Sistemas De Propulsion

Sistemas De Propulsión

Un sistema de propulsión consiste en el proceso de cambiar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo en relación con un sistema de referencia dado. Este proceso puede llevarse a cabo por diversos medios, utilizando fuentes de energía diferentes, por ejemplo, la energía molecular de los enlaces químicos, la energía almacenada en baterías o desde, las reacciones nucleares solares y la energía de fisión nuclear y el decaimiento de los isótopos radiactivos. Un cuerpo puede ser acelerado por las fuentes de energía locales, es decir, las lleva junto con él, como el combustible almacenado en los tanques, o fuentes externas tales como la presión de la radiación solar. La fuerza motriz se utiliza para mover vehículos, aeronaves, automóviles, trenes, barcos, submarinos, etc.

El Laboratorio de Combustión y Propulsión (LCP) limita su investigación a las plantas adecuadas para la propulsión aeroespacial, en particular para la propulsión de satélites y auxiliares de propulsión de vehículos espaciales, que suelen ser producidos por los motores de cohetes pequeños adjuntos o miembros de sus propias estructuras. Esta propulsión tradicional se llama “propulsión a chorro” y se obtiene por la reacción de un vehículo para la cantidad de movimiento de la materia eyectada.

En la propulsión química, la energía utilizada proviene de los enlaces químicos de pro pulsante molecular (combustible y oxidante).

La reacción química entre el pro pulsante transforma la energía contenida en los enlaces químicos de las moléculas de los propulsores de la energía cinética y eyecciones (productos de la combustión), que puede ser en estado sólido o líquido, de plasma gaseoso o mixto. La temperatura de estas reacciones es variable, normalmente entre 2.000 y 4.000 ° C y los productos se expulsan a través de una boquilla o la boquilla, supersónicas en velocidades que van desde 1800 hasta 4300 m / s.

Otra forma de propulsión química es aquella en la cual un combustible líquido se descompone en presencia de catalizadores, el suministro de material gaseoso a altas temperaturas y aumento sustancial en el volumen, lo que aumenta la presión dentro de la cámara en la que el fenómeno se produce. Los gases resultantes se expulsa a producir empuje.

Los distintos procesos se clasifican en la propulsión química, los propulsores son sólidos, líquidos o de gas híbrido.

La propulsión se puede utilizar dos combustibles líquidos, un oxidante y un combustible almacenado en la fase líquida, que reaccionan entre sí o, como se mencionó anteriormente, sólo usan un propulsor, que es capaz de descomponerse en presencia de catalizadores, el suministro de gases. En ambos casos, el gas que resulta en alta temperatura y alta presión dentro de la cámara para ser expulsado a través de una boquilla, produciendo el empuje.

Propulsión Espacial:

Se denomina propulsión espacial a cualquier tecnología capaz de impulsar una nave por el espacio. Para efectuar viajes espaciales es necesario algún sistema de propulsión capaz de imprimir aceleración a los vehículos. Debido al vacío del espacio exterior, cualquier aceleración deberá basarse en la tercera ley Newton o Ley de acción y reacción, según la cual, "por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad pero de sentido contrario". De esta manera, si un objeto expulsa parte de su masa en una dirección, el resto del objeto se desplazará en sentido contrario. Éste es el fundamento de los motores a reacción, también llamados de "propulsión a chorro": en ellos, parte de la masa de la nave (el combustible) es expulsada a gran velocidad en una dirección, ocasionando que el resto de la nave se desplace en el sentido opuesto.

El motor más empleado para la propulsión de naves espaciales es el motor cohete, pues es capaz de generar una enorme potencia y, a diferencia de otros tipos de motores, no necesita de atmosfera para funcionar. Sin embargo, a pesar de la gran potencia de los motores cohete, las enormes distancias espaciales demandan motores con un impulso específico mayor, esto es, capaz de obtener más velocidad con el mismo peso de propelente. Con este propósito se están desarrollando los motores iónicos, que gracias a la mayor velocidad de salida del propelente pueden ser diez veces más eficientes. Aun así, ningún motor conocido hasta el momento es capaz de obtener velocidades suficientes como para plantear viajes interestelares. No obstante, existen diversas alternativas a los motores a reacción: la más inmediata la constituyen las velas solares, capaces de obtener impulso de la radiación, del viento solar, incluso de rayos láser o de microondas enviados desde la Tierra.

Cinemática de la propulsión:

Una nave espacial modifica su velocidad mediante su sistema propulsor. Debido a la inercia, cuanta más masa posea la nave, más difícil será acelerarla. Por ello se suele hablar del momento de una nave, y para cuantificar el cambio de momento se habla de impulso. De esta forma, el objetivo de la propulsión en el espacio es crear impulso. Cuando la nave espacial es lanzada desde la Tierra, el método de propulsión empleado deberá superar la fuerza gravitacional para obtener una aceleración neta positiva. Ponerse en órbita consiste en alcanzar una velocidad tangencial tal que genere una fuerza centrípeta suficiente para compensar el efecto del campo gravitatorio de la Tierra.

La razón de cambio de la velocidad se denomina aceleración, y la razón de cambio de momento se denomina fuerza. De esta forma, para alcanzar una cierta velocidad, se puede imprimir una pequeña aceleración durante un periodo largo de tiempo, o puede imprimirse una gran aceleración durante un periodo corto de tiempo. De forma similar, se puede lograr un mismo impulso con una gran fuerza aplicada durante un corto período, o con una fuerza menor pero aplicada más tiempo. En ausencia de fuerzas externas, según las leyes de conservación del momento, para acelerar un cuerpo en el vacío parte de su masa deberá desplazarse en sentido opuesto al resto. Esta masa que se desplaza en sentido opuesto es el propelente, y su masa se denomina "masa de reacción".

¿Cómo Funcionan Los Transbordadores Espaciales?

Para poder mover una masa tan pesada como es el transbordador y ponerlo en órbita, aparte de los dos cohetes sólidos y el tanque de combustible que se han comentado antes, hacen falta tres motores principales en el orbitador y un sistema de maniobra orbital llamado OMS. Los cohetes sólidos son los que proporcionan la mayoría de la fuerza principal de propulsión que se necesita para levantar el transbordador espacial de la estructura de lanzamiento. También

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