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UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

ESCOLA DE ENGENHARIA INDUSTRIAL METALÚRGICA DE VOLTA REDONDA

APOSTILA

PROJETO E CONSTRUÇÃO DE FOGUETES EXPERIMENTAIS

1ª EDIÇÃO

Apostila feita pelo estudante Igor Silfar Teles da

Silva para a disciplina de Mecânica dos

Fluidos-I sob a orientação do professor

Alexandre Francisco como material de apoio

para o projeto e construção de foguetes

experimentais.

VOLTA REDONDA

2012

3

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO, 3

PROJETO, 4 Centro de Gravidade, 4 Centro de Pressão, 7

Elementos de um Foguete Estável, 12

Corrigindo um Foguete Instável, 20

AEROLAB, 22

MOTOR, 40 Classificação de um Motor, 40

Funcionamento de um Motor, 42

Dispositivos de Proteção do Paraquedas, 43

CONSTRUÇÃO, 44

BIBLIOGRAFIA, 54

4

INTRODUÇÃO

O desenvolvimento de foguetes envolve quatro etapas básicas: projeto,

construção, lançamento e recuperação. No projeto são definidas importantes

características como tipo de material, localização do centro de pressão (CP) e

do centro de gravidade (CG), classe do motor, peso total e sistema de

recuperação. Na construção respeitamos as propriedades do projeto, sempre

buscando a utilização de materiais que estejam de acordo com as

características pré-estabelecidas. No lançamento verificamos se as

propriedades aerodinâmicas e o peso realmente estão de acordo com o motor

escolhido. Finalmente, na recuperação observamos se as dimensões, o

posicionamento e a proteção do paraquedas estão corretos, evitando, dessa

forma, que qualquer dano seja causado ao foguete no momento em que ele

retorne ao solo.

FIG.1

5

PROJETO

Um dos principais cuidados que se deve tomar ao projetar foguetes é

certificar-se que seu modelo é estável, ou seja, que o centro gravidade está à

frente do centro de pressão tomando como origem o nariz. A seguir está uma

breve explicação do que é centro de gravidade e centro de pressão.

CENTRO DE GRAVIDADE (CG)

O CG é o ponto onde todo o peso do foguete parece estar concentrado,

ou seja, existe tanto peso distribuído à frente quanto atrás do CG do foguete.

Se você amarrar uma linha sobre CG e segurá-la, o foguete ficará em

equilíbrio.

FIG.2a

A força que você sente na linha quando o foguete está em equilíbrio, na

verdade, é o peso dele. Este peso total é a soma de todos os pesos dos

componentes feitos de diferentes materiais que compõe o foguete. Se você

adicionar mais material no foguete (como argila) ele irá pesar mais.

6

Agora, se o material é posicionado próximo ao nariz, o foguete irá

inclinar-se e você terá que mover a linha na direção do bico para que o foguete

volte a ficar equilibrado.

FIG.2b

A tendência de uma força, como o peso da argila, de rotacionar um

corpo é chamada de momento. A intensidade do momento depende da força

propriamente dita assim como da distância entre a força e o ponto onde o

corpo está girando. Esta distância é chamada de “braço”. Neste caso, a força

envolvida é o peso da argila e o “braço” é a distância entre a argila e o ponto

onde a linha está amarrada.

FIG.3

Se você afastar mais e mais a argila da linha, o “braço” irá aumentar e o

foguete irá inclinar-se cada vez mais. Da mesma maneira, se você adicionar

mais argila e não movê-la, o foguete também irá inclinar. Em geral, o momento

tem maior intensidade quando aumentamos a força peso e/ou aumentamos o

comprimento do “braço”.

7

FIG.4

Lembre-se, um momento está sempre relacionado a uma distância

específica. Se você alterar essa distância, você irá mudar o “braço” do

momento, e consequentemente, o momento em si. Quando a linha que está em

volta do foguete é aproximada da argila, o foguete é nivelado novamente. O

momento causado pelo peso da argila foi reduzido pela redução do “braço”. Ao

mesmo tempo, um novo momento foi introduzido no lado oposto.

FIG.5

É importante para você entender que a posição do centro de gravidade

em um foguete – ou em qualquer corpo – está associada com a distribuição de

peso e não com o peso em si. Esta mesma ideia será utilizada para explicar o

que é centro de pressão.

8

O centro de gravidade é importante para a estabilidade de um foguete

não porque seu ponto de equilíbrio está lá, mas porque quando um foguete

está em vôo livre, ele irá girar somente em torno deste ponto.

FIG.6

CENTRO DE PRESSÃO (CP)

O centro de pressão é similar ao centro de

gravidade, a única diferença é que as forças

envolvidas são as forças de pressão do ar

agindo sobre o foguete quando ele está voando.

O CP pode ser definido da mesma maneira

que o CG. O centro de pressão de um foguete é o ponto onde todas as forças

de pressão do ar que agem sobre ele podem ser concentradas, ou seja, existe

tanta pressão aerodinâmica distribuída à frente do CP quanto existe atrás dele.

Em termos de momento, existe tanto momento devido à força de pressão

aerodinâmica à frente do CP quanto existe atrás dele.

9

Na figura abaixo, as forças relacionadas à pressão aerodinâmica que agem ao

longo de todo o corpo do foguete estão representadas por setas.

FIG.7

Como você pode ver na FIG.7, o foguete está em uma posição de

perturbação (exagerada na figura), ou seja, existe um pequeno ângulo na

direção em que ele está voando. Como resultado, existe um ângulo na direção

em que o ar flui sobre o foguete. Este ângulo é chamado de “ângulo de ataque”

e é representado pela letra grega α. Perceba que as forças de pressão

aerodinâmicas desenhadas acima são todas perpendiculares à linha de centro

do foguete. Estas forças são chamadas de “forças normais” – termo

matemático para perpendicular – que agem sobre o modelo.

A distribuição de forças mostrada acima representa realmente como as

forças aerodinâmicas atuam sobre um foguete com um “ângulo de ataque”

durante o vôo. No entanto, essa distribuição pode ser agrupada e seu efeito

combinado pode ser representado no modelo por uma “força resultante”

chamada “N”. Da mesma forma que o peso total age no CG, a força resultante

“N” age no centro de pressão CP.

10

A FIG.8 é equivalente à FIG.7, a única diferença é que a distribuição de forças

aerodinâmicas foi substituída por uma força resultante “N” agindo no CP.

FIG.8a

Assim como o centro de gravidade depende da distribuição de peso no

foguete, a localização do centro de pressão depende fortemente da distribuição

das forças aerodinâmicas sobre o corpo do modelo.

O “ângulo de ataque” com que um foguete voa tem um forte efeito na

intensidade e na forma de distribuição das forças aerodinâmicas do modelo. A

FIG.8b mostra como a distribuição de forças em um foguete típico durante o

vôo se comporta com diferentes ângulos de ataque. O equivalente total da

força normal fica maior quando o “ângulo de ataque” aumenta, no entanto, o

mais importante é que a distribuição de forças aerodinâmicas também varia de

acordo com o “ângulo de ataque”. Essa variação causa uma mudança na

posição do centro de pressão. Como mostrado na FIG.8b, o CP se move na

direção do nariz quando o “ângulo de ataque” aumenta.

11

FIG.8b

12

ELEMENTOS DE UM FOGUETE ESTÁVEL

Como já mostrado anteriormente, um foguete em vôo livre irá girar

somente em torno de seu centro de gravidade. Lembre-se também que a única

razão pela qual um foguete gira é um momento. Os dois fatores que formam o

momento são força e distância (braço).

Um modelo voando com um “ângulo de ataque” – posição de

perturbação – tem toda sua pressão aerodinâmica agindo sobre seu centro de

pressão.

FIG.9

13

A força normal “N” e a distância entre o centro de pressão e o centro de

gravidade – ou “braço” – se combinam para formar o momento “M” sobre o

centro de gravidade.

FIG.10

Como a distância entre CG e CP – ou seja, o “braço” do momento

associado à força aerodinâmica normal “N” – é muito importante, ela recebeu

um nome especial: Margem Estática . Como o momento “M” está associado às

forças aerodinâmicas, ele é chamado de Momento Aerodinâmico . O

Momento Aerodinâmico tende a girar o foguete em torno de seu centro de

gravidade.

Na FIG.11, o foguete irá girar no sentido horário reduzindo o “ângulo de

ataque”. Como o modelo está girando, seu “ângulo de ataque” chegará a

ZERO, e em seguida, um novo “ângulo de ataque” irá surgir.

14

FIG.11

No entanto, a força normal e o momento aerodinâmico resultante devido

ao novo “ângulo de ataque” tendem a, novamente, girar o foguete, mas dessa

vez no sentido anti-horário. Esse processo de oscilação é repetido com cada

vez menos intensidade até que o foguete tenha um “ângulo de ataque” igual a

ZERO e se estabilize. Chamamos esse movimento oscilatório de “swing”.

Você deve ter percebido que um foguete com “ângulo de ataque” igual a

ZERO está em sua posição neutra e o processo descrito acima é uma

oscilação estável . Repare que nas figuras mostradas acima o CP está sempre

atrás do CG do foguete – o nariz é tomado como ponto de origem. Este é

exatamente o requisito necessário para a estabilidade de um foguete. UM

FOGUETE SERÁ ESTÁVEL SOMENTE SE O SEU CENTRO DE PRE SSÃO

ESTIVER ATRÁS DE SEU CENTRO DE GRAVIDADE.

Mas o que irá acontecer quando o CP estiver na frente do CG? A figura

abaixo mostra essa situação em um foguete com “ângulo de ataque”.

15

FIG.12

Neste caso, o momento aerodinâmico tende a rotacionar o modelo

fazendo com que ele saia da sua posição neutra e se torne instável.

Saber que o seu foguete está estável não é o bastante. Você deve saber

quanto estável ele é , ou seja, com que rapidez ele retorna para sua posição

neutra após ser perturbado. Como o momento aerodinâmico está relacionado

com a distância entre o CG e o CP, a “margem estática” tem um grande efeito

sobre a estabilidade do foguete. Por isso, para um foguete, quanto maior a

“margem estática”, mais estável ele será.

A importância do “ângulo de ataque” agora se torna clara. De acordo

com que o “ângulo de ataque” de um foguete aumenta, o CP move-se para

frente, a “margem estática” diminui, e o foguete se torna menos estável . É

possível que o CP se mova para frente do CG tornando o foguete instável.

Obviamente, você quer que o seu foguete tenha uma “margem estática” grande

o bastante para garantir que o modelo seja estável e voe com pequenos

“ângulos de ataque”.

16

No entanto, se o seu foguete for estável demais ele irá, facilmente,

inclinar-se na direção do vento. Uma boa regra para o comprimento da

“margem estática” é que ela seja igual ao maior diâmetro do foguete.

FIG.13

Uma das razões para que modelo incline na direção do vento, ou

descreva, constantemente, arcos durante o vôo em um dia com ventos fortes, é

presença de um “ângulo de ataque” com o vento assim que ele deixa a base de

lançamento. Se você estivesse montado em um foguete durante o vôo, iria

parecer que o vento toca o seu rosto fazendo um determinado ângulo, mesmo

que você soubesse que estava voando em uma direção totalmente vertical.

17

FIG.14

O vento não é apenas lateral como você sente antes do lançamento. O

“vento resultante” no momento do vôo é devido à velocidade do modelo mais o

vento lateral. O efeito desse vento lateral será mais intenso se você estiver

montado em um foguete mais pesado que deixará a base com menor

velocidade.

FIG.15

*To weathercock: inclinar-se na direção do vento

18

Agora que a movimentação do foguete não é mais restringida pela guia

da base de lançamento ele pode rotacionar livremente em torno do seu CG.

Como o vento está batendo no foguete formando um certo ângulo, uma força

normal “N” é produzida. Se o modelo é estável – CG antes do CP tomando

como origem o nariz – o momento resultante tende a rotacionar o foguete na

direção contra o vento. Durante o vôo, gradualmente, o “ângulo de ataque” com

o vento é reduzido até chegar a ZERO.

Obviamente, quanto maior o momento devido à força normal “N” agindo

a uma determinada distância do CG, mais rapidamente o foguete responde e

gira durante a oscilação para chegar ao “ângulo de ataque” igual a ZERO.

FIG.16

A figura acima mostra que o momento em relação ao CG será maior no

foguete mais estável, embora as forças sejam iguais, a distância relacionada

ao momento é diferente em cada caso.

Um segundo após deixar a base, o modelo mais estável já poderá estar

alinhado – com “ângulo de ataque” igual a zero – enquanto o foguete com a

“margem estática” de apenas um diâmetro provavelmente estará completando

sua correção pois seu “momento restaurador” é menor.

19

FIG.17

Do chão nós poderíamos ver:

FIG.18

20

Uma vez que as causas para um foguete ser levado pelo vento estão

entendidas, nós já podemos ver algumas formas para minimizar esse efeito:

a) Usar uma base de lançamentos mais longa que o usual para que o foguete

tenha mais tempo para ganhar velocidade antes de deixar a guia. Quanto maior

a velocidade, menor será o “ângulo de ataque” para um vento lateral.

FIG.19

b) Use foguetes com “margem estática” não muito maior do que o diâmetro do

próprio modelo. Mais estabilidade significará uma maior tendência do foguete

de ser levado pelo vento.

c) Use o motor mais potente possível para que a velocidade, quando o modelo

deixar a base, seja a maior que você possa alcançar.

CORRIGINDO UM FOGUETE INSTÁVEL

Qualquer pessoa que constrói um foguete está interessada na altura

máxima que ele vai alcançar. Os construtores mais sofisticados acreditam que

os elementos relacionados com a estabilidade podem, e irão, afetar a

performance e altura máxima do modelo. Se durante o projeto é percebido que

o foguete é instável, você tem duas opções. A primeira é adicionar peso ao

nariz para trazer o CG adequadamente à frente do CP. Como você sabe,

quanto mais pesado o foguete for, menor será altitude que ele irá alcançar. A

segunda opção é aumentar a área da aleta com o objetivo de levar o CP para

21

trás do CG. Ao mesmo tempo que esta técnica adiciona menos peso ao

foguete, ela também aumenta o coeficiente de arrasto do modelo, reduzindo

potencialmente a altura máxima.

Um foguete com uma “margem estática” longa demais está, obviamente,

carregando mais peso e/ou tem mais área nas aletas do que deveria. Não

esqueça que a tendência de um foguete ser levado pelo vento, e

consequentemente, ter sua altitude máxima reduzida, é muito mais forte nos

foguetes extremamente estáveis.

FIG.20

22

Aerolab

FIG.21

Com este programa você pode projetar qualquer foguete e encontrar o

seu CG e CP. Além disso, também é possível obter o coeficiente de arrasto do

modelo, assim como uma boa estimativa do seu peso total. A seguir está um

“passo a passo” descrevendo como foi feito o projeto do PROTÓTIPO 211V1 .

23

1º) Tela inicial do Aerolab. Clique em NEW para iniciar um novo projeto.

FIG.22

2º) Clique em COMPOSE para entrar com as dimensões do foguete.

FIG.23

24

3º) Na aba NOSECONE (nariz) você entrará com os seguintes dados:

*NOSECONE LENGTH (comprimento do nariz)

*NOSECONE DIAMETER (diâmetro do nariz)

*NOSECONE SHAPE (forma do nariz). Recomendamos utilizar a

ELLIPSOIDE

FIG.24

4º) Na aba BODY (corpo do foguete) entraremos com:

*TOTAL ROCKET BODY LENGTH (comprimento total do foguete, ou

seja, corpo e nariz juntos.

*NOZZLE DIAMETER (diâmetro da tubeira). Nozzle é parte do motor

onde ocorre a ejeção do combustível em queima.

25

*SURFACE ROUGHNESS HEIGHT (rugosidade do corpo). É

recomendável que utilize TUBO PVC pois além de ser leve, tem

rugosidade baixa.

*NUMBER OF CONICAL TRANSITIONS (número de transições). Como

nosso foguete terá um motor, o número de transições será igual a

ZERO, portanto não é necessário alterar qualquer dado.

FIG.25

5º) – Na aba FINS (aletas) temos:

*SELECT FINS SECTIONS. Nessa opção você pode escolher entre

trabalhar com um grupo de aletas, ou dois grupos de aletas. Caso você

queira trabalhar apenas com um, simplesmente mantenha a opção

FORWARD e entre com o NUMBER OF FINS (número de aletas), sua

FIN POSITION (distância do nariz até a aleta) e suas FINS

DIMENSIONS (dimensões).

26

FIG.26

Caso queira entrar com mais um grupo de aletas, clique em FORWARD, a

opção AFT irá aparecer, e refaça todo o processo.

FIG.27

27

6º) Na aba LAUNCH LUGS você entraria com as características da base de

lançamento, mas como esses dados não estão disponíveis, deixe tudo como

está.

FIG.28

7º) Na aba CONDITIONS também não existe a necessidade de alterar os

dados, pois eles estão relacionados com número o máximo de velocidade

(LOWER e UPPER MACH NUMBER), unidades de medidas, etc.

FIG.29

28

8º) Para verificar se o COEFICIENTE DE ARRASTO do foguete está dentro do

ideal, ou seja, abaixo de 0.4, clique em CALCULATE .

9º) A linha azul mostra o coeficiente de arrasto global (Cd) do foguete durante a

queima do combustível, e a linha vermelha sem a queima do combustível. O

eixo vertical do gráfico é o coeficiente do arrasto, e o eixo horizontal é o

numero de MACH. Até MACH 1 (344 m/s) o coeficiente de arrasto global deve

ser menor que 0.4. Para visualizar apenas o (Cd), clique em SELECT.

FIG.30

FIG.31

29

10º) Deixe apenas as opções (Cd) marcadas.

FIG.32

11º) Para MACH 1, (Cd) está abaixo de 0.4.

FIG.33

30

12º) Com a parte aerodinâmica feita, devemos entrar com a DENSIDADE de

cada peça e posicioná-la dentro do foguete, para que possamos visualizar seu

CENTRO DE GRAVIDADE. Para fazer isso clique em PARTS e escolha

PARTS MANAGER .

FIG.34

13º) Para adicionar uma peça clique em ADD PART .

FIG.35

31

14º) Em PART TYPE escolha a geometria da peça.

• Para fazer o corpo selecione: Tube

• Para fazer as aletas selecione: Current Forward Fins

• Para fazer o nariz selecione: Current Nosecone

FIG.36

32

15º) Entre com as dimensões da peça e com sua densidade. A densidade pode

ser escolhida em uma lista MATERIAL, ou escolhida por você em MATERIAL

DENSITY (PVC densidade igual a 1300kg/m³).

16º) As opções AUTOMATIC CENTER OF GRAVITY (centro de gravidade

automático) e AUTOMATIC WEIGTH (peso automático) devem estar marcadas

para que você não precise fazer os cálculos. Entre com o nome da peça em

PART DESIGNATION e sua posição com relação ao nariz em DISTANCE

FROM NOSECONE APEX TO FRONT OF PART.

FIG.37

FIG.38

33

17º) Uma peça que merece atenção especial é o MOTOR, pois sua massa

varia de acordo com que o combustível é queimado. Para fazer essa peça

você seguirá todo o procedimento de uma peça normal.

FIG.39

18º) Escolha como geometria um cilindro (CYLINDER).

FIG.40

34

19º) Entre com suas dimensões. Como o mais provável é utilizar um motor

classe D, podemos escolher as dimensões e o peso listados em catálogos para

esse tipo de motor. Diâmetro externo (CYLINDER OUTER DIAMETER) =

24mm. Comprimento (CYLINDER LENGTH) = 70mm. Escolha uma densidade

que dê o peso aproximado ao peso do motor classe D (43.1g ).

FIG.41

20º) Marque a opção TREAT AS PROPELLANT (tratar como um “motor”).

FIG.42

35

21º) Posicione o motor digitando sua distancia do nariz.

FIG.44

FIG.43

36

22º) Para visualizar o Centro de Pressão (Cp) e o Centro de Gravidade (Cg),

clique em DRAW.

FIG.45

23º) Em seguida clique em STABILITY .

FIG.46

37

24º) Nesse momento você deve observar se o Cg está acima do Cp (no sentido

do nariz para as aletas). Caso isso não aconteça, seu foguete estará

INSTÁVEL. Para visualizar as PEÇAS projetadas, clique em OPTIONS e em

TOGGLE PARTS VISIBLE .

FIG.47

FIG.48

38

25º) Para conhecer o PESO TOTAL do foguete, clique em PARTS e em SHOW

PARTS LIST .

26º) Em ROCKET EX PROPELLENT estará o peso de seu foguete não

considerando o peso do motor.

FIG.49

FIG.50

39

27º) FIM DO PROJETO

FIG.51

40

MOTOR

O sucesso do lançamento, vôo e recuperação de um foguete está

fortemente relacionado com a escolha correta do motor. Nesta seção você terá

acesso aos conceitos básicos da classificação e funciomento dos motores.

Classificação de um Motor

Os propulsores de foguetes são classificados de acordo com seu

impulso total, definido como sendo o produto entre o empuxo médio

desenvolvido pelo propulsor e o tempo de combustão efetivo. Os códigos que

especificam os propulsores são constituídos por uma letra e por dois números

subsequentes ( Ex: B6-4 ). A letra indica a classe de impulso total, o primeiro

número informa o empuxo médio, em Newton, e o último número indica o

período de temporização, em segundos, até a ejeção do paraquedas ( quando

o propulsor é do tipo “booster” não há carga temporizadora e nem de ejeção e

portanto, o número correspondente é zero).

FIG.52

FIG.53

41

A tabela abaixo traz o Impulso Médio (Newtons Seconds) gerado de acordo

com a Classe do Impulso Total (Code):

FIG.54

FIG.55

42

Funcionamento de um Motor

As etapas do funcionamento de um motor que utiliza pólvora negra estão

descritas nas figuras abaixo:

*Link para visualizar animação:

http://www.apogeerockets.com/education/how_engines_work.asp

FIG.56

43

Dispositivos para Proteção do Paraquedas

No momento em que a “carga de ejeção” é detonada, calor e partículas

entram em contato com o paraquedas. Caso não exista algum tipo de

dispositivo que proteja o sistema de recuperação, esses dois elementos irão

danificá-lo fazendo com que o foguete seja destruído ao retornar para o solo

em queda-livre. A seguir, serão apresentadas algumas técnicas para evitar que

calor e partículas causem danos ao paraquedas.

FIG.58a

FIG.58b

FIG.57

44

CONSTRUÇÃO

Nesta etapa você deve ter atenção com o tipo de material que será

utilizado, a quantidade de cola e as dimensões das peças, para que o modelo

não ultrapasse o peso máximo estabelecido. Todas as peças que fazem parte

do modelo devem estar no projeto com suas respectivas densidades. Abaixo

estão as principais etapas para a construção de um foguete.

1º) Separe tudo o que será necessário para a montagem do seu foguete.

1 – Durex 6 – Tubo de PVC 11 – Elástico

2 – Linha de Pipa 7 – Tarugo de NYLON 12 – Cola (Adesivo Universal)

3 – Lixa 8 – Aletas (madeira Balsa)

4 – Tesoura 9 – Transferidor

5 – Serra 10 – Régua

FIG.59

45

2º) Caso o diâmetro interno do corpo do seu foguete seja muito maior do que o

diâmetro externo do motor, você deverá utilizar um “tubo redutor”.

Para fixar as aletas no “tubo redutor” você utilizará uma serra para fazer

3 cortes que irão dividir o tubo em ângulos de 120° - os cortes devem ter um

comprimento um pouco maior do que o comprimento da parte da aleta que será

colada no tubo. Em seguida, você encaixa as aletas nos cortes e fixa com cola.

Repare que, neste caso, as aletas apresentam um “degrau”. É neste “degrau”

que o tubo externo do foguete será encaixado e centralizado. Este tubo deve

apresentar cortes com as mesmas características do “tubo redutor”.

FIG.60a

FIG.60b

46

3º) Encaixe o “tubo redutor” no “tubo externo”.

Passe cola nas aletas sempre tomando o cuidado de fazer o movimento

no sentido do “nariz para baixo”, pois, fazendo isso, você reduz atrito entre a

cola e o ar no momento do vôo.

FIG.61

FIG.62

47

4°) Para garantir a centralização dos tubos, fixe um “anel de centralização”

entre eles.

FIG.64

FIG.63

48

5º) Nos motores tradicionais, alguns segundos após a queima de todo o

combustível, uma carga explosiva é detonada para que o paraquedas seja

liberado. Primeiramente, você tem que garantir que o motor estará retido em

um certo ponto do “tubo redutor”, caso isso não aconteça, ao iniciar a queima

do combustível, o motor irá passar através de todo o foguete, e seu modelo

ficará na base enquanto o motor é projetado para o ar. A peça responsável por

essa função é chamada de “anel de retenção ”. Lembre-se que o esse “anel de

retenção” deve ficar posicionado de forma que o motor fique de 2 a 4mm para

fora do corpo do foguete.

Em seguida, você deve encontrar uma forma de, após a explosão da

“carga de ejeção” e da liberação do sistema de recuperação, manter todas a

partes do foguete que foram impulsionadas pela explosão juntas. Um elástico,

normalmente preso ao “anel de retenção” e a uma parte do corpo do foguete

imediatamente acima do paraquedas, faz essa ligação entre as peças.

FIG.65

FIG.66

49

Também é importante eliminar o espaço entre o “tubo externo” e o “tubo

redutor” para que toda a energia da explosão seja direcionada para frente. Na

figura abaixo, a peça responsável por essa função é chamada de “anel K”.

6º) A FIG.68 mostra algumas sugestões de materiais simples (papelão, folha

de alumínio e esponja) que podem ser utilizados separadamente, ou

combinados, para formar uma proteção para o paraquedas.

FIG.67

FIG.68

50

7º) Um paraquedas típico tem 6 furos igualmente distribuídos.

Como uma regra geral, projete um paraquedas para que a velocidade de

queda do seu foguete esteja entre 3.5 e 4.5 m/s. Você pode determinar a área

do paraquedas através da seguinte fórmula:

××××=

²

2

VCd

mgS

ρ

Onde S é a área do paraquedas, g é a aceleração da gravidade (9,81

m/s²), m é massa do foguete após a queima total do combustível medida em

gramas, ρ é a densidade do ar (1225 g/m³), Cd é o coeficiente de arrasto

(estimado em 0,75 para uma geometria circular), e V é a velocidade de queda

que você escolheu. Se você desejar um paraquedas com geometria circular, o

diâmetro é encontrado pela fórmula:

πS

D×= 4

FIG.69

51

8º) Reforce o local onde a linha será presa, e lembre-se de não apertar demais

o nó, deixe uma “folga” entre a linha e o plástico.

Recomenda-se que o comprimento das linhas seja algo em torno de 1.2 vezes

o diâmetro do paraquedas

9º) Evite unir as linhas A, B e C com apenas um nó. Faça com que cada linha

esteja ligada, de maneira independente uma da outra, a um ponto D. Dessa

forma você evita que essas linhas se entrelacem com facilidade.

FIG.70

FIG.71

52

10º) Para dobrar seu paraquedas, siga o esquema mostrado na figura abaixo:

FIG.72

53

BIBLIOGRAFIA

VAN MILLIGAN, TIMOTHY S. – MODEL ROCKET DESIGN AND

CONTRUCTION: HOW TO CREAT AND BUILD UNIQUE AND EXCITING

MODEL ROCKTES THAT WORK! - - 3rd ed

BARROWMAN, JIM - CENTURI, TECHNICAL INFORMATION REPORT #30 –

STABILITY OF A MODEL ROCKET IN FLIGHT

(FIG. de 1 à 20)

Aerolab Version 1.3.2 , Rocket Drag and Stability Calculator

(FIG. de 21 à 51)

APOGEE COMPONENTS, NEWSLETTER – ISSUE 131, SEPT. 20, 2004 –

ROCKET ENGINE CLASSIFICATION SYSTEM EXPLAINED

(FIG. de 52 à 55)

APOGEE COMPONENTS, NEWSLETTER – ISSUE 114, NOV. 7, 2003 –

HOW-BLACK POWDER ENGINES WORK

(FIG. 56)

APOGEE COMPONENTS

(FIG 57 e 58)

DizWolf, rocket-0234 – Foto tirada em 1º de julho de 2011 usando uma Canon EOS 7D http://www.flickr.com/photos/31757945@N05/5891747814/

(FIG.66)

TELES DA SILVA, IGOR SILFAR – FOTOS

(FIG 59 à 64) e (FIG 67 à 71) – igorsilfar@yahoo.com.br