hajtóanyag
Általában, fűtés a munkaközeg van jelen, mint egy eleme a munkafolyamat termikus rakéta motor. Ezen túlmenően, a jelenléte a hőforrás - a fűtőelem formálisan szükséges (különösen, annak hő kapacitása lehet nulla). Típusú nézet lehetséges jellemezni az energia hővé alakul. Így megkapjuk megjelölése osztályozás, amely a termikus energiát rakétamotorokban jelenti alakítjuk termikus energia a munka test esik át elektromos, nukleáris (ris.10.1.) És a kémiai (ábra 13.1, 2. szint).
Az áramkör tervezés és paramétereit a toló valósítható meg kémiai üzemanyagot nagyban meghatározza a halmazállapotát hajtóanyag. Rakétamotorokban kémiai üzemanyag (más néven kémiai tolóerő a külföldi szakirodalom) ennek alapján oszlanak:
folyékony rakétamotorokban - LRE komponensek fedélzetén üzemanyag tárolási helyzet - folyadék (ábra 13.1, 3. szint; fényképek, fotók.)
szilárd tüzelőanyag-rakéta motorok - SPRM (ábra 1.7, 9.4, képek, fotók.)
hibrid rakéta - RDT, az üzemanyag-alkatrészek, amelyek a fedélzeten különböző állapotaiban aggregációs (ábra 11.2.).
Nyilvánvaló jele besorolás motorok száma kémiai üzemanyag hajtóanyaggal.
Például, monopropellant rakéta motor, vagy egy kétkomponensű üzemanyag, a három-GRD tüzelőanyag (külföldi terminológia - tribridnom az üzemanyag) (. Ábra 13.1, 4. szint).
A design funkciók besorolása rakéta motor elosztása több oszlopot, de a fő különbség a teljesítmény a cél függvény alkatrészek tápáramkört az égéstérbe. A legjellemzőbb besorolás alapján a LRE.
Besorolás hajtóanyaggal.
RT osztva szilárd és folyékony. Szilárd hajtóanyagok számos előnnyel folyadék vannak tárolva hosszú ideig, nem befolyásolják a rakéta héj, nem jelentenek veszélyt a személyzetnek dolgozni vele, mert az alacsony toxicitás.
Azonban a robbanékony természete az égési nehézségeket okoz azok alkalmazását.
Szilárd hajtóanyagok ballistnye és korditnye por alapú nitrocellulóz.
Folyékony sugárhajtómű az a gondolat, amelynek tulajdonosa Konsztantyin Ciolkovszkij, a leggyakoribb az űrben.
Folyékony RT lehet egykomponensű és kétkomponensű (oxidálószer és az üzemanyag).
Azáltal oxidálószerek közé tartoznak a salétromsav és a nitrogén-oxid (-dioxid-tetroxid), hidrogén-peroxid, folyékony oxigén, és fluor-vegyület.
Az itt használt kerozin üzemanyag, folyékony hidrogén, hidrazinok. A legszélesebb körben használt hidrazin és aszimmetrikus dimetil-hidrazin (UDMH).
A felvett anyagok a folyékony RT igen agresszív és emberekre mérgező. Ezért, mielőtt az egészségügyi szolgáltató a probléma a megelőző intézkedéseket a személyzet védelme érdekében az akut és krónikus mérgezés MCT szervezet gyorssegélyt, amikor az elváltozások.
Ebben a tekintetben, és tanulmányozza a patogenezisében, klinikai elváltozások kifejlesztett eszközök gyorssegély és kezelése a fertőzött, a bőrápolási termékek és légzési rendszer telepítése MPC különböző CRT és a szükséges higiéniai előírásoknak.
Booster és meghajtási rendszerek különböző űrhajók előnyösek körét LRE.
Mert LRE előnyei közé tartozik a következő:
A legmagasabb fajlagos impulzus osztályában kémiai rakéta motor (több mint 4500 m / s egy pár oxigén-hidrogén, oxigén-petróleumot - 3 500 m / s).
Szabályozhatósága tolóerőt: térfogatáramának beállításával tüzelőanyag változhat az összeg vontatási széles tartományban, és teljesen ne a motor működése, majd újraindítani. Ez a hajó vezetéséhez szükséges eszköz a térben.
Amikor létrehoz egy nagy rakéták, például, hordozókat, hogy hozza pályára több tonnás betöltésekor, használja LRE ér súly előnyt szilárd tüzelőanyag motorok (SRM). Először is, mivel a nagyobb fajlagos impulzus, másrészt annak a ténynek köszönhető, hogy a folyékony tüzelőanyag-rakéta tartalmaz külön tartályokban, ahonnan tápláljuk be az égéstérbe szivattyúk segítségével. Ennek köszönhetően, a nyomás a tartály jelentősen (tízszer) kisebb, mint az égéstérben, és a tartályok maguk elvégezni viszonylag vékony falú és a tüdőben. A tüzelőanyag-tartály egy szilárd hajtóanyag és az égőkamra egyidejűleg, és ellen kell állniuk a magas nyomású (tíz atmoszféra), és ez maga után vonja, hogy növelik súlya. Minél nagyobb a térfogata üzemanyag a rakéta, annál nagyobb a méret a konténerek tárolására, és annál nagyobb a hatás, a tömeg előnye LRE képest SRM, és fordítva a kis- rakéták jelenlétében turbószivattyú egység tagadja ezt az előnyt.
Rakéta motor és a rakéta a talpára sokkal nehezebb elrendezve, és drágábbak, mint egy hasonló szilárd tüzelőanyag jellemzői (annak ellenére, hogy 1 kg folyékony üzemanyag többször olcsóbb, szilárd anyag). Szállítják a folyékony rakéta must nagy körültekintéssel és a technológia, hogy készítse el az induló bonyolultabb, munkaigényes és több időt igényel (különösen, ha a cseppfolyósított gáz üzemanyag komponensek), tehát rakéta katonai elõny jelenleg szilárd tüzelőanyaggal üzemelő motorok, mert a több nagy megbízhatóság, a hordozhatóság és a készenlét.
Hajtóanyagok folyékony súlytalanságban kontrollálatlan mozgás a térben tartályokban. Mert lerakódás szükséges különleges intézkedéseket alkalmazzon, például tartalmazhat segédmotorok fut a szilárd tüzelőanyag vagy gáz.
Jelenleg kémiai rakéta hajtóművek (beleértve az LRE) elérte a határt az energia üzemanyagtartály, ezért elméletileg várható a lehetőségét, hogy egy jelentős növekedése a fajlagos impulzus, és ez korlátozza a rakéta technológia alapján a vegyi motorok, már elsajátította két irányban :
Űrrepülés a földközeli tér (személyzettel rendelkező vagy anélküli).
Űrkutatás a Naprendszer segítségével automatákhoz (Voyager, Galileo).
A választás a tüzelőanyag-elemek egyik legfontosabb döntések kidolgozásában a rakéta motor, megelőzve számos részén a motor tervezési és a további technikai megoldásokat. Ezért, a választás az üzemanyag a rakéta végezzük teljes mértékben figyelembe a cél és a rakéta, amelyen fel van szerelve, működésének feltételeit, a gyártási technológiák, tárolás, szállítás a dob helyén, és így tovább. N.
Az egyik legfontosabb mutatója a keverék komponensek az adott impulzus, ami különösen fontos a tervezés során rakéták űrhajók, mert ez a legnagyobb mértékben felei üzemanyag és a hasznos teher függ, és ennek következtében a méret és a súly az egész jármű (lásd . képlet Ciolkovszkij), amely, ha nem elegendően nagy értékű a specifikus impulzusa lehet irreális. 1. táblázat néhány kombinációit alapvető jellemzőit a folyékony tüzelőanyag-összetevők.
Amellett, hogy a specifikus impulzusa a kiválasztásban a tüzelőanyag-összetevők, meghatározó szerepet játszanak, és egyéb mutatók az üzemanyag tulajdonságait, többek között:
Sűrűség, amely befolyásolja a méret a komponensek tartályok. Amint látható táblázat. 1, a hidrogén a tüzelőanyag, a legnagyobb fajlagos impulzusa (ha van ilyen oxidálószer), de van egy rendkívül alacsony sűrűségű. Ezért, az első (legnagyobb) szakaszban rakéta jellemzően használni más (kevésbé hatékony, de nagyobb sűrűségű) tüzelőanyagok, például a kerozin, ezáltal csökkentve a méretei az első szakaszban, hogy elfogadható. Példák az ilyen „taktika” a rakéta Szaturnusz 5, az első szakaszban használ alkatrészek, amelyek az oxigén / kerozin, és a 2. és 3. szakasz - az oxigén / hidrogén és a Space Shuttle rendszer, amelyben egy szilárd tüzelőanyag booster használjuk első szakaszban.
Forráspont, ami komoly korlátokat szab a működési feltételek a rakéta. Ehhez indikátor komponens a folyékony üzemanyag van osztva kriogén - hűtött, hogy nagyon alacsony hőmérsékleteken folyékony gázok, és a magas forráspontú - folyadék, amelynek forráspontja 0 ° C felett
Kriogén alkatrészeket nem lehet tárolni hosszú ideig, és szállítható nagy távolságokra, így kell tenni (legalább felenged) a fajlagos energia-intenzív iparágak közvetlen közelében a dob helyén, ami a launcher teljesen mozdulatlan. Ezen túlmenően, a kriogén alkatrészek és egyéb fizikai tulajdonságai, további követelményeket írnak elő a használatra. Például a jelenléte még kis mennyiségű víz vagy vízgőz a konténerek cseppfolyósított gázok képződéséhez vezet nagyon kemény jégkristályok, amelyek érintkeznek a tüzelőanyag-rendszer a rakéta cselekmény a maga részéről a koptató súlyos balesetet okozhat. A hosszú órányi felkészülés elindítása rakéták megfagy nagy mennyiségű fagy, fordult a jég, és az őszi darabjai nagy magasságból a veszélye, hogy a személyzet részt vesz a felkészülés, valamint a rakéta is, és dob tartozik. Cseppfolyósított gázok, miután a rakéta üzemanyag őket elkezd párologni, és kezdete előtt kell őket folyamatosan pótolni egy speciális adagoló rendszer. A feleslegben által termelt gáz elpárologtatása komponenseket el kell távolítani úgy, hogy az oxidálószert nem keveredik a tüzelőanyaggal, képező robbanó elegyet.
Iasztására sokkal kényelmesebb szállítás, tárolás és működő velük, így a 50-es években a huszadik században is felváltotta a kriogén összetevői területén a katonai rakéta. A jövőben ezen a területen egyre inkább bekapcsolódott a szilárd tüzelőanyagok. Azonban, ha olyan teret hoz létre hordozók kriogén tüzelőanyag mégis megtartják pozíciójukat köszönhető a magas energiahatékonyság, és hogy végre manővereket térben, amikor az üzemanyag kell tartani, hogy a tartályokban hónapokig vagy akár évekig, magas forráspontú komponensek leginkább alkalmasak. Az ábra egy ilyen „munkamegosztás” is szolgálhat rakétahajtómű a projektben résztvevő Apollo: mindhárom szakaszában a hordozó rakéta Saturn 5 felhasználhatja kriogén alkatrészek és motorok a űrhajók, amelynek célja, hogy javítsa ki a pályára a manőver Hold pályáján - forrásban lévő aszimmetrikus dimetil-hidrazin és a dinitrogén dinitrogén.
Kémiai agresszivitás. Ez a minőség élvezett minden oxidálószerek. Ezért a jelenléte a tartályokban, tervezett oxidálószer, még a kis mennyiségű szerves anyagok (például zsír, által hátrahagyott emberi ujjak) tüzet okozhat, mint amelynek eredményeként képes meggyújtani az anyagot a tartály (alumínium, magnézium, titán és a vas nagyon erőteljesen égni rakéta oxidálószer közegben ). Mivel az agresszív oxidánsok általában nem használják a hűtőszerek hűtőrendszerekben LRE turbószivattyú gasifiers és annak érdekében, hogy csökkentsék a termikus terhelést a turbina munkaközeg túltelítődik tüzelőanyag és az oxidálószer nem. Alacsony hőmérsékleten, folyékony oxigén talán a legbiztonságosabb oxidálószer mert az alternatív oxidánsok, így a dinitrogén-tetroxid, vagy tömény salétromsav reagál fém, és bár ezek magas forráspontú oxidánsok, amelyek hosszú tárolható normál hőmérsékleten, a szolgáltatás tankok, ahol korlátozott.
Toxicitás tüzelőanyag és égési termékek komoly korlátja a használatuk. Például, a fluor, a következők szerint a 1. táblázat tartalmazza. oxidálószerként, hatékonyabb, mint az oxigén, azonban párosítva hidrogénatom, ez képezi a hidrogén-fluorid - anyag erősen mérgező és agresszív, és a kibocsátás több száz, a több tonna ilyen égéstermékek a légkörbe az üzembe helyezés során a nagy rakéta maga egy fő ember alkotta katasztrófa, még egy sikeres elindítását. És a baleset esetén, és ömlött a mennyiségű anyag, a kár nem kiszámíthatatlan. Ezért, a fluor nem használják, mint tüzelőanyag-összetevőt. Ezek mérgező és nitrogén-tetroxiddal, salétromsavval, aszimmetrikus dimetil-hidrazint. Jelenleg előnyös (a ökológiai szempontból) az oxidálószer oxigén és tüzelőanyag - hidrogénatom, majd a paraffin.