Conceptos Básicos Cohetes

Un conocimiento útil

Cuando usted piense que ha tenido una idea genial y cree que nadie la ha tenido aún, en primer lugar investigue en profundidad esa idea desde todos los ángulos y mediante todos los medios a su alcance (libros, consultas, internet, etc.).-
En ese proceso de investigación, usted probablemente también terminará averiguando si es verdad que nadie ha tenido esa misma idea... o si simplemente usted no sabía que esa idea ya ha sido estudiada en mayor o menor grado.- Si comprueba -por todos los medios a su alcance- que su idea parece viable y a la vez averiguó que nadie la ha llevado a la práctica aún, probablemente su idea sea original y usted -gracias a lo que ha aprendido en todo este proceso- estará preparado para llevarla adelante y hacer las pruebas necesarias... 

El método contrario a esto es tener una idea y largarse a hacerla sin averiguar nada... Esto no es tan extraño como parece, sino que es muy común entre algunas personas muy competitivas que temen que alguien les "robe" su idea... para terminar comprobando que su idea era nada más que eso, una idea... pero que no funciona o que alguien ya lo había hecho antes, con lo que hubiera sido mucho más fácil averiguar algo antes de poner manos a la obra.-

En este hobby, un ejemplo de esto son las "aletas móviles en cohetes modelo";  prácticamente cada nuevo hobbista que ingresa a esta actividad tiene esa misma idea, y algunos la expresan así: "Le voy a poner aletas controlables a mi cohete, para que no se desvíe y llegue más alto o para poder guiar su vuelo desde tierra"...
Dejo al lector el ejercicio de discernir si esa "idea luminosa" (suena atractiva...) es viable en un cohete modelo o no... Y estoy brindando una muy buena pista en el propio enunciado... lo de las "aletas controlables" es algo que se le ocurre prácticamente a TODO nuevo hobbista... ¿Porqué nadie lo lleva a la práctica?

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Más allá de la respuesta al acertijo anterior (respuesta más que evidente, se puede encontrar en este mismo sitio web, en otra página), esa misma pregunta es una de las claves en todo proceso de investigación tecnica:
¿Porqué nadie lo hizo, o porqué nadie lo hace? Las posibles respuestas (en general, una tan buena como la otra) son las siguientes:

	Porque es una idea sin sustento y que no funciona (o es ilegal o poco ética).
	Porque no se le ocurrió a nadie y es una idea genial!!!

A investigar!!!!!

Anatomía de un Cohete

Cohete Simple (del catálogo Estes):

Típico Cohete con Carga Útil (de Handbook of Model Rocketry):

Como se puede observar en los dibujos anteriores, una característica interesante consiste en que aunque un cohete sea grande y complejo, siempre estaremos trabajando sobre variaciones de un mismo diseño básico inicial.- Aunque por supuesto los detalles constructivos y la selección de los materiales pueden diferir ampliamente, la mayoría de los cohetes poseen formas similares y están constituídos básicamente ppr las mismas piezas fundamentales, ya que existen principios físicos inalterables que definen las características de estabilidad y eficiencia de los cohetes.-

  

Secuencia de Vuelo:

(Imagen basada en el catálogo Estes)

El perfil típico del vuelo de un cohete está compuesto por seis etapas:

1. Despegue
2. Aceleración
3. Vuelo Inercial
4. Apogeo
5. Recuperación
6. Aterrizaje

Un cohete modelo funciona de la siguiente manera: El motor se enciende por medios eléctricos (1), y el modelo se eleva debido al empuje proporcionado por ese motor, que es descartable y apto para ser usado sólo una vez, de bajo precio y de fabricación comercial (ver más abajo detalles sobre estos motores).- El motor imprime aceleración al modelo (2); una vez finalizado el empuje, el cohete simplemente vuela por inercia (3), desacelerando paulatinamente; esta fase del vuelo vertical ascendente es la de mayor duración, ya que el empuje del motor es -en realidad- muy breve.- Al llegar al apogeo -máxima distancia desde la tierra- (4), el modelo comienza a perder velocidad e inclinarse.- Idealmente en la máxima altura se activa una carga de expulsión incorporada en el motor (5), la cual libera el sistema de recuperación; el cohete desciende (6) y llega a tierra, donde es recuperado para poder cambiar su motor y lanzarlo nuevamente.-

Motores para Modelismo Espacial:

Un motor cohete es una suerte de máquina que transforma energía química en movimiento generado mediante la aplicación práctica de la Tercera Ley de Newton de Acción y Reacción; y generalmente se logra esto empleando un conjunto de productos químicos a los cuales se hace reaccionar entre si; llamaremos a ese conjunto de productos químicos el "propelente", el cual se quemará dentro de una cámara de combustión terminada en una salida denominada con propiedad "tobera de Laval".- La combustión interna en la cámara genera gases que son expulsados por la tobera, que es un dispositivo que intercambia energías, transformando la alta presión de los gases generados en la cámara de combustión en una alta velocidad de salida de esos gases.- Se manifiesta entonces el Principio de Acción y Reacción (Tercera Ley de Newton), se produce empuje sobre el motor y al estar ése firmemente sujeto al cohete, se da impulso a ése último.-

Componentes de un motor de combustible sólido

1. Carcaza: Constituye el cuerpo del motor cohete. Generalmente está formada por un tubo de cartón bobinado en paralelo, con paredes gruesas y capaces de soportar las presiones que se generan en su interior. 
2. Tobera: Dispuesta en un extremo de la carcaza y construida por materiales refractarios grafitados, es la responsable de aprovechar la presión de los gases para lograr una alta velocidad de salida de los mismos.- 
3. Carga de impulsión: Es el combustible del motor. Está constituido de bloque de pólvora altamente compactada, el cual en su primer tramo tiene una perforación central llamada "aguja".- Esta perforación tiene como objeto aumentar el área de quemado en la parte inicial, dando un máximo empuje que le sirve al modelo para ganar altura rápidamente en el despegue, venciendo la inercia.- Luego de consumido el área combustible que forma la aguja, el quemado es de tipo "cigarrillo" (end burner), más lento y con menor empuje.- Como se puede ver, estas características geométricas son las que provocan una curva de empuje como la presentada más arriba.- 
4. Carga de retardo (delay): Está constituida por un tipo de pólvora diferente a la anterior, que prácticamente produce muy poco empuje y sólo genera algo de humo idealmente visible, permitiendo al modelo llegar al apogeo (máxima distancia desde la tierra).- Generalmente un mismo tipo de motor puede tener diferentes tiempos de delay para adecuarse a distintos cohetes.- 
5. Disco de separación: es una pieza de papel grueso que separa la carga de retardo de la carga de eyección, con el fin de lograr un corte neto y preciso del tiempo de retardo.- El agujero permite que los gases incandescentes enciendan la carga de eyección o de expulsión.- 
6. Carga de eyección o expulsión: Está formada por granos sueltos de pólvora que al encenderse generan un "puff" de gases que presurizan el fuselaje y activan el sistema de recuperación.- 
7. Tapa o Tapón de sujeción: Contiene la carga de eyección y sella el motor cohete.-