Los motores para cohetes modelo [1] y cohetes de alta potencia [2] (en conjunto, cohetes de consumo) se clasifican por el total de impulso en un conjunto de rangos de letra-designado, de ⅛ A hasta O . El impulso total es la integral del empuje sobre el tiempo de combustión.
Dónde es el tiempo de combustión en segundos, es el empuje instantáneo en newtons, es el empuje promedio en newtons, y es el impulso total en newton segundos. La clase A es de 1,26 newton-segundos (factor de conversión de 4,448 N por libra de fuerza) a 2,5 N · s, y cada clase es el doble del impulso total de la clase anterior, siendo la clase B de 2,51 a 5,00 N · s. La letra ( M ) representaría el impulso total de entre 5,120.01 y 10,240.00 N · s de impulso. Los motores E e inferiores se consideran motores cohete de baja potencia. Los motores entre F y G se consideran de potencia media, mientras que los motores H y superiores son motores cohete de alta potencia. Los motores que se clasificarían más allá de O pertenecen al ámbito de la cohetería de aficionados (en este contexto, el término amateur se refiere a la independencia del cohete de una organización comercial o gubernamental establecida). Las organizaciones profesionales utilizan la nomenclatura de empuje promedio y tiempo de combustión.
Códigos de motores de cohetes
La designación de un motor específico se parece a C6-3 . En este ejemplo, la letra ( C ) representa el rango de impulso total del motor, el número ( 6 ) antes del guión representa el empuje promedio en newtons y el número ( 3 ) después del guión representa el retraso en segundos desde la carga de propulsión. quemado hasta el disparo de la carga de eyección (una composición de generador de gas , generalmente pólvora negra , diseñada para desplegar el sistema de recuperación). Un motor C6-3 tendría entre 5.01 y 10 N · s de impulso, produciría un empuje promedio de 6 N y dispararía una carga de eyección 3 segundos después del quemado.
Los fabricantes de motores hicieron un intento en 1982 para aclarar aún más el código del motor escribiendo el impulso total en Newton-segundos antes del código. Esto permitió calcular la duración de la combustión a partir de los números proporcionados. Además, el código del motor fue seguido por una designación de letra que denota el tipo de propulsor. [3] Las designaciones de los propulsores son específicas del fabricante. Esta norma aún no se ha adoptado por completo, y algunos fabricantes han adoptado partes o la totalidad de la nomenclatura adicional.
Impulso motor por clase
Clase (Base 26) | Impulso total (N · s) | Impulso total (lbf · s) | Vehículo aeroespacial o cohete (s) | Requisitos de EE. UU. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Micro | 0–0,3125 | 0-0,07 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 / 4A | 0.3126–0.625 | 0.071-0.14 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 / 2A | 0,626-1,25 | 0,141-0,28 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A | 1,26-2,50 | 0,281-0,56 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
B | 2.51–5.00 | 0,561–1,12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C | 5.01-10.0 | 1.121–2.25 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
D | 10.01–20.0 | 2.251–4.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
mi | 20.01–40.0 | 4.51–8.99 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
F | 40.01–80.0 | 8,991-18,0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
GRAMO | 80.01–160 | 18.01–36.0 | Modelo de motor de cohete más grande según TRA y NAR. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
H | 160.01–320 | 36.01–71.9 | Certificación de nivel 1 requerida para la compra, disponible en Trípoli o NAR . Menos de 125 g de propulsor está exento de la Administración Federal de Aviación. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I | 320.01–640 | 71,9-144 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Se requiere certificación Kilonewton (kN) clase Nivel 2 para la compra, disponible en Trípoli o NAR para volar. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
J | 640,01–1,280 | 144.01–288 | . | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
K | 1.280,01–2.560 | 288.01–576 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
L | 2.560,01–5.120 | 576.01–1,151 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
METRO | 5.120,01–10.240 | 1.151,01–2.302 | Certificación de nivel 3 requerida para la compra, disponible en Trípoli o NAR . | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
norte | 10,240.01–20,480 | 2.302,01–4.604 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
O | 20,480.01–40,960 | 4.604,01–9.208 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PAG | 40,960–81,920 | 9.210-18.400 | Se requiere una exención FAA / AST Clase 3. [4] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Q | 81,920–163,840 | 18.400–36.800 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
R | 163,840–327,680 | 36.800–73.700 | Traveller IV de la USCRPL [5] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S | 327,680–655,360 | 73.700–147.000 | WAC Corporal CSXT GoFast [6] Stratos III de DARE [7] | El motor más grande utilizado por aficionados. [8] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Clase Meganewton (MN) Los siguientes motores clasifican los sistemas de propulsión profesionales que utilizan códigos de motores de aficionados, que no se utilizan en la industria. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T | 655,360–1,310,000 | 147.000–295.000 | 200.000 lbf-s es el límite para la definición de la FAA de un cohete "aficionado" [9] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
U | 1.310.000–2.620.000 | 295.000–589.000 | Atlas V Solid Boosters Apollo lanza cohete de escape | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V | 2.620.000–5.240.000 | 589.000-1.180.000 | Cohete híbrido Bloodhound SSC [10] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
W | 5.240.000–10.500.000 | 1,180,000–2,360,000 | SS-520 [11] | Cohete orbital más pequeño [12] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
X | 10,500,000–21,000,000 | 2,360,000–4,710,000 | Lambda 4S [11] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Y | 21.000.000–41.900.000 | 4.710.000–9.430.000 | Vanguard GEM-40 SRB Electron [11] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Z | 41,900,000–83,900,000 | 9,430,000–18,900,000 | Black Arrow Mercury-Redstone [11] Pegasus-XL [11] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Automóvil club británico | 83,900,000–168,000,000 | 18,900,000–37,700,000 | Halcón 1 [11] Minotauro I [11] VLS-1 [11] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AB | 168.000.000–336.000.000 | 37,700,000–75,400,000 | MV [11] Minotauro-C [11] Strela [11] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C.A. | 336.000.000–671.000.000 | 75,400,000–151,000,000 | Ariane 3 [11] Titan II Dnepr [11] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Clase Giganewton (GN) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ANUNCIO | 671.000.000–1.340.000.000 | 151.000.000–302.000.000 | Vostok Delta II Falcon 9 v1.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AE | 1.340.000.000–2.680.000.000 | 302.000.000–603.000.000 | Falcon 9 v1.1 Falcon 9 Full Thrust Delta IV Heavy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AF | 2,680,000,000–5,370,000,000 | 603,000,000–1,210,000,000 | Atlas V Heavy Falcon Heavy New Glenn [11] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AG | 5,37 * 10 9 –10,7 * 10 9 | 1,21 * 10 9 –2,41 * 10 9 | Sistema de lanzamiento espacial del transbordador espacial Saturno V | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AH | 10,7 * 10 9 –21,4 * 10 9 | 2,41 * 10 9 –4,82 * 10 9 | Nave espacial Ares V Long March 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AI | 21,4 * 10 9 –42,8 * 10 9 | 4,82 * 10 9 –9,64 * 10 9 | Sistema de transporte interplanetario | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AJ | 42,8 * 10 9 –85,6 * 10 9 | 9,64 * 10 9 –19,3 * 10 9 | Sea Dragon UR-700M |
Regulación gubernamental
En muchos países, la venta, posesión y uso de modelos de motores de cohetes están sujetos a reglas y regulaciones gubernamentales. Los cohetes de alta potencia en los Estados Unidos solo están regulados federalmente en sus pautas de vuelo por la FAA. Estas regulaciones están codificadas en FAA FAR Parte 101. Los cohetes con menos de 125 g de propulsor y 1500 g de masa de despegue están exentos de la mayoría de los requisitos. Más allá de eso, se requiere una "exención" gratuita de una oficina de campo de la FAA.
Sin embargo, algunos de los fabricantes de motores de consumo y dos organizaciones nacionales de cohetes de EE. UU. Han establecido una industria autorreguladora y la han codificado en los documentos de código "modelo" de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA), que se adoptan solo en circunstancias y jurisdicciones específicas, principalmente en en conjunción con los códigos de incendio y construcción. Esta autorregulación de la industria sugiere que un usuario se certifique para su uso antes de que un fabricante le venda un motor. En América del Norte, las dos organizaciones reconocidas que brindan certificaciones de alto poder son la Asociación de Cohetes de Trípoli y la Asociación Nacional de Cohetes . Ambas organizaciones tienen tres niveles de certificación que implican construir cohetes progresivamente más complejos y de mayor potencia y someter a prueba las reglas y regulaciones de seguridad. Con los organismos de las asociaciones nacionales miembros que utilizan códigos de seguridad publicados. En Canadá, la Asociación Canadiense de Cohetería tiene un proceso de certificación de cuatro pasos, pero las tres organizaciones aceptan las certificaciones de la otra si aparece un volante en un lanzamiento de alta potencia y desea volar bajo su autorización. La certificación de nivel 1 de NAR o TRA califica a uno para comprar y usar un motor H o I, motores J, K y L de certificación de nivel 2 y motores M, N y O de certificación de nivel 3. Canadá agrega otro paso intermedio y tiene un Nivel 4 que es el mismo que el Nivel 3 de EE. UU.
A fines de la década de 1990, la Oficina de Alcohol, Tabaco, Armas de Fuego y Explosivos de EE. UU. Comenzó a exigir [13] que las personas obtengan un Permiso para usuarios de bajo contenido de explosivos (LEUP) para poseer y utilizar motores de alta potencia. El 11 de febrero de 2000, la Asociación de Cohetes de Trípoli y la Asociación Nacional de Cohetes entablaron una demanda en el Tribunal de Distrito de los Estados Unidos para el Distrito de Columbia alegando que el BATF aplicaba "normas civiles onerosas y prohibitivas" contra los aficionados a los cohetes deportivos debido a la designación incorrecta de la Oficina de propulsor compuesto de perclorato de amonio (APCP) como explosivo. APCP se utiliza en la mayoría de los motores de cohetes de alta potencia. El comentario del personal de BATFE en respuesta a las objeciones a agregar una nueva aplicación contra los motores de cohetes de hobby es bastante instructivo. [14] En 2009, el tribunal falló a favor de las organizaciones de aficionados y ordenó al BATF eliminar el APCP y otros materiales de combustión lenta de su lista de explosivos regulados. [15] Ese juicio estableció una velocidad de combustión de 1 metro por segundo ("El umbral de velocidad de combustión propia de ATFE para la deflagración es de 1000 milímetros (o un metro) por segundo". Tripoli Rocketry Ass'n, 437 F.3d en 81-82) como el umbral para un material en la lista BATFE de materiales explosivos. [dieciséis]
Vendedores
El mayor proveedor de modelos de motores de cohetes en el mundo es Estes Industries . Los mayores proveedores de motores de cohetes de alta potencia en el mundo son Cesaroni Technology Inc. y RCS Rocket Motor Components, Inc.
El primer modelo de motor de cohete certificado fue por Model Missiles Inc. (Orville Carslile). Alrededor de 1958. El primer motor de cohete de alta potencia certificado fue por US Rockets (Jerry Irvine). Alrededor de 1985. El primer motor de cohete modelo propulsor APCP fabricado fue por Rocket Development Corporation (Irv Wait). Hacia 1970.
El mayor proveedor de cohetes sólidos profesionales del mundo es Orbital ATK .
Ver también
- Jetex (elevación aerodinámica)
- Cohetería de alta potencia
- Cohete modelo
- Cohete de propulsor sólido
enlaces externos
- Asociación Nacional de Cohetes (NAR) - Certificaciones de cohetes modelo y cohetes de alta potencia
- Asociación de Cohetes de Trípoli (TRA) - Certificaciones de cohetes de alta potencia
- Asociación Canadiense de Cohetes (CARWeb) - Certificaciones de cohetes modelo y cohetes de alta potencia en Canadá
- United Kingdom Rocketry Association - Certificaciones de cohetes de alta potencia
Referencias
- ^ Sitio web de NAR: http://www.nar.org/safety-information/model-rocket-safety-code/
- ^ Sitio web de NAR: http://www.nar.org/safety-information/high-power-rocket-safety-code/
- ^ Fotografía FS del sitio web de USR: http://v-serv.com/usr/motors/images/CinerocFS5.jpg
- ^ "ECFR" . Consultado el 9 de septiembre de 2020 .
- ^ "Viajero IV" . USCRPL . Consultado el 16 de octubre de 2019 .
- ^ "GoFast" . www.astronautix.com . Consultado el 24 de noviembre de 2017 .
- ^ http://dare.tudelft.nl/stratos-iii-technical-overview/ . Falta o vacío
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( ayuda ) - ^ "Equipo de exploración del espacio civil" .
- ^ "ECFR" . Consultado el 9 de septiembre de 2020 .
- ^ "Falcon Project Ltd. Reino Unido Bloodhound SSC prueba de disparo" . Telégrafo. 3 de octubre de 2012 . Consultado el 3 de julio de 2015 .
- ^ a b c d e f g h i j k l m n Vehículos de lanzamiento espacial - Impulso de vacío total
- ^ Graham, William (3 de febrero de 2018). "El cohete con sonido japonés afirma un lanzamiento orbital récord" . Vuelo espacial de la NASA . Consultado el 3 de febrero de 2018 .
- ^ "Comercio de explosivos - Definición modificada de dispositivo accionado por propulsante" . Registro Federal. 13 de febrero de 2009 . Consultado el 4 de julio de 2015 .
- ^ "Comercio de explosivos: definición modificada de" dispositivo accionado por propulsante "(2004R-3P)" . Registro Federal. 13 de febrero de 2009 . Consultado el 4 de julio de 2015 .
- ^ "APCP no es un explosivo, dictamina el juez Reggie B. Walton" (PDF) . Juez federal. 16 de marzo de 2009 . Consultado el 3 de julio de 2015 .
- ^ "Lista de Materiales Explosivos 2014 (Oficial)" . Registro Federal. 7 de octubre de 2014 . Consultado el 4 de julio de 2015 .