Raketni motori na čvrsti i tekući pogon

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Projektili kao vrsta naoružanja postoje jako dugo. Pioniri u ovom pitanju bili su Kinezi, kako se spominje u himni Nebeskog carstva početkom 19. veka. "Crveni odsjaj raketa" - tako se pjeva u njemu. Optuženi su za barut, izmišljen, kao što znate, u istoj Kini. Ali da bi "crveni sjaji" zasjali, a vatrene strijele pale na glave neprijatelja, bili su potrebni raketni motori, iako najjednostavniji. Svi znaju da barut eksplodira, a let zahtijeva intenzivno sagorijevanje s usmjerenim oslobađanjem plina. Dakle, sastav goriva je morao biti promijenjen. Dok konvencionalni eksplozivi sadrže 75% nitrata, 15% ugljenika i 10% sumpora, raketni motori sadrže 72% nitrata, 24% ugljenika i 4% sumpora.

Savremene rakete i pojačivači na čvrsto gorivo koriste složenije mešavine kao gorivo, ali princip ostaje isti, drevni Kinezi. Njegove zasluge su neosporne. To su jednostavnost, pouzdanost, velika brzina pokretanja, relativna jeftinost i lakoća upotrebe. Da bi projektil krenuo, dovoljno je zapaliti čvrstu zapaljivu smjesu, obezbijediti protok zraka - i to je to, poletio je.

Međutim, postojitako dokazana i pouzdana tehnologija ima svoje nedostatke. Prvo, nakon pokretanja sagorevanja goriva, više ga nije moguće zaustaviti, kao ni promeniti način sagorevanja. Drugo, kiseonik je potreban, au uslovima razrijeđenog ili bezvazdušnog prostora nije. Treće, spaljivanje se i dalje odvija prebrzo.

Rješenje za kojim su naučnici u mnogim zemljama tražili dugi niz godina konačno je pronađeno. Dr Robert Godard testirao je prvi raketni motor na tečno gorivo 1926. godine. Kao gorivo koristio je benzin pomešan sa tečnim kiseonikom. Da bi sistem funkcionisao pouzdano najmanje dve i po sekunde, Godard je morao da reši niz tehničkih problema vezanih za pumpanje reagensa, sistem za hlađenje i upravljačke mehanizme.

Princip po kojem se grade svi raketni motori na tečnost je izuzetno jednostavan. Unutar kućišta se nalaze dva rezervoara. Iz jednog od njih, kroz glavu za miješanje, oksidator se dovodi u komoru za razlaganje, gdje, u prisustvu katalizatora, gorivo koje dolazi iz drugog spremnika prelazi u plinovito stanje. Dolazi do reakcije sagorevanja, vreli gas prvo prolazi kroz sužavajuću podzvučnu zonu mlaznice, a zatim preko nadzvučne zone koja se širi, gde se takođe dovodi gorivo. U stvarnosti, sve je mnogo komplikovanije, mlaznica zahteva hlađenje, a režimi napajanja zahtevaju visok stepen stabilnosti. Moderni raketni motori mogu biti pogonjeni vodonikom, a oksidant je kiseonik. Ova mješavina je izuzetno eksplozivna i predstavlja najmanju povredu rada bilo kojeg sistemadovodi do nesreće ili katastrofe. Komponente goriva mogu biti i druge tvari koje nisu manje opasne:

- kerozin i tečni kiseonik - korišćeni su u prvoj fazi programa lansirnih raketa Saturn V u programu Apollo;

- alkohol i tečni kiseonik - korišteni su u njemačkim raketama V2 i sovjetskim nosačima "Vostok";

- dušikov tetroksid - monometil - hidrazin - koristi se u Cassini motorima.

Uprkos složenosti dizajna, tečni raketni motori su glavno sredstvo za isporuku svemirskog tereta. Koriste se i u interkontinentalnim balističkim projektilima. Njihovi načini rada su podložni preciznoj regulaciji, moderne tehnologije omogućavaju automatizaciju procesa koji se odvijaju u njihovim jedinicama i sklopovima.

Međutim, ni raketni motori na čvrsto gorivo nisu izgubili na značaju. Koriste se u svemirskoj tehnici kao pomoćni. Njihov značaj je veliki u modulima za kočenje i spašavanje.