Fogueton

Un fogueton ye ua máquina que se çloca spelindo atrás de si un fluxo de gáç a alta belocidade. Por cunserbaçon de la cantidade de mobimiento (massa multiplicada por belocidade), l fogueton çloca-se ne l sentido cuntrário cun belocidade tal que, multeplicada pula massa de l fogueton, l balor de la cantidade de mobimiento ye eigual al de l gases spelidos.

Por stenson, l beiclo, giralmente spacial, que ten motor(es) de porpulson deste tipo ye chamado fogueton ó míssel. Normalmente, l sou oubjetibo ye ambiar oubjetos (specialmente satélites arteficiales i sondas spaciales) i/ó foguetones i homes al spácio (beija atmosfera).

Un fogueton ye custituído por ua strutura, un motor de porpulson por reaçon i ua carga útele. La strutura sirbe para albergar ls tanques de cumbustible i ouxidante (cumburente) i la carga útele. Chama-se tamien "fogueton" al motor de porpulson solo.

Eisisten bárias formas de forçar ls gases de scape para fuora de l fogueton cun einergie que chegue para cunseguir porpulsionar l fogueton pa la frente (e.y., bários tipos de motor de fogueton). L tipo mais quemun, que anclui todos ls foguetones que eisisten atualmente i que bolórun até hoije, son ls chamados foguetones químicos, que funcionan lhibartando la einergie química cuntenida ne l sou cumbustible atrabeç de porcesso de cumbuston. Estes foguetones necessitan de transportar tamien un cumburente para fazer reagir cul cumbustible. Esta mistura de gases subreaquecidos ye depuis spandida nua tubeira dibergente, la tubeira de Laval tamien coincida cumo tubo de Bell, por forma a direcionar l gáç an spanson para trás, i assi cunseguir ampurrar l fogueton pa la frente.

Eisisten inda assi outros tipos de motor, por eisemplo ls motores nuclears térmicos, que subrecalécen un gáç até altas temperaturas, bumbardeando-lo cun neutrones de l decaimiento de l sou cumbustible nuclear. Esse gáç ye depuis spandido na tubeira cumo ne ls foguetones químicos. Estes tipo de fogueton fui zambolbido i testado ne ls Stados Ounidos durante la década de 60 de l seclo passado, mas nunca chegou a ser outelizado. Ls gases spelidos por este tipo de fogueton son radioatibos, l que zaconselha l sou uso drento de la atmosfera terrestre, mas puoden ser outelizados fura deilha. Este tipo de fogueton ten la bantaige de premetir eificiéncias mui superiores a las de ls foguetones químicos cumbencionales, ua beç que premíten acelerar ls gases de scape a belocidades mui superiores.

Stória

Robert Hutchings Goddard i l purmeiro bolo de fogueton a cumbustible lhíquido (gazolina i ouxigénio), lhançado an 16 de Márcio de 1926, an Auburn, Massachusetts, Stados Ounidos.

La ourige de l fogueton ye l mais cierto ouriental. La purmeira ambora que se ten de l sou uso ye de l anho 1232, na China, adonde fui ambentada la pólbara.

Eisisten relatos de l uso de foguetones chamados flechas de fuogo boladoras ne l seclo XIII, na defesa de la capital de la porbíncia chinesa de Henan.

Ls foguetones fúrun antroduzidos na Ouropa puls árabes.

Durante ls seclos XV i XVI fui outelizado cumo arma ancendiária. Mais tarde, cul aprimoramiento de la artilharie, l fogueton bélica zapareciu até al seclo XIX, i fui outelizado outra beç durante las Guerras Napoleónicas.

Ls foguetones de l coronel anglés William Congreve fúrun ousados na Spanha durante l sítio de Cádiç (1810), na purmeira guerra Carlista (1833 - 1840) i durante la Guerra de l Marrocos (1860).

Ne las fins de l seclo XIX i percípios de l seclo XX, aparecírun ls purmeiros cientistas que bírun l fogueton cumo un sistema para propulsionar beiclos aeroespaciales tripulados. Antre eilhes çtacan-se l russo Konstantin Tsiolkovsky, l alman Hermann Oberth i l amaricano Robert Hutchings Goddard, i, mais tarde ls russos Sergei Korolev i Valentin Gruchensko i l alman Wernher von Braun.

Ls foguetones custruídas por Goddard, ambora pequeinhos, yá tenien todos ls percípios de las modernas foguetons, cumo ourientaçon por giroscópios, por eisemplo.

Ls almanes, lhiderados por Wernher von Braun, zambolbírun durante la Segunda Guerra Mundial ls foguetones V-1 i V-2 ( A-4 na treminologie almana ), que fúrun la base para las pesquisas subre foguetones de l Stados Ounidos de la América i de la URSS ne l pós-guerra. Ambas las bombas nazis, ousadas para bumbardiar Paris i Lhondres ne l final de la guerra, puoden ser mais bien defenidas cumo míssel. A rigor, la V-1 nun chega a ser un fogueton, mas un míssel que bola cumo abion a jato.

Ne l ampeço fúrun zambolbidos foguetones specificamente çtinados para uso melitar, normalmente coincidos cumo mísseis balísticos antercontinentales. Ls porgramas spaciales que ls amaricanos i ls russos ponírun an marcha baseórun-se an foguetones porjetados cun finalidades própias pa la astronáutica, deribados destes foguetones de uso melitar. Particularmente ls foguetones ousados ne l porgrama spacial sobiético éran deribados de l R.7, míssil balístico, que acabou sendo ousado para lhançar las missones Sputnik.

Çtácan-se, pul lhado amaricano, l Astrobee, l Vanguard, l Redstone, l Atlas' ', l Agena, l Thor-Agena, l Atlas-Centauro, la série Delta, ls Titanas i Saturno ( antre eilhas Saturno V - l maior fogueton de todos ls tiempos, que tornou possible l porgrama Apollo ), i, pul lhado sobiético, ls foguetones chamados pulas lhetras A, B, C, D i G (estes dous redadeiros tubírun un papel semelhante als Saturnos amaricanos), chamados Proton.

Outros países que custruíran foguetones, nun porgrama spacial própio, son la Fráncia, l Reino Ounido (que l abandonou), i inda China, Japon, Índia i l Brasil assi cumo l cunsórcio ouropeu que custituiu la Agéncia Spacial Ouropeia (ESA) que custruiu i lhançou l fogueton Ariane.

Percípio de funcionamiento

Percípio de funcionamiento de l motor de l fogueton: ls gases spelidos pul bocal fázen un mobimiento para cima por reaçon.

L percípio de funcionamiento de l motor de fogueton baseia-se na terceira lhei de Newton, la lhei de la açon i reaçon, que diç que "a toda açon corresponde ua reaçon, cula mesma antensidade, mesma direçon i sentido cuntrário".

Eimaginemos ua cámara cerrada adonde eisista un gáç an cumbuston. La queima de l gáç eirá porduzir presson an todas las direçones. La cámara nun se moberá an nanhue direçon pus las fuorças nas paredes oupostas de la cámara eiran se anular.

Se antroduzirmos un bocal na cámara, adonde ls gases puodan scapar, haberá un zeiquilíbrio. La presson eisercida nas paredes lhaterales oupostas cuntinará nun porduzindo fuorça, pus la presson dun lhado anulará la de l outro. Yá la presson eisercida na parte superior de la cámara porduzirá ampuxo, pus nun hai presson ne l lhado de baixo (adonde stá l bocal).

Assi, l fogueton se çlocará para cima por reaçon a la presson eisercida puls gases an cumbuston na cámara de cumbuston de l motor. Por esto este tipo de motor ye chamado de propulson por reaçon.

Cumo ne l spácio sterior nun hai ouxigénio para queimar cul cumbustible, l fogueton debe lhebar armazenado an tanques nun solo l propelente (cumbustible), mas tamien l ouxidante (cumburente).

La magnitude de l ampuxo porduzido (spresson pa la fuorça porduzida pul motor de l fogueton) depende de la massa i de la belocidade de l gases spelidos pul bocal. Lhougo, quanto maior la temperatura de ls gases spelidos, maior l ampuxo. Assi, surge l porblema de porteger la cámara de cumbuston i l bocal de las altas temperaturas porduzidas pula cumbuston. Ua maneira angenhosa de fazer esto ye usar un fino jato de l própio propelente ousado pul fogueton nas paredes de l motor, para formar un eisolante térmico i arrefecir l motor.

Tipos de fogueton

Quanto al tipo de cumbustible usado, eisisten trés tipos de fogueton:

Nabe de cumbustible lhíquido - an que l propelente i l ouxidante stan armazenados an tanques fuora de la cámara de cumbuston i son bombeados i misturados na cámara adonde éntran an cumbuston;
Nabe de cumbustible sólido - an que ambos, propelente i ouxidante, stan yá misturados na cámara de cumbuston an stado sólido.
Nabe de cumbustible híbrido - an que propelente i ouxidante stan an cámaras apartadas i an stados defrentes: líquido/ sólido ó gazoso/ sólido. Atualmente ancontra-se an stado de testes an países cumo ls Stados Ounidos i l Brasil.

Quanto al númaro de stágios, un fogueton puode ser:

Nabe dun stágio - neste causo l fogueton ye "monolítico";
Nabe de múltiplos stágios - ten múltiplos stágios que ban queimando an sequéncia i sendo çcartados quando l cumbustible acaba, premetindo oumentar la capacidade de carga de l fogueton.

L feturo

Fogueton Proton de la Rússia

L fogueton cumbencional deberá passar por alguns abanços ne ls próssimos anhos, ambora inda deba ser l maior respunsable, por mui tiempo, pul ambio de astronautas i satélites artificiales al spácio.

La adoçon de beiclos reoutelizables, cumo l Carreira Spacial (an Pertual: Baibén Spacial) de la NASA, debe ampliar-se. Ls Carreira Spaciales çcólan cumo ua fogueton cumbencional, mas pousan cumo abiones, grácias la sue aerodinámica special.

Un motor rebolucionário, que puode fazer abançar la tecnologie astronáutica, ye l motor Scramjet' ', capaç de atengir belocidades heipersónicas de até 15 bezes la belocidade de l sonido. L motor Scramjet nun ten partes mobles, i oubtén la cumpresson neçaira pa la cumbuston pul aire que entra pula frente, ampulsionado pula própia belocidade de l beiclo ne l aire. La NASA fundou cun sucesso un motor deste tipo an 2004. L fogueton, chamado X-43A, fui lhebado la altitude de 12000 m por un abion B-52, i lhançado na punta dun fogueton Pegasus la altitude de 33000 n. El atingiu la belocidade recorde de 11000 km/h.

Outra possiblidade de abanço na tecnologie de motores de foguetones ye l uso de porpulson nuclear, an que un reator nuclear calece un gáç porduzindo un jato que ye ousado para porduzir ampuxo. Ó inda la eideia de custruir un fogueton an forma de bela, que ye acelarado pul bento solar, l que permitirie maior belocidade i biaiges a çtáncias maiores.