Diseño de un motor cohete meteorológico para llevar un kilo de carga útil a 20 km. de altura "segunda parte"

Abstract

El presente trabajo constituye el resumen de las actividades realizadas durante los años 1969 a 1971 en la Oficina de Investigación y Desarrollo del Ministerio de Marina y presenta en forma condensada la metodología empleada para desarrollar un cohete meteorológico (de pequeño alcance y carente de sistemas de guiado) en su concepción más simple (de combustible sólido y sin giro estabilizador). Resulta evidente que una máquina de este tipo no encierra ya ningún tipo de problema desconocido, ha sido ampliamente estudiada y más aún su construcción desde el punto de vista tecnológico es poco atractiva. Sin embargo, aún podemos encontrar algunas justificaciones para emprender un proyecto de esta naturaleza si consideramos que podría servir para alguno de los siguientes propósitos: a).- Crear una infraestructura que permita emprender en un futuro no muy lejano la construcción de cohetes de mejores características (mayores alcances, mayores cargas útiles y que incluyan sistemas de control) para aplicación en estudios meteorológicos. b).- Capacitar personal que será el encargado de asesorar la compra de éste tipo de máquinas cuando su aplicación en nuestro medio sea necesaria. En nuestro caso supongamos que caemos dentro de alguna de estas consideraciones. Al iniciar el desarrollo del proyecto, el primer problema con el cual tropezamos es el referente a la velocidad mínima que debe alcanzar el cohete para poder llegar al lugar deseado. Este es un problema bastante complejo que incluye la determinación de un coeficiente de arrastre para todo el vehículo (ojiva - cuerpo - aletas) y la variación del mismo con la velocidad del cohete. Conociendo la velocidad que debe alcanzar el proyectil debemos a continuación evaluar la relación existente entre el peso total de combustible al peso total del cohete, ya que la velocidad máxima que puede alcanzar un cohete es una función directa de esta relación. Una vez que se ha determinado esta relación, nos valemos de un computador para definir las características de todo el vehículo mediante un sistema de aproximaciones sucesivas. Para llevar a cabo éste proyecto el trabajo se ha dividido en tres partes básicas: I.- Balística.- Encargada de la determinación de la velocidad que debe alcanzar el proyectil, y de la relación peso de combustible a peso total. Además, considera el cálculo de las aletas, lanzador, y estudios de dispersión. II.- Química.- Encargada de suministrar un combustible adecuado y al mismo tiempo indicar sus características principales: velocidad de quemado a distintas presiones, temperatura de los gases resultantes de la combustión, peso molecular de los mismos, impulso especifico, densidad, etc. Además, tiene a su cargo el desarrollo del iniciador y la selección de la sustancia de inhibición. III.- Mecánica.- Encargada del diseño y cálculo de los demás elementos del cohete.