Modelagem Empuxo

O foguete de garrafa PET desenvolvido pela equipe Propulsar Engenharia, funciona a partir do empuxo provocado pela expansão do ar, comprimido no interior da garrafa, gerando uma força de mesma intensidade e sentido contrário (3ª Lei de Newton) que impulsiona o foguete. Para que o foguete decole é necessário que essa força de empuxo seja maior que o peso total do foguete. Esse empuxo é função do volume de água no interior da garrafa e da pressão de compressão do volume inteiro de ar e pode ser encontra a partir da (Equação 1) (Imagem 1):

Imagem 1. Trecho retirado do relatório de lançamento vertical. Fonte: Própria

Reescrevendo a (Equação 1) temos (Imagem 2):

Imagem 2. Trecho retirado do relatório de lançamento vertical. Fonte: Própria

Para o cálculo da Pressão do líquido ao sair do foguete (Imagem 3)

Imagem 3. Trecho retirado do relatório de lançamento vertical. Fonte: Própria

 O cálculo da velocidade de escape do fluido em relação ao foguete pode ser obtido pela (Equação 3), (Imagem 4):

Imagem 4. Trecho retirado do relatório de lançamento vertical. Fonte: Própria

Onde Pg pode ser obtido conforme (Imagem 5):

Imagem 5. Trecho retirado do relatório de lançamento vertical. Fonte: Própria

A partir da (Equação 2) podemos obter a pressão em cada frame, (Quadro 1).

Quadro 1. Taxa de despressurização do foguete. Fonte: Própria

O empuxo inicial do foguete foi calculado em 531 N e a partir dele temos uma força mínima que a plataforma treliçada deve suportar no momento do lançamento com um ângulo inicial.