viernes, 23 de noviembre de 2007

Los cohetes ingleses de agua oxigenada

En la fotografía anterior se puede ver la planta de montaje del motor cohete “Stentor“, en la empresa “Armstrong Siddeley“, situada en Anstey, en 1960.

El agua oxigenada se puede utilizar como combustible de los motores cohete. En Inglaterra se realizaron muchos diseños, desde finales de la década de los 40, hasta comienzos de la década de los 70 del siglo XX.

El peróxido de hidrógeno, o agua oxigenada, tiene por fórmula H2O2. Esta substáncia puede descomponerse fácilmente en agua y oxígeno (2 H2O2 = 2 H2O + O2), mediante un catalizador.
En el laboratorio se puede utilizar como catalizador para descomponer el agua oxigenada óxido (IV) de manganeso, MnO2.

Los técnicos alemanes, durante la II Guerra Mundial, utilizaron agua oxigenada para mover las turbinas de las bombas de combustible de los cohetes V2/A4. Para descomponer el agua oxigenada y generar vapor, utilizaron el permanganato de calcio como catalizador.

El motor “Gamma“ fue uno de los primeros motores cohete ingleses de agua oxigenada. Fue desarrollado por el “Rocket Propulsion Establishment“, en Westcott (Buckinghamsire) en diciembre de 1953.



En la fotografía anterior se puede ver el grupo de cuatro motores “Gamma 301“ del lanzador Black Knight.

El motor “Gamma“ empleaba, para descomponer el agua oxigenada, un tejido de alambre de plata niquelado junto con un catalizador. Dado que el catalizador tenía una vida útil de dos horas y que el motor podía estar dispuesto para ser utilizado durante 20 horas, el diseño de la cámara del motor permitía la sustitución de este catalizador. El motor constaba sólo de una cámara de combustión y de las válvulas de entrada de combustible.

Cuando el agua oxigenada era bombeada y atravesaba el catalizador se descomponía en oxígeno y vapor de agua a 500ºC. Al mismo tiempo se bombeaba queroseno en la cámara de combustión. Este queroseno, saliendo en forma de finas gotas, se encendía gracias al calor del vapor y se quemaba gracias al oxigeno, fruto de la descomposición del agua oxigenada. La temperatura en el interior del motor llegaba a 2.300ºC, siendo a la salida de la tobera de 1.100ºC.

Los motores cohete de agua oxigenada son menos energéticos que los que utilizan oxígeno líquido. La efectividad del combustible de un cohete viene determinada por su Impulso Específico. Este valor indica el tiempo, en segundos, que un Kg de masa del combustible utilizado puede estar proporcionando un empuje de 1 Kg. Trabajando en el vacío, un motor de agua oxigenada y queroseno tiene un impulso específico de 240 segundos, si se trata de oxígeno líquido y queroseno su impulso específico es de 280 segundos y si se utilizan oxígeno e hidrógeno líquidos el impulso específico es de 400 segundos.

A su favor el agua oxigenada tiene el hecho de que no es un líquido criogénico y es, por tanto, más fácil de manejar. Además su densidad es de 1,48 g/cm3, lo que permite almacenarla en depósitos relativamente pequeños. Ocupa 17 veces menos volumen que la misma masa de hidrógeno líquido.

La R.A.F. utilizó con frecuencia motores cohete de agua oxigenada para facilitar el despegue de sus aviones. En los años posteriores a la II Guerra Mundial muchas empresas inglesas trabajaron en cohetes de agua oxigenada, entre ellas, de Havilland, Napier, Armstrong Siddeley y el Rocket Propulsion Department.

En la fotografía anterior se puede ver una sección del motor cohete “Spectre“, fabricado por la empresa inglesa “de Havilland“. Se observa como el cuerpo del motor dispone de una doble pared, dejando una cámara por donde circula el agua oxigenada que refrigera el motor. El cuerpo del cohete está construido de acero inoxidable. Se puede observar como ha cambiado la apariencia del metal allí donde hubo de sufrir más temperatura.

A la derecha de la cámara del motor, en el extremo opuesto a la tobera, se puede ver una pieza agujereada, lugar en el que se dispone el catalizador que descompone el agua oxigenada en agua y oxígeno. Dado que esta reacción produce una gran cantidad de vapor, el agua se transforma en vapor de agua a gran temperatura y presión.

El motor cohete “Spectre“ se utilizó en el avión interceptor “SR 53“, construido en 1957. La denominación de interceptor se daba en los años 50 y 60 a los aviones de caza, dotados de una gran capacidad de ascender a grandes alturas en poco tiempo para “interceptar“ los aviones enemigos que invadían el espacio aereo propio.

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