Enjin roket pepejal dan cecair

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Misil sebagai sejenis senjata telah wujud sejak sekian lama. Pelopor dalam perkara ini adalah orang Cina, seperti yang disebut dalam himne Empayar Celestial pada awal abad ke-19. "Silau merah roket" - begitulah ia dinyanyikan di dalamnya. Mereka didakwa dengan serbuk mesiu, dicipta, seperti yang anda tahu, di China yang sama. Tetapi agar "sorotan merah" bersinar, dan anak panah berapi-api jatuh ke atas kepala musuh, enjin roket diperlukan, walaupun yang paling mudah. Semua orang tahu bahawa serbuk mesiu meletup, dan penerbangan memerlukan pembakaran yang kuat dengan pelepasan gas terarah. Jadi komposisi bahan api terpaksa diubah. Walaupun bahan letupan konvensional ialah 75% nitrat, 15% karbon, dan 10% sulfur, enjin roket ialah 72% nitrat, 24% karbon dan 4% sulfur.

Roket dan penggalak pepejal moden menggunakan campuran yang lebih kompleks sebagai bahan api, tetapi prinsipnya tetap sama, Cina kuno. Kebaikannya tidak dapat dinafikan. Ini adalah kesederhanaan, kebolehpercayaan, kelajuan tinggi permulaan, harga relatif murah dan kemudahan penggunaan. Untuk melancarkan peluru, cukup untuk menyalakan campuran pepejal mudah terbakar, menyediakan aliran udara - dan itu sahaja, ia terbang.

Namun, adateknologi yang terbukti dan boleh dipercayai mempunyai kelemahannya. Pertama, setelah memulakan pembakaran bahan api, tidak mungkin lagi untuk menghentikannya, serta menukar mod pembakaran. Kedua, oksigen diperlukan, dan dalam keadaan ruang yang jarang atau tanpa udara ia tidak. Ketiga, pembakaran masih berlaku terlalu cepat.

Penyelesaian yang para saintis di banyak negara telah mencari selama bertahun-tahun akhirnya ditemui. Dr Robert Goddard menguji enjin roket pendorong cecair pertama pada tahun 1926. Dia menggunakan petrol yang dicampur dengan oksigen cecair sebagai bahan api. Agar sistem dapat beroperasi dengan pasti selama sekurang-kurangnya dua setengah saat, Goddard terpaksa menyelesaikan beberapa masalah teknikal yang berkaitan dengan pengepaman reagen, sistem penyejukan dan mekanisme stereng.

Prinsip untuk membina semua enjin roket cecair adalah sangat mudah. Terdapat dua tangki di dalam kes itu. Dari salah satu daripada mereka, melalui kepala pencampuran, pengoksida dimasukkan ke dalam ruang penguraian, di mana, dengan kehadiran pemangkin, bahan api yang datang dari tangki kedua melepasi keadaan gas. Tindak balas pembakaran berlaku, gas panas mula-mula melalui zon subsonik muncung yang menyempit, dan kemudian zon supersonik yang berkembang, di mana bahan api juga dibekalkan. Pada hakikatnya, segala-galanya adalah lebih rumit, muncung memerlukan penyejukan, dan mod suapan memerlukan tahap kestabilan yang tinggi. Enjin roket moden boleh dikuasakan oleh hidrogen, pengoksida adalah oksigen. Campuran ini sangat meletup, dan pelanggaran sedikit pun terhadap operasi mana-mana sistemmembawa kepada kemalangan atau bencana. Komponen bahan api juga boleh menjadi bahan lain yang tidak kurang berbahaya:

- minyak tanah dan oksigen cecair - ini digunakan dalam fasa pertama program kenderaan pelancaran Saturn V dalam program Apollo;

- alkohol dan oksigen cecair - digunakan dalam roket V2 Jerman dan kapal pengangkut Soviet "Vostok";

- nitrogen tetroxide - monomethyl - hidrazine - digunakan dalam enjin Cassini.

Walaupun reka bentuk yang rumit, enjin roket cecair adalah cara utama menghantar kargo angkasa lepas. Ia juga digunakan dalam peluru berpandu balistik antara benua. Mod operasi mereka boleh mematuhi peraturan yang tepat, teknologi moden memungkinkan untuk mengautomasikan proses yang berlaku dalam unit dan pemasangan mereka.

Walau bagaimanapun, enjin roket propelan pepejal juga tidak kehilangan kepentingannya. Mereka digunakan dalam teknologi angkasa sebagai tambahan. Kepentingan mereka sangat bagus dalam modul brek dan penyelamat.