Solide og flytende rakettmotorer

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Raksiler som en type våpen har eksistert veldig lenge. Pionerene i denne saken var kineserne, som nevnt i salmen om det himmelske rike på begynnelsen av 1800-tallet. "Red glare of raketter" - det er slik det synges i den. De ble siktet for krutt, oppfunnet, som du vet, i det samme Kina. Men for at de "røde høydepunktene" skulle skinne, og brennende piler f alt på hodene til fiendene, var det nødvendig med rakettmotorer, om enn de enkleste. Alle vet at krutt eksploderer, og flukt krever intens forbrenning med rettet gassutslipp. Så sammensetningen av drivstoffet måtte endres. Mens konvensjonelle eksplosiver er 75 % nitrat, 15 % karbon og 10 % svovel, er rakettmotorer 72 % nitrat, 24 % karbon og 4 % svovel.

Moderne raketter og boostere med fast drivstoff bruker mer komplekse blandinger som drivstoff, men prinsippet forblir det samme, gamle kinesiske. Hans fordeler er ubestridelige. Disse er enkelhet, pålitelighet, høy initieringshastighet, relativ billighet og brukervennlighet. For at prosjektilet skal starte er det nok å antenne den faste brennbare blandingen, sørge for luftstrøm – og det var det, det fløy.

Men det er detEn slik utprøvd og pålitelig teknologi har sine ulemper. For det første, etter å ha startet forbrenningen av drivstoff, er det ikke lenger mulig å stoppe det, så vel som å endre forbrenningsmodus. For det andre er oksygen nødvendig, og i forhold med sjeldne eller luftløse rom er det ikke det. For det tredje går brenningen fortsatt for raskt.

Løsningen som forskere i mange land har lett etter i mange år, er endelig funnet. Dr. Robert Goddard testet den første rakettmotoren med flytende drivstoff i 1926. Han brukte bensin blandet med flytende oksygen som drivstoff. For at systemet skulle fungere pålitelig i minst to og et halvt sekund, måtte Goddard løse en rekke tekniske problemer knyttet til pumping av reagensene, kjølesystemet og styremekanismene.

Prinsippet som alle flytende rakettmotorer er bygget etter er ekstremt enkelt. Det er to tanker inne i kassen. Fra en av dem, gjennom blandehodet, føres oksidasjonsmidlet inn i nedbrytningskammeret, hvor drivstoffet som kommer fra den andre tanken går over i en gassform, i nærvær av en katalysator. En forbrenningsreaksjon oppstår, den varme gassen passerer først gjennom den innsnevrede subsoniske sonen til dysen, og deretter den ekspanderende supersoniske sonen, hvor det også tilføres drivstoff. I virkeligheten er alt mye mer komplisert, munnstykket krever avkjøling, og matemodusene krever en høy grad av stabilitet. Moderne rakettmotorer kan drives av hydrogen, oksidasjonsmidlet er oksygen. Denne blandingen er ekstremt eksplosiv, og det minste brudd på driften av ethvert systemfører til en ulykke eller katastrofe. Drivstoffkomponenter kan også være andre stoffer som ikke er mindre farlige:

- parafin og flytende oksygen - disse ble brukt i den første fasen av Saturn V-raketbilprogrammet i Apollo-programmet;

- alkohol og flytende oksygen - ble brukt i tyske V2-raketter og sovjetiske transportører "Vostok";

- nitrogentetroksid - monometyl - hydrazin - brukt i Cassini-motorer

Til tross for kompleksiteten i designet, er flytende rakettmotorer hovedmiddelet for å levere romlast. De brukes også i interkontinentale ballistiske missiler. Deres operasjonsmåter er tilgjengelige for presis regulering, moderne teknologier gjør det mulig å automatisere prosessene som skjer i deres enheter og sammenstillinger.

Men rakettmotorer med fast drivstoff har heller ikke mistet sin betydning. De brukes i romteknologi som hjelpemidler. Deres betydning er stor i bremse- og redningsmoduler.