Ako fungujú raketové motory? Saga o raketových palivách

Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania

(FGBOU VPO)

Astrakhan State Technická univerzita (AGTU)

"Ústav námorných technológií, energie a dopravy" (IMTEIT)

Katedra "Tepelného a energetiky" (TEN)

Práca

pod disciplínou "palivo"

na tému "Rocket palivo"

Vykonané

Študent TET-21

CLAUSERS A.A.

Recenzenti:

Študenti skupiny Tet-21

PuTATIN S.S., Lodín S.M.

Učiteľ:

d.h.n., profesor Ryabukhin Yu.i.

ASTRAKHAN - 2012.

1. Historický certifikát

Hlavné typy raketových paliva

1 tekuté raketové palivá

1.1 Oxidifikátory

1.2 palivo

1.3 Porovnanie najbežnejších tekutých raketových palív

2 pevné raketové palivá

2.1 Raketový prášok

2.2 Zmiešané raketové palivá

Bibliografia

. Historický odkaz

Rakety na tvrdom palive sa objavili oveľa skôr ako rakety s tekutými raketovými motormi (EDD). Ten sú pre nás tak oboznámení, že sme zabudli, keď začali byť zvyknutí na dobyť vesmír a v boji proti bojujúcim stranám. A to sa stalo len asi pred 50 rokmi. Pred týmto, hard-paliva rakety alebo rakety s práškovými motormi boli úspešne využívané niekoľko storočí a používali sa vo vojakoch. O možnosti použitia kvapalín, vrátane kvapalného vodíka H2 a kyslíka O2, K. E. Tsiolkovsky bol označený ako palivo pre rakety<#"justify">2. Hlavné typy raketových paliva

Voľba raketového paliva závisí od mnohých faktorov. Neexistuje žiadne ideálne palivo, každý má svoje výhody a nevýhody. Faktory, ako je cena, špecifický impulz, rýchlosť spaľovania, funkcia závislosti od rýchlosti horenia z tlaku, bezpečnosti a výroby výroby a iných môžu ovplyvniť výber paliva.

2.1 Kvapalné raketové palivá

Oxidačné činidlo a palivo Dvojzložkové palivá sú obsiahnuté v oddelených nádobách - nádržiach a s použitím rôznych zariadení samostatne privádzaných do komory motora na pálenie. Dvojzložkové kvapalné palivá majú v súčasnosti najširšiu aplikáciu, pretože poskytujú najväčšiu časť motora, ľahko vám umožní nastaviť hodnotu a smer ťahom v lete a vypnúť motor a začať ho znova. Nevýhodou týchto palív je komplexné zariadenie motora s veľkým počtom častí a uzlov s komplexným riadiacim a riadiacim systémom.

Na nevedomý Tieto dvojzložkové palivá, ktorého spaľovanie sa začína samo o sebe, pri zmiešaní oxidačného činidla a paliva v motorovej komore.

Neplamený Palivo, aby sa začali horieť, keď sa spustí motory, vyžadujú ďalšie nástroje zapaľovania. Samo-zapálené palivá poskytujú spoľahlivejší začiatok motora a jeho stabilnú prevádzku.

Tekutý jednozložkový Palivo sú predpravené zmes oxidačného činidla a paliva V požiadavke na spaľovanie alebo takú kvapalnú látku, ktorá za určitých podmienok rozkladá uvoľňovaním tepla a tvorby plynov. Jednozborové palivá sú umiestnené na rakete v jednej nádrži a na jednom riadku sa privádzajú do spaľovacej komory cez dýzy.

Výhoda Takéto palivá pred dvojzložkovou zložkou sú zjednodušte dizajn motoraPretože je potrebný len jeden riadok informačného systému. Všeobecné použitie týchto palív v EDD však nedostalo, pretože nemôžu poskytnúť potrebnú konkrétnu trakciu. Tieto jednozložkové palivá, ktoré vám umožňujú získať dostatočnú špecifickú trakciu, sú nevhodné na použitie v dôsledku vysokej tendencie k spontánnej výbuchu. Jednozborové palivá sú tiež nebezpečné na ich aplikovanie na chladenie spaľovacej komory. Tieto palivá sa používajú najmä na pomocné účely: pre malé motory, ktoré sa používajú na riadenie a stabilizáciu lietadla, ako aj na otáčanie turbodovín EDD.

Tabuľka 1. Základné charakteristiky dvojzložkových kvapalných palív s optimálnym pomerom zložiek (tlak v spaľovacej komore 100 kgf / cm 2, na reznej trysku 1 KGF / CM2 ).

Oxide-telgurhureteepel-tvorivosť *, kcal / koplot *, g / cm2temper-prehliadka v spaľovacej komore, chodník pulz do prázdna, kyselina sekundárne (98%) kerosene14601,362980313 Tong-0214901,323000310 2012 (80%) + Furfurylin (80 %) + Furfurylic alkohol (20%) 14201,393050313Zhidky kislorodSpirt (94%) 20200,393300255Vodorod20200,323250391Kerosin22001,043755335NDMG 22001,023670344Gidrazin22301,073446346Ammiak22000,843070323ATKerosin15501,273516309NDMG22001,203469318Gidrazin22301,233287322Zhidky ftorVodorod23000,624707412Gidrazin22301,314775370

Vo dvojzložkových palív pre dokonalé spaľovanie oboch zložiek pre každú jednotku hmotnosti, jeden z nich vyžaduje presne definované množstvo iného. Takže na spaľovanie 1 kg kerosénu \u200b\u200bje potrebné 15 kg vzduchu, alebo 5,5 kg kyseliny dusičnej, alebo 3,4 kg kvapalného kyslíka. V prakticky vyrobený EDR oxidačné činidlo sa dodáva do komory v mierne menšom počte.Čo sa vyžaduje na úplné spaľovanie.

Ukazuje sa, že v tomto prípade ukazuje najvyššiu hodnotu špecifickej trakcie. Dôvodom je, že so znížením spotreby oxidačnej látky je zloženie spaľovacích výrobkov trochu meniť. Výsledkom je, že proces tepelného rozkladu molekúl plynu - produkty spaľovania je znížené - atómy a ióny, ktoré sa vyskytujú s vysokou absorpciou tepla a zbytočným vykonávaním mimo dýzy, a tiež zlepšiť podmienky pre otáčanie energie v dýze.

Teplota paliva varu má veľký význam pre fungovanie tekutých striel. Všetky komponenty paliva sú rozdelené do vysoká varu a nízky.

Na vysoká varu Ide o oxidačné činidlá a horľavé, čo môže byť obsiahnuté v kvapalnom stave pri normálnych prevádzkových teplotách rakiet (až do +150) 0C) Pri atmosférickom alebo vysokom tlaku zvyšok patrí nízko varu.

2.1.1 Oxidifiers

V tekutých rakiet množstvo oxidačného hmotnosti presahuje množstvo paliva V priemere 3-6-krát a hmotnosť paliva je 9-krát viac ako hmotnosť konštrukcie motora.

Palivové vlastnosti sú do značnej miery závislé od povahy oxidačného činidla. Napríklad, v závislosti na hlavnom znakom - špecifického typu - palivo "kvapalný kyslík a petrolej", sa líši od paliva "kyseliny dusičnej a petroleja" od asi 15%.

Z oxidačných oxidov s nízkou teplotou varu má najväčšie použitie v spoločných motoroch kvapalný kyslík. Možnosť použitia je študovaná kvapalný fluórjeho pripojenia kyslík a ozón.

Z vysoko varu kyselina dusičná a jeho zmesi štyri dusík. Môže byť aplikovaný štyri Azot, peroxid vodíka. Zlúčeniny sú skúmané fluór z chlor a tetranterometán.

Zvážte niektoré typy oxidačných činidiel.

1. Kvapalný kyslík (o 2 ). Je to pohyblivá modrastá tekutina trochu ťažšia ako voda.

Vlastnosti : kyslík je jeden z najviac výkonné oxidačné činidláVzhľadom k tomu, jeho molekula neobsahuje atómy, ktoré sa nezúčastňujú na oxidačnom procese, ako je to tak, napríklad v kyseline dusičnej. Efektívnejšie palivo ako s kyslík možno získať len s ozón, fluór alebo fluorid kyslík.

Základná vlastnosťUrčenie vlastností práce s kvapalinou kyslíkje leží v jeho nízky bod varu. Kvôli tomu sa veľmi rýchlo odparí, čo spôsobuje jeho veľké straty pri skladovaní a tankovaní rakety. Tank raketa dopĺňa tekutinu kyslík Okamžite pred spustením rakety. Straty odparovania pri dopĺňaní až 50%, a keď obsah v rakete je až 3% za hodinu. Tekutý kyslík Uložené a prepravované v špeciálnych kontajneroch - Kovové nádrže s poskytovaním dobrej tepelnej izolácie.

Tekutý kyslík nie je jed. Stručne kontaktujte ho v malých množstvách s otvorenými časťami ľudského tela, nie je nebezpečné: Forming plynná vrstva neumožňuje načasovanie pokožky.

Tekutý kyslík - jeden z najviac lacné oxidačné činidláČo je vysvetlené jednoduchosťou výroby a hojnosti surovín. V zložení vody je 89% hmotn. A vo vzduchu - 23%. Zvyčajne kyslík Zo vzduchu, skvapalňovaním a oddelením v kvapalnej forme dusík a iné plyny zemskej atmosféry.

2. Kyselina dusičná (HNO 3 ) . Chemicky čistá 100% kyselina dusičná je bezfarebná ľahká groovy ťažká tekutina, ktorá sa pevne fajčí vo vzduchu.

Vlastnosti : 100% kyselina dusičná nestabilný a ľahko sa rozloží na vode kyslík a azoto oxidy.

HNO. 3 - Výkonný oxidačpretože obsahuje vo svojej molekule

% kyslík. Pri oxidovaní rôznych horľavých, rozkladá sa do vody, kyslík a dusík. Zo všetkých rozsiahlych oxidantov je to prospešné veľká špecifická hmotnosť. Ako výsledok vysoká teplota tepla Môže byť použitý ako chladiaci komponent EDD kamery.

Za normálnych prevádzkových podmienok kyselina dusičná - Kvapalina, ktorá je jednou z jej výhod. Rakety v ktorom sa používa ako oxidačné činidlo, môže byť dlhodobo skladovaný, v konštantnej pripravenosti na začatie. Nevýhody v prevádzke patria významný nárast tlaku V hermeticky uzavretých kapacitách kyselina dusičná Kvôli procesu jeho rozkladu. Šéf kyselina dusičná - vysoká korózia Vo vzťahu k väčšine materiálov. Agresivita kyselina dusičná Výrazne komplikuje odvolanie s ním. Skladovanie a preprava Je vyrobená pomocou špeciálnych kontajnerov.

nevýhody : kyselina dusičná posadnutý jedovatý vlastnosti. Jeho hit na kožu človeka spôsobuje vzhľad bolestivé, dlhé neliečebné vredy. Tiež škodlivé pre zdravie kyselina dusičná. Sú lepší jedovatosť oxid uhoľnatý 10 krát.

Náklad kyselina dusičná V blízkosti. Hlavná metóda získavania kyselina dusičná pozostával v oxidácii amoniak kyslík vzduch v prítomnosti platina A rozpúšťanie prijatých azota oxidy vo vode.

N. 2 + 2 O2. \u003d\u003e 2 nie 2

. Diazot tetraoxid (n 2 O. 4 ) . Je na bežnej teplote žltej kvapaline.

Vlastnosti : S rastúcou teplotou oxid dusičitý, Natretý červenou a hnedou farbou, tzv. "Hnedý plyn".

Je niekoľko efektívnejšie oxidačné činidlonež kyselina dusičná. Palivo na základe toho má špecifickú túžbu približne o 5% viac ako kyselinu dusičnú.

nevýhody : Vo vzťahu k materiálom tETRAXIDE DIAZOT Z. ako menej agresívnenež kyselina dusičná, ale nie menej otrava.

Hlavná nevýhoda je nízky bod varu a vysoké teplotyTo dramaticky znižuje možnosť jeho použitia v raketových palivách v jej čistej forme. Podmienky jeho používania sa zlepšujú v zmesiach s ostatnými. oxidy dusíka.

4. Peroxid vodíka (H 2 O. 2 ). Bezfarebná priehľadná ťažká kvapalina.

Vlastnosti: peroxid vodíka je nestabilná chemická zlúčenina, ľahko sa rozloží na vodu a kyslík. Sklon k rozkladu sa zvyšuje s rastúcou koncentráciou. Počas rozkladu sa rozlišuje významné množstvo tepla.

Získali sa vodné roztoky 80% a 90% koncentrácií peroxidu vodíka. Chemická odolnosť riešení a bezpečnosti s nimi možno dosiahnuť zavedením stabilizačné látky. Tie obsahujú fosfor, acetický a kyselina sorrelová. Povinný stabilizačný stav peroxid vodíka - čistota. Menší nečistota a znečisťovania urýchliť jeho rozklad A dokonca môže viesť k výbuchu.

V porovnaní s kyselina dusičná peroxid vodíka posadnutý malá koróziaAle niektoré kovy Oxiduje.

nevýhody : oheň peroxidu vodíka a výbušnina. Organické látky pri kontakte sa ľahko rozsvieti. Pri teplotách +175 0C exploduje. Biť na kožu Ťažké popáleniny.

V súčasnosti je peroxid vodíka malý, pretože palivo na základe toho dáva relatívne nízku chuť.

5. Kvapalný fluór (f 2 ). Je to ťažká svetlá žltá kvapalina.

Vlastnosti: Fluoro má najlepšie oxidačné vlastnostinež kyslík. Všetkých chemických prvkov, je najviac aktívny, vstupujúci do zlúčenín s takmer všetkými oxidačnými látkami pri normálnej teplote miestnosti. Zároveň je často zápal. Dokonca kyslík Oxiduje fluórOspravedlňujem sa v jeho atmosfére.

Kvôli svojej extrémne vysokej chemickej aktivite fluór So všetkými horľavými tvorí samostatne nevedomé palivá. Fluoridové palivá však poskytujú vyššiu špecifickú túžbu ako kyslík, len pod podmienkou, ak je palivo bohatý vodík. Sprej obsahujúci veľa uhlíkformulár s fluór výrazne menej účinné palivá.

nevýhody : fluór veľmi otrava. Silne koroduje pokožku, oči, dýchacie cesty. V raketovej technológii sa stále používa len v skúsených motoroch.

2.1.2 Palivo

Ako palivo v kvapalných palivách existujú najmä látky, v ktorých sú oxidované atómy chemických prvkov atómy uhlík a vodík. V prírode je extrémne veľký počet chemických zlúčenín týchto prvkov. Väčšina z nich patrí do organickej hmoty.

V súčasnosti sa v raketovej technológii používa veľa rôznych paliva. Napriek tomu, že palivo je len 15-25% hmotnosti paliva, jeho správna voľba má veľký význam. Iba s úspešnou kombináciou oxidačného činidla a paliva môže byť splnená, ak nie všetky, potom aspoň najdôležitejšie požiadavky na palivo. Väčšina typov raketového paliva je vysoká varu. Ich spoločné nevýhoda - nízka špecifická hmotnosť, jeden a pol alebo dvakrát menší ako oxidanty.

V praxi ako raketové palivo najčastejšie používaný uhľovodík, ktorý je produktom ropného rafinácie (kerosénu), amíny, amoniak, hydrazín a jej deriváty.

Zvážte niektoré druhy paliva.

1. Uhľovodíky (ropné produkty) sú zmesi chemických zlúčenín uhlík z vodík. Ich energetické ukazovatele sú nižšie ako toto vodíkAle vyššie uhlík. Kerosénu \u200b\u200bmá najväčšiu aplikáciu.

Vlastnosti Kerosénu: Je to ľahká tekutina s vysokou teplotou varu, ktorý má veľký odpor proti rozkladu pri zahrievaní. Kerosénu \u200b\u200bnie je podstata prísne definovaného zloženia S jednoznačným chemickým vzorcom, z dôvodu, ktorý nie je možné presne určiť jeho vlastnosti. V závislosti od ropného poľa sa môžu zmeniť zloženie a vlastnosti kerozénu. Rocket Kerosén má vo svojom zložení zvýšený obsah taký uhľovodíkyto menej vklady Pri ochladení motora.

Nevýhody Kerosénu: Nie je zapálený, keď sa kontakt s obyčajnými oxidačnými činmi, tak vyžaduje sa špeciálny zdroj zapaľovania.

Kerosén je široko používaný v raketových palivách s tekutinou kyslík, kyselina dusičná Oxidifikátory I. peroxid vodíka.

2. Amíny - Pripojenia, ktoré sa získajú, ak sú v molekule amoniak jeden, dva alebo tri atómy vodík nahradiť hydrokarbónové skupiny. V technológii Rocket sme našli aplikáciu: trietylamín, anilín, xilidín atď.

Funkcia : Amíny s. intenzívne interakciakyselina dusičná a tETRAXIDE DIAZOTvedúce k sebe-zapaľovaniu. Efektívneho paliva na základe amíny Blízko kerozénu. Schopnosť amíny korózia kovov je malá. Sú skladované a prepravované v nádržiach z obyčajných čiernych kovov.

Nevýhody: aminov výrazne veľká hodnotav porovnaní s petrolejom , ako aj jedktorý sa prejavuje pri vdýchnutí výparov a pri vstupe do pokožky.

Zlepšiť fyzikálno-chemické vlastnosti, amíny Ako palivo v zmesi s inými látkami vrátane iných amínami.

Palivo na základe amíny Našiel použitie v samo-zapálených palivách s kyselina dusičná Štyri AZOTA A ich zmesi.

3. Hydrazín . Pri spaľovaní hydrazínu v oxidačnej reakcii sa zúčastňujú len atómy vodík, ale dusík Zvýrazňuje sa vo voľnej forme, čím sa zvyšuje množstvo plynu.

Hydrazín je bezfarebná transparentná kvapalina (približne v rovnakom rozsahu teploty ako voda) a má zápach amoniaku. Zvyčajne použité v zmesiach s inými látkami.

Vlastnosti: hydrazín je účinný horľavý. To prispieva k tomu, že jeho molekula je vytvorená s absorpciou tepla, ktorý je v procese spaľovania zvýraznený okrem tepla oxidácie. Ďalšia pozitívna nehnuteľnosť je veľká špecifická hmotnosť.

Nevýhody: hydrazín má vysoká teplota tuhnutiaČo je v prevádzke veľké nepríjemnosti. Jeho páry, keď sa vyhrievajú a fúka explodovať. Pri vystavení kyslík Je oxidovaný. Hydrazín korozívny aktívny. Odolné voči tomu sú hliník a jeho zliatin, nerezovej ocele, polyetylén, \\ t polyfluóretylén, \\ t fluórplast. Hydrazín otrava, zborne pôsobiť na sliznicu oka a môže spôsobiť dočasnú slepotu.

4. Asymetrický dimetylhydrazín Je to bezfarebná transparentná kvapalina s ostrým zápachom.

Vlastnosti : V porovnaní s hydrazínom je v prevádzke výrazne pohodlnejšie, pretože zostáva kvapalinou vo väčšej teplotnom rozsahu. Má dobrú odolnosť pri zahriatí. Na rozdiel od hydrazínu, jeho páry nevybuchnú z vonkajšieho vplyvu. Hlavným znakom je vysoká chemická aktivita. Ľahko sa oxiduje kyslíkom a s oxidom uhličitým tvorí soli, ktoré patria do sedimentu.

nevýhody : Dimetylhydrazín (v porovnaní s hydrazínom) má najhoršiu účinnosť ako palivo, pretože vo svojej molekule, okrem atómov vodíka, existujú menej účinných atómov uhlíka. Self-návrh vo vzduchu na 250 0S, zmesi pary dimetylhydrazínu s vzduchom ľahko explóm a on otrava.

2.1.3 Porovnanie najbežnejších tekutých raketových palív

. Kvapalné palivo na báze kyslíka Poskytnúť najväčšie špecifické túžby Všetkých súčasných raketových palív. Ich hlavnú nevýhodu - nízky bod varu Oxidač. To sťažuje ich použitie v bojových rakiet, ktoré musia byť vopred na dlhú dobu.

Tieto horľavé môžu byť použité s kvapalným kyslíkom ako petrolejom, asymetrickým dimetylhydrazín, amoniak. Špeciálne miesto zaberá palivo kyslík+ vodíkktorý poskytuje špecifickú túžbu po 30-40% väčšiu ako iné spoločné palivá. Toto palivo je najvhodnejšie na použitie vo veľkých rakiet.

2. Palivo kyseliny dusičnej V zmesi 20-30% azota oxidy veľa horší kyslík palivo Špecifickou rukou, ale vlastní výhoda špecifickej hmotnosti. Okrem toho sú tieto palivá vysoká varu long-stranmas Látky, ktoré vám umožnia udržiavať bojové rakety v plne vybavenej a naplnenej dlhej dobe.

Oxidanty kyseliny dusičnej majú dobré chladiace vlastnosti. Ale vďaka relatívne nízkym teplotám v spaľovacej komore je možné zabezpečiť chladenie stredných a veľkých motorov horľavého, hoci obsahuje menej ako oxidačné činidlo.

Taká horľavá ako zmes amíny, asymetrický dimetylhydrazín a niektoré ďalšie látky formulár s oxidačnými činidlami kyseliny dusičnej self-nevedomé palivo. Kerosénu \u200b\u200ba ďalšie uhľovodíky vyžadujú nútené zapaľovanie.

3. Palivo na báze štvornoxidu dusíka dať trochu veľkéako kyselina dusičná, ale majú znížená špecifická hmotnosť. Napriek takémuto operačnému nedostatku ako teplota vysokej oxidačnej farbyNájdili aplikáciu v rakiet s dlhým dosahom. Takéto palivá sa nahradili kyslík Palivo, pretože je možné uložiť raketu vo filtrom stave, pripravený na spustenie.

Výhodou paliva na báze štvornoxidu dusíka je tiež self horľavosť.

2.2 Pevné raketové palivá

Vzhľad Všetky poplatky za tvrdé palivá sú husté tvrdé telo Hlavne tmavé farby. Rocketový prášok zvyčajne majú tmavohnedú a navonok podobnú koróniu. Ak obsahujú napríklad aditíva (napríklad vo forme sadzí, napríklad), potom je farba čierna. Zmiešané palivá sú čierne a čierne a sivé, v závislosti od farby paliva a prísad, a je zvyčajne podobné veľmi zvýšenému kaučuku, ale menej elastické a krehkejšie.

Tvrdé palivá prakticky bezpečný Obaja na účinok na ľudské telo a vo vzťahu k rôznym konštrukčným materiálom. Pri skladovaní za normálnych podmienok nevyvajte agresívne látky. Rocket Prášok v dôsledku prchavých vlastností rozpúšťadla - nitroglycerín (obr. 1) - môže spôsobiť krátkodobé neemolné bolesti hlavy.

Obr. Štruktúrny vzorec nitroglycerínu

2.2.1 Raketový prášok

Rocket Porchs sú komplexné viaczložkové systémy, v ktorých je každá látka priradená svoju úlohu, aby sa získali špecifikované vlastnosti typu prášku. Hlavná zložka prášku je dusičnany celulózyktoré počas spaľovania sa rozlišuje najväčším množstvom tepelnej energie. Taktiež určia fyzikálno-chemické vlastnosti prášku. Zvážte niektoré kompozitné časti prášku.

1. Dusičnany celulózy alebo nitrobolotka, sa získajú spracovaním celulózy zmesou dusičných a kyseliny sírovej. Takéto spracovanie sa nazýva dusičnan. Surový materiál - celulóza (vlákno) - rozšírená látka v prírode, z ktorej je takmer úplne podšívka, konope, bavlna, atď.

Nitráty celulózy sú voľná hmotnosť. Oni sú Ľahko horľavý Dokonca aj zo slabej iskry. Spaľovanie dochádza v dôsledku kyslíka obsiahnutého v nitroskupinách a nevyžaduje sa prívod kyslíka zvonku. Avšak, priamo nitrocelulóza Keďže raketové palivo je vylúčené, pretože nie je možné, aby poplatok spaľoval v prísne definovanom zákone. Dokonca aj po silnom stlačení, má veľa pórov. Jeho horenie sa deje nie len vonku, ale aj vo vnútri, pretože horľavý plyn preniká do osôb vo vnútri. Teda môže sa vyskytnúť výbuchschopný zničiť motor. Aby sa zabránilo tomuto produktu plastifikácia nitrocelulóza, t.j. masívny roztok homogénnej kompozície je pripravený z neho bez pórov.

2. Solvent Plastifikátory nitrocelulóza - nitroglycerín, nitroglyol A niektoré ďalšie látky. Sú druhou hlavnou zložkou prášku v hmotnosti aj dodávke energie. Často sa nazývajú premyslené rozpúšťadláKeďže nie sú odstránené z riešenia vo výrobnom procese, ale úplne zostávajú v zložení strelného prachu.

Nitroglycerín - Látka vytvorená počas nitrácií tratomický alkohol glycerín - zmes dusičný a kyseliny sírovej. Je to bezfarebná olejová kvapalina.

Nitroglycerín - výkonný výbušný. Pri zásahu alebo trení sa ľahko vybuchne. Jeho horenie dochádza v dôsledku kyslíka obsiahnutého v nitroskupinách. Pretože kyslík vo svojej molekule existuje v nadbytku, potom kyslíková časť kyslíka ide k dodatočnej oxidácii nitrocelulózy, čo vedie k všeobecnému zvýšeniu energie na tuhé palivo. S rastúcim obsahom nitroglycerínu v prášku vyrásťnielen ich energetické indikátory, ale tiež nebezpečenstvo výbuchu a citlivosť na vplyv. Rocketový prášok s veľkým obsahom nitroglycerínu poskytujú vysokú špecifickú trakciu.

Pre plastifikáciu nitrocelulóza Aby sa uľahčila výrobná technológia, zvýšenie načasovania a prípustného skladovania teploty obvinení tiež používajú iné rozpúšťadlá.

Nitroglyol ako výbušnina, menej citlivé na mechanické stres. Získa sa nitráciu etylénglykola. Rezerva kyslík v jeho molekule nižšej ako v molekule nitroglycerínPoužite preto ako rozpúšťadlo zhoršenie energetickej výkonnosti prášok.

Okrem nitroglycerín a nitroglykol Niekedy sa takéto rozpúšťadlo používa. nitrocelulózaako nitroguanidín.

3. Ďalšie plastifikátory a látky regulované energetické vlastnosti paliva sú dobre kombinované s hlavnými rozpúšťadlami. Neobsahujú úplne, alebo neobsahujú veľmi málo aktívny kyslík A preto sa zavádzajú do prášku v malých množstvách, aby neznižovali svoje energetické charakteristiky. Patrí medzi ne látky, ako napr dinitrolol,dibutylfotlat, dietylftalát.

4. Stabilizátory Vstúpil do prášku na zvýšenie chemickej odolnosti. Pri skladovaní prášku, rozkladu nitrocelulóza so vzdelávaním azota oxidyktorý zrýchľuje jeho ďalší rozklad, takže je výbušný. Stabilizátory spomaľujú rozklad nitrocelulózaPripojenie s vonkajším oxidy dusíkaViažu ich, premenia sa na chemicky lodné látky.

5. Nádherné látky Pokrývka Poskytovať zrýchlenie, spomaliť alebo stabilizácia Proces spaľovania v komore rúkových motorov s pevným palivom. Patrí medzi ne veľký počet solí alebo oxidov rôznych kovov ( tónSn. , mangánMn. , zinokZn. , chrómCr , viesťPb. , titan Ti , draslíkK. , báriumBa. atď.).

6. Technologické prísady ? Látky, ktoré uľahčujú proces výroby prášku, sa zavádzajú do najviac zodpovedných operácií znižovanie zaťaženia trenia a zaťaženia. Zahrajú úlohu mazív ako vo vnútri palivovej hmotnosti a medzi hmotnosťou a nástrojom. To používa kriedy, znižovanie vnútorného trenia, vazelínu a transformátorového oleja, \\ t grafit, stearat viesť a ďalšie látky znížený tlak pri stlačení. Zavádzajú sa v malých množstvách.

Výroba raketového prášku sa vykonáva na komplexnej technologickej schéme vysoké teploty a tlak. Úlohou výroby zahŕňa výrobu pevných homogénnych práškov, ktoré spĺňajú množstvo tvrdých požiadaviek, z veľkého počtu látok, heterogénnych v chemických a fyzikálnych vlastnostiach, ako aj agregovaný stav.

2.2.2 Zmiešané raketové palivá

Zmiešané palivá v porovnaní s práškami, v zložení je oveľa jednoduchšie. Zahŕňajú dve alebo tri, zriedka štyri komponenty. Zvážiť niektoré z nich.

1. Ako Oxidačný Zmiešané palivo použité, spravidla soli anorganických kyselín - dusičný a chlór. Ich funkcie - veľké percento kyslíka v molekule. Všetky z nich približne polovica pozostávajú z kyslíka. Za normálnych podmienok majú chemickú odolnosť, ale s ťažkým zahrievaním prikázal, aby sa rozpadli uvoľnením voľného kyslíka. Všetky pevné oxidanty majú v ich zložení kyslík, Atómy chemických prvkov schopných oxidácie. Preto s rozkladom týchto oxidantov, \\ t kyslík Ukazuje sa, že je spojené s týmito prvkami a zadarmo kyslík Zvýrazňuje sa výrazne menej, ako je v molekule.

Najbežnejší oxidač tuhých palív je Chloristan Amónium . Táto soľ je biely (bezfarebný) kryštalický prášok a pri zahrievaní nad 150 sa rozkladá 0S. vo vzduchu mierne navlhčené. Citlivé na vplyv a trenie, najmä v prítomnosti organických nečistôt. Bez paliva a explodovať. Keď sa spaľovanie nezvýrazní pevné látky, ale vo svojich spaľovacích výrobkoch je obsiahnutý agresívny a skôr jedovatý plyn - chlorovodík (HCl), ktorý je v prítomnosti vlhkosti, kyselina chlorovodíková je s ním. Výhody chloristanu amónneho sú, že má nízku teplotu rozkladu a rozkladá len na plynných výrobkoch s malou molekulovou hmotnosťou, má nízku hygroskopickosť, prístupné, lacné.

Ďalší oxidač je Chloristan draslík . Táto soľ sa rozkladá pri teplotách nad 440 0C, vo vzduchu nie je hydratácia (nongigroskopický), nespála a nevybuchne. Všetok kyslík obsiahnutý v jeho zložení je aktívny. Pri spaľovaní, zdôrazňuje pevnú látku - chlorid draselný, ktorý vytvára hustý dymový oblak. Prítomnosť chloridu draselného v produktoch spaľovacích produktov sa zhoršuje ostro zhoršuje vlastnosti raketových palív, t.j. Podmienky pre prechod tepelnej energie do kinetického v tryske raketového motora.

Ďalšie široko používané oxidačné činidlo - Dusičnan amónny (Amoniak Selith), ktorý sa používa aj ako hnojivo dusíka. Je to bezfarebný (biely) kryštalický prášok. Rozkladá pri teplote 243 0C. môže spáliť a explodovať. Pri spaľovaní sa prideľuje veľký počet plynných výrobkov. Zmesi s organickými látkami sú schopné self-turn, takže skladovanie raketových palív na základe toho je vážny problém. Má jedovaté vlastnosti.

Nižšie uvedené príklady nevyčerpajú zoznam možných tuhých palivových raketových motorov, ktoré môžu byť použité napríklad, lítium chloristami, nitrosila a nitrón, dinitrát hydrazín a atď.

2. Palivo paliva a spojivá - toto je organické zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou alebo polyméry. Polymérytakéto zlúčeniny, ktorých molekuly pozostávajú z veľmi veľkého počtu základných jednotiek rovnakej štruktúry. Základné odkazy sú navzájom spojené v dlhých reťazcoch lineárnej alebo rozvetvenej štruktúry. Vlastnosti polyméru závisia od chemickej štruktúry základných odkazov, ich počtu a vzájomného umiestnenia.

Mnohé pevné polyméry sa získavajú z kvapalných látok - monoméryktorých molekuly sa skladajú z relatívne malého počtu atómov. Monoméry sú schopné spontánne pripojiť k dlhým reťazcom - polyméry? Tento proces sa nazýva polymerizácia.

Na urýchlenie polymerizácie alebo vytvrdzovania sa aplikujú niektoré špeciálne látky, nazývané iniciátorialebo tvrdohla.

Mnohé zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou sú schopné miešať dobre a lepidlo s práškovými práškami (s kryštalickým oxidačným činidlom a kovovým práškom) a potom sa zmení na pevnú monolitickú hmotnosť po polymerizácii. Pri zahrievaní sa niektoré polyméry zmäknú, stávajú viskóznymi a v tejto forme zmiešajte s plninami, pevne ich drží. Zároveň sa dajú vyliať do foriem a prijímať poplatky paliva zadané veľkosti a tvary.

Na použitie ako horľavé látky majú syntetické zlúčeniny typu uspokojivé vlastnosti kašový, Živica a plasty, ako aj Ťažké ropné produkty - asfalt a bitúmen. Zloženie a vlastnosti ropných produktov kolíšu vo veľmi širokom limitoch a potrebné mechanické vlastnosti sa uložia len v malom teplote. teda syntetické látky sa používajú častejšie.majú viac trvalé zloženie a najlepšie mechanické vlastnosti. V praxi sa používajú kaučuky - Polyuretán , Butadién aPolysulfida , živica - Polyester , Epoxid AKarbamid , ako aj niektoré plasty, ktoré zahŕňajú atómy dusík, kyslík, síra alebo chlór.

Údržba obmedzenia Polymérne živice a plasty, ako sú látky viažuce palivo - malá elasticita a zvýšená krehkosť pri nízkych teplotách. Tieto nedostatky sú hlavne voľné syntetické kaučuky.

3. Práškové kovy môže byť zavedený do zmiešaných palív ako dodatočná horľavá zložka. Pre toto, metalíza beryllium, lítium, hliník, horčík, ako aj niektoré ich spojenia. V dôsledku zavedenia týchto kovov sa vyskytuje zvýšiť energeticky Palivo, t.j. Špecifická trakcia sa zvyšuje motorov. Okrem toho kovové prísady zvýšte podiel palivaktoré zlepšujú charakteristiky motora a rakety ako celku. Treba mať na pamäti, že čím väčší obsah paliva obsahujúcich kov, tým vyššia je teplota ich spaľovacích výrobkov. Takmer všetky moderné palivá obsahujú kovy ako komponenty.

Najúčinnejšie kovové horľavé je Beryllium , Avšak, vyhliadky na používanie berýlia sú veľmi obmedzené kvôli jeho zásoby nevýznamnýa produkty spaľovania sú celkom jedovatý. Ďalší kov - Lítium . Jeho použitie je inhibované veľmi nízky bod topenia (+186 0C) I. samostatné zapaľovanie vo vzduchu v roztavenom stave. Najčastejšie a najlacnejšie kovové horľavé je Hliník . Použitie jemného nasekaného hliníkového prášku v zmiešaných palivách nielen zlepšuje špecifickú túžbu motory, ale aj zlepšuje spoľahlivosť ich spustiť a zvyšuje stabilitu horiaceho paliva. Horčík Zriedka sa používa, pretože dáva malú špecifickú túžbu v palivách.

Okrem čistých kovov sa študuje okrem čistých kovov, ako sa študujú ďalšie horľavé látky ich zlúčenín s vodíkom (hydridy).

4. Katalyzátory a iné prísady vstúpil do paliva zmieša malé množstvá pre zlepšiť proces spaľovania (sadze, soli niektorých kovov), \\ t fit palivo plastové vlastnosti (zeleninové, minerálne a syntetické oleje), zlepšenie odolnosti počas skladovania a stability kompozície ( dietylftalát, etylová centra), Uľahčiť výrobu technológie.

Technológia výrobných poplatkov zo zmiešaných palív zahŕňa zmiešavacie komponenty paliva, odlievanie a vytvrdzovanie. Všeobecne platí, že proces výroby zmiešaného paliva je ľahší ako prášok, ale pri výrobe veľkých poplatkov je potrebné prekonať veľké technologické ťažkosti.

Bibliografia

rOCKET PALIVA HOSPODUKTU

Použité elektronické zdroje:

1. "Rocket palivo moderných medzikontinentálnych balistických rakiet."

. A.V. Karpenko "z histórie strely s pevným palivom."

. Wikipédia (bezplatná encyklopédia).

Doučovanie

Potrebujete pomôcť študovať, aké jazykové témy?

Naši špecialisti budú informovať alebo mať doučovacie služby pre tému záujem.
Poslať žiadosť S témou práve teraz dozvedieť o možnosti prijatia konzultácií.

Výkonný priestor raketa je poháňaný rovnakou silou ako sviatočné zábavné ohňostroje v kultúre a rekreačnom parku je sila reakcie plynov vyplývajúcich z dýzy. Dotýkajte sa ohnivého príspevku z raketového motora, vytlačili samotný motor a všetko, čo je s ním štrukturálne spojené, v opačnom smere.

Hlavným zásadným rozdielom medzi akýmkoľvek prúdovým motorom (raketovými motormi - výkonná vetva rozsiahlej rodiny prúdových motorov, priamymi reakčnými motormi) je, že priamo vytvára pohyb, vedie k pohybu spojenému s ním bez účasti prechodných jednotiek, \\ t nazývané vrtúľ. Lietadlo s motorom piestov alebo motorov Turboprop Motors robí vzduchovú skrutku, ktorá zlyhá do vzduchu, hodí vzduchovú hmotu späť a robí lietadlo lietadlo dopredu. V tomto prípade je pohon vzduchovým skrutkou. Podobne, vrtuľa lodí skrutka pracuje: hodí hmotnosť vody. Auto alebo vlak sa podáva koleso. A len prúdový motor nepotrebuje podporu v životnom prostredí, v hmote, z ktorého by bolo zariadenie odpudzované. Hmotnosť, že prúdový motor hodí a dostane pohyb dopredu, je v sebe sám. Nazýva sa pracovná tekutina alebo pracovná látka motora.

Zvyčajne horúce plyny pracujúce v motore sú vytvorené pri spaľovaní paliva, t.j. chemickou reakciou búrlivej oxidácie hornej látky. Chemická energia horľavých látok sa konvertuje na tepelnú energiu spaľovacích výrobkov. Tepelná energia horúcich plynov získaných v spaľovacej komore sa otočí do ich expanzie do dýzy do mechanickej energie tranzitného pohybu raketových alebo prúdových lietadiel.

Energia použitá v týchto motoroch je výsledkom chemickej reakcie. Preto sa takéto motory nazývajú chemické raketové motory.

Toto nie je jediný možný prípad. V motoroch jadrových raketových motorov by mala pracovná látka dostávať energiu v dôsledku uvoľneného tepla počas reakcie jadrového rozpadu alebo syntézy. V niektorých typoch elektrických planétových motorov sa pracovná látka zrýchľuje a bez účasti tepla v dôsledku interakcie elektrických a magnetických síl. V súčasnosti je však základom raketovej technológie chemikálie, alebo, pretože sa nazývajú aj termochemické raketové motory.

Nie všetky prúdové motory sú vhodné pre vesmírne lety. Veľká trieda týchto strojov, takzvaných vzduchotesných motorov, sa používajú na oxidáciu horľavého okolitého vzduchu. Samozrejme, že môžu pracovať len v atmosfére Zeme.

Dva typy raketových termochemických motorov sa používajú na prácu v priestore: masívne palivové raketové motory (RDTT) a tekuté raketové motory (EDD). V týchto motoroch obsahuje palivo všetko, čo potrebujete na spaľovanie, t. J. a palivo a oxidačné činidlo. Iba agregovaný stav tohto paliva je iný. V RDTT je to pevná zmes potrebných látok. Fury a oxidač sa ukladajú v kvapalnej forme, zvyčajne v samostatných nádržiach a zapaľovanie sa vyskytuje v spaľovacej komore, kde sa palivo zmieša s oxidačným činidlom.

Hnutie raketového priestoru sa vyskytuje, keď sa pracovná látka vyhodí. Je to ďaleko od indiferencie, pri ktorých rýchlosť uplynie z dýzy pracovného telesa reaktívneho motora. Fyzické právo zachovania počtu pohybu naznačuje, že počet raketových pohybov (produkt jeho hmotnosti na rýchlosť, s ktorým letí) bude rovný počtu pohybu pracovného tekutiny. To znamená, že čím väčšia je hmotnosť plynov emitovaných z dýzy a rýchlosť ich exspirácie, tým väčšia je motor ťah, tým väčšia je rýchlosť, ktorú môžete dať raketu, tým väčšia môže byť jeho hmotnosť a užitočné zaťaženie.

Vo veľkom raketovom motore za pár minút prevádzky sa recykluje a obrovské množstvo paliva je vyhodené z dýzy pri vysokej rýchlosti - pracovná tekutina. Ak chcete zvýšiť rýchlosť a hmotnosť rakety, okrem oddelenia na javisku je len jeden spôsob, ako zvýšiť ťah motorov. A na zvýšenie ťahu bez zvýšenia spotreby paliva môžete vybudovať iba rýchlosť výstupu plynu z dýzy.

Tam je v raketovej technike koncept špecifického raketového motora. Špecifická trakcia je trakcia získaná v motore za cenu jedného kilogramu paliva za jednu sekundu.

Špecifický impulz je identifikovaný špecifickým impulzom - impulz vyvinutý raketovým motorom na každý kilogram spotrebného paliva (pracovná tekutina). Špecifický impulz je určený postojom motora ťahom do hmotnosti paliva spotrebovaného v jednej sekunde. Špecifický impulz je najdôležitejšou charakteristikou raketového motora.

Špecifický impulz motora je úmerný rýchlosti odtoku plynu z dýzy. Zvýšenie miery expirácie umožňuje znížiť spotrebu paliva jedným kilogramom ťahu vyvinutý motorom. Čím väčší je špecifický ťah, tým väčšia je rýchlosť exspirácie pracovnej tekutiny, tým viac ekonomického motora, tým menšieho paliva potrebujete raketu na vykonávanie toho istého letu.

A rýchlosť exspirácie priamo závisí od kinetickej energie pohybu molekúl plynu, z jeho teploty a teda z kalórií (výhrevnosť) paliva. Samozrejme, vyššia kaloriatosť, energetická účinnosť paliva, tým menej je to nevyhnutné pre tú istú prácu.

Ale rýchlosť exspirácie závisí nielen od teploty, zvyšuje sa so znížením molekulovej hmotnosti pracovnej látky. Kinetická energia molekúl pri rovnakej teplote je nepriamo úmerná svojej molekulovej hmotnosti. Čím menšia je molekulová hmotnosť paliva, tým väčší objem plynov vytvorených počas jeho spaľovania. Čím väčší je objem plynov vytvorených pri spaľovaní paliva, tým väčšia je rýchlosť ich expirácie. Preto je vodík ako zložka raketového paliva najzábavnejšie kvôli vysokej výhrevnosti a malej molekulovej hmotnosti.

Veľmi dôležitou vlastnosťou raketového motora je jeho špecifická hmotnosť, t.j. hmotnosť motora, ktorá prichádza na jednotku jeho ťah. Rocketový motor musí vyvinúť veľkú trakciu a zároveň byť veľmi jednoduché. Koniec koncov, zdvíhanie každého kilogramu zaťaženia zaťaženia v priestore je daná drahou cenou, a ak je motor ťažký, zvýši sa hlavne len sám. Väčšina prúdových motorov má všeobecne relatívne malú konkrétnu hmotu, ale tento indikátor EDD a RDTT je obzvlášť dobrý. Je to spôsobené jednoduchosťou ich zariadenia.

RDTT a EDR

Riekavé motory na pevné palivo sú na zariadení mimoriadne jednoduché. Sú to v podstate dve hlavné časti: spaľovacia komora a reaktívna dýza. Palivová nádrž slúži samotnú spaľovaciu komoru. Je pravda, že to nie je len dôstojnosť, ale aj veľmi významná nevýhoda. Motor je ťažké vypnúť, kým nie je palivo palivo. Jeho práca je mimoriadne ťažké regulovať. Palivo by malo byť pomaly osvetlené s viac alebo menej konštantnou rýchlosťou bez ohľadu na zmeny tlaku a teploty. Hodnotu trakcie RDTT môžete nastaviť len v určitých, vopred určených limitoch, výberom tuhých poplatkov paliva zodpovedajúcej geometrie a štruktúry. V RDTT je ťažké regulovať nielen silu ťahov, ale aj jeho smer. Aby ste to urobili, musíte zmeniť polohu trakčnej komory a je to veľmi vysoká, pretože je to celé zásobovanie paliva. Pevné paliva rakety sa objavili s rotačnými dýzami, sú dosť zložité, ale to vám umožní vyriešiť problém ovládať smer ťahom.

Riekavé motory s pevným palivom však majú rad závažných výhod: konštantná pripravenosť na činnosť, spoľahlivosť a jednoduchosť prevádzky. RDTT bol široko používaný vo vojenských záležitostiach.

Najdôležitejším prvkom v RDTT je náboj tuhých palív. Charakteristiky motora závisia od palivových článkov a zo štruktúry a nabíjania. Existujú dva hlavné typy pevných raketových palív: dvojja osi alebo koloid a zmiešané. Koloidné palivá sú pevným homogénnom roztoku organických látok, ktorých molekuly obsahujú oxidačné a horľavé prvky. Najpoužívanejšie pevné roztoky nitrocelulózy a nitroglycerínu.

Zmiešané palivá sú mechanické zmesi horľavých a oxidačných činidiel. Ako oxidačné činidlo, anorganický chloristan amónium, chloristan draslíka, atď., Zvyčajne sa uplatňuje v týchto palivách, chlórom draslíka atď. Zvyčajne takéto palivo pozostáva z troch zložiek: okrem oxidačného činidla, obsahuje polymérne palivo Slúži ako spojivový prvok a druhé palivo vo forme aditív práškových kovov, ktoré výrazne zlepšujú energetické vlastnosti paliva. Horľavé viazanie môže byť polyesterové a epoxidové živice, polyuretánové a polybutadiénové gumy a iné. Druhý horľavý je najčastejšie podávaný práškovým hliníkom, niekedy berýlium alebo horčík. Zmiešané palivá majú zvyčajne väčší špecifický impulz ako koloidná, väčšia hustota, väčšia stabilita, sú lepšie skladované, technologicky.

Nabíjanie tuhých palív sú spojené s puzdrom z motorovej komory (sú vyrobené z paliva na palivo priamo do puzdra) a príspevky, ktoré sa vyrábajú oddelene a vložia do puzdra vo forme jednej alebo viacerých dádi.

Geometrický tvar nábytok je veľmi dôležitý. Zmenou a používaním rezervačných krytov povrchu nabitia, ktoré by nemali byť osvetlené, dosahujú požadovanú zmenu v oblasti horiacej plochy a podľa toho tlak plynov v komore a motora.

Existujú poplatky, ktoré poskytujú neutrálne pálenie. Majú horiacu plochu zostáva nezmenený. Ukazuje sa preto, že ak je napríklad kontrolka tuhého paliva svieti z konca alebo súčasne z vonkajšieho a vnútorného povrchu (dutina je vyrobená vo vnútri nabíjania). S regresívnym spaľovaním sa spaľovací povrch klesá. Tech sa získa, ak je valcový checker na vonkajšom povrchu. A nakoniec, na progresívne spaľovanie, ktoré poskytuje zvýšenie tlaku v spaľovacej komore, je potrebné pestovať horlivú oblasť. Najjednoduchším príkladom takéhoto náboja je kontrola pápeža pozdĺž vnútorného valcového povrchu.

Najvýznamnejšie výhody majú upevnené poplatky s vnútorným horením. V nich nie sú horúce spaľovacie produkty v kontakte s stenami puzdra, čo vám umožní robiť bez špeciálneho vonkajšieho chladenia. V súčasnej dobe sú raketové motory Rocket paliva obmedzené. Výkonné RDTTs sa používajú napríklad na niektorých amerických nosných rakety, napríklad na Rocket Titan.

Veľký moderný RDTT rozvíjať cestujúcich v stovkách ton, silnejšie motory sa vyvíjajú v tisícoch tons, pevné palivá sa zlepšujú, konštruované systémy sú vybudované. A napriek tomu, v astronautike, EDD určite dominuje. Hlavným dôvodom je to nižšia účinnosť pevných raketových paliva. Najlepšie RDTTs majú rýchlosť exspirácie plynu z dýzy 2500 metrov za sekundu. Náboženstvo EDMS je vyššie a rýchlosť expirácie je (na najlepších moderných motoroch) 3500 metrov za sekundu, a pomocou paliva s veľmi vysokou výhrevnosťou (napríklad kvapalný vodík ako palivo a kvapalný kyslík ako oxidácia Agent), môžete získať rýchlosť exspirácie štyroch polkilometra za sekundu.

Pre zariadenie a prevádzku EDD, palivo, na ktorom motor funguje.

Palivo je známe, že vylučuje energiu v reakcii rozkladu, napríklad peroxidu vodíka, hydrazínu. Prirodzene sa skladajú z jednej zložky, jednej kvapaliny. Chemické palivá, ktoré vylučujú energiu počas spaľovacej reakcie, sa však najviac používajú v raketovej technológii. Pozostávajú z oxidačného činidla a paliva. Takéto palivá môžu byť tiež jednozložkou, t.j. je jedna kvapalina. To môže byť látka, v ktorej molekula zahŕňa ako oxidačné aj horľavé prvky, napríklad nitrometán alebo zmes oxidačných činidiel a paliva alebo palivového roztoku v oxidačnom činidle. Takéto palivá sú však zvyčajne náchylné na výbuch a nízko konzumujú. Prevažná väčšina tekutých raketových motorov pracuje na dvojzložkovom palive. Oxidačné činidlo a palivo sa skladujú v samostatných nádržiach a ich miešanie sa vyskytuje v motorickej komore. Oxidačné činidlo je zvyčajne väčšina hmotnosti paliva - je spotrebovaná dvakrát - štyrikrát viac ako palivo. Ako oxidačné činidlo, kvapalný kyslík, dusík, kyselina dusičná, peroxid vodíka sa najčastejšie používajú. Ako sa palivo používa peersén, alkohol, hydrazín, amoniak, kvapalný vodík atď.

Na palivo pozostávajúcej z tekutého kyslíka a kerozénu pracoval sovietsky dopravca "východ", ktorý zabezpečil spustenie mnohých našich kozmických lodí s astronautmi na palube. Na rovnakom palive, motory amerických rakiet "Atlas", "Titan", prvá fáza Missile Saturn-5, s pomocou ktorého vesmírne lode "Apollo" boli spustené na Mesiaci. Palivo pozostávajúce z kvapalného kyslíka a kerozénu, dobre zvládnuté vo výrobe a prevádzke, spoľahlivo a lacné. Je široko aplikovaný na eds.

Ako palivo našiel aplikačný asymetrický dimetylhydrazín. Je to palivo v páre s oxidačným činidlom - kvapalný kyslík - používaný v motore RD-119, široko používaný pri spustení priestorových satelitov. Tento motor dosiahol najväčší špecifický impulz pre FDMS pôsobiace na kyslík a vysoký vachý horľavý.

Najúčinnejšími používanými raketovými palivami je tekutý kyslík plus kvapalný vodík. Používa sa napríklad v druhej a tretej úrovne rakety Saturn-5.

Vyhľadáva nové, čoraz efektívnejšie raketové palivá pokračujú neustále. Vedci a dizajnéri pracujú veľa, aby používali fluór v EdDS, ktorý má silnejší oxidačný účinok ako kyslík. Potraviny vytvorené s použitím fluóru umožňuje získať najvyšší špecifický impulz pre EDD a majú vysokú hustotu. Použitie v EDD je však ťažké vysokú chemickú agresivitu a toxicitu kvapalného fluóru, vysokej teploty spaľovania (viac ako 4500 ° C) a vysoké náklady.

V mnohých krajinách sa však v mnohých krajinách prebiehajú vývojové a lavice testy FDI na fluór. Prvýkrát sa navrhlo použiť kvapalný fluór pre EDD F. A. Tsders v roku 1932 a v roku 1933 V. P. Glussezo navrhol zmes kvapalného fluóru a kvapalného kyslíka ako oxidačného činidla.

Mnohé palivá na báze fluóru sú samo-návrhu pri zmiešaní oxidačného činidla a paliva. Niektoré palivové páry, ktoré neobsahujú fluorid, sú samo-návrhu. Samostatné zapaľovanie je veľkou výhodou paliva. To vám umožní zjednodušiť návrh EDD a zvýšiť jeho spoľahlivosť. Pri pridávaní katalyzátora sa pri pridávaní katalyzátora stávajú vlastným zapálením. Takže, ak sa oxidačný kvapalný kyslík pridá stotinu percentuálneho fluoridu ozónu, potom sa kombinácia tohto oxidačného činidla s kerozénom sa stáva vlastným nevedomým.

Samo-zapálenie paliva (ak nie je samočinné, potom sa používa pyrotechnické alebo elektrické zapaľovanie, alebo injekcia časti štartovacieho jadrového paliva) sa vyskytuje v motorickej komore. Fotoaparát je hlavnou FDMS jednotkou, je v komore, že komponenty paliva sa zmiešajú, jeho spaľovanie dochádza, a výsledok je vytvorený s veľmi vysokou teplotou (2000-4500 ° C) a vysokým tlakom (desiatky a stovky atmosfér ). Vychádzajúce z komory, tento plyn a vytvára reaktívnu silu, motora. EDD kamera sa skladá zo spaľovacej komory s miešacou hlavou a dýzou. Miešanie komponentov paliva sa vyskytuje v miešacej hlave, horenie - v spaľovacej komore a plyny prúdia cez dýzu. Typicky sa všetky komorné jednotky vykonávajú ako jeden celok, najčastejšie spaľovacie komory majú valcový tvar, ale sú tiež kužeľové alebo sférické (hrušky).

Miešacia hlava je veľmi dôležitou súčasťou spaľovacej komory a celého EDD. Stáva sa to tzv. Zmluvnej formovanie injekcie, striekanie a miešanie komponentov paliva. Komponenty palivového oxidačného činidla a paliva - prichádza do miešacej hlavy fotoaparátu samostatne. Prostredníctvom dýz hlavy sa zavádzajú do komory v dôsledku tlakového rozdielu v systéme napájania paliva a hlavou kamery. Že reakcia v spaľovacej komore pokračuje čo najrýchlejšie a bolo čo najpríjemnejšie - a to je veľmi dôležitá podmienka pre efektívnosť a inžinierstvo motora, je potrebné zabezpečiť najrýchlejšie a najúplnejšie vytvorenie palivovej zmesi Kombinácia v komore, aby sa zabezpečilo, že každá častica oxidačníkov sa stretáva s palivom častíc.

Tvorba palivovej zmesi pripravenej na spaľovanie pozostáva z troch procesov, ktoré prechádzajú v druhom rozprašovaní kvapalných zložiek, ich odparovania a miešania. Pri striekaní - drvenie tekutiny na kvapkách - jeho povrch výrazne zvyšuje a proces odparovania sa zrýchľuje. Veľmi dôležité - noness a homogenita striekania. S jemnosťou tohto procesu je charakterizovaný priemerom výsledných kvapiek: menšia každá kvapka, tým lepšie. Ďalej po striekaní štádia prípravy paliva k spaľovaniu je jeho odparovanie. Je potrebné zabezpečiť najkomplexnejšie odparenie oxidačného činidla a paliva v čo najkratšom čase. Proces odparovania kvapiek vytvorených počas striekania v komore EDD trvá len dva až osem tisícin sekúnd.

V dôsledku postreku a odparovania palivových komponentov sa vytvorí dvojica oxidačného činidla a paliva, z ktorých zmes horí v motore. Miešanie komponentov začína v podstate bezprostredne po prijatí komponentov do komory a končí len ako spaľovanie paliva. S vlastným nevedomým palivám sa proces spaľovania začína v kvapalnej fáze počas postreku paliva. V prípade nehľavných palív sa spaľovanie začína v plynnej fáze pri zahrievaní tepla z externého zdroja.

Kvapalné komponenty paliva do komory sa podávajú cez injektory umiestnené v hlave. Najčastejšie sa používajú dýzy dvoch typov: atramentové alebo odstredivé. Ale palivo sa rozprašuje, mieša sa, zapaľuje. Pri horení v spaľovacej komore sa rozlišuje veľký počet tepelnej energie. Ďalšia transformácia energie sa vyskytuje v dýze. Úspešný dizajn miešacej hlavy primárne určuje dokonalosť motora - zaisťuje úplnosť spaľovania paliva, stabilitu spaľovania atď.

Tryska - časť spaľovacej komory, v ktorej je tepelná energia stlačeného pracovného telesa (zmes plynov) prevedená na kinetickú energiu prúdu plynu, to znamená, že ho urýchľuje na rýchlosť expirácie z motora. Dýza zvyčajne pozostáva z suspendovania a expandovacích častí, ktoré sú pripojené v kritickom (minimálnej) časti.

Veľmi náročnou úlohou je zabezpečiť chladenie komory EDD. Zvyčajne sa fotoaparát skladá z dvoch škrupín-vnútorných streľby steny a vonkajšej košele. V priestore medzi škrupinami, kvapalinou, ochladzovaním vnútornej steny komory EDD, toky. Zvyčajne používa jednu z komponentov paliva. Vyhrievané palivo alebo oxidačné činidlo je uvedené a vstupuje do hlavy kamery na použitie, aby ste mohli hovoriť, v priamom určení. V tomto prípade sa tepelná energia vybraná zo stien komory nestratí, ale vracia sa do komory. Takéto chladenie (regeneratívne) sa najprv navrhol K. E. Tsiolkovsky a je široko používaný v raketovej technológii.

Vo väčšine moderných poistiek na dodávku paliva sa používajú špeciálne turbodúchadlo jednotky. Ak chcete aktivovať takéto výkonné čerpadlo, palivo sa spálené v špeciálnom generátore plynu - zvyčajne rovnaké palivo a rovnaké oxidačné činidlo ako v spaľovacej komore motora. Niekedy je turbína čerpadla poháňaná otáčaním parou, ktorá je vytvorená pri ochladení spaľovacej komory motora. Existujú aj iné systémy pohonu čerpadla.

Vytvorenie moderných tekutých raketových motorov si vyžaduje vysokú úroveň rozvoja vedy a techniky, dokonalosť dizajnu myšlienky, pokročilú technológiu. Faktom je, že veľmi vysoké teploty sa dosahujú v EDD, obrovský tlak, spaľovacie výrobky a niekedy samotné palivo je veľmi agresívne, spotreba paliva je extrémne vysoká (až do niekoľkých ton za sekundu!). S to všetko by EDD mal mať, najmä pri spustení kozmickej lode s astronautmi na palube, veľmi vysoký stupeň spoľahlivosti. Je to vysoká spoľahlivosť a mnoho ďalších výhod, ktoré rozlišujú tekuté raketové motory z slávneho sovietskeho priestoru Rocket "East" -d-107 (prvý ekologický motor) a RD-108 (druhý stupeň motor), vyvinutý v rokoch 1954-1957 Usmernenie hlavného dizajnéra raketových motorov v. P. Glusko. Toto sú prvé sériové motory na svete pôsobiace na palivách s vysokým obsahom kalórií; Kvapalný kyslík a petrolej. Majú vysoké špecifické zaťaženie, ktoré umožnili získať obrovské kapacity s relatívne mierou spotrebu paliva. V prázdnosti motor-107 motora je 102 ton 102 ton. (V prvej fáze spustenia Vostoku sú nainštalované štyri takéto motory.) Tlak v spaľovacej komore je 60 atmosfér.

Motor RD-107 má turbodústavnú jednotku s dvoma hlavnými odstredivými čerpadlami; Jeden prichádza palivo, ďalší oxidač. A palivo a oxidér cez veľký počet dýz sa privádza do štyroch hlavných a dvoch riadiacich komôr spaľovania. Predtým, ako sa dostanete do spaľovacích komôr, palivo prúdi okolo nich vonku, t.j. Používa sa na chladenie. Spoľahlivé chladenie vám umožňuje udržiavať vysokú teplotu vo vnútri spaľovacích komôr. V tomto motore sa najprv aplikuje hojdacie komory so zásadou, podobné v dizajne so základným, na kontrolu smeru ťahov.

Motor druhej fázy rakety "východ" RD-108 má podobný dizajn. TRUE, má štyri riadiace komory a niektoré ďalšie rozdiely. Jeho ťah v prázdnote je 96 ton. Zaujímavé je, že začína na Zemi súčasne s prvými evalmi motormi. Motory RD-107 a RD-108 rôznych modifikácií boli použité mnoho rokov na začatie kozmickej lode, umelých satelitov pozemkov, kozmickej lode na Mesiac, Venuša a Mars.

V druhej fáze dvojstupňovej rakietovej rakety, "COSMOS" je vytvorený v roku 1958-1962 (aj v GDL-OKB) tekuté raketové motory RD-119, ktoré majú túžbu 11 ton; Palivo je motor-asymetrický dimetylhydrazín, oxidač - kvapalný kyslík. Titanium a ďalšie moderné stavebné materiály sú široko používané vo svojom dizajne. Spolu s vysokou spoľahlivosťou je charakteristickým znakom tohto motora veľmi vysoká ekonomika, v roku 1965, v našej krajine, silné malé motory boli vytvorené s veľmi vysokými energetickými charakteristikami pre protónový raketový a vesmírny systém. Celková energetická energia protónových raketových motorov je trikrát silu EAST RACETOPRAVY A JE 60 miliónov konských síl. V týchto motoroch je zabezpečená vysoká úplnosť spaľovania, významný tlak v systéme, jednotný a rovnovážny uplynie spaľovacích výrobkov z dýz.

V súčasnosti EDD dosiahol vysoký stupeň dokonalosti a ich rozvoj pokračuje, EDRD širokej škály tried bola vytvorená - z mikrokrubetných motorov pre orientálne systémy a stabilizáciu lietadiel s veľmi malým spôsobom (v niekoľkých kilogramoch a menej) Pre obrovské výkonné raketové motory, ktoré majú trakciu stovky ton (napríklad Američan pán M-1 pre prvú fázu rakety Saturn-5, má 690 ton. Na rakete je päť takýchto motorov).

LDD sa vyvíja na vysoko účinných palív - zmesi kvapalného vodíka (paliva) a kvapalného kyslíka alebo kvapalného fluóru ako oxidačných činidiel. Motory vytvorené na dlhodobé palivo, ktoré môžu pracovať s dlhodobými vesmírnymi letami.

Existujú projekty kombinovaných raketových motorov - turbíny a raketového priameho prietoku, ktorý by mal byť organickým kombináciou tekutých raketových motorov s vzduchom reaktívnym. Vytvorenie takýchto motorov umožňuje použitie vzduchového kyslíka v počiatočných a konečných a konečných štádiách oxidačného činidla a tým znížiť rezervu na palivo na palube rakety. Práca je tiež prebiehajú na vytvorenie prvých krokov opakovaného použitia. Takéto kroky vybavené motormi s vzduchom reaktívnymi a schopnými vzlietnuť, a po oddelení následných krokov, aby pristátie ako lietadlo, znížia náklady na spustenie kozmickej lode.

Nuclear Rocket Motory

Hemochemické motory vysokého stupňa dokonalosti boli vytvorené vedcami a dizajnéri a niet pochýb o tom, že sa vytvoria ešte pokročilejšie vzorky. Možnosti termochemických rakiet sú však obmedzené na povahu paliva, oxidačného, \u200b\u200breakčných produktov. S obmedzenou výrobou energie raketových palív, ktorá neumožňuje získať veľmi väčšiu rýchlosť exspirácie pracovnej tekutiny z dýzy, je potrebná obrovská zásoba paliva na rozptýlenie rakety na požadovanú rýchlosť. Chemické rakety sú nezvyčajne nenávidené. To je vec nielen ekonomiky, ale niekedy vpravo! a kozmický let.

Dokonca aj vyriešiť relatívne jednoduchšiu úlohu z oblasti vesmírne lety - spustenie umelých satelitov Zeme, počiatočná hmotnosť chemickej rakety v dôsledku obrovského množstva paliva by mala mať veľa desiatok časov vyšších ako a hmotnosť nákladu pochádzajúcej na obežnej dráhe. Na dosiahnutie druhej kozmickej rýchlosti je tento pomer ešte viac. Ale ľudstvo začína robiť kozmos, ľudia budú stavať vedecké stanice na Mesiaci, snažiť sa o Mars a Venuša, premýšľajú o letoch do vzdialených okrajov slnečnej sústavy. Na zajtrajšie rakety sa musia prepravovať mnoho ton vedeckých zariadení a nákladu.

Pre medziplanetárske lety je stále potrebné upraviť letovú dráhu, spomaliť kozmickú loď pred nástupom na planétu-cieľ, vzlietnuť, aby sa vrátil na zem, atď. Spustenie hmotnosti termochemických rakiet pre takéto lety sa stáva neuveriteľne veľké-niekoľko miliónov Tons!

Vedci a inžinieri už dlho myslia nad tým, čo by mali byť budúce raketové motory? Oči vedcov sa prirodzene obrátili na jadrovú energiu. V malom počte jadrového paliva obsahuje veľmi veľké zásoby energie. S reakciou rozdelenia jadier na jednotku hmotnosti pridelené v miliónoch krát viac energie ako pri spaľovaní najlepších chemických palív. Napríklad 1 kilogram uránu v štiepnej reakcii sa môže izolovať čo najviac energie ako 1700 ton benzínu pri horení. Reakcia jadrovej syntézy dáva energiu toľkokrát viac.

Použitie jadrovej energie vám umožňuje drasticky znížiť rezervu na palivo na palube raketu, ale potreba pracovnej látky zostáva zohriať v reaktore a emitovať z trysky motora. Ukazuje sa, že oddelenie paliva a pracovnej látky v jadrovej rakete je určitá výhoda.

Voľba pracovnej látky pre chemickú raketu je veľmi obmedzená. Koniec koncov, slúži a palivo. Tam je výhoda oddelenia paliva a pracovnej látky ovplyvňuje. Existuje možnosť aplikovať pracovnú látku s najmenšou molekulovou hmotnosťou-vodíkom.

Chemická raketa tiež využíva kombináciu relatívne vysokej vodíkovej výrobnej kapacity s malou molekulovou hmotnosťou. Ale pracovná látka je produktom spaľovania vodíka s molekulovou hmotnosťou 18. a molekulovou hmotnosťou čistého vodíka, ktorý môže slúžiť ako pracovný orgán jadrového raketového motora, - 2. Zníženie molekulovej hmotnosti pracovnej látky na 9-krát pri konštantnej teplote vám umožňuje zvýšiť rýchlosť expirácie 3-krát. Tu je hmatateľná výhoda, atómový raketový motor!

Hovoríme o atómových raketových motoroch s využitím energie delenia jadier ťažkých prvkov. Reakcia jadrovej syntézy je umelo implementovaná len v vodíkovej bombe a kontrolovaná termonukleárna syntéza je stále sen, napriek intenzívnej práci mnohých vedcov na svete.

Takže v atómovom raketovom motore môžete získať výrazný nárast rýchlosti expirácie plynu v dôsledku použitia pracovnej látky s minimálnou molekulovou hmotnosťou. Teoreticky je možné získať veľmi veľkú teplotu pracovnej látky. Ale v praxi je obmedzený na teplotu topenia palivových článkov reaktora.

Vo väčšine navrhovaných obvodov atómov raketových motorov sa pracovná tekutina ohrieva, umyje palivové prvky reaktora, potom sa rozširuje do dýzy a vyhodí sa z motora. Teplota je približne rovnaká ako v chemickej úľave. Je pravda, že samotný motor je oveľa zložitejší a ťažký. Zvlášť ak uvažujete o potrebe obrazovky na ochranu kozmonautov z radiacieho kozmického lode. A atómová raketa sľubuje značné víťazstvo.

V Spojených štátoch pre tzv. Rover Program, vylepšená práca na vytváraní atómového raketového motora. Vyskytli sa projekty jadrových raketových motorov, v ktorých je aktívna zóna v kvapalnej alebo plynnej fáze v tvare prachu. To umožňuje získať vyššiu teplotu pracovnej látky. Použitie takýchto reaktorov (sú nazývané pásik), bolo by to pravdepodobne možné zvýšiť rýchlosť exspirácie pracovnej chrípky. Tvorba takýchto reaktorov je však extrémne ťažkou hmotou: jadrové palivo sa tu mieša s pracovnou látkou a je potrebné ju nejako oddeliť pred emisiami pracovnej tekutiny z trysky motora. V opačnom prípade bude priebežná strata jadrového paliva, fatálna slučka s vysokým žiarením sa rozšíri za raketovou. Áno, a kritické množstvo jadrového paliva, potrebné na udržanie reakcií, s plynným stavom, bude mať veľmi veľký objem, nie je prijateľný pre raketu.
(L. A. Gilberg: Sky dobytie)

Buran, rovnako ako jeho zahraničný kolega - raketový systém opakovane použiteľných používaní "raketoplán", v jeho vlastnostiach, ktoré je potrebné, aby boli žiadaní.

Neboli tak opakovane použiteľnými štartovacími urýchľovačmi, ktorí vydržali všetkých 3 4 lety a okrídlené prístroje samotné bliká a vyžaduje veľmi drahé opravy. Ale hlavnou vecou je efektívnosť ich nie je skvelá.

A potom takáto pokušenie je vytvorenie okrídleného zariadenia, schopné nezávisle od krajiny, choďte do vonkajšieho priestoru a vráťte sa späť. Je pravda, že hlavný problém ešte zostáva nevyriešený - motor. Air-reaktívne motory (VDR) známych typov sú schopné pracovať len na rýchlosť 4-5 m (M - Speed \u200b\u200bSpeed) a prvú rýchlosť vesmíru, ako je známe, 24 M. Ale potom sa zdá Prvé kroky k úspechu sa už objavili.

Na výstave "Budova Aviad Musics-92", medzi všetkými druhmi exponátov - zo starovekých parných motorov pre vzducholoď do gigantických turbín supermoderného transportného lietadla - na stánku skromne tam bol malý barel - prvý a jediný model hypersonickej (Hyperzvuk - od 6 m a vyššie) vzduchom reaktívny motor (GPVD). Vytvoril ho na centrálnom ústave leteckej dopravy (CIAM). Samozrejme, že je to výsledok práce veľkého tímu. Po prvé, hlavný dizajnér D. A. Ogorodnikova, jeho spolupracovníci A. S. Rudakova, V. A. Vinogradov ... právo, by nemalo zabúdať na tých, ktorí už nie sú nažive - to je doktor technických vied R. I. Kurziner a profesor E. S. SCHETSKY. V posledných niekoľkých desaťročiach pred niekoľkými desaťročiami ponúkol základný princíp, ktorý je základom všetkých moderných GPLD vyvinutých motorom už v tom čase, bol schopný pracovať na Hypersonic (nad 5-6 m) rýchlostiach. Títo ľudia vytvorili zázrak technológie, ktoré možno v blízkej budúcnosti revolúciu v kozmickom motore.

Nechajte sa ponáhľať na "prispôsobiť" nový motor na vesmírne lietadlá, či už "Buran" alebo "špirála", obrátiť sa na teóriu. Faktom je, že každý motor môže pracovať len v určitom, príliš úzkom pre priestoru problémov s rozsahom rýchleho gay, a nie je ľahké ho prinútiť zvládnuť Hyperzvuk. Chápeme prečo.

V akomkoľvek RSV musia byť splnené tri najdôležitejšie podmienky pre úspešnú prácu. V prvom rade je potrebné stlačiť vzduch tak silnejšie. Potom v spaľovacej komore spaľuje bez straty paliva. A konečne, s pomocou dýz, by sa výrobky spaľovania rozšírili na atmosférický tlak. Iba potom bude účinnosť dostatočne vysoká.

Pozrite sa na kresbu. Pred vami, schéma svetového prvého hypersonického direkčného prúdu (GPLR). Jej prvá úloha je komprimovať vzduch - rieši veľmi originálne - podľa princípu ... Kolun. Predstavte si, že stĺpec havaruje do mäkkej hustého klipu, vrstvy stromu pred ním zostávajú nezmenené a na stranách sú zhutnené. Hranica medzi normálnymi a hustejšími vrstvami vedci zavolajú "skok zhutnenia". To sa deje v motore. Pozdĺž jeho osi existuje špicaté centrálne telo. Orezané do vzduchu, vytvára taký "skok" - zóna zvýšeného tlaku. Tam je "odraz" vzduchu z centrálneho tela na steny puzdra. Zároveň je násobok dodatočne stlačený. Rýchlosť vzduchu sa znižuje a teplota rastie, kinetická energia sa zmení na vnútornú, tepelnú.

Teraz, keď palivo vstrekované do toku úplne spálené, je vhodné získať rýchlosť čo najmenej. Ale potom teplota vzduchu môže dosiahnuť 3-5 tisíc stupňov. Zdá sa, že by bolo dobré - palivo bude blikať ako strelnica. Ale tu bude dokonca skutočný prášok, bliknutia nebudú fungovať. Faktom je, že pri takýchto vysokých teplotách, spolu s oxidačným procesom dochádza k rozpadu molekúl na jednotlivých atómoch. Ak je v prvej energii pridelená, potom v druhom absorbovaní. A paradox - so zvyšujúcou sa teplotou, môže byť taký moment, keď sa absorbuje viac ako vyniknúť. Inými slovami, pec sa zmení na ... chladnička.

Pôvodná cesta z pozície v roku 1956 vyzvala profesor Shchettnkov. Navrhol stlačenie vzduchu len dovtedy, kým sa jeho nadmorská rýchlosť stane približne ako ... guľky. Ako teraz uznané na celom svete, len za týchto podmienok je možné dielo GPVRD.

Ale tu sú ich ťažkosti: dokonca aj zmes vodíka so vzduchom, známa nám v miere chémie nazývanej "spevnenie plyn", v takýchto podmienkach sotva má čas rozsvietiť. A aj keď bol pre motor zvolený tekutý vodík, bolo potrebné uchýliť sa k trikom. Spočiatku vodík ochladzuje steny. Samotné zahrieva z -256 ° C do + 700 ° C, šetrí kov z tavenia. Časť paliva sa vstrekuje cez dýzy priamo do prietoku vzduchu. A druhá časť padá na dýzy umiestnené v špeciálnych obdĺžnikových výklenkoch. Tam sú silné vodíkové horáky, ktoré môžu okamžite horieť oceľové plechy. Zapadajú sa zmes vodíka. Ten, ktorý, za normálnych podmienok, exploduje z iskry, zakryté nylonovým košelom.

Ale snáď hlavná úloha, na ktorú Američania strávili asi 30 rokov. Ako získať plné spaľovanie, s prijateľnou dĺžkou fotoaparát - v 3-5 m? Je známe, že teória bez kontrolného experimentu stojí trochu. A aby ste skontrolovali činnosť takéhoto motora, musí byť umiestnený v hypersonickom prúde. Neexistujú žiadne lietadlá, avšak existujú aerodynamické rúry, ale stoja veľmi a veľmi drahé. Pre konečné overenie GPVD, dizajnéri nastavili svoje zariadenie do nosnej časti rakety a dispergujú na požadovanú rýchlosť.

Určíme, že nebola o vytvorení novej rakety typu, ale len o kontrole kvality spaľovania vodíka v motore. Bola koruná úplným úspechom. Teraz, ako Američania uznávajú, naši vedci vlastnia tajomstvo vytvárania spoľahlivých spaľovacích komôr.

No, teraz si premýšľať o tom, čo sa stane, ak chceme zvýšiť tento malý výstavný model tým, že je vhodný pre zdvíhanie lietadla. Zdá sa, že zabezpečí vlastnosti ťažkého tridsaťmetra potrubia s obrovským difúzorom a tryskou a veľmi skromnou spaľovacou komorou. A kto potrebuje taký motor? Slepá ulica? Nie, je tam cesta a dlho známa. Mnohé funkcie vo svojej práci môže byť priradené k ... trupu a lietadlo krídlo!

Prototyp takýchto vzduchových lietadiel (VKS) je znázornený na obrázku. "Stoned" podľa jeho nosovej časti vo vzduchu, vytvára sériu zhutňovacích skokov a všetky priamo padajú na vstup spaľovacej komory. Horúce plyny s ohľadom na to, rozširujú sa na atmosférický tlak, posuňte na povrchu krmiva lietadla, čím sa vytvára chuť ako v dobrej dýze. O rýchlostiach hypersonickej a to je možné! Prekvapivo, ale teoreticky môžete urobiť aj bez fotoaparátu, a "len" vstrekované palivo v blízkosti výčnelku na bruchu VKS! Ukazuje sa, že motor, ktorý sa zdá byť. Nazýva sa GPVR "Externé horiace". Je pravda, že jeho "jednoduchosť" vo výskumnej práci je tak drahá, že sa v nich nikto nezaoberá vážne.

A preto späť do lietadla lietadla s klasickým typom GPVR. Jeho štart a pretaktovanie sa musia vyskytnúť pri bežných motoroch TurboJet. Na obrázku vidíte agregát pozostávajúci z tradičného turbojetového motora a radu GPVD. Na "malé" rýchlosti GPVD sa oddelí zjednodušeným oddielom a nezasahuje do letu.

A na veľkom - oddiel prekrýva tok vzduchu, ktorý sa pohybuje na TRD a zapne GPLR.

Spočiatku, všetko pôjde dobre, ale ako rýchlosť rastie, motora začne klesať, a chute sú spotreba paliva - rastú. V tomto bode musí byť jeho neusakčný podnik zdvihnutý s kvapalným kyslíkom. Chcete, nechcete, a stále ho musíte vziať s vami. TRUE, existuje mnoho menších v množstvách ako na obvyklej rakete. Niekde kilometre 60 z krajiny GPVD sa zastaví z nedostatku vzduchu. A potom sa nadobudne účinnosť malý tekutý raketový motor. Rýchlosť je už vysoká a palivo s oxidačným činidlom o "jedenie" pred výstupom na dráhy je dosť trochu. S rovnakou počiatočnou hmotnosťou, lietadlo lietadlo priniesol do obežnej dráhy o 5-10 krát väčšie užitočné náklad. A náklady na výstup každého kilogramu budú desaťkrát nižšie ako rakety. To je presne to, čo vedci a dizajnéri vyhľadávajú dnes.

Ako funguje motor-prúdový motor a funguje

Kvapalin-prúdové motory sa v súčasnosti používajú ako motory pre ťažké raketové plášte proti antirekranskej obrane, vzdialených a stratosférických rakiet, raketových lietadiel, raketových vzdušných lietadiel, vzduchových torpédi, atď Niekedy sa EDD používa ako štartovacie motory na uľahčenie vzletu lietadla.

Vzhľadom na hlavný účel EDD sa zoznámujeme so svojím zariadením a pracujeme na príkladoch dvoch motorov: jeden - pre dlhú alebo stratosférickú raketu, ďalšie - pre raketové lietadlo. Tieto špecifické motory sú ďaleko od všetkých sú typické a, samozrejme, nižšie v ich údajoch, ktoré sú najnovšie motory tohto typu, ale stále sú do značnej miery charakteristické a dávajú dosť jasnú predstavu o modernom tekutine reaktívny motor.

FDMS pre vzdialenú alebo stratosférickú raketu

Rakety tohto typu sa použili buď ako dlhotrvajúci superheavy projektil, alebo študovať stratosféru. Na vojenské účely boli použité Nemcami za bombardovanie Londýna v roku 1944. Tieto rakety mali o tony výbušniny a letového rozpätia asi 300 km. V štúdii stratosféry, hlava rakety namiesto výbušnín nesie iné výskumné zariadenia a zvyčajne má zariadenie na oddeľovanie od rakety a zostupu do padáku. Raketová výška Racket 150-180 km.

Vzhľad takej rakety je znázornený na obr. 26 a jeho rez na obr. 27. Čísla ľudí, ktorí stoja vedľa rakety, dávajú predstavu o impozantných raketových veľkostiach: jeho celková dĺžka je 14 m., priemer okolo 1,7 m.a na perí asi 3.6 m., hmotnosť rakety rúry s výbušninami je 12,5 ton.

Obr. 26. Príprava na spustenie stratosférickej rakety.

Rieka sa pohybuje s motorom reaktívnym motorom umiestneným v jeho zadnej časti. Všeobecný pohľad na motora je znázornený na obr. 28. Motor pracuje na dvojzložkovej palive - bežné víno (etyl) alkoholu 75% pevnosti a kvapalného kyslíka, ktorý sa skladuje v dvoch oddelených veľkých nádržiach, ako je znázornené na obr. 27. Dodávka paliva na rakete je asi 9 ton, čo je takmer 3/4 z celkovej hmotnosti rakety a v objeme sa palivové nádrže tvoria väčšinu celého objemu rakety. Napriek takému obrovskému množstvu paliva ho chytí len 1 minútu prevádzky motora, pretože motor trávi viac ako 125 kg Palivo za sekundu.

Obr. 27. Ďalea akčná raketa.

Počet komponentov paliva, alkoholu a kyslíka sa vypočíta tak, aby boli kondenzované súčasne. Takže pre spaľovanie 1 kg Alkohol v tomto prípade sa spotrebuje o 1,3 kg Kyslík, nádrž na palivo obsahuje približne 3,8 tony alkoholu a oxidačná nádrž je asi 5 ton kvapalného kyslíka. Tak, dokonca aj v prípade alkoholu, ktorý vyžaduje podstatne menej kyslíka na spaľovanie ako benzín alebo petrolej, plnenie oboch nádrží samotným horľavým (alkoholom) pri použití atmosférického kyslíka, by zvýšili trvanie prevádzky motora v dvoch alebo troch krát. To je to, čo je potrebné mať oxidačné činidlo na palube rakety.

Obr. 28. Rocket Engine.

Vzniká otázka: Ako sa raketa pokrýva vzdialenosť 300 km, ak motor funguje len 1 minútu? Vysvetlenie z toho dáva obr. 33, ktorý predstavuje trajektóriu raketového letu, ako aj zmenu rýchlosti pozdĺž trajektórie.

Spustenie rakety sa uskutočňuje po inštalácii do zvislej polohy pomocou svetelného štartéra, ako je možné vidieť na obr. 26. Po spustení rakety je takmer vertikálne stúpajúce, a po 10-12 sekundách sa let začína odchyľovať od vertikálu a pod akciou volantu poháňaného gyroskopmi, pohybuje sa pozdĺž trajektórie v blízkosti obvodového oblúka. Takýto let trvá celý čas, zatiaľ čo motor funguje, t.j. približne 60 sekúnd.

Keď rýchlosť dosiahne vypočítanú hodnotu, riadiace zariadenia vypínajú motor; Týmto bodom v nádržiach zostáva raketa takmer palivo. Výška rakety na konci prevádzky motora je 35-37 kmA raketová os je uhol 45 ° s horizontom (táto poloha rakety zodpovedá bodu A na obr. 29).

Obr. 29. Trajektória letu RABLE.

Taký uhol nadmorskej výšky poskytuje maximálny rozsah v nasledujúcom lete, keď raketa sa pohybuje pozdĺž zotrvačnosti, ako je delostrelecký projekt, ktorý by vylešil z pištole, kufríku, ktorého je v nadmorskej výške 35-37 km. Trajektória ďalšieho letu je blízka parabole a celkový čas letu je približne 5 minút. Maximálna výška, ktorej dosahuje raketu v rovnakom čase 95-100 kmStratospherické rakety dosahujú výrazne vysoké výšky, viac ako 150 km. Na fotografiách vyrobených z tejto výšky je zariadenie nainštalované na rakete jasne viditeľné Sharophyness Zeme.

Je zaujímavé sledovať, ako sa rýchlosť letu mení pozdĺž trajektórie. V čase vypnutia motora, t.j. po 60 sekundách letu, rýchlosť letu dosiahne najväčšiu hodnotu a je rovná asi 5500 km / h, t.j. 1525 pani. Je to v tomto momente, že kapacita motora sa stáva najväčšou, siahajúcou pre niektoré rakety takmer 600 000 l. z!! Ďalej pod vplyvom gravitácie sa rýchlosť rakety znižuje, a po dosiahnutí najvyššieho bodu trajektórie z toho istého dôvodu, začne rásť znova, kým raketa vstupuje do tesných vrstiev atmosféry. Počas letu, okrem počiatočnej časti - pretaktovanie - rýchlosť rakety výrazne prevyšuje rýchlosť zvuku, priemerná rýchlosť cez celú trajektóriu je približne 3500 km / h A dokonca aj na zemi, raketa spadá rýchlosťou, dva a pol krát vyššia ako rýchlosť zvuku a rovná 3000 km / h. To znamená, že silný zvuk z raketového letu prichádza až po jeho páde. Tu už nie je možné chytiť prístup rakety s pomocou zvukových voličov, zvyčajne používaných v leteckej alebo morskej flotile, bude to vyžadovať úplne iné metódy. Takéto metódy sú založené na aplikácii namiesto rádiových vĺn. Koniec koncov, rádiová vlna aplikuje pri rýchlosti svetla - najväčšia rýchlosť na Zemi. Táto rýchlosť, ktorá sa rovná 300.000 km / s, samozrejme, je viac ako dostatočná na to, aby sa znamenala aproximácia najrýchlejšej rakety.

S vysokou rýchlosťou leteckých rakiet je pripojený ďalší problém. Faktom je, že pri vysokých rýchlostiach letu v atmosfére, v dôsledku inhibície a lisovania vzduchu, vzduchu prichádzajúceho na rakete, teplota jeho puzdra silne stúpa. Výpočet ukazuje, že teplota steny opísanej rakety by mala dosiahnuť 1000-1100 ° C. Testy však ukázali, že v skutočnosti je táto teplota výrazne nižšia v dôsledku chladenia stien pomocou tepelného vedenia a žiarenia, ale stále dosahuje 600-700 ° C, t.j. raketa sa zahrieva na červenú kaginu. S zvýšením rýchlosti letu rakety, teplota jej stien rýchlo rástla a môže sa stať vážnou prekážkou ďalšieho rastu rýchlosti letu. Pripomeňme, že meteority (nebeské kamene) trhanie s obrovskou rýchlosťou, až 100 km / s, v limitoch atmosféry Zeme, spravidla "Burn", a to, čo berieme na padajúce meteorit ("padajúca hviezda") je v skutočnosti len zrazenina horúcich plynov a vzduchu, vytvorená v dôsledku meteority pohyb vysokou rýchlosťou v atmosfére. Preto sú lety s veľmi veľkými rýchlosťami možné len v horných vrstvách atmosféry, kde sa vzduch vyrieši alebo neskôr. Čím bližšie k zemi, tým menšie je prípustné rýchlosti letu.

Obr. 30. Schéma zariadenia Rocket Engine.

ROCETING MOTROLNOSTI je znázornený na obr. 30. Relatívna jednoduchosť tejto schémy upozorňuje v porovnaní s konvenčnými motormi piestnych lietadiel; Najmä je charakteristické pre takmer úplnú neprítomnosť v schéme výkonu pohyblivých častí motora. Hlavnými prvkami motora sú spaľovacia komora, reaktívna dýza, generátor parou-poase a turbodúchadlo na dodávku paliva a riadiaci systém.

V spaľovacej komore je palivo spaľovanie, tj transformácia chemickej energie paliva na tepelné a v dýze - transformácia tepelnej energie spaľovacích výrobkov do rýchlosti energie prúdu plynov vyplývajúcich z motora do atmosféry. Ako sa stav plynových zmien počas svojho motora zobrazuje na obr. 31.

Tlak v spaľovacej komore je 20-21 ataa teplota dosiahne 2,700 ° C. Charakteristika spaľovacej komory je obrovské množstvo tepla, ktorý je pridelený v nej pri spaľovaní na jednotku času alebo, ako sa hovorí o tepelnej zmene komory. V tomto ohľade, LDD spaľovacia komora výrazne prevyšuje všetky ostatné nábytkové zariadenia známe v technike (kotly, valce s vnútornými spaľovacími motormi a inými). V tomto prípade, v spaľovacej komore motora, takýto množstvo tepla sa uvoľní za sekundu, čo stačí variť viac ako 1,5 tony ľadovej vody! Aby sa spaľovacia komora s takýmto obrovským množstvom tepla uvoľnil, je potrebné intenzívne vychladnúť svoje steny, ako je však steny dýzy. Na tento účel, ako je možné vidieť na obr. 30, spaľovacia komora a tryska sa ochladzujú horľavým - alkoholom, ktorý najprv umyje steny, a potom sa zahrievajú, vstupuje do spaľovacej komory. Tento chladiaci systém, ktorý ešte navrhnutý Tsiolkovsky, je tiež prospešný a pretože teplo pridelené z steny sa nestratí a vráti sa do komory opäť (taký chladiaci systém je preto niekedy regeneračný). Jedno z vonkajšieho chladenia stien motora však nestačí, a na zníženie teploty steny v rovnakom čase sa používa chladenie ich vnútorného povrchu. Na tento účel majú steny na niektorých miestach malé vŕtačky umiestnené v niekoľkých kruhových pásoch, takže cez tieto otvory vo vnútri komory a tryska prichádza s alkoholom (asi 1/10 z celkového prietoku). Studený film tohto alkoholu, prúd a odparovanie na stenách, ich chráni pred priamym kontaktom s plameňom horáka a úroveň teploty steny znižuje steny. Napriek tomu, že teplota plynov, ktoré sa premyjú z vnútra steny presiahnu 2500 ° C, teplota vnútorného povrchu stien, ako je znázornené testy, nepresahuje 1 000 ° C.

Obr. 31. Zmena stavu plynov v motore.

Palivo sa dodáva do spaľovacej komory cez 18 horákov-fornaker umiestnených na koncovej stene. Kyslík vstupuje do Forcamer cez centrálne trysky a alkohol vychádzajúci z chladiacej košele, cez kruhu malých trysiek okolo každého vysokozdvižného vozidla. Takže dostatočne dobré miešanie paliva potrebného na implementáciu plného spaľovania je zaistené na veľmi krátku dobu, zatiaľ čo palivo je v spaľovacej komore (stotiny druhej).

Reaktívna dýza motora je vyrobená z ocele. Jeho formu, pretože je jasne vidieť na obr. 30 a 31, predstavuje prvý zúženie a potom rozširujú potrubie (tzv. Tryska päty). Ako už bolo spomenuté, rovnaká forma má dýzy a práškové raketové motory. Čo vysvetľuje tento formu dýzy? Ako je dobre známe, problém dýzy je zabezpečiť celkovú expanziu plynu, aby sa dosiahla najvyššia rýchlosť expirácie. Aby sa zvýšila rýchlosť prúdenia plynu cez potrubie, jej prierez by mal najprv postupne znižovať, čo sa uskutočňuje a počas tekutín (napríklad voda). Rýchlosť pohybu plynu sa však zvýši, len dovtedy, kým sa nebudú rovnať rýchlosti šírenia zvuku v plyne. Ďalšie zvýšenie rýchlosti, na rozdiel od tekutiny, bude možné len pri rozširovaní potrubia; Tento rozdiel medzi tokom plynu na toku tekutiny je spôsobený tým, že kvapalina je nestlačiteľná a objem plynu počas expanzie sa zvyšuje. V krku dýzy, t.j. v jeho úzkom ho, prietok plynu sa vždy rovná rýchlosti zvuku v Gaze, v našom prípade asi 1000 pani. Rýchlosť expirácie, t.j. rýchlosť vo výstupnej časti dýzy sa rovná 2100-2200 pani (Preto je špecifický ťah približne 220 kg sec / kg).

Dodávka paliva z nádrží do spaľovacej komory motora sa uskutočňuje pod tlakom pri použití čerpadiel, ktoré majú pohon z turbíny a zloženú spolu s ním do jednej turbodústavnej jednotky, ako je možné vidieť na obr. 30. V niektorých motoroch sa dodávka paliva vykonáva pod tlakom, ktorý je vytvorený v hermetických palivových nádržiach s akýmkoľvek inertným plynom - napríklad dusík uloženým pri vysokom tlaku v špeciálnych valciách. Takýto dodávateľský systém je ľahšie čerpania, ale s dostatočne vysokým výkonom motora, ukazuje ťažšie. Avšak, s čerpaním paliva v motore opísanom s nami, nádrže, obaja kyslíkom a alkoholom, sú pod určitým nadmerným tlakom zvnútra, aby sa uľahčilo prevádzku čerpadiel a ochrany nádrže pred pokrčenými. Tento tlak (1,2-1,5 ata) Vytvorí sa v alkoholovom nádrži s vzduchom alebo dusíkom, v kyslíku - parenie odparovacej kyslíka.

Oba čerpadlá - odstredivý typ. Turbína, popredné čerpadlá, pracuje na zmesi pár-plyn, čo vedie k rozkladu peroxidu vodíka v špeciálnom parníku. V tomto generátore parného poázu zo špeciálnej nádrže sa dodáva sodík manganistan, ktorým je katalyzátor urýchľujúci rozklad peroxidu vodíka. Na začiatku rakety vstupuje peroxid vodíka pod tlakom dusíka vstúpi do parníka, v ktorom sa rýchla reakcia rozkladu peroxidu začína uvoľňovaním vodnej pary a plynného kyslíka (to je takzvaná "studená reakcia", ktorá sa niekedy používa na vytvorenie trakcie, najmä v spustení EDD). Skankový mix má teplotu č. 400 ° C a tlaku nad 20 ataVstupuje do turbínového kolesa a potom sa hodí do atmosféry. Sila turbíny je úplne vynaložená na pohone oboch palivových čerpadiel. Táto kapacita nie je taká malá - pri 4000 rpm kolesa turbíny dosahuje takmer 500 l. z.

Vzhľadom k tomu, že zmes kyslíka s alkoholom nie je samonosná palivo, potom začať horenie je potrebné poskytnúť akýkoľvek systém zapaľovania. V motore sa zápal uskutočňuje s použitím špeciálneho melter, ktorý tvorí plameň horák. Na tento účel sa zvyčajne používa pyrotechnické zaostrenie (tuhý zapaľovací druh prášku), bol menej pravdepodobný kvapalný zapaľovač.

Spustenie rakety je nasledovné. Keď je prísny horák nastavený na oheň, potom otvorte hlavné ventily, cez ktoré sa nachádza v spaľovacej komore s alkoholickými nádržami a kyslíkom. Správa všetkých ventilov v motore sa uskutočňuje s použitím stlačeného dusíka uloženého na rakete vo vysokotlakových batériách valca. Keď začína spaľovanie paliva, potom pozorovateľ na vzdialenosti s pomocou elektrického kontaktu zahŕňa prívod peroxidu vodíka do parníka. Turbína začína pracovať, čo vedie čerpadlá kŕmenie alkoholu a kyslíka do spaľovacej komory. Prsty rastie a keď sa stane väčšími hmotnosťou rakety (12-13 ton), potom raketa vzlietne. Od okamihu zapálenia zapaľovacieho horáka predtým, ako motor vyvinie plnú trakciu, trvá len 7-10 sekúnd.

Pri spustení je veľmi dôležité zabezpečiť prísny príkaz prijímania do spaľovacej komory oboch palivových komponentov. Toto je jedna z dôležitých úloh riadiaceho systému a reguláciou motora. Ak sa jedna z komponentov akumuláciu v spaľovacej komore (pretože prevzatie druhého) sa nahromadí, potom sa explózia zvyčajne sleduje, v ktorom motor často zlyhá. Toto, spolu s náhodnými prerušeniami spaľovania, je jednou z najčastejších príčin katastrofy v testoch EDD.

Bezvýznamná hmotnosť motora je nasadená v porovnaní s bremenom, ktorú sa vyvinuli. S hmotnosťou motora menej ako 1000 kg Ťah je 25 ton, takže podiel motora, t.j. hmotnosť na jednotku ťahov je rovná

Na porovnanie, uvádzame, že obvyklý piestový motorový motor bežiaci na skrutku má špecifickú hmotnosť 1-2 kg / kg, t.j. niekoľko desiatok časov viac. Je tiež dôležité, aby sa podiel EDD nezmení, keď sa mení rýchlosť letu, zatiaľ čo podiel piestového motora rýchlo rastie s rastúcou rýchlosťou.

FDG pre raketové lietadlá

Obr. 32. Projekt EDD s nastaviteľnou záťažou.

1 - Mobilná ihla; 2 - mechanizmus pohybu ihly; 3 - Krmné palivo; 4 - Oxidačné činidlo.

Základnou požiadavkou na motor-reaktívny motor je schopnosť zmeniť túžbu, ktorú vyvinuli v súlade s letovým režimom lietadla, až do zastavenia a retransmisie motora v lete. Najjednoduchší a najbežnejší spôsob, ako zmeniť ťah motora, je regulovať prívod paliva do spaľovacej komory, v dôsledku čoho tlak v komore a zmenu ťahu. Avšak, táto metóda je nerentabilná, pretože s poklesom tlaku v spaľovacej komore sa zníži po prúde za účelom zníženia trakcie, podiel tepelnej energie paliva, ktorý sa mení na rýchlosť prúdenia prúdového prúdu. To vedie k zvýšeniu spotreby paliva o 1 kg trakcia, a následne, na 1 l. z. Power, t.j. motor začne pracovať menej ekonomicky. Na zníženie tohto nedostatku má premiestnenie letectva často namiesto jedného z dvoch až štyroch spaľovacích komôr, čo umožňuje pri práci pri nízkom výkone pre zmenu jedného alebo viacerých kamier. Nastavenie ťahu zmenou tlaku v komore, t.j. napájanie paliva, je uložené av tomto prípade sa používa len v malom rozsahu až do polovice ťahu odpojenej komory. Najvýhodnejším spôsobom regulácie trakcie EDD by bola zmena priechodnej časti jeho dýzy, pričom súčasne znižuje prívod paliva, pretože zníženie druhého počtu tečúcich plynov sa dosiahne pri zachovaní konštantného tlaku v Spaľovacia komora, a to znamená, že sadzba exspirácie. Toto nariadenie priechodu dýzy sa môže uskutočniť napríklad pomocou špeciálnej profilovej mobilnej ihly, ako je znázornené na obr. 32, zobrazujúci projekt EDD s nastaviteľným poradím.

Obr. 33 znázorňuje jednokomorovú leteckú reliéf a obr. 34 - Rovnaké premiestnenie, ale s pridanou malou kamerou, ktorá sa používa v cestovnom letovom režime, keď je potrebná malá trakcia; Hlavný fotoaparát je súčasne vypnutý. Obe kamery pracujú v maximálnom režime a veľké vyvíja v roku 1700 kg a malé - 300 kgTak celkový ťah je 2000 kg. Zvyšok motorov motora je podobný.

Motory znázornené na obr. 33 a 34, pracujú na vlastnom zapálení paliva. Toto palivo sa skladá z peroxidu vodíka ako oxidačného činidla a hydrazínu hydrátu ako paliva, v hmotnostnom pomere 3: 1. Presnejšie povedané, palivo je komplexná kompozícia pozostávajúca z hydrazín-hydrátu, metylalkoholu a solí medi ako katalyzátora, ktorý poskytuje rýchlu reakčnú tok (iné katalyzátory). Nevýhodou tohto paliva je, že spôsobuje korózne časti motora.

Hmotnosť jednokomorového motora je 160 kg, podiel je rovnaký

Na kilogram trakcie. Dĺžka motora - 2.2 m.. Tlak v spaľovacej komore - približne 20 ata. Pri práci na minimálnom dodávke paliva získate najmenší ťah, ktorý je rovný 100 kgTlak v spaľovacej komore klesá na 3 ata. Teplota v spaľovacej komore dosahuje 2500 ° C, rýchlosť exspirácie plynov je asi 2100 pani. Spotreba paliva je 8 kg / sa špecifická spotreba paliva je 15.3 kg Palivo pri 1. kg trakciu za hodinu.

Obr. 33. Jedno-komory EDS pre raketové lietadlá

Obr. 34. Dvojkomorová letecká doprava EDD.

Obr. 35. Schéma dodávky paliva v letectve EDD.

Doplnkový obvod paliva do motora je znázornený na obr. 35. Rovnako ako v motore, raketa, palivo a oxidačné činidlo, uložené v samostatných nádržiach, sa vyrába pod tlakom asi 40 ata Čerpadlá s pohonom z turbíny. Všeobecný pohľad na turbozátovú jednotku je znázornená na obr. 36. Turbína pracuje na zmesi paro-plyn, ktorá sa získa ako predtým v dôsledku rozkladu peroxidu vodíka v parníku, ktorý je v tomto prípade naplnený tuhým katalyzátorom. Palivo na vstup do spaľovacej komory ochladzuje steny trysky a spaľovacích komôr, cirkulujúc v špeciálnom chladiacom plášti. Zmena prívodu paliva potrebného na reguláciu motora počas letu sa dosiahne zmenou prívodu peroxidu vodíka do parníka, čo spôsobuje zmenu v revolúciách turbíny. Maximálny počet otáčok turbíny je 17 200 ot / min. Spustenie motora sa vykonáva pomocou elektrického motora, ktorý vedie k otáčaniu jednotky Turbo-Čerpadlo.

Obr. 36. Turbosate Agregate Aviation EDD.

1 - hnacie zariadenie z východiskového elektromotora; 2 - Čerpadlo pre oxidant; 3 - turbína; 4 - Čerpadlo na palivo; 5 - Turbína výfukových potrubí.

Obr. 37 ukazuje diagram inštalácie jednokomorového EDD v chvostovej časti trupu jedného zo skúsených raketových lietadiel.

Účel letúnov s tekutými prúdovými motormi je určený vlastnosťami EDD - Veľkého zaťaženia a teda vysokým výkonom pri vysokých svetelných rýchlostiach a vysokých nadmorských výškach a nízkej účinnosti, t.j. vysoká spotreba paliva. Preto sa premiestnenie zvyčajne inštaluje na vojenských lietadlách - zachytávajúcich bojovníkov. Úlohou takýchto lietadiel - pri prijímaní signálu o prístupe protiľahlého lietadla, rýchlo vzlietnuť a skóre veľkú výšku, na ktorej tieto lietadlá zvyčajne lietajú, a potom využíva svoju výhodu pri rýchlosti letu, viažu leteckú bitku . Celkové trvanie letu lietadla s kvapalinovým prúdovým motorom je určený palivovým rezervou lietadlom a je 10-15 minút, takže tieto lietadlá môžu zvyčajne robiť bojové operácie len v oblasti ich letu.

Obr. 37. Schéma inštalácie LDD v rovine.

Obr. 38. Rocket Fighter (Zobraziť v troch projekciách)

Obr. 38 ukazuje interceptor bojovník s vyššie uvedeným EDD. Veľkosť tohto lietadla, podobne ako iné lietadlá tohto typu, je zvyčajne malé. Celková hmotnosť lietadla s palivom je 5100 kg; \\ T Palivová rezerva (viac ako 2,5 tony) len na 4,5 minúty prevádzky motora pri plnom výkone. Maximálna rýchlosť letu - viac ako 950 km / h; \\ T Strop lietadla, t.j. maximálnu výšku, ktorú môže dosiahnuť, je 16 000 m.. Vozmovanie lietadla je charakterizovaná skutočnosťou, že za 1 minútu sa môže zvýšiť zo 6 na 12 km.

Obr. 39. Zariadenie raketového lietadla.

Obr. 39 znázorňuje zariadenie iného lietadla s EDD; Toto je skúsení lietadlo postavené na dosiahnutí rýchlosti letu presahujúcej zvukovú rýchlosť (t.j. 1200 km / h blízko zeme). V rovine, v zadnej časti trupu, FDMS má štyri identické kamery s celkovým zaťažením 2720 kg. Dĺžka motora 1400. mm.Maximálny priemer 480 mm., hmotnosť 100. kg. Palivová rezerva lietadlom, ktorá používa alkohol a kvapalný kyslík, je 2360 l..

Obr. 40. Štyri komorná letectvo EDRD.

Vzhľad tohto motora je znázornený na obr. 40.

Ostatné oblasti používania EDD

Spolu s hlavným používaním EDD ako motorov pre vzdialených rakiet a raketových lietadiel sa v súčasnosti uplatňujú v mnohých ďalších prípadoch.

Veľké široké použitie bolo získané EDD ako motory ťažkých raketových škrupín, ako je znázornené na obr. 41. Motor tohto projektilu môže slúžiť ako príklad najjednoduchších EDS. Napájanie paliva (benzín a kvapalný kyslík) do spaľovacej komory tohto motora sa vykonáva pri tlaku neutrálneho plynu (dusíka). Obr. 42 ukazuje ťažký raketový diagram používaný ako výkonný protilietadlový projektil; Diagram ukazuje rozmery rakety.

Eds a ako štartovacie lietadlá. V tomto prípade sa niekedy používa nízkonákladová reakcia rozkladu peroxidu vodíka, čo je dôvod, prečo sa takéto motory nazývajú "studené".

Existujú prípady používania EDD ako urýchľovače pre lietadlá, najmä lietadlá s motormi Turbojet. Čerpadlá na zásobovanie paliva sú niekedy poháňané motorom TurboJet.

EDD sa používa spolu s práškovými motormi aj pre štartovacie a pretaktovanie lietajúcich zariadení (alebo ich modely) s motormi s priamym prietokom. Ako viete, tieto motory rozvíjajú veľmi veľkú trakciu pri vysokých svetelných rýchlostiach, vysokej rýchlosti zvuku, ale nevyvíjajú ťahu vôbec počas vzletu.

Nakoniec by sa malo spomenúť o jednej aplikácii EDD, ktorá má nedávno miesto. Ak chcete študovať správanie lietadla pri vysokej rýchlosti letu, ktorá sa približuje k rýchlosti zvuku a prekročenie ho, vyžaduje sa vážna a drahá výskumná práca. Najmä je potrebné určiť rezistenciu krídel lietadla (profilov), ktorý sa zvyčajne vyrába v špeciálnych aerodynamických rúrkach. Ak chcete vytvoriť v takýchto rúrok, podmienky zodpovedajúce letu lietadla pri vysokej rýchlosti musia mať veľmi vysokú elektráreň pre servopohony ovládača, ktoré vytvárajú prietok v rúre. V dôsledku toho sa výstavba a využívanie rúrok na testovanie podľahlých rýchlostí vyžaduje obrovské náklady.

Nedávno, spolu s konštrukciou supersonic rúrok, úlohou študovať rôzne profily krídel vysokorýchlostných lietadiel, ako je mimochodom, testovanie WDD s priamym prietokom je tiež riešené s použitím tekutého prúdu

Obr. 41. Rocket projektil s úľavou.

motorov. Podľa jedného z týchto metód, profil podľa štúdie je stanovená na dlhej rakete s EDD, podobne ako tie opísané vyššie, a všetky hodnoty nástrojov, ktoré merajú odolnosť profilu v lete, sa prenášajú na zem s použitím rádiových telemetrických zariadení .

Obr. 42. Diagram zariadenia výkonného anti-lietadla projektilu s EDD.

7 - Battle Head; 2 - Cylón stlačeného dusíka; 3 - Nádrž s oxidačným činidlom; 4 - Nádrž s horľavým; 5 - Kvapalný prúdový motor.

Iným spôsobom je postavený špeciálny raketový vozík, pohybuje sa pozdĺž koľajníc s pomocou EDD. Výsledky testov profilu nainštalovaného na takomto kamióne v špeciálnom mechanizme hmotnosti sú zaznamenané špeciálnymi automatickými zariadeniami umiestnenými aj na vozíku. Takýto raketový vozík je znázornený na obr. 43. Dĺžka železnice môže dosiahnuť 2-3 km.

Obr. 43. Raketový vozík na testovanie krídel lietadla.

Z definície knihy a riešenie problémov s vlastným v aute Autor Zolottsiy Vladimir

Motor je nestabilný pri všetkých poruchách opotrebovania zapaľovacieho systému a poškodenia kontaktného uhlíka, zavesiť ho do veka distribútora zapaľovania. Aktuálny únik na "Mass" cez Naiga alebo vlhkosť na vnútornom povrchu veka. Nahradiť kontakt

Z knihy Armadiole "Peter Great" Autor

Motor pracuje nestabilný pri nízkej rýchlosti otáčania kľukového hriadeľa alebo stánok pri voľnobehu poruchy karburátora nízke alebo vysoké palivo v plavákovej komore. Nízka úroveň - bavlna v karburátore, vysoká bavlna v tlmivom tlmiči. Na výfuku

Z knihy Armadiole "Navarin" Autor Arbuzov Vladimir Vasilyevich

Motor pracuje normálne pri nečinnosti, ale auto sa pomaly a s "zlyhania"; Zlý Motor Motor Motorfunkcia porucha nie je nastavená medzera medzi kontaktmi prerušovania. Nastavte uhol uzavretého stavu kontaktov

Z knižných letúnov sveta 2000 02 Autor neznámy

Motor "Troit" - jeden alebo dva zapaľovacie systém poruchy valca je nestabilná prevádzka motora na malých a stredných otáčkach. Zvýšená spotreba paliva. Blue s dymom. Rozdielne stlmené periodicky publikované zvuky, ktoré sú obzvlášť dobré

Zo Book World Aviation 1996 02 Autor neznámy

S ostrým otvorením škrtiacich klapiek, motor pracuje s poruchou mechanizmu distribúcie plynu nie sú nastavené medzery vo ventiloch. Každých 10 tisíc km ojazdených kilometrov (pre VZ-2108, -2109 za 30 tisíc km) Nastavte medzery ventilu. So stmievaním

Z knihy slúžime a opravujeme VOLGA GAZ-3110 Autor Zolottsiy Vladimir Alekseevich

Motor nerovnomerne a nestabilné práce na stredných a veľkých frekvenciách otáčania chybného systému kľukového hriadeľa systému zapaľovania porušenia kontaktov prerušovania. Pre presné nastavenie medzery medzi kontaktmi nie je medzera meraná, a dokonca aj Dedovsky

Z knižnice Rocket Motory Autor Gilzin Karl Alexandrovič

Aplikácie, ako bolo usporiadané "Peter Great" 1. Nautikálne a ovládateľné vlastnosti komplexu vykonaného v roku 1876 Testy odhalili nasledujúce námorné kvality. Bezpečnosť oceánu plávanie "Peter Veľký" nepodpíšal obavy a jeho výpočet na triedu monitora

Zo knihy Air Motory Autor Gilzin Karl Alexandrovič

Vzhľadom k tomu, Armadrappor "Navarín" bol usporiadaný, zbor Armadríri mali najväčšiu dĺžku 107 m (dĺžka medzi kolmou 105,9 m). Šírka 20.42, dizajnový sediment je 7,62 m do nosa a 8,4 krmiva a prijatí z 93 SPP (tvar 1,2 metra). Rozdelenie zabezpečujú pozdĺžnu silu a plné

Z knihy História Elektrotechnika Autor Kolektívnych autorov

Su-10 - prvý prúdový bombardér OKB P.O. Suchý Nikolai Gordukovovposle Svetová vojna II začala éru reaktívnej letectva. Veľmi rýchlo prešiel re-vybavenie sovietskeho a zahraničného letectva na bojovníkov s motormi Turbojet. Vytvorenie

Z knihy autora

Z knihy autora

Motor je nestabilný pri nízkej frekvencii otáčania kľukového hriadeľa alebo stánkov pri nečinnosti obr. 9. Nastavenie karburátora Skrutky: 1 - Prevádzková nastavovacia skrutka (množstvo skrutky); 2 - skrutková zloženie zmesi, (kvalitná skrutka) s reštriktívnym

Z knihy autora

Motor funguje nestabilné vo všetkých režimoch

Z knihy autora

Ako je práškové raketové motory usporiadané a funguje hlavné konštrukčné prvky prášku, ako aj akýkoľvek iný raketový motor, sú spaľovacia komora a dýza (obr. 16). Vďaka skutočnosti, že prívod prášku, ako všeobecne, všetky pevné palivá v komore

Z knihy autora

Palivo pre motor-reaktívny motor je najdôležitejšími vlastnosťami a charakteristikami tekutého reaktívneho motora a samotná štruktúra je primárne závislá od paliva, ktoré sa používa v motore. Hlavná požiadavka, ktorá je prezentovaná palivom edd,

Z knihy autora

Kapitola Piaty piaty vzduchový prúdový motor na prvý pohľad, možnosť výrazného zjednodušenia motora počas prechodu na vysoké rýchlosti letu sa zdá byť zvláštne, možno dokonca neuveriteľné. Celá história letectva stále hovorí o opaku: zápas

Z knihy autora

6.6.7. Polovodičové zariadenia v elektrickej jednotke. Systémy Thyristor Converter - Motor (TP - D) a aktuálny zdroj - motor (IT - D) V povojnových rokoch došlo k prielomu v oblasti energetickej elektroniky v popredných laboratóriách sveta, ktorý radikálne zmenil mnoho

Raketový palivo

Trochu teórie Z školského priebehu fyziky (zákon o zachovaní množstva pohybu) je známe, že ak je hmotnosť m oddelená od pokojového telesa MV. Zostávajúca časť telesnej hmotnosti mm sa bude pohybovať rýchlosťou m / (mm ) x v opačným smerom. Znamená to, že čím väčšia je zametacia hmotnosť a jeho rýchlosť, tým väčšia je zostávajúca časť hmotnosti zostávajúcu časť. Čím väčšia je sila, ktorá ju vedie v pohybe. Pre prevádzku raketového motora (RD), ako aj akékoľvek reaktívne, je potrebný zdroj energie (palivo), pracovný orgán (RT), ktorý zabezpečuje akumuláciu zdrojovej energie jeho prenosu a transformácie), Zariadenie, v ktorom je energia prenášaná a zariadenie, v ktorom je vnútorná energia RT prevedie na kinetickú energiu prúdu plynov a je prenášaná do rakety vo forme sily trakcie. Chemické a nechemické palivá sú známe: prvá (tekutá raketová pohyby - LDD a raketové motory s pevným palivom - RDTT), energia potrebná pre prevádzku motora sa uvoľňuje v dôsledku chemických reakcií a vyrobené plynné výrobky slúžia ako Pracovná tekutina, v druhej pre vykurovanie pracovníkov používajú iné zdroje energie (napríklad jadrová energia). Účinnosť RD, ako aj účinnosť paliva sa meria jeho špecifickým impulzom. Špecifický impulz traktu (špecifická trakcia), ako je definovaná ako pomer sily ťahu k druhému hmotnostnému prietoku pracovnej tekutiny. Na premiestnenie a RDTT sa spotreba prevádzkovej tela zhoduje s prietokom paliva a špecifickým impulzom je množstvo prietokového prietoku paliva. Špecifický impulz charakterizuje efektívnosť RD - ako je to viac ako menej paliva (vo všeobecnom prípade - pracovná tekutina) sa vynakladá na vytvorenie trakčnej jednotky. V systéme sa špecifický impulz meria v m / s a \u200b\u200bprakticky v súlade s rýchlosťou reaktívneho prúdu. V technickom systéme jednotiek (druhý názov MKGSS znamená: meter je kilogram výkonu - druhý), široko používaný v ZSSR, kilogram hmoty bol derivátom jednotky a bol stanovený ako hmotnosť Ktorá sila v 1 KGF uvádza zrýchlenie 1 m / s za sekundu. Nazýva sa "technická jednotka hmotnosti" a bola 9,81 kg. Takáto jednotka bola nepohodlná, takže hmotnosť bola použitá namiesto hustoty, namiesto hustoty - špecifická hmotnosť atď. V raketovej technike, pri výpočte špecifického impulzu, nie masívne a hmotnostné spotreby paliva. Výsledkom je, že impulzný impulz (v systéme ICGSS) bol meraný v sekundách (veľkosť, 9,81 krát nižšia ako špecifická "hmotnosť" pulz). Hodnota špecifického impulzu RD je nepriamo úmerná odmocnine molekulovej hmotnosti pracovnej tekutiny a je priamo úmerná odmocnine od ocenenia pracovného flutelu pred dýzou. Teplota pracovnej tekutiny je určená výhrevnosťou paliva. Maximálna hodnota pre pár berýlia + kyslík je 7,200 kCAP / kg. Čo obmedzuje veľkosť maximálneho špecifického impulzu EDD najviac 500 sekúnd. Hodnota špecifického impulzu závisí od tepelného koeficientu účinnosti RD - pomeru kinetickej energie, hlásenej v motore na pracovnú tekutinu, na celú výhrevnosť paliva. Transformácia výhrevnej hodnoty paliva do kinetickej energie exirujúceho prúdu v motore sa vyskytuje so stratami, pretože časť tepla sa vykonáva s exirujúcim pracovným orgánom, niektoré z neúplného spaľovania paliva nie je pridelené vôbec . Najvyšší špecifický impulz má elektromactické motory. V plazme ERD dosahuje 29000 sekúnd. Maximálny impulz sériových ruských motorov RD-107 je 314 sekúnd, charakteristiky RD sú 90% sú určené použitým palivom. Rocket palivo je látka (jedna alebo viac), ktoré sú zdrojom energie a RT pre Rd. Malo by spĺňať tieto základné požiadavky: majú vysoké UD. Impulz, vysoká hustota požadovaná súhrnným stavom komponentov v prevádzke, by mali byť stabilné, bezpečné v obehu, netoxické, kompatibilné so štrukturálnymi materiálmi, mať zdroje surovín, \\ t väčšinu esencie RD pracuje na chemickom palive. Hlavná energetická charakteristika (UD. PULSE) je určený množstvom tepla rozlišovaného tepla (kapacitou paliva) a chemickým zložením reakčných produktov, na ktorých je úplnosť konverzie tepelnej energie na kinetickú energiu prietoku závisí ( Znížte molekulovú hmotnosť, tým vyšší HF. impulz). Z hľadiska počtu samostatne skladovaných komponentov sú chemické raketové vrcholy rozdelené na jednorazové (jednotné), dvoj-, troj- a multicomponent, podľa súhrnného stavu zložiek - na kvapalnej, pevnej, hybridnej, pseudo-tekutine, želé -Páči sa mi to. Jednozborové palivá - Zlúčeniny hydrazínu typu N2H4, peroxid vodíka H202 v RD komore sa rozpadnú s uvoľňovaním veľkého množstva tepla a plynných výrobkov, majú nízke energetické vlastnosti. Napríklad 100% peroxid vodíka má UD. Impulz 145c. a aplikuje sa ako pomocné palivá pre riadiace systémy a orientáciu, pohony turbázií RD. Palivá v tvare gélu - zvyčajne zosilnené s soli organických kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou alebo špeciálnymi prísadami paliva (menej často oxidážneho). Zvýšenie RF impulzu raketových palív sa dosahuje pridaním kovových práškov (al, atď.). Napríklad, "Saturn-5" popáleniny počas letu 36t. Hliníkový prášok. Najväčšie použitie bolo získané 2-komponentné kvapalné a tvrdé palivá. Kvapalné palivo Dvojzložkové kvapalné palivo sa skladá z oxidačného činidla a paliva. Nasledujúce špecifické požiadavky sú prezentované na kvapalné palivá: širší teplotný rozsah kvapalného stavu, vhodnosť aspoň jednej zo zložiek na chladenie kvapaliny RD (tepelná stabilita, vysoká teplota varu a tepelnej kapacity), možnosť získania z Hlavnými generátorovými plynovými komponentmi je vysoký výkon, minimálna viskozita komponentov a nízku závislosť od teploty. Na zlepšenie charakteristík sa do zloženia paliva (kovy, napríklad a AL a AL zvýšiť UD. Impulz, inhibítory korózie, stabilizátory, aktivátory zapaľovania, látky znižovanie teploty mrazu). Kerosénu \u200b\u200b(ligro-peerosénové a petrolejné frakcie plynového oleja a frakcie oleja kerosénu \u200b\u200bs olejom s teplotou varu 150 až 315 ° C), kvapalný metán (CH4), alkoholy (etyl, furfuryl) sa používajú ako palivo Hydrazín (N2HH4) a jeho deriváty (dimetylhydrazín), kvapalný amoniak (NH3), anilín, metyl, dimetyl a trimetylamina atď. Ako oxidačný činidlo: kvapalný kyslík, koncentrovaná kyselina dusičná (HNO3), tetraxidový dusík (N2O4), tetrantorenom; Kvapalný fluór, chlór a ich zlúčeniny s kyslíkom a inými. Pri aplikácii na kombináciu paliva môžu byť zložky paliva samonapizované (konc. Načrtnuté kyseliny s anilínom, oxidom dusíka s hydrazínom atď.) Alebo nie. Používanie samoiznotačných vrchov zjednodušuje návrh RD a umožňuje vám najviac vykonávať opakovane použiteľné spustenie. Maximálne UD. Impulse má pár vodíka fluór (412c), vodík-kyslík (391c). Z hľadiska chémie je ideálny oxidačný kyslík kvapalný kyslík. Používa sa v prvých skalách, jeho amerických a sovietskych kópiách. Ale jeho bod varu (-183 0 c) nebol s armád spokojný. Požadovaný rozsah prevádzkových teplôt od -55 0 S do +55 ° C. Kyselina dusičná je zrejmým oxidačným činidlom pre ERRS väčšie ako armáda. Má vysokú hustotu, nízke náklady sa vyrába vo veľkých množstvách, je pomerne stabilný, vrátane vysokých teplôt, požiaru a odolného výbuchu. Jeho hlavnou výhodou oproti tekutej kyseline vo vysokom mieste varu, a preto je možnosť stále uložená na dlhú dobu bez tepelnej izolácie. Kyselina dusičná je taká agresívna, ktorá neustále reaguje sám - atómy vodíka sa štiepia z jednej molekuly kyseliny a sú pripojené k susednému, tvoriace krehké, ale vidujeme chemicky aktívne agregáty. Dokonca aj najodolnejšie odrody nehrdzavejúcej ocele sa pomaly zničia koncentrovanou kyselinou dusičnou (v dôsledku toho sa v spodnej časti nádrže vytvoril hustý nazelenalý "cyklus", zmes solí kovov). Na zníženie korózie aktivity v kyseline dusičnej sa začali pridať rôzne látky, iba 0,5% fluoridu (hydrofluorickej) kyseliny znižuje rýchlosť korózie nehrdzavejúcej ocele bola desaťkrát. Zvýšiť UD. Impulz v kyseline pridáčitý oxid dusík (NO 2). Toto je hnedý plyn, s ostrým zápachom. Pri ochladení pod 21 ° C sa skvapalnení s dusíkom so štvrtým (N2O4) alebo tetraxidom dusíka (AT). Pri atmosférickom tlaku, v schátrach pri teplote +21 ° C a pri -11 0 С zamrznutí. Plyn pozostáva predovšetkým z NO 2 molekúl, kvapalina zo zmesi NO 2 a N 2O 4 a iba molekuly tetroxidu zostávajú v tuhom. Okrem iného sa pri aditívom v kyseline viaže vodu, ktorá patrí do oxidačného činidla, čo znižuje koróziu aktivitu kyseliny, hustota roztoku sa zvyšuje, pričom sa dosiahne maximálne pri 14% rozpustí. Táto koncentrácia používala Američanov za svoje mocné rakety. Navyše získať maximum wt. Pulz použitý 27% roztok. Takýto oxidačný činil označenie AK-27. Súbežne vyhľadávanie najlepšieho oxidačného činidla bolo vyhľadávanie optimálneho paliva. Prvý rozsiahly horľavý bol alkohol (etyl), ktorý sa používa na prvých sovietskych rakety P-1, P-2, P-5 ("Legacy" FAU-2). Okrem nízkych energetických ukazovateľov, armáda zjavne nevyhovovala nízkej trvanlivosti personálu k "pododdielu" takéhoto horľavého. Vojenská je najviac spokojná produktu destilácie ropy, ale problémom bolo, že takéto palivo nie je samo-návrhu pri kontakte s kyselinou dusíkovou. Táto nevýhoda by sa rozširovala použitie spustenia paliva. Jeho zloženie zistilo nemecké rakety počas druhej svetovej vojny, a to sa nazývalo "FINE-250" (to bolo nazývané TG-02 v ZSSR). Najlepšie je horľavé látky dusíkatých kyselín, ktoré majú v kompozícii, okrem uhlíka a vodíka, stále dusík. Takáto látka s vysokou registrovacou vlastnosťou bola hydrazín (N2H4). Podľa fyzikálnych vlastností je veľmi podobná vode (niekoľko percent hustoty je väčšia ako teplota mrazenia +1,5 0 s, vary +113 0 s, viskozita a všetko ostatné - ako voda). Ale armáda nevyhovovala vysokú teplotu mrazenia (vyššia ako voda). V ZSSR bola vyvinutá metóda na získanie asymetrického dimetylhydrazínu (NDMG) a Američania používali jednoduchší proces získania monometyl hydrozínu. Obe tieto tekutiny boli extrémne jedovaté, ale menej výbušniny, vodné páry absorbované menej, boli tepelne silnejšie ako hydrazín. Ale tu je teplota varu a hustota v porovnaní s hydrazínom sa znížila. Napriek niektorým nevýhodám nové palivá pomerne spokojní aj dizajnérov aj armády. NDMG má tiež iný, "heptyl" meno - "heptyl". "AeroZin-50", ktoré používajú Američanov na svojich kvapalných rakiet, je zmesou hydrazínu a NDMG, ktorá nasledovala vynález technologického procesu, v ktorom boli získané súčasne. Potom, čo sa balistické rakety začali umiestniť do baní, v hermetickej nádobe s termostatizačným systémom sa znížili požiadavky na rad prevádzkových teplôt raketového paliva. Výsledkom je, že kyselina dusičná bola opustená otočením čistého na rovnakom ako intestujúci názov - "AMIL". Zálohový tlak v nádržiach zvýšil bod varu na prijateľnú hodnotu. Korózia nádrží a potrubí, keď sa používa pri použití na zníženie, že sa stalo, že je možné uložiť raketu, ktorá sa má účtovať počas celého obdobia bojovej povinnosti. Prvé rakoviny s použitím UR-100 a Heavy P-36 ako oxidačné činidlo. Mohli by stáť až 10 rokov v rade. Hlavné charakteristiky dvojzložkových kvapalných palív s optimálnym pomerom zložiek (tlak v spaľovacej komore, 100 kgf / cm2, na kúsok dýzy 1 KGF / cm2) oxidážneho oxidážneho paliva kalorickej hustoty Dysfrem Palivová implicita *, G / cm2 * V komore v prázdnote, kcal / kg spaľovania, K-SEC NITRIC KEROSÉNY 1460 1,36 2980 313 K-TA (98%) TG-02 1490 1,32 3000 310 anilín (80%) + FURFURYL 1420 1.39 3050 313 Alkohol (20%) Kyslík Alkohol (94%) 2020 0,39 3300 255 (kvapalný) vodík. 0,32 3250 391 Kerosene 2200 1.04 3755 335 NDMG 2200 1,02 3670 344 HyDrazín 1,07 3446 346 Amoniak. 0,84 3070 323 at Kerosene 1550 1,27 3516 309 NDMG 1,195 3469 318 Hydrazín 1,23 3287 322 Fluór vodík g. 0,62 4707 412 (Kvapalný) Hydrazín 2230 1.31 4775 370 * Pomer celkovej hmotnosti oxidačného činidla a paliva na ich objem. Pevný palivo Tuhé palivá sú rozdelené do balistického lisovaného lisovaného - nitroglycerínový prášok) je homogénna zmes zložiek (v modernej silnej RDS, ktorá sa nepoužíva) a zmiešaná je heterogénna zmes oxidačného, \u200b\u200bpalivového spojiva (prispieva k tvorbe monolitického palivového bloku ) A rôzne prísady (zmäkčovadlo, kovové prášky a ich hydridy, škrabač atď.). Poplatky na tuhé palivá sú vyrobené vo forme chápačov kanálov horenia pozdĺž vonkajšieho alebo vnútorného povrchu. Hlavné špecifické požiadavky na pevné palivá: jednotnosť distribúcie komponentov a v súlade s stálosťou fyzikálno-chemických a energetických vlastností v bloku, stabilite a vzore spaľovania v RD komory, ako aj komplex fyzikálnuchanických vlastností ktorý zabezpečuje výkon motora pri podmienkach preťaženia, variabilnú teplotu, vibrácie. Ud. Impulsa (asi 200С.) Posuvné palivo prebieha tekutinou, pretože Vzhľadom na chemickú nekompatibilitu nie je vždy možné používať energeticky účinné zložky ako súčasť pevného paliva. Nevýhodou pevného paliva je vystavenie "starnutiu" (nezvratná zmena vlastností v dôsledku chemických a fyzikálnych procesov vyskytujúcich sa v polyméroch). American Raquelums rýchlo opustil tekuté palivo a pre bojové rakety preferovanú pevnú zmes, ktorej vytvorenie v USA sa uskutočnilo od polovice 40 rokov, ktoré umožnili v roku 1962. Prijať prvé pevné palivo ICBM "Minitmen-1". V našej krajine začali veľké štúdie s významným oneskorením. Vyhláška 20. novembra 1959 Vytvorenie trojstupňovej raketovej rakety RT-1 s pevnými palivovými raketovými motormi (RDTT) a rozsah 2500 km. Od tej doby boli vedecké, technologické a výrobné základy na zmiešaných poplatkoch prakticky neprítomné a neexistovali žiadne alternatívy k používaniu balistických tuhých palív. Maximálny prípustný priemer drážkovačov prášku vyrobeného metódou prechodu lisovania nepresahoval 800 mm. Preto každé etapy motory mali dávkové usporiadanie 4 a 2 bloky v prvom a druhom krokoch. Náboj práškov vkladov spálený pozdĺž vnútorného valcového kanála, koncov a povrchu 4 pozdĺžnych drážok umiestnených v prednej časti náboja. Taký tvar spaľovacieho povrchu zabezpečil potrebný tlakový diagram v motore. Rieka mala neuspokojivé charakteristiky, s východiskovou hmotnosťou 29,5T. "Minitman-1" mal limitový rozsah 9300km a v RT-1 boli tieto charakteristiky, resp. 34T. a 2400 km. Hlavnou príčinou spustenia rakety RT-1 bola použitie baleného prášku. Ak chcete vytvoriť ICBM na tuhé palivo, vo svojich vlastnostiach, ktoré sa približujú "Minitmen-1", bolo potrebné použiť MIX PALIVY, ktoré poskytujú vyššiu energetickú a najlepšiu hromadnú charakteristiku motorov a rakiet všeobecne. V apríli 1961 Rozhodnutie vlády o rozvoji ICBM na tuhé palivo - RT-2 bolo uverejnené, vykonalo sa inštalačné stretnutie a program Nylon-C bol pripravený na vývoj zmiešaných palív s UD. Impulzom 235c. Tieto toppers mali poskytnúť možnosť robiť poplatky s hmotnosťou až 40t. Metóda metrovania do puzdra motora. Na konci roku 1968 Raketa bola prijatá, ale požadovala ďalšie zlepšenie. Zmiešané palivo sa teda tvarovalo v oddelených foriem, potom sa nabil do puzdra a medzera medzi nábojom a telesom bola zaplavená spojivom. To vytvorilo určité ťažkosti pri výrobe motora. RT-2P Rocket, mal tuhý palivo PAL-17/7 na základe butylovej gumy s vysokou plasticitou, ktoré nemajú viditeľné starnutie a popraskanie v procese skladovania, zatiaľ čo palivo bolo zaplavené priamo do puzdra pohonu, potom sa uskutočnila polymerizácia a tvarovanie , Požadované povrchovo aktívne látky. Pokiaľ ide o svoje letové špecifikácie, RT-2P priblížil Minitman-3 raketu. Prvý bol široko používaný v RDTT zmiešaných palích založených na chlorrátoch draselnom a polysulfidom. Významný nárast UD. Pulz RDTT sa vyskytol namiesto chloritátu draselného, \u200b\u200bpoužije sa chloristan amónny a namiesto polysulfidu - polyuretnaya a potom polybutadién a iné kaučuky a zloženie paliva sa zaviedlo ďalšie palivo - práškové hliník. Takmer všetky moderné RDTT obsahujú poplatky vyrobené z chloristanu amónneho, hliníka a butadiénových polymérov (CH2 \u003d CH-CH \u003d CH2). Prípadný náboj má typ pevného gumy alebo plastu. Je podrobený starostlivej kontrolu nad kontinuitou a homogenitou hmotnosti, trvanlivú priľnavosť paliva s prípadom atď. Trhliny a póry, ako aj oddelenia od prípadu, sú neprijateľné, pretože môžu viesť k nespočetnému zvýšeniu trakcie RDTT (kvôli zvýšeniu horiaceho povrchu), zborov a dokonca aj výbuchov. Charakteristické zloženie zmiešaného paliva použitého v modernom výkonnom RDTT: oxidačné činidlo (zvyčajne chloristan amónny NH4C1O 4) 60-70%, palivový spojivo (butylovú gumu, nitrilový kaučuk, polybutadién) 10-15%, plastifikátor 5-10 %, kovové (Al, BE, MG práškov a ich hydridov) 10-20%, tužidlo 0,5-2,0% a horiaceho katalyzátora 0,1-1,0%. (oxid železitý) v modernom priestore RDTTS sú relatívne zriedka aplikované a modifikované binárne alebo zmiešané dvojsové palivo. Podľa kompozície je to simulátory medzi obvyklým búrlivým dvojhlavým (Dibázovým práškom - bezdymovým práškom, v ktorom dve hlavné zložky: nitrocelulóza - najčastejšie vo forme pyroxilínu a neprchavé rozpúšťadlo - najčastejšie nitroglycerín) palivo a zmes. Dvoj osi zmesi kryštalického chloritátu amónneho (oxidačným činidlom) a práškovým hliníkom (palivo) spojeným s pomocou zmesi nitrocelous-nitroglycerie. Tu je typická zloženie modifikovaného dvojosového paliva: chloristan amónny -20,4%, hlinitý - 21,1%, nitrocelulóza - 21,9%, nitroglycerín - 29,0%, triacenetín (rozpúšťadlo) - 5,1%, stabilizátory - 2,5%. Pri rovnakej hustote ako zmiešané polybutadiénové palivo, modifikovaný dvojzložkový je charakterizovaný mierne veľkým špecifickým impulzom. Nevýhodou je vyššia teplota spaľovania, veľkú hodnotu, zvýšenú explóziu (tendencia k detonácii). Aby sa zvýšil špecifický impulz, ako v zmesi a modifikované dvojročné palivá môžu byť podávané silne výbušné kryštalické oxidanty, napríklad hexogén. Hybridné palivo V hybridnom palive sú zložky v rôznych agregovaných stavoch. Zúrivý môže slúžiť: Vytvrdené ropné produkty, N2H4, polyméry a zmesi práškov - AL, BE, beh 2, LiH2, oxidizátory - HNO3, N2O 4, H202, FC1O3, C1F3, O 2, F2, z 2. Podľa špecifického impulzu tieto palivá zaberajú medziľahlé polohy medzi kvapalinami a pevnou látkou. Maximálne UD. Impulse má palivá: BeHE BEST 2 -F 2 (395C), žily 2-H202 (375С), žily 2 -O2 (371c). Základom hybridného paliva vyvinutým spoločnosťou Stanford University a NASA je parafín. Je to netoxické a je čisté pre životné prostredie (keď spaľovanie, len oxid uhličitý a vodné formy) jeho ťahom je regulovaný v širokom rozsahu a opätovné spustenie je možné. Motor má celkom jednoduché zariadenie, cez parafínové potrubie umiestnené v spaľovacej komore, čerpadlá oxidačné činidlo (plynový kyslík), pri zapálení a ďalej, scéna sa povrchová vrstva odparí, podporuje pálenie. Vývojári sa podarilo dosiahnuť vysokú rýchlosť spaľovania, a tým vyriešiť hlavný problém, ktorý predtým mal používanie podobných motorov v priestorových raketách. Dobré perspektívy môžu mať použitie kovového paliva. Jedným z najvhodnejších kovov na tento účel je lítium. Pri spaľovaní 1 kg. Tento kov je 4,5-krát viac energie, ako keď je kerosén oxidovaný kvapalným kyslíkom. Veľká kalanzia sa môže pochváliť len berýlium. V USA sú patenty publikované na pevných raketových palivách obsahujúcich 51-68% kovového lítia.

• cravovanie nie je možné ovládať
• po zapaľovaní nie je možné motor vypnúť ani spustiť re

Nevýhody znamenajú, že strely s pevným palivom sú užitočné pre krátke úlohy (rakety) alebo zrýchlených systémov. Ak potrebujete spravovať motor, budete musieť odkazovať na tekutý palivový systém.

Kvapalné palivové rakety

V roku 1926 sa Robert Godard vyskúšala prvý motor založený na kvapalnom palive. Jeho motor používa benzín a kvapalný kyslík. Snažil sa tiež vyriešiť a vyriešiť množstvo základných problémov v dizajne raketového motora, vrátane čerpacích mechanizmov, stratégií chladiacich a mechanizmov riadenia. Týkajú sa týmto problémom, ktoré robia rakety s tekutými palivami ako zložitými.

Hlavná myšlienka je jednoduchá. Vo väčšine motorových motorov s kvapalnými palivami sa do spaľovacej komory čerpá palivo a oxidačné činidlo (napríklad benzín a kvapalný kyslík). Tam spájajú, aby vytvorili prúd horúcich plynov pri vysokej rýchlosti a tlaku. Tieto plyny prechádzajú cez trysku, ktorá ich ešte viac zrýchľuje (od 8 000 do 16 000 km / h, spravidla) a po tom, čo sa vydáva. Nižšie nájdete jednoduchú schému.

Táto schéma nevykazuje skutočnú zložitosť obvyklého motora. Napríklad, normálne palivo je studený kvapalný plyn, ako je kvapalný vodík alebo kvapalný kyslík. Jedným z hlavných problémov takéhoto motora je chladenie spaľovacej komory a trysky, takže studená kvapalina najprv cirkuluje okolo prehriatych častí, aby ich ochladili. Čerpadlá musia generovať extrémne vysoký tlak na prekonanie tlaku, ktorý vytvára spaľovacie palivo v spaľovacej komore. Všetky tieto swap a chladenie robí raketový motor viac podobný neúspešnému pokusu o inštalovanie sebarealizácie. Pozrime sa na všetky typy kombinácií paliva používaného v likvidných palivových raketových motoroch:

• Kvapalný vodík a kvapalný kyslík (základné motory výzdôčok).
• Benzín a kvapalný kyslík (prvé rakety GodDARD).
• Kerosén a tekutý kyslík (používa sa v prvej etape "Saturn-5" v programe "Apollo").
• Alkohol a kvapalný kyslík (používa sa v nemeckých rakiet v2).
• Štvorhíkový dusík / monometylhydrazín (používaný v motoroch Kassini).

Budúce raketové motory

Sme zvyknutí vidieť chemické raketové motory, ktoré spaľujú palivo na výrobu ťahu. Ale je tu veľa iných spôsobov, ako získať trakciu. Akýkoľvek systém, ktorý môže tlačiť hmotnosť. Ak chcete urýchliť baseballovú guľu na neuveriteľnú rýchlosť, potrebujete životaschopný raketový motor. Jediný problém s týmto prístupom je výfukový systém, ktorý sa dostane do priestoru. Je to malý problém, ktorý vedie k tomu, že raketové inžinieri uprednostňujú plyny spaľovaním výrobkov.

Mnohé raketové motory sú mimoriadne malé. Napríklad orientačné motory na satelity nevytvárajú veľký ťah vôbec. Niekedy sa palivo prakticky nepoužíva na satelity - plynový dusíkový plyn je emitovaný z nádrže cez dýzu.

Nové návrhy musia nájsť spôsob, ako urýchliť ióny alebo atómové častice na vysokú rýchlosť, aby sa trakcia stala efektívnejšou. Medzitým sa pokúsime robiť a počkať, že Elonská maska \u200b\u200bs jeho Spacexom tam vyhodí.