Raketové motory, jejich rozmanitost, schopnosti a vyhlídky
Lidstvo se vždy snažilo na hvězdy, ale teprve ve století XX, s rozvojem vědy a techniky, dokázal dosáhnout vakua. Překonání gravitace je obtížné a pro dosažení cíle bylo nutné vymyslet něco zvláštního. Jako takové vozidlo vyrábělo raketové motory. A pokud zvážíme, co je nyní a co se může v blízké budoucnosti objevit, jaké jsou vyhlídky na hluboký prostor pro lidstvo?
Co je to raketový motor a jaké typy to existují?
Pod raketovým motorem rozumí mechanismus, ve kterém jsou pracovní tekutina a zdroj energie pro práci umístěny ve vozidle samotném. Je to jediný způsob, jak přinést užitečné zatížení Oběžná dráha Země, a může také pracovat ve vakuu ve vesmíru. Hlavní sázka se provádí při konverzi potenciální energie palivo do kinetiky, které se používá ve formě tryskového proudu. Na základě typu zdroje energie se vyznačují chemické, jaderné a elektrické raketové motory.
Koncept specifického impulsu (nebo tahu) se používá jako charakteristika účinnosti: poměr množství pohybu k hmotnostnímu toku pracovního média. Vypočítané v m / s. Ale i když mají raketové motory významnou dynamiku, neznamená to, že jsou používány. Proč se to stane, dozvíte se, když si přečtete o jaderných a elektrických mechanismech.
Chemický raketový motor
Jsou založeny na chemické reakci, ve které vstoupí palivo a oxidant. Během reakce se produkty spalování zahřívají na významné teploty, zatímco se rozpínají a zrychlují trysky a pak motor opouštějí. Teplo vytvářené tímto motorem se používá k rozšíření pracovní tekutiny s plynným vzhledem. Existují dva typy mechanismů tohoto typu.
Motory s pevnými pohonnými hmotami mají jednoduchou konstrukci, vyrábějí se levně a nevyžadují značné náklady na skladování a přípravu na provoz. To způsobuje jejich spolehlivost a touhu používat. Zároveň však tento typ má významnou nevýhodu - velmi vysokou spotřebu paliva. Tvoří zde také směs paliva a okysličovadla. Efektivnější, ale zároveň obtížnější je raketový motor pohánějící kapalinu. V tom palivo a oxidant jsou v různých nádržích a jsou dávkovány do trysky. Důležitou výhodou je, že můžete nastavit úroveň dodávek a odpovídající rychlost kosmické lodi. Navzdory skutečnosti, že takové raketové motory mají malý specifický impuls, vyvíjejí silný tah. Takovýto majetek vedl k tomu, že jsou nyní používány výhradně v praxi.
Jaderný raketový motor
Jedná se o jeden z nejpravděpodobnějších analogů moderních pohybových systémů. V jaderném raketovém motoru se pracovní tekutina zahřívá díky energii uvolněné během radioaktivního rozpadu nebo termonukleární fúze. Takové mechanismy umožňují dosáhnout významného specifického impulsu. A jejich celková trakce je srovnatelná s výkonem chemických motorů. Ale kolik typů mechanismů je založeno na jaderné energii? Celkem 3:
- Radioizotop.
- Jaderné
- Termonukleární.
Použití jaderných raketových motorů v atmosféře Země je poměrně problematické kvůli radiační kontaminaci. Možným řešením tohoto problému bude plynová fáze.
Elektrický raketový motor
Tento typ má největší potenciál pro vývoj a použití v budoucnu. Elektrické raketové motory nabízejí velké sliby. Takže jejich specifický impuls může dosáhnout hodnot 210 km / s. Existují 3 typy motorů:
- Elektrotermální.
- Elektrostatický (například iontový raketový motor).
- Elektromagnetické.
Funkcí (o čemž lze říci, že je to jak výhoda, tak i nevýhoda) spočívá v tom, že s nárůstem specifického impulsu je zapotřebí méně paliva, ale více energie. Z tohoto pohledu má iontový raketový motor, který běží na plynu, dobré šance. V současné době se v praxi používá k úpravě trajektorie orbitálních stanic a satelitů. Omezené zdroje elektrické energie ve vesmíru, stejně jako problémy s pracovní kapacitou ve výškách přesahujících 100 kilometrů, stále brání jejich rozsáhlému využití. Plazmové raketové motory, v nichž má pracovní těleso plazmový stav, ale které jsou pouze v experimentální fázi, mají velký potenciál pro použití.