetos que interactúan es el propio motor y el otro es el flujo de aire a alta velocidad expulsado desde su interior. La fuerza de reacción generada por el flujo de aire a alta velocidad actúa sobre el propio motor en dirección opuesta a la dirección del flujo de aire. Esto se llama empuje.
Los motores a reacción se dividen en dos categorías:
La primera es un motor a reacción de aire, que es un motor a reacción que utiliza la atmósfera para generar chorros. Por ejemplo: utilizar el oxígeno de la atmósfera como oxidante para quemar combustible y producir un chorro de gas; o calentar el aire en un intercambiador de calor nuclear y luego expulsarlo por la boquilla.
El segundo es el motor del cohete; , que transporta todos los aviones en su propio motor a reacción Material. Por ejemplo: con oxidante y agente de combustión para producir un chorro de gas.
El empuje y la velocidad alcanzados por los motores de cohetes superan con creces los de los métodos de propulsión ordinarios. Este tipo de motor no depende de las condiciones del medio circundante y también puede funcionar en el entorno espacial. Esta característica garantiza que a diferentes velocidades de vuelo, el empuje generado por el motor no se vea afectado por la capacidad de aceptación de aire y también sea constante. hace el cohete (La velocidad de vuelo que puede alcanzar el motor es mucho mayor que la de cualquier otro tipo de motor; en segundo lugar, al ser un movimiento de reacción directa, no existe ningún mecanismo intermedio, y no existe ningún mecanismo de movimiento que limite el funcionamiento). temperatura en el canal de inyección principal, que determina el cohete. La estructura del motor es simple, pero el empuje generado es muy grande.