Kokie yra skirtingi raketų kuro tipai? Sužinokite apie kietąjį ir skystąjį raketinį kurą ir apie tai, kaip laikui bėgant pasikeitė raketų kuras

Raketos dizainas yra susijęs su kompromisais: kiekvienam papildomam svarui krovinio, kurio raketai reikia pakelti nuo Žemės paviršiaus, reikia daugiau degalų, o kiekvienas naujas kuro kiekis suteikia raketai svorio. Svoris tampa dar didesniu faktoriumi bandant gauti erdvėlaivį kažkur toli nuo Marso, nusileisti ten ir vėl sugrįžti. Atitinkamai misijos dizaineriai turi būti kuo protingesni ir efektyvesni, kai sugalvoja, ką pakuoti į laivą, nukreiptą į kosmosą, ir kokias raketas naudoti.

Pereiti į skyrių

• 2 skirtingi raketų kuro tipai
• Ko dar reikia raketoms be kuro?
• Kaip laikui bėgant pasikeitė raketų kuras?
• Sužinokite daugiau apie Chriso Hadfieldo „MasterClass“

Buvęs Tarptautinės kosminės stoties vadas moko kosmoso tyrimų ir ateities mokslo.

2 skirtingi raketų kuro tipai

Yra dvi pagrindinės kuro rūšys, naudojamos raketoms nutraukti iš Žemės: kietasis ir skystasis. Jungtinėse Valstijose NASA ir privačios kosmoso agentūros naudoja abi.

• Tvirtos raketos yra paprastos ir patikimos, pavyzdžiui, romėniška žvakė, ir kartą įsižiebusios jų nebegali sustabdyti: jos dega, kol baigsis, ir negali būti droselinės, kad valdytų trauką. Kietasis kuras yra sudėtinis junginys, paprastai sudarytas iš kieto oksidatoriaus (ty amonio nitrato, amonio dinitramido, amonio perchlorato, kalio nitrato) polimero rišiklyje (rišiklis), sumaišytame su energetiniais junginiais (ty HMX, RDX), metaliniais priedais (t. Y. berilis, aliuminis), plastifikatoriai, stabilizatoriai ir degimo greičio modifikatoriai (ty vario oksidas, geležies oksidas).
• Skystos raketos suteikia mažiau neapdorotos traukos jėgos, tačiau jas galima valdyti, leidžiant astronautams reguliuoti raketos greitį ir netgi uždaryti ir atidaryti raketinius vožtuvus, kad raketa būtų išjungta ir įjungta. Skystojo kuro pavyzdžiai yra skystasis deguonis (LOX); skystas vandenilis; arba Dinitrogeno tetoksidas kartu su hidrazinu (N2H4), MMH arba UDMH.

Kai kuriose programose retkarčiais naudojami dujų propeleriai, tačiau jie yra praktiškai nepraktiški kelionėms į kosmosą. Gelio propelentai kai kuriuos fizikus domino dėl žemo garų slėgio, palyginti su skystais raketais. Tai sumažina sprogimo riziką. Gelio raketiniai elementai elgiasi kaip kietas raketinis kuras ir kaip skystis.

kaip pašalinti nuodingųjų gebenių augalus

Ko dar reikia raketoms be kuro?

Norint patekti į kosmoso objektą, jums, žinoma, reikia kuro. Jums taip pat reikia deguonies deginti, aerodinaminių paviršių ir kardaninių variklių, kad galėtumėte vairuoti, ir kur nors, kad karšti daiktai pasirodytų, kad būtų pakankamai traukos.

Kuras ir deguonis sumaišomi ir uždegami raketos variklio viduje, tada sprogstantis, degantis mišinys išsiplečia ir išpilamas raketos gale, kad būtų sukurta trauka, reikalinga jai judėti į priekį. Priešingai nei lėktuvo variklis, kuris veikia atmosferoje ir todėl gali įsiurbti orą, kad būtų sujungtas su degalais degimo reakcijai, raketa turi sugebėti veikti erdvės tuštumoje, kur nėra deguonies. Atitinkamai, raketose turi būti ne tik kuras, bet ir deguonis. Pažvelgus į raketą ant paleidimo padėklo, dauguma to, ką matote, yra tiesiog raketiniai bakai - kuras ir deguonis, reikalingi norint patekti į kosmosą.

Kaip laikui bėgant pasikeitė raketų kuras?

Nuo kosminių skrydžių pradžios pagrindinės raketų kuro chemijos pokyčiai buvo nedaug, tačiau darbuose yra kurą taupančių raketų projektų.

Norint pagerinti savo efektyvumą, raketos turi būti mažiau alkanos kuro, o tai reiškia, kad kuras turi kuo greičiau išeiti iš užpakalio, kad suteiktų norimą impulsą ir pasiektų tą patį traukos jėgą. Jonizuotos dujos, varomos per raketinį purkštuką, naudojant magnetinį greitintuvą, sveria žymiai mažiau nei tradicinis raketinis kuras. Jonizuotos dalelės neįtikėtinai dideliu greičiu išstumiamos raketos gale, o tai kompensuoja jų mažą svorį arba masę.

Jono varymas gerai veikia ilgą, ilgalaikį varymą, tačiau kadangi jis sukuria mažesnį specifinį impulsą, jis kol kas veikia tik mažuose palydovuose, kurie jau yra orbitoje, ir nebuvo pritaikytas dideliems kosminiams laivams. Norėdami tai padaryti, reikės galingo energijos šaltinio - galbūt branduolinio ar dar neišradto.

Sužinokite daugiau apie kosmoso tyrimus Chriso Hadfieldo „MasterClass“.

koks vilkimo tikslas

„MasterClass“

Pasiūlė jums

Internetinės klasės, kurias moko didžiausi pasaulio protai. Išplėskite savo žinias šiose kategorijose.

Moko kosmoso tyrinėjimų

Moko gamtosaugos

Moko mokslinio mąstymo ir komunikacijos

Moko mokslo apie geresnį miegą