Motor rachetă: Ce tip de motor cu ardere este?
Un motor rachetă este un tip de motor reactiv care nu este afectat de mediul extern, datorită faptului că transportă combustibil și un oxidant în rezervorul său.
Acest articol va examina pe scurt modul în care funcționează un motor de rachetă, istoria acestuia și tipurile posibile.
Conţinut
Conceptul unui motor de rachetă
Conceptul de motor de rachetă este destul de simplu. Când substanța de lucru (combustibil și oxidant) este arsă, se formează gaze de ardere, care părăsesc camera de ardere prin duza de refulare a motorului cu o viteză foarte mare.
Pe măsură ce gazele de eșapament părăsesc motorul, ele creează o forță bazată pe legea acțiunii și reacției și, prin urmare, pe baza legii conservării impulsului a legii a treia a lui Newton - corpul se mișcă în direcția opusă direcției curgerii. a gazelor de evacuare.
Motor de reacție: Știați ce tip de motor este?
Mai simplu spus, mașina la care este atașat acest motor este condusă în direcția opusă în care gazele de eșapament părăsesc duza de refulare a motorului. Efectul gazelor de eșapament care părăsesc duza de refulare a motorului se numește forța motorului rachetei. Este direct proporțională cu produsul dintre masa gazelor de eșapament și viteza lor de ieșire.
Cum funcționează un motor de rachetă?
Explozia substanței de lucru are loc sub presiune mare. Combustibilul și oxidantul sunt comprimate în camera de ardere. O duză de evacuare îngustă conduce din camera de ardere, datorită căreia viteza de evacuare a gazelor de ardere crește. Cu toate acestea, duza nu poate fi prea îngustă, astfel încât materialul din care este făcută să nu devină supraîncărcat termic (topit).
Diferența de bază dintre un motor-rachetă și alte motoare cu ardere internă este că un motor-rachetă nu atrage oxidant din atmosferă în timpul funcționării sale, ci are, pe lângă combustibil, o rezervă de oxidant pe care îl poartă cu el. Deoarece acest motor își poartă sursa de energie, poate funcționa și în spațiul cosmic (vid).
Motor pe benzină și motorină: prin ce diferă?
O altă diferență este că mașina, alimentată de un motor-rachetă, nu este alimentată de lucru mecanic, ca la motoarele cu scânteie sau diesel care alimentează mașinile, ci prin efectul de reacție al gazelor de eșapament.
În plus, cu excepția unor sisteme auxiliare, cum ar fi pompa, rotația duzei etc., motorul rachetă nu conține piese mobile necesare pentru motoarele cu ardere obișnuită (piston, arbore cotit, arbore cu came și alte componente). Astfel, motorul rachetă are o poziție specială printre alte motoare cu ardere.
Funcționarea motorului rachetă pe scurt
- Nu atrage substanța de lucru din atmosferă
- Puterea utilă a motorului nu este lucrul mecanic, ci efectul de reacție al gazelor de eșapament
- În afară de unele sisteme auxiliare, nu conține piese în mișcare
În funcție de starea combustibilului, motoarele de rachetă pot fi împărțite în două categorii: motoare cu combustibil lichid și solid.
Motor rachetă cu combustibil lichid:
Un motor de rachetă cu combustibil lichid este alimentat de un amestec de combustibil și oxidant în camera de ardere. Substanța de lucru este astfel amestecată în camera de ardere, unde se aprinde la presiune ridicată.
Combinații de combustibili și oxidanți pentru motoarele de rachete cu combustibil lichid:
Agentul de oxidare nu trebuie să fie întotdeauna oxigen; poate fi și alte molecule cu exces de oxigen, cum ar fi hidrogenul lichid sau amestecurile de hidrocarburi. Cele mai comune combinații ale substanței de lucru sunt:
- Hidrogen lichid și oxigen lichid
- Oxigen lichid și kerosen
Pe lângă aceste combinații, se folosesc și alți combustibili și oxidanți, iar fiecare combinație are avantaje și dezavantaje.
Motor rachetă cu combustibil solid
Un motor de rachetă alimentat cu combustibil solid este alimentat de un amestec de combustibil sub formă de boabe, care conțin un oxidant în plus față de combustibil. Substanța de lucru a acestui motor este stocată în camera de ardere. Avantajul motoarelor cu combustibil solid este capacitatea de depozitare și disponibilitatea excelentă pentru utilizare. Pe de altă parte, un mare dezavantaj este că acest tip de motor nu poate fi oprit.
Prima aprindere a substanței de lucru începe întreaga reacție, care se termină numai atunci când substanța de lucru nu este complet epuizată. De aceea, acest motor este cel mai adesea folosit ca motor auxiliar de decolare pentru navete sau avioane.
Motor de rachetă hibrid:
Este un motor rachetă în care una dintre componente, fie combustibil sau oxidant, este în stare lichidă, iar cealaltă componentă este în stare solidă.
Un motor rachetă este folosit în principal pentru a propulsa:
- rachete militare
- rachete spațiale
- navete spațiale
- sateliți și sonde spațiale
- avioane
- ca motor auxiliar, de pornire al avioanelor
Chiar dacă motorul rachetă nu este folosit pentru a conduce mașini, au fost câțiva nebuni care și-au echipat vehiculele cu acest tip de motor, despre care puteți citi în articolul nostru: Motorul de reacție: Știați ce motor este?