Reaktsioonimootor: kas teadsite, mis tüüpi mootor see on?
Reaktsioonimootor on sisepõlemismootori tüüp, mis kasutab mootorist väljuva aine reaktiivset toimet selle liigutamiseks vastupidises suunas (toime- ja reaktsiooniseadus).
Selles artiklis uuritakse lühidalt reaktsioonimootori tööd, selle ajalugu ja võimalikke tüüpe.
Sisu
Reaktsioonimootori ajalugu lühidalt
Esimesed alused reaktsioonimootorite realiseerimiseks pani 1903. aastal Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski. Seejärel lõi ta 1915. aastal raketiskeemi, mille põhimõtet kasutatakse tänaseni. Reaktsioonimootorid pälvisid aga tähelepanu alles maailmasõdade vahelistel aastatel, kusjuures sakslased, ameeriklased ja venelased pöörasid neile kõige rohkem tähelepanu.
Saksamaal otsustasid disainerid pärast esimesi katsetusi pulberrakettmootoritega alustada katseid vedelate rakettmootoritega. Esimene edukas katse tehti 1925. aastal Opeli autole paigaldatud reaktsioonirakettmootoriga, mis saavutas tol ajal ennekuulmatu kiiruse 238 km/h. Kõik need katsed ja katsed viisid Saksa raketiprogrammi loomiseni.
Suurima buumi saavutasid reaktsioonimootorid aga Teise maailmasõja ajal. Suurimad edusammud reaktsioonimootorite arendamisel saavutati sõja ajal. Lisaks ehitati ka tänapäevased rakettmootorid, mis toitasid V1 ja V2 ballistilisi rakette. Need mootorid on valmistatud Saksamaal.
Saksa Teise maailmasõja uuringute põhjal viidi sõjajärgsetel aastatel ellu ka teisi reaktsioonimootorite projekte. Pärast Teist maailmasõda algas võidujooks kosmosesse jõudmiseks ja võidurelvastumine. Paljud Saksa teadlased kutsuti USA-sse Apollo kosmoseprogrammi kallal töötama vastutasuks sõjakuritegude eest armu andmise eest.
Tänapäeval on reaktsioonimootor enamiku lennukite ja kosmosetehnoloogia tõukejõu aluseks. Tänapäeva kõige kaasaegsemate reaktsioonimootorite hulka võime lisada ülehelikiirusega sisevooluga tõukejõumootorid, ioonrakettmootorid ja laserreaktsioonimootorid.
Reaktsioonimootorid ja nende tüübid:
- Rakettmootor
- Reaktsioonimootor
- Tõukejõu mootor
- Impulssmootor
- Hüdroreaktiivmootor
- Ioonmootor
Kõige sagedamini kasutatavate reaktsioonimootorite hulka võime lisada reaktsiooni- või rakettmootorid.
Raketi mootor:
Rakettmootor on reaktiivne mootor, mille tööd väliskeskkond ei mõjuta tänu sellele, et selle reservuaaris on kütus ja oksüdeerija. Rakettmootor töötab toime ja reaktsiooni põhimõttel. Töötava aine põlemisel tekivad suitsugaasid, mis väljuvad mootori väljalaskeotsikust suurel kiirusel.
Rakettmootor: mis tüüpi sisepõlemismootor see on?
Heitgaaside reaktsiooniefekt mõjub seega vastassuunalise jõuga mootorile ja seega ka mootoriga ühendatud masinale. Lihtsamalt öeldes juhitakse masinat, mille külge see mootor on kinnitatud, vastupidises suunas, et heitgaasid väljuvad mootori väljalaskeotsikust.
Kuna see mootor kannab oma energiaallikat, võib see töötada ka kosmoses (vaakum). Tänapäeval töötavad enimkasutatavad rakettmootorid tahke- või vedelkütusega.
Reaktiivmootor:
Reaktiivmootor on reaktsioonimootori tüüp, mida kasutatakse peamiselt lennunduses. Seda tüüpi mootor töötab tegutsemis- ja reaktsiooniprintsiibil nagu rakettmootor, mis tähendab, et mootorist väljuvad heitgaasid avaldavad mootorile vastupidises suunas jõudu, lükates niimoodi edasi.
Reaktiivmootori esiosas on sisselaskeseade, mille kaudu transporditakse mootorisse õhku, mis imetakse sisse ja surutakse kompressoriga kokku. Pärast kokkusurumist õhk soojendatakse ja liigub põlemiskambrisse, kus süstitakse kütust.
Pärast segu süütamist eraldub soojusenergia ja kuumad gaasid, mis väljuvad põlemiskambrist ja pöörlevad mootori tagaosas turbiini. See tekitab turbiini taga kõrge rõhu, muutes soojusenergia kineetiliseks energiaks, mis tekitab mootori tõukejõu.
Tõukejõu mootor:
Tõukejõumootor on struktuurilt lihtsaim reaktsioonimootori tüüp. See mootoritüüp koosneb mõlemast otsast kitsendatud ja avatud torust. Õhk siseneb mootorisse lennu ajal tõukejõu abil. Mootorisse sisenedes õhk aeglustub, suurendades selle rõhku.
Seejärel süstitakse kütus suruõhku. Segu põlemisel tekib kõrge temperatuur ja rõhk ning heitgaasid hakkavad mootorist väljuma ahenenud väljalaskeava kaudu, mis viib mootori edasi.
Impulssmootor:
Impulssmootor on reaktiivne mootor, mis kasutab töötamiseks väljunddüüsis oleva gaasi resonantssagedusi. Ees on difuusor, mootori õhu sisselaskeava osa. Hajuti taga on segamiskamber, mis lisab õhuvoolu kütust.
See segu liigub põlemiskambrisse, mis on segamiskambrist ventiilidega eraldatud. Pärast segu süütamist põlemiskambris voolavad gaasid mootori otsikusse, mis tagab selle edasiliikumise. Pulsatsioonimootorit kasutati esmakordselt seeriaviisiliselt Saksa V-1 rakettides Teise maailmasõja ajal.
Ioonmootor:
Nagu rakettmootor, kannab ioonmootor oma energiaallikat pardal. Erinevalt rakettmootorist töötab ioonmootor aga elektrilisel põhimõttel.
Kuigi reaktsioonimootorit autode juhtimiseks ei kasutata, on, õigemini, üksikud hullud, kes oma autod selle mootoriga varustasid. Mõned neist võitsid isegi iroonilise Darwini auhinna.
Reaktsioonimootor ja Darwini auhind:
Darwini auhind on auhind kõige kummalisema inimese rumaluse põhjustatud surma eest. Nii et see on omamoodi irooniline auhind inimestele, kes on vabatahtlikult ja läbi oma rumaluse end sellest eemaldades panustanud inimese genofondi parandamisse.
Üks Darwini auhind läks mehele nimega Wile E. Coyote, kes ühel ilusal päeval otsustas oma Chevy Impalale paigaldada rakettmootori (rakett JATO). Need raketid teenindavad ülekoormatud kaubalennukeid õhkutõusmiseks väga lühikesest piirkonnast. Võrdluseks – kuus sellist raketti võimaldavad 70-tonnisel lennukil õhku tõusta jalgpalliväljaku pikkusel alal. Aga mida saab üks selline rakett teha umbes 2 tonni kaaluva autoga ja miks mitte seda proovida?
Kui rakett oli Impala katusele paigaldatud, otsustas mees leida Arizona kõrbes piisavalt pika maanteelõigu. Pärast mõnda aega otsimist sattus ta kolmemiilisele lõigule ilma ühegi pöördeta. See asus selle jaotise lõpus. Nii istus merisiga autosse ja süütas raketi mõtlemata.
Politsei leidis põlengukoha väga kergelt üles, kuna teel puudus asfalt. Ju oli mootorist tulev kuumus selle ära sulatanud. Viie sekundi pärast, kui rakett oma maksimaalse tõukejõu välja arendas, kihutas tüüp juba oma Impalaga kiirusega 560 km/h ja pidevalt kiirendas.
Raketi täistõuge viis autot edasi ning kui selgus, et valitud maanteelõik on liiga lühike, otsustas autojuht pidurdama hakata. See aga ebaõnnestus, kuna põlesid nii rehvid kui pidurid ning Impala lendas õhku, rakett lükkas seda edasi ja kaugemale.
Autojuhist sai piloot, kes paiskus 38 meetri kõrgusel vastu kivi. See asus kolmemiilise sirge lõpus. Kohale jõudes leidis politsei kalju seest meetrisügava kraatri, millesse õnnetu mees oli sisse põrunud, ning õnnetuspaigalt leitud roolirattasse olid surutud vaid üksikud luud, hambad ja küüned.