Um foguete usando a nova tecnologia de combustível de vórtice realizou um voo de teste em outubro. Foto: Orbitec
Desde os primórdios do rocketry moderno, com o trabalho pioneiro de Robert H. Goddard em meados da década de 1920, a maioria dos foguetes dependia de um motor a combustível líquido para lançá-los ao céu. NASA:
Enquanto trabalhava em foguetes de propelente sólido, Goddard ficou convencido de que um foguete poderia ser impulsionado melhor pelo combustível líquido. Ninguém jamais construiu um foguete de propulsor líquido com sucesso antes. Foi uma tarefa muito mais difícil do que construir foguetes propulsores sólidos. Tanques de combustível e oxigênio, turbinas e câmaras de combustão seriam necessários. Apesar das dificuldades, Goddard conseguiu o primeiro vôo bem-sucedido com um foguete de propulsor líquido em 16 de março de 1926.
Em um motor a combustível líquido, diz a BBC, o combustível de alta pressão e um oxidante se misturam na câmara de combustão. A mistura queima e produz exaustão, que é então forçada através de um bico como base do navio, enviando-a para o céu. Mas o imenso impulso de um foguete de combustível líquido vem com sua própria desvantagem, é claro: o motor aquece, "acima de 3.000 ° C (5.400 ° F)".
Nos últimos anos, no entanto, os cientistas têm trabalhado em uma nova tecnologia para superar o equilíbrio do calor do motor. Em vez de deixar o oxidante e o combustível fluírem para a câmara de combustão normalmente, um novo tipo de motor projetado pela Orbital Technologies Corporation bombeia o oxidante para o motor em um ângulo específico, um ajuste que cria um turbilhão de combustível dentro do motor.
“Colocando os bicos oxidantes na base da câmara de combustão e direcionando-os tangencialmente para a superfície interna de suas paredes curvas”, diz a BBC, o “tweak” dos cientistas de foguetes “produz um vórtice externo de gases frios que sobem as paredes formando uma barreira protetora de resfriamento ”.
Quando isso atinge o topo da câmara, ela é misturada com combustível de foguete e forçada para dentro e para baixo, formando um segundo vórtice interno, descendente, no centro da câmara, que se concentra como um tornado. O fluxo descendente de gases quentes e de alta pressão é então forçado através do bocal na parte de trás da câmara, produzindo empuxo.
O duplo vórtice dentro do motor mantém a mistura quente longe das paredes da câmara de combustão, o que significa que elas não serão afetadas pelas mesmas temperaturas que afetam os foguetes normais movidos a líquido.
Além de manter o exterior do sistema frio, o vórtice também trabalha para queimar o combustível do foguete de forma mais eficiente, promovendo uma mistura mais completa do combustível e do ar em uma área confinada. Além disso, o caminho mais longo dos vórtices giratórios dá ao combustível mais oportunidade de queimar, o que significa que a altura da câmara pode ser reduzida, proporcionando uma economia significativa de peso - e, portanto, economia de custos.
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