موتورهای موشک جامد و مایع

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

موشک ها به عنوان یک نوع تسلیحات از دیرباز وجود داشته اند. همانطور که در سرود امپراتوری آسمانی در آغاز قرن نوزدهم ذکر شده است، پیشگامان این امر چینی ها بودند. "درخشش سرخ موشک ها" - اینگونه در آن خوانده می شود. آنها را با باروت متهم کردند، همانطور که می دانید، در همان چین اختراع شد. اما برای اینکه "نقاط برجسته قرمز" بدرخشد و تیرهای آتشین بر سر دشمنان بیفتد ، موتورهای موشکی نیاز بود ، اگرچه ساده ترین. همه می دانند که باروت منفجر می شود و پرواز نیاز به احتراق شدید با انتشار مستقیم گاز دارد. بنابراین ترکیب سوخت باید تغییر می کرد. در حالی که مواد منفجره معمولی 75 درصد نیترات، 15 درصد کربن و 10 درصد گوگرد هستند، موتورهای موشکی 72 درصد نیترات، 24 درصد کربن و 4 درصد گوگرد هستند.

موشک‌ها و تقویت‌کننده‌های سوخت جامد مدرن از مخلوط‌های پیچیده‌تری به عنوان سوخت استفاده می‌کنند، اما اصل چینی باستان یکسان است. شایستگی های او غیرقابل انکار است. این موارد عبارتند از سادگی، قابلیت اطمینان، سرعت بالای شروع، ارزانی نسبی و سهولت استفاده. برای شروع پرتابه، کافی است مخلوط جامد قابل احتراق را مشتعل کنید، جریان هوا را فراهم کنید - و بس، پرواز کرد.

با این حال، وجود داردچنین فناوری اثبات شده و قابل اعتمادی دارای معایبی است. اولاً، با شروع احتراق سوخت، دیگر نمی توان آن را متوقف کرد و همچنین حالت احتراق را تغییر داد. ثانیاً اکسیژن مورد نیاز است و در شرایط فضای کمیاب یا بدون هوا نیازی نیست. ثالثا، سوزاندن هنوز خیلی سریع ادامه دارد.

راه حلی که دانشمندان بسیاری از کشورها سال ها به دنبال آن بودند بالاخره پیدا شد. دکتر رابرت گدارد اولین موتور موشک پیشران مایع را در سال 1926 آزمایش کرد. او از بنزین مخلوط با اکسیژن مایع به عنوان سوخت استفاده کرد. برای اینکه سیستم حداقل به مدت دو و نیم ثانیه به طور قابل اعتماد کار کند، گدار باید تعدادی از مشکلات فنی مربوط به پمپاژ معرف ها، سیستم خنک کننده و مکانیزم های فرمان را حل می کرد.

اصل ساخت همه موتورهای موشک مایع بسیار ساده است. داخل کیس دو تانک وجود دارد. از یکی از آنها، از طریق سر اختلاط، اکسید کننده وارد محفظه تجزیه می شود، جایی که در حضور یک کاتالیزور، سوخت حاصل از مخزن دوم به حالت گازی می رسد. یک واکنش احتراق رخ می دهد، گاز داغ ابتدا از ناحیه مافوق صوت باریک نازل عبور می کند و سپس از ناحیه مافوق صوت در حال گسترش، جایی که سوخت نیز تامین می شود. در واقعیت، همه چیز بسیار پیچیده تر است، نازل نیاز به خنک کننده دارد، و حالت های تغذیه به درجه بالایی از ثبات نیاز دارند. موتورهای موشک مدرن می توانند با هیدروژن کار کنند، اکسید کننده اکسیژن است. این مخلوط بسیار انفجاری است و کوچکترین نقض عملکرد هر سیستمی استمنجر به تصادف یا فاجعه می شود. اجزای سوخت نیز می توانند مواد دیگری باشند که کمتر خطرناک نیستند:

- نفت سفید و اکسیژن مایع - اینها در مرحله اول برنامه وسیله نقلیه پرتاب Saturn V در برنامه آپولو استفاده شد؛

- الکل و اکسیژن مایع - در موشک های V2 آلمان و حامل های شوروی "Vostok" استفاده شد؛

- تتروکسید نیتروژن - مونو متیل - هیدرازین - مورد استفاده در موتورهای کاسینی.

علی رغم پیچیدگی طراحی، موتورهای موشک مایع ابزار اصلی ارسال محموله فضایی هستند. آنها همچنین در موشک های بالستیک قاره پیما استفاده می شوند. حالت‌های عملکرد آن‌ها قابل تنظیم دقیق است، فناوری‌های مدرن امکان خودکارسازی فرآیندهایی را که در واحدها و مجموعه‌های آنها اتفاق می‌افتد را ممکن می‌سازد.

با این حال، موتورهای موشک سوخت جامد نیز اهمیت خود را از دست نداده اند. آنها در فناوری فضایی به عنوان کمکی استفاده می شوند. اهمیت آنها در ماژول های ترمز و نجات بسیار زیاد است.