Motores de Foguetes

MOTORES DE
COMBUSTÃO INTERNA
PARA FOGUETES

Emerson F. C. Paubel

Curitiba, 26 de Setembro de 2000

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CONTEÚDO
1 – O PRINCÍPIO DA RETROPULSÃO
2 – EFEITOS DA GRAVIDADE
3 – IMPULSO ESPECÍFICO
4 – VELOCIDADE DE PROPULSÃO
5 – CONSUMO DE ENERGIA
6 – FOGUETES MULTIESTÁGIOS
7 – CARACTERÍSTICAS DOS PROPELENTES
8 – MOTORES A PROPELENTES SÓLIDOS
9 – MOTORES A PROPELENTES LÍQUIDOS
10 – MOTORES A PROPELENTES HÍBRIDOS
11 – CONSIDERAÇÕES AERODINÂMICAS

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1 - O PRINCÍPIO DA RETROPROPULSÃO
Em sua obra “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, Newton apresentou uma ampla reformulação da Física e também várias idéias novas. Entre elas, estavam as três leis fundamentais que explicavam o movimento dos corpos:
• 1a Lei: “Todo corpo tende a permanecer em repouso ou movimento retilíneo uniforme (ou seja, deslocamento em linha reta com velocidade constante) a menos que uma força atue sobre ele.” (Lei da Inércia)
• 2a Lei: “A aceleração de um corpo em movimento é diretamente proporcional à força aplicada sobre ele.” Matematicamente:
Força = Massa ⋅ Aceleração
• 3a Lei: “Quando um corpo exerce uma força sobre outro, este exerce uma força sobre o primeiro corpo de mesma intensidade e sentido contrário.” (Lei da Ação e Reação)
Em relação a estas leis, tiramos as seguintes conclusões:
(i) para que um corpo permaneça em movimento não é necessária a aplicação contínua de uma força sobre ele;
(ii) a inércia é uma medida da quantidade de matéria, ou massa. Quanto maior for a massa de um corpo maior é sua inércia e tanto mais difícil é colocá-lo em movimento; (iii) não é a velocidade mas a sua variação (aceleração) que é proporcional à força aplicada. A terceira lei é de fundamental importância para a compreensão de como se processa o movimento num foguete. A ação e a reação são iguais em intensidade, mas, como são geralmente aplicadas em corpos diferentes, elas não determinam um sistema em equilíbrio. Esta é a razão por que tanto a ação como