Motor Foguete

O motor foguete baseia-se na 3° Lei de Newton, lei da ação e reação. Quando o propelente, na câmara de combustão, queima ele produz uma pressão em todas as direções. Como há um bocal na câmara, os gases escapam, produzindo um empuxo na parte superior da câmara.

A propulsão do foguete é gerada por empuxo e pode ser calculada usando os mesmos conceitos apresentados nas turbinas a gás. Para chegar à expressão do empuxo considere o seguinte esquema para a representação do motor foguete.

O empuxo pode ser calculado polo equilíbrio de forças, resultando na expressão do empuxo:

Veja que o empuxo do foguete é independente da velocidade do mesmo(V0), diferente do que está presente nas turbinas a gás, comentada em uma postagem anterior.

Isso implica que a velocidade do foguete pode ser maior que a velocidade geradas pela turbinas, pois a expressão do empuxo no foguete não tem relação com a velocidade do mesmo. A velocidade dependerá apenas da velocidade do gás na saída do bocal.

Esse fato é comprovado na realidade, pois o foguete pode chegar a velocidades em torno de 11000 km/h para órbitas geossíncronas e geoestacionárias, já as aeronaves que usam turbinas a gás chegam a velocidades em torno de 2000 km/h. As ordens de grandeza das velocidades são muito diferentes.

A eficiência propulsiva para o motor foguete é dada por:

Fazendo um gráfico de eficiência propulsiva por V0/Ve obtemos:

No gráfico, vemos que a eficiência propulsiva do motor foguete é máxima quando V0 é igual a Ve.