Chemický raketový motor (CRD) - raketový motor , který běží na chemické palivo .
Na konci druhého desetiletí 21. století jsou všechny, bez výjimky, raketové motory používané ve vojenských raketách a všechny, bez výjimky, motory nosných raket kosmických lodí, chemické.
Ve spalovací komoře (CC) CRD se potenciální ( chemická ) energie paliva přeměňuje na tepelnou energii v důsledku exotermické reakce . Palivo se zpravidla skládá ze dvou složek - paliva a okysličovadla . Kromě toho existují technické implementace počítačových rezervačních systémů využívajících jednosložková i vícesložková paliva. Komponenty paliva se vybírají tak, aby:
Požadavek na produkty s nízkou molekulovou hmotností vyplývá ze vzorce hybnosti . Pokud jsou ostatní věci stejné (hmotnost paliva, množství uvolněné energie), čím nižší je molekulová hmotnost reakčních produktů , tím větší je rychlost tepelného pohybu molekul . Čím větší je tedy dosažitelná rychlost proudění paprsku.
Z COP jsou reakční produkty (výfukové plyny) odváděny do profilovaného kanálu - trysky . V trysce CRD plyn expanduje adiabaticky . Tlak a teplota plynu klesají s rostoucím objemem podle adiabatického zákona. V důsledku expanze získává plyn vysokou rychlost výstupu z trysky. XRD tedy přeměňuje část chemické energie paliva na kinetickou energii proudu plynu.
Hybnost paprsku plynu je směrována ve směru výstupu plynů. Podle zákona zachování hybnosti je vektorový součet hybnosti plynu a rakety nulový. Jinými slovy, když plyn proudí z trysky, tryskový proud a raketa dostávají impulsy stejné velikosti, ale opačného směru. Ve skutečnosti se to projevuje jako vznik tryskového tahu vyvinutého HRD.
Jednosložkové plynové motory nelze klasifikovat jako CRD. Existuje však řada technických implementací jednosložkových motorů, kde se chemická energie uvolňuje v důsledku exotermické reakce jejího katalytického rozkladu ve spalovací komoře (například peroxid vodíku nebo hydrazin ) . Příklad: Skynet-2 komunikační satelitní navigační motory » [5] ; nebo jako ve Waltherově cyklu se kyslík uvolněný katalytickým rozkladem peroxidu spálí s palivem předem smíchaným s peroxidem (hydrazin, metanol).
DvousložkovýVětšina technických implementací HRD je tohoto typu. Palivo se skládá z paliva a okysličovadla.
Tři nebo více komponentůVe skutečnosti je tento typ modifikací předchozího. Do paliva se přidává další složka (komponenty), která slouží:
U raketových motorů na tuhá paliva se do směsi často přidává určité pojivo, obvykle polymer , aby se získal blok tuhého paliva vhodný pro dlouhodobé skladování, který se během spalování mechanicky nezničí.
První práškové rakety byly vynalezeny v Číně . Přesné datum jejich vynálezu není známo (první písemná zmínka pochází ze 13. století). Tyto střely byly na tuhá paliva.
Ve středověku se rakety používaly hlavně pro zábavu, pro ohňostroje . Na Západě se vojenská raketová věda rozvíjela od počátku 19. století ( kongrevské rakety ), jako výsledek zajetí raketové technologie Mysore Anglií na konci 18. století , ale od poloviny 19. v důsledku rozvoje puškového dělostřelectva, které se předběhlo v účinnosti, bylo až do 20. století na ústupu. Zájem o rakety začal růst ve 20. a 30. letech 20. století, kdy se ukázalo, že princip raketového pohonu je jediný pro nezávislý, řízený let ve vakuu .
Chemické raketové motory s relativně nízkým specifickým impulsem (ve srovnání s elektrickými , iontovými , plazmovými raketovými motory) vyvinou větší tah, což je důležité při vytváření prostředků pro vynesení nákladu na oběžnou dráhu vesmíru nebo pro provádění nepříliš vzdálených meziplanetárních letů v relativně krátkou dobu.
Od poloviny roku 2010 jsou všechny hlavní náporové raketové motory používané ve vojenských raketách a nosných raketách kosmických lodí chemické . Výjimkou jsou různé korekční motory a orientační motory. Zásadní hranice energetických schopností paliva je přitom již dosaženo u chemických motorů. Ani teoreticky neexistuje možnost výrazného zvýšení jejich specifického impulsu, s čímž souvisí zásadní omezení teploty zplodin hoření při exotermických chemických reakcích, což omezuje maximální rychlost výtoku plynů. To ukládá omezení schopností raketové technologie využívající chemické motory ve dvou již zvládnutých oblastech:
Pokud se krátkodobá expedice s lidskou posádkou na Mars nebo Venuši s použitím chemických motorů stále jeví jako technicky proveditelná, pak jsou pro pilotované lety ke vzdálenějším objektům Sluneční soustavy obtížné velikost rakety a doba trvání letu. realizovat z pohledu moderní vědy a techniky.
Motory | |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
viz také stroj na věčný pohyb Převodový motor gumový motor |