Qual é a diferença entre os motores de aeronaves Boeing 777 e os motores de foguetes Apollo?

Existem duas diferenças principais.

Um motor de foguete não precisa de uma fonte externa de oxigênio para a combustão e tem apenas uma abertura - o escape. Ele obtém oxigênio de seu próprio suprimento de combustível, normalmente usando oxigênio líquido ou de outro oxidante .

Um motor a jato, como os usados no 777, precisa absorver ar externo para obter oxigênio para sua combustão e tem duas aberturas, o escape e a entrada de ar.

Nota. Alguns motores de foguete, como os motores de reação a gás frio, não usam combustão, mas os que a maioria das pessoas considera como "motores de foguete".

Aqui está um diagrama do motor de F1 usado nos lançadores Apollo Saturn V.

link

Fonte history.nasa.gov

Aqui está um diagrama de um típico motor a jato, o Rolls Royce Trent.

Fonte: rolls-royce.com

Mais ou menos, mas a comparação deve ser feita com um turbojato (p.ex., primeiro avião da Boeing, ou militar Bell X-14 ) ao invés de um turbofan.

• Um turbofan, além de produzir gases (como um motor de foguete e um turbojato) também acelera ar frio que não é usado para queimar combustível, mas produz a maior parte do empuxo (esse ar é chamado de bypass flow ou fluxo frio ). Podemos dizer que em um turbofan, o empuxo é produzido pelo ar frio puro e os gases quentes são quase usados apenas para girar o grande ventilador que acelera o ar frio.

• Um turbojato, como um motor de foguete, produz gases quentes acelerados por combustão. Esta é a única fonte de empuxo para ambos os motores. Eu adicionei o princípio de turbojato no final deste post para referência.

Especificidade do motor de foguete

Uma diferença notável é que os motores de foguete desta época foram projetados para serem iniciados apenas algumas vezes, e para o primeiro estágio apenas uma vez (o estágio superior usado para manobras orbitais pode ser iniciado algumas vezes).

Um motor de foguete deve ejetar gases a uma velocidade muito grande para acelerar a carga até 7 km / s, enquanto um B777 viaja a menos que a velocidade do som (0,3 km / s). Isso também cria uma diferença no design e trabalhar em Mach 8, em vez de Mach 0.8 é muito mais complexo.

O Saturno V usado nas missões Apollo tinha 3 estágios, o primeiro usando combustível de foguete e o outro usando hidrogênio líquido como combustível. Vamos ver o motor do segundo estágio . o J-2 funcionava com hidrogênio líquido sendo oxidado com oxigênio líquido, resultando em água e calor. Ambos os propulsores foram retirados de tanques criogênicos (baixa temperatura) e foram extremamente pressurizados por turbo-bombas (8.450 kPa / 1.225 psi) t girando a 8.600 rpm.

Os gases quentes queimados eram ejetados como em um turbojato de avião para produzir impulso, embora o bico de ejeção parecesse mais um sino enorme do que um bocal de turbojato padrão.

^{(Saturno V segundo estágio do motor J-2. Fonte: Wikipedia )}

Não houve fluxo a frio como no turbofan B777 , o ar não estava em quantidade suficiente e nenhum ventilador teria funcionado .

^{Princípio B777 turbofan , fonte}

Para referência:

Princípio Civil turbojato , fonte