Καύσιμο πυραύλων: ποικιλίες και σύνθεση

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Το στερεό καύσιμο πυραύλων είναι μια στερεή ουσία (ένα μείγμα ουσιών) που μπορεί να καεί χωρίς αέρα και ταυτόχρονα να απελευθερώσει πολλές αέριες ενώσεις που θερμαίνονται σε υψηλή θερμοκρασία. Τέτοιες συνθέσεις χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ώθησης αεριωθουμένων σε κινητήρες πυραύλων.

Το καύσιμο πυραύλων χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας για κινητήρες πυραύλων. Εκτός από το στερεό καύσιμο, υπάρχουν επίσης αντίστοιχα που μοιάζουν με gel, υγρά και υβριδικά. Κάθε τύπος καυσίμου έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του. Τα υγρά καύσιμα είναι μονοσυστατικά και δύο συστατικών (καύσιμο + οξειδωτικό). Τα πηκτωματοποιημένα καύσιμα είναι συνθέσεις που παχύνονται σε κατάσταση γέλης με τη βοήθεια οργανικών οξέων. Τα υβριδικά καύσιμα είναι συστήματα που περιλαμβάνουν στερεό καύσιμο και υγρό οξειδωτικό.

Οι πρώτες ποικιλίες καυσίμου πυραύλων ήταν ακριβώς στερεές. Ως ουσία εργασίας, χρησιμοποιήθηκε η πυρίτιδα και τα ανάλογά της, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν σε στρατιωτικές υποθέσεις και για τη δημιουργίαπυροτεχνήματα. Τώρα αυτές οι ενώσεις χρησιμοποιούνται μόνο για την κατασκευή πυραύλων μικρών μοντέλων, ως καύσιμο πυραύλων. Η σύνθεση σάς επιτρέπει να εκτοξεύετε μικρούς (έως 0,5 m) πυραύλους σε ύψος αρκετών εκατοντάδων μέτρων. Ο κινητήρας είναι ένας μικρός κύλινδρος. Γεμίζεται με ένα στερεό εύφλεκτο μείγμα, το οποίο αναφλέγεται με ζεστό σύρμα και καίγεται για λίγα μόνο δευτερόλεπτα.

Το καύσιμο πυραύλων στερεού τύπου αποτελείται συνήθως από ένα οξειδωτικό, ένα καύσιμο και έναν καταλύτη για τη διατήρηση σταθερής καύσης μετά την ανάφλεξη της σύνθεσης. Στην αρχική κατάσταση, τα υλικά αυτά είναι σκόνη. Για να φτιάξετε καύσιμο πυραύλων από αυτά, είναι απαραίτητο να δημιουργήσετε ένα πυκνό και ομοιογενές μείγμα που θα καίει για μεγάλο χρονικό διάστημα, ομοιόμορφα και συνεχώς. Οι συμπαγείς πυραυλοκινητήρες χρησιμοποιούν: νιτρικό κάλιο ως οξειδωτικό, άνθρακα (άνθρακας) ως καύσιμο και θείο ως καταλύτη. Αυτή είναι η σύνθεση της μαύρης σκόνης. Ο δεύτερος συνδυασμός υλικών που χρησιμοποιούνται ως προωθητικά είναι το αλάτι Berthollet, η σκόνη αλουμινίου ή μαγνησίου και το χλωρικό νάτριο. Αυτή η σύνθεση ονομάζεται επίσης λευκή σκόνη. Τα στερεά εύφλεκτα υλικά πλήρωσης για στρατιωτικούς πυραύλους χωρίζονται σε βαλλιστικά (πυρίτιδα συμπιεσμένης νιτρογλυκερίνης) και μικτά, τα οποία χρησιμοποιούνται με τη μορφή μπλοκ καναλιών.

Ο συμπαγής πυραυλοκινητήρας λειτουργεί ως εξής. Μετά την ανάφλεξη, το καύσιμο αρχίζει να καίγεται με προκαθορισμένο ρυθμό, εκτοξεύοντας μια καυτή αέρια ουσία μέσω ενός ακροφυσίου, το οποίο παρέχει ώθηση. Καύσιμο στον κινητήρακαίγεται μέχρι να φύγει. Ως εκ τούτου, είναι αδύνατο να σταματήσετε τη διαδικασία και να σβήσετε τον κινητήρα έως ότου καεί το πληρωτικό μέχρι το τέλος. Αυτό είναι ένα από τα σοβαρά μειονεκτήματα των κινητήρων στερεών καυσίμων σε σύγκριση με άλλα ανάλογα. Ωστόσο, στα πραγματικά διαστημικά βαλλιστικά οχήματα εκτόξευσης, τα στερεά προωθητικά υλικά χρησιμοποιούνται μόνο στο αρχικό στάδιο της πτήσης. Στα επόμενα στάδια, χρησιμοποιούνται άλλοι τύποι καυσίμου πυραύλων, επομένως οι ελλείψεις των συνθέσεων στερεών προωθητικών δεν δημιουργούν σημαντικό πρόβλημα.