Rakettmootor: mis tüüpi sisepõlemismootor see on?
Rakettmootor on teatud tüüpi reaktiivmootor, mida väliskeskkond ei mõjuta, kuna see kannab oma reservuaaris kütust ja oksüdeerijat.
Selles artiklis uuritakse lühidalt, kuidas raketimootor töötab, selle ajalugu ja võimalikke tüüpe.
Sisu
Raketimootori kontseptsioon
Raketimootori kontseptsioon on üsna lihtne. Tööaine (kütus ja oksüdeerija) põletamisel tekivad suitsugaasid, mis väljuvad põlemiskambrist läbi mootori väljalaskeotsiku väga suurel kiirusel.
Mootorist väljudes tekitavad heitgaasid jõu, mis põhineb toime- ja reaktsiooniseadusel ning lähtub seetõttu Newtoni 3. seaduse impulsi jäävuse seadusest – keha liigub väljavoolu suunale vastupidises suunas. heitgaasidest.
Reaktsioonimootor: kas teadsite, mis tüüpi mootor see on?
Lihtsamalt öeldes juhitakse masinat, mille külge see mootor on kinnitatud, vastupidises suunas, et heitgaasid väljuvad mootori väljalaskeotsikust. Mootori tühjendusdüüsist väljuvate heitgaaside mõju nimetatakse rakettmootori tõukejõuks. See on otseselt võrdeline heitgaaside massi ja nende väljumiskiiruse korrutisega.
Kuidas raketimootor töötab?
Töötava aine plahvatus toimub suure surve all. Kütus ja oksüdeerija surutakse põlemiskambris kokku. Põlemiskambrist viib kitsendatud väljalaskeotsik, tänu millele suureneb suitsugaaside väljutamise kiirus. Otsik ei tohi aga olla liiga kitsas, et materjal, millest see on valmistatud, ei saaks termiliselt ülekoormatud (sulama).
Põhiline erinevus rakettmootori ja teiste sisepõlemismootorite vahel seisneb selles, et rakettmootor ei tõmba oma töö käigus atmosfäärist oksüdeerijat, vaid sellel on lisaks kütusele ka oksüdeerija varu, mida ta endaga kaasas kannab. Kuna see mootor kannab oma energiaallikat, võib see töötada ka kosmoses (vaakum).
Bensiini- ja diiselmootor: kuidas need erinevad?
Teine erinevus seisneb selles, et rakettmootori jõul töötav masin ei tööta mitte mehaanilise tööga, nagu autosid toidavad säde- või diiselmootorid, vaid heitgaaside reaktsiooniefekt.
Lisaks ei sisalda rakettmootor tavaliste sisepõlemismootorite jaoks vajalikke liikuvaid osi (kolvid, väntvõll, nukkvõll ja muud komponendid), välja arvatud mõned abisüsteemid, nagu pump, düüside pöörlemine jne. Seega on rakettmootoril teiste sisepõlemismootorite seas eriline positsioon.
Raketimootori töö lühidalt
- Tööainet atmosfäärist välja ei tõmba
- Mootori kasulikuks väljundiks ei ole mehaaniline töö, vaid heitgaaside reaktsiooniefekt
- Peale mõningate abisüsteemide ei sisalda see liikuvaid osi
Kütuse oleku alusel võib rakettmootorid jagada kahte kategooriasse: vedel- ja tahkekütusega mootorid.
Vedelkütusega rakettmootor:
Vedelkütusega rakettmootorit käitab põlemiskambris oleva kütuse ja oksüdeerija segu. Tööaine segatakse seega põlemiskambris, kus see kõrge rõhu all süttib.
Kütuste ja oksüdeerijate kombinatsioonid vedelkütusega rakettmootoritele:
Oksüdeeriv aine ei pea alati olema hapnik; need võivad olla ka muud liigse hapnikuga molekulid, näiteks vedel vesinik või süsivesinike segud. Tööaine kõige levinumad kombinatsioonid on:
- Vedel vesinik ja vedel hapnik
- Vedel hapnik ja petrooleum
Lisaks nendele kombinatsioonidele kasutatakse muid kütuseid ja oksüdeerijaid ning igal kombinatsioonil on oma eelised ja puudused.
Tahkekütuse rakettmootor
Tahkekütusel töötava rakettmootori jõuallikaks on terade kujul olev kütusesegu, mis sisaldab lisaks kütusele ka oksüdeerijat. Selle mootori tööainet hoitakse põlemiskambris. Tahkekütuse mootorite eeliseks on suurepärane ladustatavus ja kasutusvalmidus. Teisest küljest on suureks miinuseks see, et seda tüüpi mootoreid ei saa välja lülitada.
Töötava aine esimene süütamine käivitab kogu reaktsiooni, mis lõpeb alles siis, kui tööaine ei ole täielikult ammendatud. Seetõttu kasutatakse seda mootorit kõige sagedamini süstikute või lennukite stardiabimootorina.
Hübriid rakettmootor:
See on rakettmootor, mille üks komponentidest, kas kütus või oksüdeerija, on vedelas olekus ja teine komponent on tahkes olekus.
Rakettmootorit kasutatakse peamiselt edasiliikumiseks:
- sõjalised raketid
- kosmoseraketid
- kosmosesüstikud
- satelliidid ja kosmosesondid
- lennukid
- lennukite abi-, käivitusmootorina
Isegi kui rakettmootorit autode juhtimiseks ei kasutata, olid mõned hullud, kes varustasid oma sõidukid seda tüüpi mootoriga, mille kohta saate lugeda meie artiklist: Reaktsioonimootor: kas teadsite, mis mootor see on?