El empuje es la fuerza que mueve cualquier aeronave por el aire. El empuje es generado por el sistema de propulsión de la aeronave. Los diferentes sistemas de propulsión desarrollan el empuje de manera indiferente, pero todo el empuje se genera a través de alguna aplicación de la tercera ley del movimiento de Newton. En cualquier sistema de propulsión, un fluido de trabajo es acelerado por el sistema y la reacción a esta aceleración produce una fuerza en el sistema. Una derivación general de la ecuación del empuje muestra que la cantidad de empuje generada depende del flujo de masa que atraviesa el motor y de la velocidad de salida del gas.
Durante y después de la Segunda Guerra Mundial, se construyeron varios aviones propulsados por cohetes para explorar los vuelos de alta velocidad.El X-1A, utilizado para romper la «barrera del sonido», y el X-15 eran aviones propulsados por cohetes. En un motor cohete, el combustible y una fuente de oxígeno, llamada oxidante, se mezclan y explotan en una cámara de combustión. En un cohete, el gas acelerado, o el fluido de trabajo, es el gas de escape caliente producido durante la combustión. Este es un fluido de trabajo diferente al que se encuentra en un motor de turbina o en un avión de hélice.Los motores de turbina y las hélices utilizan aire de la atmósfera como fluido de trabajo, pero los cohetes utilizan los gases de escape de la combustión.En el espacio exterior no hay atmósfera, por lo que las turbinas y las hélices no pueden funcionar allí.Esto explica por qué un cohete funciona en el espacio, pero un motor de turbina o una hélice no funcionan.
Hay dos categorías principales de motores de cohetes: cohetes líquidos y cohetes sólidos. En un cohete líquido, los propulsores, el combustible y el oxidante, se almacenan por separado como líquidos y se bombean a la cámara de combustión de la tobera, donde se produce la combustión. En un cohete sólido, los propulsores se mezclan y se empaquetan en un cilindro sólido. En condiciones normales de temperatura, los propulsores no arden, pero sí lo hacen cuando se exponen a una fuente de calor proporcionada por un encendedor. Los cohetes líquidos suelen ser más pesados y complejos debido a las bombas y los tanques de almacenamiento. Los propulsores se cargan en el cohete justo antes del lanzamiento.Un cohete sólido es mucho más fácil de manejar y puede permanecer durante años antes de disparar.
En esta diapositiva, mostramos una imagen de un avión cohete-potencia X-15 en la parte superior izquierda y una imagen de una prueba de motor cohete en la parte inferior derecha. En la imagen de la derecha, sólo vemos la parte exterior de la tobera del cohete, con el gas caliente saliendo por la parte inferior. El X-15 estaba propulsado por un motor de cohete líquido y llevaba a un solo piloto a una altura de más de 60 millas sobre la tierra. El X-15 voló a más de seis veces la velocidad del sonido hace casi 40 años. El récord de velocidad de un avión pilotado sólo lo supera hoy el transbordador espacial. El récord de altitud sólo es superado por el Transbordador Espacial y la reciente Nave Espacial 1, que también utilizó propulsión por cohetes.
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