#3389 · Herramienta de Ciencia e ingeniería

Calculadora de combustible para velocidad de escape

Estima combustible para cerrar una brecha de velocidad respecto a una condición de escape. Calcula la velocidad de escape local, compara la velocidad inicial y la velocidad objetivo, y aplica la ecuación de Tsiolkovski al delta-v de impulso definido por esos valores.

Calculadora

Parámetros de misión
km
km³/s²
km/s
%
kg
s

Cómo usar esta calculadora

  1. Introduce los parámetros físicos y operativos con unidades coherentes.
  2. Revisa los límites y supuestos indicados junto a cada campo.
  3. Pulsa “Calcular” para actualizar el resultado y las métricas secundarias.
  4. Compara la interpretación con los requisitos reales de tu misión.

Fórmula

v_obj = vₑ(1 + margen); Δv = max(0, v_obj − v_inicial); m₀ = m_f · e^(Δv/(Isp·g₀))

Qué significa el resultado

El propelente calculado es la cantidad ideal para incrementar instantáneamente la velocidad desde el valor inicial hasta el objetivo definido sobre la velocidad de escape.

No representa un ascenso real desde superficie. La suma vectorial de velocidades, pérdidas, dirección del empuje, gravedad y atmósfera pueden cambiar radicalmente el delta-v necesario.

Ejemplo de cálculo

Con velocidad inicial 7,8 km/s en el radio terrestre, objetivo 5 % sobre escape, masa final 1.000 kg e Isp 450 s, el delta-v ideal es de unos 3.939 m/s y la masa de propelente supera 1.440 kg.

Consejos para obtener mejores resultados

  • Usa una velocidad inicial coherente con el punto de encendido.
  • No sumes velocidades escalares cuando la geometría del impulso sea relevante.
  • Añade reservas y pérdidas fuera de esta estimación ideal.
  • Para etapas múltiples, calcula cada etapa con su masa final correspondiente.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el combustible puede superar la masa final de la nave?

La ecuación de cohete es exponencial; para delta-v grandes y Isp moderado, la masa de propelente puede ser mayor que la masa restante tras el encendido.

¿Qué significa el margen objetivo sobre la velocidad de escape?

Define una velocidad objetivo superior a vₑ en un porcentaje elegido, como reserva ideal de velocidad.

¿La velocidad inicial debe restarse directamente de la velocidad objetivo?

Solo en esta aproximación colineal. Si los vectores de velocidad no están alineados, el delta-v debe obtenerse mediante dinámica vectorial.

¿Puedo usar un motor eléctrico con Isp alto?

La ecuación de masas sigue siendo útil, pero un motor eléctrico suele entregar el delta-v durante mucho tiempo y la aproximación de impulso instantáneo puede no ser adecuada.

¿Se incluyen las pérdidas gravitatorias del lanzamiento?

No. Deben añadirse al presupuesto de delta-v antes de usar la estimación de combustible.

Supuestos y alcance

EcuaciónTsiolkovski
DirecciónImpulso colineal ideal
g₀9,80665 m/s²

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