mayo 11, 2021

Piezas de cohete

Dibujo de computadora de un cohete con las partes etiquetadas.

El estudio de cohetes es una excelente manera para que los estudiantes aprendan los fundamentos de las fuerzas y las respuestas de un objeto a forces.In vuelo, un cohete está sujeto a las fuerzas de peso, empuje y aerodinámica.En esta diapositiva, hemos eliminado la «piel» externa para que podamos ver las partes que hacen un cohete.Hay muchas partes que componen un cohete. Para el diseño y el análisis, los ingenieros agrupan en sistemas piezas que tienen la misma función. Hay cuatro sistemas principales en un cohete a gran escala: el sistema estructural, el sistema de carga de pago, el sistema de guía y el sistema de propulsión.

El sistema estructural, o marco, es similar alfuselage de un avión.El marco está hecho de materiales muy fuertes pero livianos, como titanio o aluminio, y generalmente emplea largos «largueros» que van de arriba a abajo y están conectados a «aros» que giran alrededor de la circunferencia. La «piel» se une a los largueros y aros para formar la forma básica del cohete. La piel puede estar recubierta con un sistema de protección térmica para evitar el calor de la fricción del aire durante el vuelo y mantenerse en las temperaturas frías necesarias para ciertos combustibles y oxidantes.Las aletas están unidas a algunos cohetes en la parte inferior del bastidor para proporcionar estabilidad durante el vuelo.

El sistema de carga útil de un cohete depende de la misión del cohete.Las primeras cargas útiles en cohetes eran fuegos artificiales para celebrar vacaciones.La carga útil del V2 alemán, que se muestra en la figura, era de varios miles de libras de explosivos.Después de la Segunda Guerra Mundial, muchos países desarrollaron misiles balísticos guiados armados con ojivas nucleares para cargas útiles.Los mismos cohetes fueron modificados para lanzar satélites con una amplia gama de misiones; comunicaciones, monitoreo del clima, espionaje,exploración planetaria y observatorios, como el telescopio espacial Hubble. Se desarrollaron cohetes especiales para lanzar a las personas en el orbitando terrestre a la superficie de la Luna.

El sistema de guía de un cohete puede incluir sensores muy sofisticados, computadoras a bordo, radares y equipos de comunicación para maniobrar el cohete en vuelo.Se han desarrollado muchos métodos diferentes para controlar los cohetes en vuelo.El sistema de guía V2 incluía pequeñas paletas en el escape de la boquilla para desviar el empuje del motor. Los cohetes modernos normalmente giran la boquilla para maniobrar el cohete.El sistema de guía también debe proporcionar cierto nivel de estabilidad para que el cohete no caiga en vuelo.

Como pueden ver en la figura, la mayor parte de un cohete a gran escala es un sistema de propulsión.Hay dos clases principales de sistemas de propulsión,motores de cohetes líquidos y motores de cohetes sólidos.El V2 usaba un motor de cohete líquido que consistía en tanques de combustible y oxidante (propulsor), bombas, una cámara de combustión con boquilla y las tuberías asociadas. El transbordador espacial, Delta II y Titan III usan correas de cohete sólidas.

Las diversas partes del cohete descritas anteriormente se han agrupado por función en estructura, carga útil, guía y sistemas de propulsión. Hay otras agrupaciones posibles. Con el fin de determinar el peso y el rendimiento del vuelo, los ingenieros a menudo agrupan la carga útil,la estructura, la estructura de propulsión (toberas, bombas, tanques, etc.).), y guía en un único parámetro de peso vacío. El peso restante del propulsor se convierte entonces en el único factor que cambia con el tiempo a la hora de determinar el rendimiento del cohete.

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