Vaste en vloeibare raketmotoren

Vaste en vloeibare raketmotoren
Vaste en vloeibare raketmotoren

Video: Vaste en vloeibare raketmotoren

Video: Vaste en vloeibare raketmotoren
Video: Baker Tilly's Tax Update | Belasting voor ondernemers 2024, Mei
Anonim

Raketten als een soort wapentuig bestaan al heel lang. De pioniers op dit gebied waren de Chinezen, zoals vermeld in de hymne van het Hemelse Rijk aan het begin van de 19e eeuw. "Rode schittering van raketten" - zo wordt het erin gezongen. Ze werden beschuldigd van buskruit, uitgevonden, zoals u weet, in hetzelfde China. Maar om de "rode hoogtepunten" te laten schijnen en vurige pijlen op de hoofden van de vijanden te laten vallen, waren raketmotoren nodig, zij het de eenvoudigste. Iedereen weet dat buskruit explodeert en vliegen vereist een intense verbranding met gerichte gasafgifte. Dus de samenstelling van de brandstof moest worden gewijzigd. Terwijl conventionele explosieven 75% nitraat, 15% koolstof en 10% zwavel zijn, zijn raketmotoren 72% nitraat, 24% koolstof en 4% zwavel.

raketmotoren
raketmotoren

Moderne raketten en boosters met vaste stuwstof gebruiken complexere mengsels als brandstof, maar het principe blijft hetzelfde, oude Chinese. Zijn verdiensten zijn onmiskenbaar. Dit zijn eenvoud, betrouwbaarheid, hoge opstartsnelheid, relatief goedkoop en gebruiksgemak. Om het projectiel te laten starten, volstaat het om het vaste brandbare mengsel te ontsteken, voor luchtstroom te zorgen - en dat is alles, het vloog.

Er is echterzo'n beproefde en betrouwbare technologie heeft zijn nadelen. Ten eerste, nadat de verbranding van brandstof is gestart, is het niet langer mogelijk om deze te stoppen en de verbrandingsmodus te wijzigen. Ten tweede is zuurstof nodig, en in omstandigheden van ijle of luchtloze ruimte niet. Ten derde gaat het branden nog steeds te snel.

De oplossing waar wetenschappers in veel landen al jaren naar op zoek zijn, is eindelijk gevonden. Dr. Robert Goddard testte de eerste raketmotor met vloeibare stuwstof in 1926. Hij gebruikte benzine gemengd met vloeibare zuurstof als brandstof. Om het systeem minstens twee en een halve seconde betrouwbaar te laten werken, moest Goddard een aantal technische problemen oplossen met betrekking tot het pompen van de reagentia, het koelsysteem en de stuurmechanismen.

raketmotor
raketmotor

Het principe waarmee alle vloeibare raketmotoren zijn gebouwd, is uiterst eenvoudig. Er zitten twee tanks in de koffer. Van een van hen, door de mengkop, wordt het oxidatiemiddel in de ontledingskamer gevoerd, waar, in aanwezigheid van een katalysator, de brandstof die uit de tweede tank komt in een gasvormige toestand overgaat. Er vindt een verbrandingsreactie plaats, het hete gas passeert eerst de vernauwende subsonische zone van het mondstuk en vervolgens de expanderende supersonische zone, waar ook brandstof wordt toegevoerd. In werkelijkheid is alles veel gecompliceerder, het mondstuk moet worden gekoeld en de invoermodi vereisen een hoge mate van stabiliteit. Moderne raketmotoren kunnen worden aangedreven door waterstof, de oxidator is zuurstof. Dit mengsel is extreem explosief en de minste schending van de werking van een systeemleidt tot een ongeval of ramp. Brandstofcomponenten kunnen ook andere stoffen zijn die niet minder gevaarlijk zijn:

vloeibare raketmotoren
vloeibare raketmotoren

- kerosine en vloeibare zuurstof - deze werden gebruikt in de eerste fase van het Saturn V-draagraketprogramma in het Apollo-programma;

- alcohol en vloeibare zuurstof - werden gebruikt in Duitse V2-raketten en Sovjet-carriers "Vostok";

- stikstoftetroxide - monomethyl - hydrazine - gebruikt in Cassini-motoren.

Ondanks de complexiteit van het ontwerp, zijn vloeibare raketmotoren het belangrijkste middel om ruimtevracht af te leveren. Ze worden ook gebruikt in intercontinentale ballistische raketten. Hun werkwijzen zijn vatbaar voor nauwkeurige regeling, moderne technologieën maken het mogelijk om de processen die plaatsvinden in hun eenheden en assemblages te automatiseren.

De raketmotoren met vaste stuwstof hebben echter ook niet aan belang ingeboet. Ze worden gebruikt in de ruimtetechnologie als hulpmiddel. Hun belang is groot in rem- en reddingsmodules.

Aanbevolen: