The Saturn V rocket in the chapter opener photo was powered by fi ve F-1 engines, each of which burned 3945 lbm/s

of liquid oxygen and 1738 lbm of kerosene per second. The

exit velocity of burned gases was approximately 8500 ft/s.

In the spirit of Prob. P3.34, neglecting external pressure

forces, estimate the total thrust of the rocket, in lbf

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

Calcular a vazão mássica dos gases de escape na saída.

m ˙ O 2 + m ˙ k = m ˙ e

Aqui, m ˙ O 2 é a taxa de fluxo de massa do oxigênio líquido, m ˙ k é a taxa de fluxo de massa do querosene, m ˙ e e é a taxa de fluxo de massa dos gases de escape na saída.

m ˙ e   = 3945 + 1738   = 5683 l b m / s

Passo 2

Calcule o empuxo total do foguete usando a equação do foguete.

F = n × m ˙ e V e + P e - P o A e

Aqui, n é o número de motores, m ˙ e é a taxa de fluxo de massa dos gases de escape na saída, V e é a velocidade de saída dos gases de escape, P e é a pressão na saída, P o é a pressão atmosférica e A e é a área da seção transversal na saída.

F   = 5 × 5683 × 8500   = 241527500 l b m ⋅ f t / s 2   = 241527500 l b m ⋅ f t / s 2 × 1 l b f 32.2 l b m ⋅ f t / s 2   = 7.507 × 10 6 l b f

Portanto, o impulso total do foguete é 7.507 × 10 6 l b f .

Passo 3

F = 7.507 × 10 6 l b f

Passo 4

Passo 4

Resposta

Resposta nos passos.

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