Cohete propulsado por aire

Los cohetes con propulsión neumática utilizan los gases de escape supersónicos de algún tipo de motor de cohete para comprimir aún más el aire recogido por efecto de impacto durante el vuelo y usarlo como masa de trabajo adicional , lo que produce un empuje efectivo mayor para una cantidad dada de combustible que el que se obtendría con un cohete o un estatorreactor por sí solos. ^{[ 1 ]}

Representa una clase híbrida de motores cohete/estatorreactor, similar a un estatorreactor , pero capaz de proporcionar un empuje útil desde velocidad cero, y también es capaz, en algunos casos, de operar fuera de la atmósfera, con una eficiencia de combustible similar o mejor que la de un estatorreactor o cohete comparable en todos los aspectos.

Existen diversas variantes del concepto básico y, por consiguiente, una amplia variedad de nombres. Aquellos que queman combustible adicional aguas abajo del cohete se conocen generalmente como cohetes de eyección, cohetes eyectores, cohetes integrales/estatorreactores o estatorreactores eyectores, mientras que los que no incluyen combustión adicional se conocen como cohetes con conducto o cohetes con cubierta, según los detalles del expansor. ^{[ 2 ]}

En un motor de cohete químico convencional, el cohete transporta tanto el combustible como el oxidante en su fuselaje . La reacción química entre el combustible y el oxidante produce productos de reacción que, a las presiones y temperaturas de la cámara de combustión del cohete, son principalmente gases. Esta reacción es altamente energética (exotérmica) y libera una enorme cantidad de energía en forma de calor, la cual se transfiere a los productos de reacción en la cámara de combustión, otorgándoles una energía interna considerable. Al expandirse a través de una tobera , esta masa es capaz de generar velocidades de escape muy elevadas. Los gases de escape se dirigen hacia atrás a través de la tobera, produciendo así un empuje hacia adelante.

En este diseño convencional, la mezcla de combustible/oxidante es tanto la masa de trabajo como la fuente de energía que la acelera. Es fácil demostrar que el mejor rendimiento se obtiene cuando la masa de trabajo tiene el menor peso molecular posible. ^{[ 3 ]} El hidrógeno, por sí solo, es teóricamente el mejor combustible para cohetes. Mezclarlo con oxígeno para quemarlo reduce el rendimiento general del sistema al aumentar la masa de los gases de escape, además de incrementar considerablemente la masa que debe transportarse en el aire, ya que el oxígeno es mucho más pesado que el hidrógeno.

Un método potencial para aumentar el rendimiento general del sistema consiste en recolectar el combustible o el oxidante durante el vuelo. El combustible es escaso en la atmósfera, pero el oxidante, en forma de oxígeno gaseoso, constituye hasta el 20 % del aire. Existen diversos diseños que aprovechan este hecho. Este tipo de sistemas se han explorado en el motor de ciclo de aire líquido (LACE).

Otra idea consiste en recolectar la masa de trabajo. En un cohete propulsado por aire, un motor de cohete convencional se monta en el centro de un tubo largo, abierto en la parte frontal. A medida que el cohete se desplaza por la atmósfera, el aire entra por la parte delantera del tubo, donde se comprime mediante el efecto de ariete. Al descender por el tubo, se comprime aún más y se mezcla con los gases de escape ricos en combustible del motor, lo que calienta el aire de forma similar a como lo haría una cámara de combustión en un estatorreactor . De esta manera, un cohete relativamente pequeño puede utilizarse para acelerar una masa de trabajo mucho mayor de lo habitual, lo que resulta en un empuje significativamente superior dentro de la atmósfera.

El primer ^{[ 4 ]} intento serio de hacer un cohete de producción con propulsión neumática fue el diseño del cohete soviético Gnom, implementado por el Decreto 708-336 de los Ministros Soviéticos del 2 de julio de 1958.

Más recientemente, alrededor de 2002, la NASA ha reexaminado una tecnología similar para el programa GTX como parte de un esfuerzo para desarrollar naves espaciales SSTO . ^{[ 5 ]}

Los cohetes propulsados ​​por aire finalmente entraron en producción en masa en 2016, cuando se puso en servicio el misil aire-aire Meteor .

• Índice de artículos sobre aviación
• Motor de ciclo de aire líquido : recolección de oxidante en lugar de masa de trabajo.
• Turbocohete de aire
• SABRE (motor de cohete)
• Lista de misiles que utilizan estatorreactores