Foguete de Garrafa PET com a Tubeira MJ

Detalhes: Escrito por: Renato Paiotti

Este artigo faz parte da revista

Um pensamento que permeia a mente de quem participa das competições de foguetes de garrafas PET, é a ideia de construir um modelo de foguete que supere todos os demais, isso é lógico pois o foguete que alcançar a maior distância ganha a competição. Mas estas mudanças sempre se baseiam na aerodinâmica do foguete e não no tubo de escape (gargalo da garrafa), isso se deve ao cano de PVC que proíbe qualquer modificação. Porém, sempre fiquei na dúvida se era possível aumentar a pressão do foguete ao reduzir a saída de água + ar, mas como fazer essa redução?

Levei este desafio aos membros do Clube Maker da Mecatrônica Jovem para que pudessem me ajudar a encontrar soluções e meios para realizar o teste. Poderia “funcionar” ou “não”, como o “não” funcionar já estava garantido, “bora” tentar o “funcionar”.

Começando as pesquisas

Comecei a estudar os diversos tipos de “tubeiras” existentes, lembrando que a tubeira é a parte em que a queima do combustível é feita no foguete convencional, como podemos ver na figura 1.

Figura 1 - RS-68 sendo testado no Centro Espacial Stennis da NASA (wikipedia)

Na pesquisa descobri que muitos aviões a jato estão optando por propulsores que utilizam um efeito físico, ou dinâmica dos fluídos, chamado “fluxo laminar”, o qual concentra toda a força da propulsão em determinados pontos para potencializar o empuxo da nave.

Baseado nisso pensei numa tubeira que repetisse o efeito usado nos jatos criando assim a Tubeira MJ, onde um redutor do bocal com formato de gota entrava por dentro do cano do lançador. Na figura 2 temos uma foto em close da “Tubeira MJ”.

Figura 2 - A tubeira MJ | Clique na imagem para ampliar |

A montagem

| Clique na imagem para ampliar |

Na figura 3 temos um infográfico da montagem, a imagem está numerada conforme descrevo no texto o passo a passo.

Para que a tubeira não prejudicasse a entrada do cano do lançador, peguei uma barra roscada e cortei um pouco maior que a garrafa, pois a barra roscada sofrerá ajustes até o encaixe perfeito da tubeira na garrafa, a ponta da barra que ficará pra fora servirá como apoio e peso para o bico do foguete (4), qualquer coisa é só cortar o excedente depois.

Com massa durepoxi, fiz uma forma parecida com uma gota (2), que depois de endurecer, lixei até entrar e sair tranquilamente do cano de ½ polegada (3).

A forma de gota é para aproveitar o fluxo laminar que ocorre na saída da água, porém vale lembrar que não fiz diversas formas de “gotas”, logo alguma forma ainda não testada pode ser bem melhor que a apresentada aqui, fica aí um desafio para você testar.

Depois de lixada, coloquei dois parafusos e um pequeno anel de borracha na rosca (1), esquentei a ponta oposta e com muito cuidado fiz um furo no fundo da garrafa. Lembre-se que a rosca e o anel de borracha precisam casar entre a altura da tubeira com o fundo da garrafa. Uma tubeira muito alta, temos pouca pressão, muito baixa freamos o jato (3), a posição correta é importante para o sucesso do lançamento.

Depois da barra esfriar, coloquei mais um anel de borracha e dois parafusos na parte oposta da barra roscada (1). Entre o fundo da garrafa e o anel, passei um pouco de cola adesiva para eliminar o vazamento que ocorre entre o contato de metal e o plástico.

As aletas foram feitas utilizando uma placa de acrílico de uma TV de LED quebrada (5), mas é possível usar plástico de pasta de arquivo. Tentei fazer as aletas de papelão, mas foi um fracasso total, elas se tornaram um verdadeiro paraquedas para o foguete. Para colar as peças em acrílico, usei cola TekBond de média viscosidade, e com fita isolante prendi as aletas na garrafa (6). Para calcular e colocar as aletas na posição certa, tem uma explicação no artigo Foguete de Mini Garrafa PET desta edição para você ver como fazer, serve para qualquer garrafa.

Para o topo do foguete peguei uma lâmpada de LED queimada e aproveitei a parte plástica, mas você pode usar uma bola de ping-pong ou outra bola qualquer (4). Coloquei algumas porcas dentro da bola para fazer peso na ponta do foguete. Corte pedaços iguais de fita isolante e comece a colar a bola centralizada no fundo da garrafa (4) formando o bico do foguete, lembre-se que não pode ter brechas na ponta pois prejudica a aerodinâmica.

Testes

Fiz dois foguetes idênticos , porém um com a tubeira MJ e outro sem, e o foguete com a tubeira MJ voou bem mais longe que o sem a tubeira, você poderá ver os testes, como também toda a saga nas lives que realizamos durante a temporada “Aeroespacial”.

Para que o teste fosse feito de forma correta, criamos um outro lançador de foguetes mais robusto, que você poderá montar acompanhando o passo a passo do artigo Lançador de Foguetes MJ na página XX desta mesma edição.