Motore a razzo
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Il motore a razzo - o endoreattore - è un motore a combustione interna. Tutti i motori a combustione sono alimentati da un combustibile ed un comburente. In genere il comburente è ossigeno che viene tratto direttamente aspirando aria atmosferica: i consueti motori automobilistici o i motori a getto sfruttano questa modalità di approvvigionamento del comburente. Il motore a razzo invece viene alimentato da comburente immagazzinato in serbatoi o miscelato con la massa di combustibile. Questa particolarità consente l'utilizzo del motore a razzo a quote elevate (ove minore è il contenuto di ossigeno nell'atmosfera) o nello spazio ove l'ossigeno in forma libera è praticamente assente. Nei Paesi di lingua anglosassone esiste per alcuni autori una differenza tra rocket motor e rocket engine. Il rocket motor è un motore a razzo a combustibile solido mentre il rocket engine è un motore a razzo a combustibile liquido.
[modifica] Spinta
Da un punto di vista elementare il principio fisico che spiega il funzionamento del motore a razzo è il Terzo principio della Dinamica. Una formulazione più raffinata del principio conduce alla legge di conservazione della quantità di moto
Considerando l'equazione della conservazione della quantità di moto del sistema composto dal razzo e dal fluido espulso in un intervallo ΔT, si può vedere come il sistema passa da uno stato con massa M e velocità V al momento T, a un sistema composto da un razzo con massa M- Δm (Massa espulsa) con velocità V + ΔV e da un gas di massa Δm che si muove con velocità V -ue (ue è la velocità del getto relativo al razzo, supposta costante, e il segno meno indica che il gas viene espulso in direzione opposta a quella del razzo)
Utilizzando la legge di conservazione della quantità di moto otteniamo che la derivata rispetto al tempo della quantità di moto del nostro sistema (razzo + gas espulso) deve risultare uguale alla somma delle forze agenti sul sistema.
Indicando con Fe questa somma e passando al limite per Δt che tende a 0 otteniamo che
Dove gli ultimi due termini formano la spinta.
[modifica] Tipi di motori a razzo
Il motore a razzo a combustibile solido è concettualmente assai semplice: è essenzialmente costituito da un involucro riempito di propellente e corredato di un ugello in corrispondenza della sezione d'uscita dei gas prodotti dalla combustione del propellente. La massa di propellente contiene sia il combustibile che il comburente così da determinare una completa combustione autoalimentata. La spinta del motore a razzo a combustibile solido non può essere regolata: dipende dalla forma impressa alla superficie del propellente solido e dalla velocità di combustione. Maggiore è la superficie esposta (superficie di combustione) e la velocità di combustione, maggiore è la spinta del motore. La velocità di combustione è strettamente legata al tipo di propellente utilizzato e alla pressione di esercizio (pressione di combustione).
Il motore a razzo a combustibile liquido impiega due serbatoi separati contenenti il combustibile ed il comburente. I due componenti vengono inviati attraverso pompe ad una camera di combustione i cui prodotti transitano attraverso un ugello di scarico. La spinta dei motori a razzo a combustibile liquido può essere regolata agendo sulla velocità di alimentazione della miscela propellente.
 |
||
|---|---|---|
| Motore · Motore a combustione interna · Motore rotativo · Motore in linea · Motore a U · Motore a V · Motore a W · Motore ad H · Motore a cilindri contrapposti · Motore stellare (radiale) | ||
| Motoreattore · Motore a getto · Turbogetto · Turboventola · Turboelica · Turboalbero · Motore propfan · Statoreattore · SCRamjet · Autoturboreattore · Endoreattore · Pulsoreattore | ||
| Pistone · Cilindro · Camma · Presa d'aria · Compressore · Compressore centrifugo · Compressore assiale · Albero · Combustore o camera di combustione · Candela · Iniettore · Turbina · Postbruciatore · Ugello di scarico | ||
