Katı ve sıvı roket motorları

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Bir tür silah olarak füzeler çok uzun zamandır var. Bu konudaki öncüler, 19. yüzyılın başında Göksel İmparatorluğun ilahisinde bahsedildiği gibi Çinlilerdi. "Roketlerin kırmızı parıltısı" - içinde böyle söylenir. Bildiğiniz gibi aynı Çin'de icat edilen barutla suçlandılar. Ancak “kırmızı vurguların” parlaması ve düşmanların başlarına ateşli oklar düşmesi için en basitleri de olsa roket motorlarına ihtiyaç vardı. Barutun patladığını ve uçuşun yönlendirilmiş gaz salınımı ile yoğun bir yanma gerektirdiğini herkes bilir. Bu yüzden yakıtın bileşiminin değiştirilmesi gerekiyordu. Geleneksel patlayıcılar %75 nitrat, %15 karbon ve %10 kükürt iken, roket motorları %72 nitrat, %24 karbon ve %4 kükürttür.

Modern katı yakıtlı roketler ve güçlendiriciler yakıt olarak daha karmaşık karışımlar kullanır, ancak prensip aynı kalır, eski Çince. Onun erdemleri yadsınamaz. Bunlar basitlik, güvenilirlik, yüksek başlatma hızı, göreceli ucuzluk ve kullanım kolaylığıdır. Merminin başlaması için katı yanıcı karışımı tutuşturmak, hava akışı sağlamak yeterlidir - işte bu kadar, uçtu.

Ancak, varböyle kanıtlanmış ve güvenilir bir teknolojinin dezavantajları vardır. İlk olarak, yakıtın yanmasını başlattıktan sonra, onu durdurmak ve yanma modunu değiştirmek artık mümkün değildir. İkincisi, oksijene ihtiyaç vardır ve nadir veya havasız alan koşullarında gerekli değildir. Üçüncüsü, yazma işlemi hala çok hızlı ilerliyor.

Birçok ülkedeki bilim insanlarının yıllardır aradığı çözüm sonunda bulundu. Dr. Robert Goddard, 1926'da ilk sıvı yakıtlı roket motorunu test etti. Yakıt olarak sıvı oksijenle karıştırılmış benzin kullandı. Sistemin en az iki buçuk saniye boyunca güvenilir bir şekilde çalışması için Goddard'ın reaktiflerin pompalanması, soğutma sistemi ve yönlendirme mekanizmalarıyla ilgili bir dizi teknik sorunu çözmesi gerekiyordu.

Tüm sıvı roket motorlarının inşa edildiği prensip son derece basittir. Kasanın içinde iki tank var. Bunlardan birinden, karıştırma kafası aracılığıyla oksitleyici, bir katalizör varlığında ikinci tanktan gelen yakıtın gaz haline geçtiği ayrışma odasına beslenir. Bir yanma reaksiyonu meydana gelir, sıcak gaz önce memenin daralan ses altı bölgesinden ve ardından yakıtın da sağlandığı genişleyen süpersonik bölgeden geçer. Gerçekte, her şey çok daha karmaşıktır, nozül soğutma gerektirir ve besleme modları yüksek derecede stabilite gerektirir. Modern roket motorları hidrojenle çalıştırılabilir, oksitleyici oksijendir. Bu karışım son derece patlayıcıdır ve herhangi bir sistemin çalışmasının en ufak ihlalikazaya veya felakete yol açar. Yakıt bileşenleri, daha az tehlikeli olmayan başka maddeler de olabilir:

- kerosen ve sıvı oksijen - bunlar Apollo programında Satürn V fırlatma aracı programının ilk aşamasında kullanıldı;

- alkol ve sıvı oksijen - Alman V2 roketlerinde ve Sovyet gemileri "Vostok"ta kullanıldı;

- nitrojen tetroksit - monometil - hidrazin - Cassini motorlarında kullanılır.

Tasarımın karmaşıklığına rağmen, sıvı roket motorları, uzay kargosunu teslim etmenin ana araçlarıdır. Kıtalararası balistik füzelerde de kullanılırlar. Çalışma modları hassas düzenlemeye uygundur, modern teknolojiler birimlerinde ve montajlarında meydana gelen süreçleri otomatikleştirmeyi mümkün kılar.

Ancak katı yakıtlı roket motorları da önemini kaybetmedi. Uzay teknolojisinde yardımcı olarak kullanılırlar. Frenleme ve kurtarma modüllerinde önemi büyüktür.