Propulsão dos Foguetes
Propulsão dos Foguetes
Princípio de funcionamento do motor de foguete: os gases expelidos pelo bocal provocam um movimento para cima por reação.
O principio de funcionamento de motor de foguete baseia-se na 3º Lei de Newton , a lei da "ação e reação", que diz que " a toda ação corresponde uma reação, com a mesma intensidade, mesma direção e sentidos contrários".
O combustível do foguete pesa 20 vezes mais que ele vazio.
Veja o vídeo de um lançamento:
Propulsão por combustível sólido
Grosseiramente, os combustíveis sólidos podem ser definidos basicamente como uma espécie de estopim em pó embalado e comprimido, onde a carga é uma mistura de combustível seco com o comburente, que também é uma substância seca, porem rica em oxigênio. Um exemplo entre muitos, é a mistura de perclorato de amônio e poli-isobutano, utilizados em alguns mísseis terra-ar. Este combustível apesar de seguro e simples, produz um LSP baixo, além da exigência de uma estrutura muito mais pesada e resistente para a câmara de combustão. Por ser combustível sólido, o único controle possível é a taxa da queima, e esta é determinada pela granulometria do propelente ou da forma da câmara de combustão.
Propulsão por combustível líquido
Os foguetes que utilizam combustível líquido tem inúmeras vantagens sobre os de combustível sólido. Os funcionamentos e estruturas internas de ambos diferem bastante. No caso da propulsão por combustível líquido o propelente e o oxidante são armazenados em reservatórios fora da câmara de combustão. Ao serem misturados na câmara entram em combustão, sendo expelidos em altíssima velocidade pelo bocal, propelindo assim o artefato.
As principais vantagens são:
-A ignição pode ser parada.
-A ignição pode ser reativada.
-Pode haver aceleração e desaceleração da ignição.
-O controle da ignição pode ser executado de forma precisa.
-Câmara de combustão extremamente leve, possibilita maior carga útil do engenho.
As principais desvantagens são:
-O sistema possui peças móveis, válvulas etc.
-Para a efetivação de um controle fino, o nível de complexidade tecnológica é muito alto.
-Devido ao nível de complexidade o sistema é passível de falhas e defeitos inesperados podem ocorrer.
-De uma forma geral, são menos seguros que os dispositivos de combustível sólido.
-Os combustíveis líquidos mais utilizados para a propulsão dos artefatos são a hidrazina e o Hidrogénio líquido, que são bombeados separadamente do oxigênio para o interior da câmara de combustão. A hidrazina é mais utilizada para pequenas correções de trajetórias através de micropropulsores. Já o Hidrogênio líquido é utilizado em propulsores de maior porte.
Propulsão nuclear
A propulsão nuclear é um processo que envolve alta tecnologia de materiais e controle da reação. Ainda é utilizada apenas experimentalmente e envolve grandes riscos ao meio ambiente. O MIT nos Estados Unidos da América desde a década de 1960, pesquisa um motor para propulsão nuclear.
O processo de fissão, onde um núcleo pesado, contendo pilhas de urânio, absorve um nêutron e se divide em dois fragmentos de massa aproximadamente idêntica. A reação libera grande quantidade de energia, assim como muitos nêutrons, que colidem com outros núcleos pesados e provocam sua fissão. A repetição desse processo gera uma reação em cadeia na qual vários bilhões de núcleos são fissionados numa pequena fração de segundo. O combustível então, é bombeado através de perfurações no núcleo, é superaquecido e expelido por um bocal adquirindo grande velocidade e gerando um jato muito veloz que impulsiona o artefato, este jato, é extremamente radioativo, sendo portanto proibitivo seu uso na Terra.
O processo de propulsão por fusão nuclear comparativamente (em teoria), produz dois milhões de vezes mais energia que o de fissão para a mesma quantidade de combustível (em massa) nuclear.
Ainda não foram, ao que se sabe, experimentados na prática sistemas que utilizam a fusão nuclear. As possibilidades são apenas teóricas e as simulações efetuadas virtualmente. Estas indicam que um artefato propelido por fusão nuclear, isto é, convertendo dois átomos de hidrogênio em hélio, por exemplo, deveria utilizar células propelentes. Estas seriam minúsculas bombas de fusão, que seriam ignificadas numa câmara blindada e envolta com intenso campo magnético. O plasma gerado em altíssima velocidade pela explosão, seria direcionado para um bocal e produziria uma grande aceleração do artefato. Da mesma forma que a propulsão por fissão, a fusão também seria proibitiva de ser utilizada na Terra.
Fonte: ufsm
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