Impulso especifico (Specific Impulse - Isp) e Relação Empuxo/Peso (Thrust-to-Weight Ratio) de motores a jato e de foguete
O impulso especifico é uma medida da eficiência dos motores e combustíveis de foguete e também dos motores a jato.
Da mesma forma, se usa o km por litro para medir a eficiência de motores de carros, motos, etc.
Quanto maior o impulso especifico, menos combustível é necessário.
O impulso especifico dos motores a jato é de 3000 segundos, isto significa que 1 kg de querosene de aviação produz um empuxo de 1 kg-força durante 3000 segundos.
O impulso especifico dos motores de foguete de combustível sólido é de 250 segundos, isto significa que 1 kg de combustível sólido produz um empuxo de 1 kg-força durante 250 segundos.
O impulso especifico dos motores de foguete de combustível liquido (hidrogênio) é de 450 segundos, isto significa que 1 kg de combustível liquido produz um empuxo de 1 kg-força durante 450 segundos.
Por isso os motores de combustível liquido (hidrogênio) são mais eficientes que os de combustível sólido.
Impulso especifico de alguns motores (vácuo / nível do mar)
● Motor a jato General Electric CF6 (querosene) = 11700 seg
● Motor de foguete SSME do Ônibus Espacial (hidrogênio) = 453 seg / 363 seg
● Motor de foguete Merlin 1D do Falcon 1 e 9 (querosene) = 304 seg / 275 seg
● Motor de foguete do Saturn V (querosene) = 304 seg / 265 seg
● Motor de foguete SRB do Ônibus Espacial (combustível sólido) = 269 seg / 237 seg
A relação empuxo/peso de um motor de foguete é maior que a de um motor a jato.
Da mesma forma, motores de F1 tem elevada relação potencia/peso.
Relação empuxo/peso de alguns motores:
● Motor a jato General Electric CF6 = 6:1
● Motor de foguete SSME do Ônibus Espacial = 73:1
● Motor de foguete do Saturn V = 94:1
● Motor de foguete Merlin 1D do Falcon 1 e 9 = 159:1
Os motores de plasma tem um elevado impulso especifico, mas produzem pouco empuxo. Eles tem como característica produzir um pequeno empuxo (baixa relação empuxo/peso) por um grande período de tempo usando pouco combustível e por isso são indicados para viagens em gravidade próxima de zero, como quando a nave já esta no espaço. Um motor de plasma não tem força para vencer a gravidade da Terra e colocar naves na sua órbita.
Os motores de foguete de combustível sólido e liquido são o inverso dos motores de ions: gastam muito combustível por um período curto de tempo, mas em compensação produzem um empuxo muito elevado (elevada relação empuxo/peso) e portanto conseguem colocar naves na órbita da Terra.
O empuxo produzido pelos motores de foguete de combustível sólido e liquido é diretamente proporcional a velocidade e massa de gases que sai do motor. Por isso, para produzir grande empuxo, esses motores liberam varias toneladas de gases por segundo que se movem a velocidades de até 4.5 km/seg.
O motor de foguete Merlin 1D (querosene) do Falcon 1 e 9 detem o recorde de relação empuxo/peso = 159:1
http://en.wikipedia.org/wiki/Merlin_1D#Merlin_1D