Mga solid at likidong rocket engine

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Missiles bilang isang uri ng armas ay umiral sa napakatagal na panahon. Ang mga pioneer sa bagay na ito ay ang mga Intsik, gaya ng binanggit sa himno ng Celestial Empire noong simula ng ika-19 na siglo. "Red glare of rockets" - ganyan ang pagkanta dito. Kinasuhan sila ng pulbura, naimbento, tulad ng alam mo, sa parehong China. Ngunit upang ang "mga pulang highlight" ay lumiwanag, at ang mga nagniningas na arrow ay nahulog sa mga ulo ng mga kaaway, ang mga rocket engine ay kinakailangan, kahit na ang pinakasimpleng mga. Alam ng lahat na ang pulbura ay sumasabog, at ang paglipad ay nangangailangan ng matinding pagkasunog na may direktang paglabas ng gas. Kaya ang komposisyon ng gasolina ay kailangang baguhin. Habang ang mga conventional explosives ay 75% nitrate, 15% carbon, at 10% sulfur, ang mga rocket engine ay 72% nitrate, 24% carbon, at 4% sulfur.

Ang mga modernong solid-propellant na rocket at booster ay gumagamit ng mas kumplikadong mga mixture bilang gasolina, ngunit ang prinsipyo ay nananatiling pareho, sinaunang Chinese. Ang kanyang mga merito ay hindi maikakaila. Ang mga ito ay pagiging simple, pagiging maaasahan, mataas na bilis ng pagsisimula, kamag-anak na mura at kadalian ng paggamit. Upang makapagsimula ang projectile, sapat na upang mag-apoy sa solidong nasusunog na timpla, magbigay ng daloy ng hangin - at iyon nga, lumipad ito.

Gayunpaman, mayroontulad ng isang napatunayan at maaasahang teknolohiya ay may mga kakulangan nito. Una, sa pagsisimula ng pagkasunog ng gasolina, hindi na posible na ihinto ito, pati na rin baguhin ang mode ng pagkasunog. Pangalawa, kailangan ang oxygen, at sa mga kondisyon ng rarefied o airless space ay hindi. Pangatlo, masyadong mabilis ang pagsunog.

Ang solusyon na hinahanap ng mga siyentipiko sa maraming bansa sa loob ng maraming taon ay natagpuan na rin sa wakas. Sinubukan ni Dr. Robert Goddard ang unang liquid propellant rocket engine noong 1926. Gumamit siya ng gasolina na hinaluan ng likidong oxygen bilang panggatong. Upang mapagkakatiwalaan ang sistema sa loob ng dalawa't kalahating segundo, kinailangan ni Goddard na lutasin ang ilang teknikal na problema na may kaugnayan sa pumping ng mga reagents, cooling system at mga mekanismo ng pagpipiloto.

Ang prinsipyo kung saan ang lahat ng likidong rocket engine ay binuo ay napakasimple. Mayroong dalawang tangke sa loob ng kaso. Mula sa isa sa kanila, sa pamamagitan ng ulo ng paghahalo, ang oxidizer ay pinapakain sa silid ng agnas, kung saan, sa pagkakaroon ng isang katalista, ang gasolina na nagmumula sa pangalawang tangke ay pumasa sa isang gas na estado. Ang isang reaksyon ng pagkasunog ay nangyayari, ang mainit na gas ay unang dumaan sa narrowing subsonic zone ng nozzle, at pagkatapos ay ang lumalawak na supersonic zone, kung saan ang gasolina ay ibinibigay din. Sa katotohanan, ang lahat ay mas kumplikado, ang nozzle ay nangangailangan ng paglamig, at ang mga mode ng feed ay nangangailangan ng isang mataas na antas ng katatagan. Ang mga modernong rocket engine ay maaaring paandarin ng hydrogen, ang oxidizer ay oxygen. Ang halo na ito ay labis na sumasabog, at ang pinakamaliit na paglabag sa pagpapatakbo ng anumang sistemahumahantong sa isang aksidente o sakuna. Ang mga sangkap ng gasolina ay maaari ding iba pang mga sangkap na hindi gaanong mapanganib:

- kerosene at likidong oxygen - ginamit ang mga ito sa unang yugto ng programa ng paglulunsad ng sasakyan ng Saturn V sa programa ng Apollo;

- alkohol at likidong oxygen - ay ginamit sa German V2 rockets at Soviet carriers na "Vostok";

- nitrogen tetroxide - monomethyl - hydrazine - ginagamit sa mga makina ng Cassini.

Sa kabila ng pagiging kumplikado ng disenyo, ang mga liquid rocket engine ang pangunahing paraan ng paghahatid ng kargamento sa espasyo. Ginagamit din ang mga ito sa mga intercontinental ballistic missiles. Ang kanilang mga mode ng operasyon ay pumapayag sa tumpak na regulasyon, ginagawang posible ng mga modernong teknolohiya na i-automate ang mga prosesong nagaganap sa kanilang mga unit at assemblies.

Gayunpaman, hindi rin nawala ang kahalagahan ng solid-propellant rocket engine. Ginagamit ang mga ito sa teknolohiya ng espasyo bilang pantulong. Ang kanilang kahalagahan ay mahusay sa braking at rescue modules.