Propulsión a Chorro
La propulsión a chorro es la propulsión de un objeto en una dirección, producida por la expulsión de un chorro de fluido en la dirección opuesta. Por la tercera ley de Newton , el cuerpo en movimiento es impulsado en dirección opuesta al chorro. Los motores de reacción que funcionan según el principio de propulsión a chorro incluyen el motor a reacción utilizado para la propulsión de aeronaves , la bomba a chorro utilizada para la propulsión marina y el motor de cohete y el propulsor de plasma utilizados para la propulsión de naves espaciales .
La propulsión a chorro es producida por algunos motores de reacción o animales cuando el empuje es generado por un chorro de fluido que se mueve rápidamente de acuerdo con las leyes de movimiento de Newton . Es más eficaz cuando el número de Reynolds es alto, es decir, el objeto que se impulsa es relativamente grande y pasa a través de un medio de baja viscosidad. [1]
En los animales, los chorros más eficientes son pulsados, en lugar de continuos, [2] al menos cuando el número de Reynolds es mayor que 6. [3]
El impulso específico (generalmente abreviado I sp ) es una medida de la eficacia con la que un cohete usa propulsor o un motor a reacción usa combustible. Por definición, es el impulso total (o cambio en el momento ) entregado por unidad de propulsor consumido [4] y es dimensionalmente equivalente al empuje generado dividido por la tasa de flujo másico o tasa de flujo de peso del propulsor. [5] Si la masa ( kilogramo , libra-masa o slug) se utiliza como unidad de propulsor, entonces el impulso específico tiene unidades de velocidad . Si se usa el peso ( newton o libra-fuerza ), entonces el impulso específico tiene unidades de tiempo (segundos). Multiplicar el caudal por la gravedad estándar ( g 0 ) convierte el impulso específico de la base de masa a la base de peso. [5]
Un sistema de propulsión con un impulso específico más alto usa la masa del propulsor de manera más efectiva para crear un empuje hacia adelante y, en el caso de un cohete, se necesita menos propulsor para un delta-v dado , según la ecuación del cohete de Tsiolkovsky . [4] [6] En los cohetes, esto significa que el motor es más efectivo para ganar altitud, distancia y velocidad. Esta efectividad es menos importante en los motores a reacción que emplean alas y usan aire exterior para la combustión y transportan cargas útiles que son mucho más pesadas que el propulsor.
El impulso específico incluye la contribución al impulso proporcionada por el aire externo que se ha utilizado para la combustión y se agota con el propulsor gastado. Los motores a reacción usan aire exterior y, por lo tanto, tienen un impulso específico mucho más alto que los motores de cohetes. El impulso específico en términos de masa propulsora gastada tiene unidades de distancia por tiempo, que es una velocidad artificial llamada "velocidad de escape efectiva". Esto es más alto que la velocidad de escape real porque no se tiene en cuenta la masa del aire de combustión. La velocidad de escape real y efectiva es la misma en los motores de cohetes que no utilizan aire.
