Raketinis variklis: kokio tipo tai degimo variklis?
Raketinis variklis yra reaktyvaus variklio tipas, kurio veikimui neturi įtakos išorinė aplinka, nes šio variklio rezervuare yra ne tik kuras, bet ir oksidatorius.
Šiame straipsnyje trumpai apžvelgsime, kaip veikia raketinis variklis, jo istorija ir galimi tipai.
Turinys
Raketos variklio darbo principas
Raketinio variklio veikimo principas susideda iš to, kad deginant darbinę medžiagą (kurą ir oksidatorių) susidaro išmetamosios dujos, kurios iš degimo kameros išeina per variklio išleidimo antgalį labai dideliu greičiu. Išmetamosios dujos, palikdamos variklį, sukuria jėgą, pagrįstą veikimo ir reakcijos dėsniu, taigi remiantis 3-iojo Niutono dėsnio impulso išsaugojimo dėsniu – kūnas juda priešinga ištekėjimo krypčiai. išmetamųjų dujų.
Reaktyvinis variklis: ar žinojote, kokio tipo tai variklis?
Paprasčiau tariant, mašina, prie kurios pritvirtintas šis variklis, varoma priešinga kryptimi, nei išmetamosios dujos palieka variklio išleidimo antgalį. Išmetamųjų dujų, išeinančių iš variklio išleidimo antgalio, poveikis vadinamas raketinio variklio trauka ir yra tiesiogiai proporcingas išmetamųjų dujų masės ir jų išėjimo greičio sandaugai.
Kaip veikia raketinis variklis?
Darbinės medžiagos sprogimas vyksta esant aukštam slėgiui. Degalai ir oksidatorius suspaudžiami degimo kameroje. Iš degimo kameros veda susiaurėjęs išleidimo antgalis, dėl kurio padidėja išmetamųjų dujų išleidimo greitis. Tačiau antgalis negali būti per siauras, kad medžiaga, iš kurios jis pagamintas, nebūtų termiškai perkrautas (išlydytas).
Pagrindinis skirtumas tarp raketinio variklio ir kitų vidaus degimo variklių yra tas, kad raketinis variklis savo darbo metu iš atmosferos neišsiurbia oksidatoriaus, bet, be degalų, turi ir savo oksidatoriaus atsargą, kurią nešiojasi su savimi. Dėl to, kad šis variklis turi savo energijos šaltinį, jis gali veikti ir kosmose (vakuume).
Benzininis ir dyzelinis variklis: kuo jie skiriasi, kokie privalumai ir trūkumai?
Kitas skirtumas – raketiniu varikliu varoma mašina yra varoma ne mechaniniu darbu, kaip yra kibirkštinio uždegimo ar dyzelinius automobilius varančius variklius, o išmetamųjų dujų reakcijos efektu. Be to, išskyrus kai kurias pagalbines sistemas, tokias kaip siurblys, purkštukų sukimasis ir kt., raketos variklyje nėra judančių dalių, kurios būtinos įprastuose vidaus degimo varikliuose (stūmokliai, alkūninis velenas, skirstomasis velenas ir kiti komponentai).
Taigi raketinis variklis užima ypatingą vietą tarp kitų vidaus degimo variklių.
Trumpai apie raketų variklio veikimą
- Neištraukia darbinės medžiagos iš atmosferos
- Variklio naudingoji galia yra ne mechaninis darbas, o išmetamųjų dujų reakcijos poveikis
- Be kai kurių pagalbinių sistemų, jame nėra judančių dalių
Pagal kuro būklę raketų variklius galima suskirstyti į dvi kategorijas: variklius su skystuoju kuru ir variklius su kietuoju kuru.
Skystojo kuro raketinis variklis:
Skystojo kuro raketinis variklis yra varomas kuro ir oksidatoriaus mišiniu, kurie sumaišomi variklio degimo kameroje. Taip darbinė medžiaga sumaišoma degimo kameroje, kur ji užsidega esant aukštam slėgiui.
Degalų ir oksidatorių deriniai, skirti skystojo kuro raketų varikliams:
Oksidatorius ne visada turi būti deguonis, bet tai gali būti ir kitos molekulės su deguonies pertekliumi, pavyzdžiui, skystas vandenilis ar angliavandenilių mišiniai. Dažniausi darbinės medžiagos deriniai yra šie:
- skystas vandenilis ir skystas deguonis
- skystas deguonis ir žibalas
Be šių derinių, naudojami kiti kuro ir oksidatorių deriniai, kiekvienas derinys turi savo privalumų ir trūkumų.
Kietojo kuro raketinis variklis
Kietu kuru varomas raketinis variklis yra varomas kuro mišiniu grūdelių pavidalu, kuriame, be kuro, yra ir oksidatoriaus. Šio variklio darbinė medžiaga laikoma degimo kameroje. Kietojo kuro variklių pranašumas yra puikus sandėliavimas ir paruošimas naudoti. Priešingai, didelis trūkumas yra tai, kad tokio tipo varikliai negali būti išjungti.
Pirmuoju darbinės medžiagos uždegimu prasideda visa reakcija, kuri baigiasi tik tada, kai darbinė medžiaga nėra visiškai išnaudota. Štai kodėl šis variklis dažniausiai naudojamas kaip pagalbinis kilimo variklis šaudykluose ar kai kuriuose lėktuvuose.
Hibridinis raketinis variklis:
Tai raketinis variklis, kurio vienas iš komponentų – degalai arba oksidatorius – yra skystos, o kitas – kietos būsenos.
Raketos variklis daugiausia naudojamas varyti:
- karinės raketos
- kosminės raketos
- erdvėlaiviai
- palydovai ir kosminiai zondai
- lėktuvai
- kaip pagalbinis, užvedantis lėktuvų variklis
Net jei reaktyvinis variklis nenaudojamas automobiliams vairuoti, jis egzistuoja arba buvo keli pamišę žmonės, kurie aprūpino savo automobilį tokio tipo varikliu, tačiau apie tai galite paskaityti mūsų straipsnyje: Reaktyvinis variklis: ar žinojote, kokio tipo tai variklis?