¿Qué son la aerodinámica de cohetes?

La aerodinámica de los cohetes son las fuerzas expresadas en un cuerpo de cohete en vuelo atmosférico, y generalmente incluyen arrastre de cohetes, propulsión de cohetes o empuje de cohetes; el peso del cohete; y su elevación aerodinámica basada en la forma del cuerpo. Las fuerzas aerodinámicas con respecto a los cohetes también deben tener en cuenta la balística, que es el efecto general de la gravedad en un cohete cuando se dirige en dirección vertical lejos de la superficie de la tierra y regresa.

La historia de los cohetes se remonta al menos a 1045 DC. En este momento, los chinos ya los usaban como una forma de dispositivo militar. La aerodinámica básica de los cohetes, por lo tanto, tiende a tener un nivel de comprensión mucho más amplio en todo el mundo que la aerodinámica de los aviones.

La aerodinámica actúa sobre cualquier cuerpo que se mueve por el aire y exhibe dos cualidades principales: fuerza y ​​vector, o dirección. La aerodinámica directa del cohete que actúa sobre la carrocería del vehículo es arrastrar y levantar, donde el arrastre es la fuerza de resistencia del aire que el cohete debe empujar, y se ve que actúa en oposición directa a la dirección en la que viaja el cohete. La elevación actúa perpendicularmente al movimiento del cohete, o en ángulo recto con el horizonte, y su magnitud depende de la forma del cuerpo del cohete y de la densidad del aire que atraviesa.

Fuerzas como levantar y arrastrar solo son relevantes si el cohete se mueve en comparación con el de otro cuerpo. Ejemplos de tales cuerpos incluyen la tierra y operar dentro de la atmósfera. Los cohetes de tamaño completo que se elevan rápidamente al espacio no se ven afectados por las fuerzas de elevación y arrastre una vez fuera de la atmósfera terrestre.

Los elementos de elevación y arrastre de la aerodinámica de los cohetes también se ven directamente afectados por el vector del cohete, o su ángulo de ascenso en comparación con la superficie de la tierra. Las fuerzas vectoriales entran en juego más directo en términos del peso y empuje de un cohete en comparación con su ángulo de ascenso. Cuanto más empuje pueda generar un cohete en comparación con su peso, más lejos podrá elevarse de la superficie de la tierra antes de quedarse sin combustible.

Este componente de la aerodinámica del cohete a menudo se conoce como delta v, y se calcula como una figura pura en ausencia de resistencia causada por la atmósfera y la aceleración gravitacional que tira del cohete hacia abajo. La propulsión del cohete requerida para que un vehículo obtenga órbita se conoce como velocidad de escape. Para la Tierra, es una velocidad de aproximadamente 25,000 millas por hora (40,233 kilómetros por hora), o 5,300 millas por hora (8,530 kilómetros por hora) en la superficie de la luna.