Fastiga och flytande raketmotorer

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Misiler som en typ av vapen har funnits väldigt länge. Pionjärerna i denna fråga var kineserna, som nämndes i himlarikets hymn i början av 1800-talet. "Red glare of raketer" - det är så det sjungs i den. De anklagades för krut, uppfunna, som ni vet, i samma Kina. Men för att de "röda höjdpunkterna" skulle lysa och brinnande pilar föll på fiendernas huvuden, behövdes raketmotorer, om än de enklaste. Alla vet att krutet exploderar, och flygningen kräver intensiv förbränning med riktad gasutsläpp. Så sammansättningen av bränslet måste ändras. Medan konventionella sprängämnen är 75 % nitrat, 15 % kol och 10 % svavel, är raketmotorer 72 % nitrat, 24 % kol och 4 % svavel.

Moderna raketer och boosters med fast drivmedel använder mer komplexa blandningar som bränsle, men principen förblir densamma, forntida kinesiska. Hans förtjänster är obestridliga. Dessa är enkelhet, tillförlitlighet, hög initieringshastighet, relativ billighet och användarvänlighet. För att projektilen ska starta räcker det med att antända den fasta brännbara blandningen, ge luftflöde - och det var allt, den flög.

Men det finnsEn sådan beprövad och pålitlig teknik har sina nackdelar. För det första, efter att ha påbörjat förbränningen av bränsle, är det inte längre möjligt att stoppa det, liksom att ändra förbränningsläget. För det andra behövs syre, och i förhållanden med sällsynt eller luftlöst utrymme är det inte det. För det tredje går bränningen fortfarande för snabbt.

Lösningen som forskare i många länder har letat efter i många år har äntligen hittats. Dr. Robert Goddard testade den första raketmotorn för flytande drivmedel 1926. Han använde bensin blandat med flytande syre som bränsle. För att systemet skulle fungera tillförlitligt i minst två och en halv sekund var Goddard tvungen att lösa ett antal tekniska problem relaterade till pumpningen av reagenserna, kylsystemet och styrmekanismerna.

Principen för alla flytande raketmotorer är extremt enkel. Det finns två tankar inuti höljet. Från en av dem, genom blandningshuvudet, matas oxidationsmedlet in i sönderdelningskammaren, där, i närvaro av en katalysator, bränslet som kommer från den andra tanken övergår i ett gasformigt tillstånd. En förbränningsreaktion inträffar, den heta gasen passerar först genom munstyckets avsmalnande subsoniska zon och sedan den expanderande överljudszonen, där även bränsle tillförs. I verkligheten är allt mycket mer komplicerat, munstycket kräver kylning och matningslägena kräver en hög grad av stabilitet. Moderna raketmotorer kan drivas av väte, oxidationsmedlet är syre. Denna blandning är extremt explosiv, och den minsta kränkningen av driften av något systemleder till en olycka eller katastrof. Bränslekomponenter kan också vara andra ämnen som inte är mindre farliga:

- fotogen och flytande syre - dessa användes i den första fasen av Saturn V-raketbilprogrammet i Apollo-programmet;

- alkohol och flytande syre - användes i tyska V2-raketer och sovjetiska bärare "Vostok";

- kvävetetroxid - monometyl - hydrazin - används i Cassini-motorer.

Trots designens komplexitet är raketmotorer med flytande vätska det huvudsakliga sättet att leverera rymdlast. De används också i interkontinentala ballistiska missiler. Deras funktionssätt är mottagliga för exakt reglering, modern teknik gör det möjligt att automatisera de processer som sker i deras enheter och sammansättningar.

Men fastdrivna raketmotorer har inte heller förlorat sin betydelse. De används inom rymdteknik som hjälpmedel. Deras betydelse är stor i broms- och räddningsmoduler.