¿Qué es un motor de cohete?

Un motor de cohete es un tipo de motor a reacción, lo que significa que es un motor de reacción que crea el empuje al descargar una corriente de gas de alta velocidad en lo opuesto a la dirección de viaje deseada, impulsándose hacia adelante debido a la conservación del momento. La característica distintiva de un cohete es que su chorro propulsivo se produce completamente de la masa propulsor del motor, sin nada de eso tomado del entorno externo. Esto difiere de otras formas de motores a reacción, como turborizos, turbofans y ramjets, que mezclan su combustible con aire comprimido de la atmósfera para combustir su combustible y producir un chorro. La tecnología de motor de cohetes es esencial para el vuelo espacial, porque los cohetes pueden funcionar fuera de una atmósfera. Los cohetes también se utilizan para fines como fuegos artificiales, armas y aviones de alta velocidad.

Existen varias formas de motor de cohete. El tipo más utilizado se llama cohete químico. Un cohete químico se impulsa hacia adelante mediante reacciones químicas en su proopeLlant que produce calor, produciendo una corriente de escape de alta velocidad que se descarga desde la parte trasera del cohete. Cada cohete químico lleva una sustancia propulsor inflamable como su suministro de combustible. Esto se combina con una sustancia aún más inflamable, llamada iniciador o encendedor. El iniciador se enciende, generalmente a través de una chispa eléctrica o carga pirotécnica, y el calor a su vez enciende al propulsor, que arde para producir un chorro de escape propulsivo.

Los productos químicos propulsores pueden ser sólidos, líquidos o sólidos combinados con líquidos o gases. En un cohete de combustible sólido, el propelente sólido, llamado grano, se almacena junto con productos químicos oxidantes que sirven como iniciador, mientras que los cohetes de combustible líquido almacenan el propulsor y el iniciador líquido en tanques separados hasta que es hora de liberarlos en la cámara de combustión para mezclar. Los cohetes de combustible híbridos usan un propulsor sólido, que es thEN mezclado con un iniciador líquido o gaseoso almacenado en un tanque separado hasta que esté listo para ser utilizado.

El combustible sólido más común utilizado hoy en día se llama propelente compuesto de perclorato de amonio (APCP), que se refiere a una serie de diferentes mezclas químicas que incorporan tanto el propulsor como el iniciador. APCP comúnmente incluye el perclorato de amonio oxidante (NH ₄ CLO ₄ ), polímeros elásticos llamados elastómeros y aluminio en polvo u otros metales. Los combustibles de cohetes líquidos a menudo se componen de oxígeno líquido mezclado con queroseno refinado o hidrógeno líquido o de tetroxido de dinitrógeno (n ₂ o ₄ ) mezclado con hidrazina (n ₂ h ₄ ) o uno de sus derivados.

Los cohetes de combustible sólido fueron la primera forma de motor de cohetes, pero han sido suplantados en gran medida por diseños de combustibles líquidos y híbridos más eficientes. Sin embargo, todavía se usan comúnmente para fines como fuegos artificiales y cohetes modelo, y a veces se usan en el vuelo espacial para lanzarPequeñas cargas útiles en órbita o como suplementos a un cohete de combustible líquido para aumentar la capacidad de carga útil. Por ejemplo, el transbordador espacial utiliza un solo cohete de combustible líquido grande flanqueado por dos cohetes de combustible sólido más pequeños para alcanzar la órbita.

Un cohete térmico utiliza un propelente que se calienta a partir de una fuente de calor externa en lugar de por reacciones químicas en el propio propelente. Los cohetes de agua caliente, también llamados cohetes de vapor, usan agua como propelente calentándolo para producir chorros de vapor. Esos se usan con frecuencia en vehículos terrestres de muy alta velocidad, como corredores de arrastre. Los cohetes electrotermales usan campos eléctricos para producir plasma calentado, que luego calienta el propulsor para producir un chorro. Los cohetes electrotermales son útiles para producir breves ráfagas de empuje y comúnmente utilizados para fines como el control de altitud en satélites.

Se han propuesto varios otros tipos de cohetes térmicos y eventualmente pueden ver el uso. Un cohete térmico solar usaría energía solar como fuente de calor, EITElla exponiendo al propelente directamente a la radiación del sol o usando energía solar para alimentar a un intercambiador de calor que calentaría al propulsor. La energía solar se reuniría y se concentraría a través de espejos o lentes para proporcionar suficiente calor concentrado. Un motor de cohete térmico también podría ser alimentado por energía transmitida a él desde una fuente externa a través de vigas láser o microondas. Un cohete térmico con motor nuclear podría calentar a su propulsor con la energía de un reactor nuclear o de la descomposición de los isótopos radiactivos.