Fast og flydende raketmotorer

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Misiler som en type våben har eksisteret i meget lang tid. Pionererne i denne sag var kineserne, som nævnt i salmen om det himmelske imperium i begyndelsen af det 19. århundrede. "Red glare of raketter" - sådan synges der i den. De blev anklaget for krudt, som du ved, opfundet i det samme Kina. Men for at de "røde højdepunkter" skulle skinne, og ildpile faldt på fjendernes hoveder, var der brug for raketmotorer, om end de simpleste. Alle ved, at krudt eksploderer, og flyvning kræver intens forbrænding med rettet gasudslip. Så sammensætningen af brændstoffet skulle ændres. Mens konventionelle sprængstoffer er 75 % nitrat, 15 % kulstof og 10 % svovl, er raketmotorer 72 % nitrat, 24 % kulstof og 4 % svovl.

Moderne raketter og boostere med fast drivmiddel bruger mere komplekse blandinger som brændstof, men princippet forbliver det samme, gamle kinesiske. Hans fortjenester er ubestridelige. Disse er enkelhed, pålidelighed, høj initieringshastighed, relativ billighed og brugervenlighed. For at projektilet kan starte, er det nok at antænde den faste brændbare blanding, sørge for luftstrøm - og det var det, det fløj.

Men der ersådan en gennemprøvet og pålidelig teknologi har sine ulemper. For det første, efter at have startet forbrændingen af brændstof, er det ikke længere muligt at stoppe det, samt at ændre forbrændingstilstanden. For det andet er der brug for ilt, og det er det ikke i forhold med sjældent eller luftløst rum. For det tredje fortsætter afbrændingen stadig for hurtigt.

Løsningen, som forskere i mange lande har ledt efter i mange år, er endelig blevet fundet. Dr. Robert Goddard testede den første raketmotor med flydende drivmiddel i 1926. Han brugte benzin blandet med flydende ilt som brændstof. For at systemet kunne fungere pålideligt i mindst to et halvt sekund, var Goddard nødt til at løse en række tekniske problemer i forbindelse med pumpning af reagenserne, kølesystemet og styremekanismerne.

Princippet, som alle flydende raketmotorer er bygget efter, er ekstremt enkelt. Der er to tanke inde i kabinettet. Fra en af dem, gennem blandehovedet, føres oxidationsmidlet ind i dekomponeringskammeret, hvor brændstoffet, der kommer fra den anden tank, går over i en gasformig tilstand i nærvær af en katalysator. Der opstår en forbrændingsreaktion, den varme gas passerer først gennem den indsnævrede subsoniske zone af dysen, og derefter den ekspanderende supersoniske zone, hvor der også tilføres brændstof. I virkeligheden er alt meget mere kompliceret, dysen kræver afkøling, og tilførselstilstandene kræver en høj grad af stabilitet. Moderne raketmotorer kan drives af brint, oxidationsmidlet er ilt. Denne blanding er ekstremt eksplosiv, og den mindste krænkelse af driften af ethvert systemfører til en ulykke eller katastrofe. Brændstofkomponenter kan også være andre stoffer, der ikke er mindre farlige:

- petroleum og flydende oxygen - disse blev brugt i den første fase af Saturn V løfteraketprogrammet i Apollo-programmet;

- alkohol og flydende ilt - blev brugt i tyske V2-raketter og sovjetiske luftfartsselskaber "Vostok";

- nitrogentetroxid - monomethyl - hydrazin - bruges i Cassini-motorer.

På trods af designets kompleksitet er flydende raketmotorer det vigtigste middel til at levere rumfragt. De bruges også i interkontinentale ballistiske missiler. Deres funktionsmåder er modtagelige for præcis regulering, moderne teknologier gør det muligt at automatisere de processer, der forekommer i deres enheder og samlinger.

Raketmotorer med fast drivmiddel har dog heller ikke mistet deres betydning. De bruges i rumteknologi som hjælpemidler. Deres betydning er stor i bremse- og redningsmoduler.