yleinen. tutkimus. tekniikka

Kuinka edistynein rakettimoottori toimii

Avaruusteollisuus on mahdollisimman varovainen. Tämä ei koske vain Roscosmosia, vaan myös muiden maiden avaruusohjelmia. Vain Elon Musk SpaceX: llä yritti osoittaa, että kaikkea voidaan tehdä jätkäksi, ja hän teki sen, mutta Interstellar-elokuvan tyyliset alusten puvut ja suunnittelu ovat todennäköisesti poikkeus. Joka tapauksessa tämä on enemmän ulkokuori. Itse raketin sisällä samat periaatteet ovat kuin muissa vastaavissa laitteissa. Tärkeintä on, että tämä ei ole mitään perustavanlaatuista uutta, ja kaiken Neuvostoliiton ja Amerikan tutkijat keksivät jo vuosikymmeniä sitten. Se on kauan keksitty ja tekniikka, kuten moottorit, joita pidetään nyt uusina ja lupaavina.

Raketin laskeminen avaruuteen ei ole helppoa. Mutta tutkijat ovat löytäneet tavan helpottaa sitä.

Kuinka rakettimoottori toimii

Minkä tahansa modernin rakettimoottorin työperustuu suihkuputkeen, joka syntyy polttamalla suuri määrä polttoainetta. Jos et rajoitu vain avaruusraketteihin, vaan puhut myös aseista, moottorit jaetaan useisiin tyyppeihin käytetyn polttoaineen mukaan. Puhuin tästä yksityiskohtaisesti erillisessä artikkelissa, eikä nyt ole syytä tutkia sitä.

Jos kuvailette rakettimoottorin toimintaa yksinkertaisenakielellä, voidaan sanoa, että kun polttoaine palaa, se aiheuttaa jatkuvan työntövoiman suihkuvirran takia. Tätä voidaan verrata tyhjennyspalloon, joka lentää pois, kun se vapautetaan. Vain raketteissa paine syntyy eri tavalla ja teho on “hiukan” suurempi.

NASA-insinööri ehdottaa hiukkaskiihdyttimen käyttöä rakettimoottorina

Rakettimoottorien haitat

Konservatiiviset ihmiset, jotka työskentelevätohjusteollisuus, selitettävissä. Ne luovat hienostuneen teknisen työkalun, joka kesyttää erittäin epävakaan polttoaineen energian. Tässä toimintatilassa pienin muutos voi johtaa katastrofiin. Siksi on helpompaa olla muuttamatta mitään. On jopa sanoja hengessä "anna auton käydä hiljaa".

Jos tällainen valta toimii, ehkä totuuden ei pitäisi häiritä sitä?

Tämä lähestymistapa johtaa siihen, että eiViime vuosikymmeninä ei ole ollut vallankumouksia. Polttoaine muuttui hieman, moottorit vaihtuivat hieman, mutta perustavia muutoksia ei tapahtunut. Siitä huolimatta rakettimoottorin hyötysuhde on kymmeniä ja satoja kertoja alhaisempi kuin se voisi olla. Tämä ei tarkoita, että raketti voi lentää nopeammin tai nostaa sata kertaa enemmän lastia. Materiaalit eivät yksinkertaisesti kestä sellaista himoa.

Moottorien ja ulkonaliikkumisten myrsky: kuinka SpaceX pakotti Texasin asukkaat myymään kotejaan

Sen sijaan voit yksinkertaisesti vähentää tarjontaa ajoittain.polttoaine ja ota ylimääräinen hyötykuorma. Joten lanseeraukset tulevat paljon halvemmaksi ja SpaceX-pudotusmoduulien säästäminen vaikuttaa ”tulossäästöltä”.

Nykyaikaisen tekniikan päähaittaon, että polttoaine palaa vähitellen. Normaaliolosuhteissa polttoaineen palamisnopeus on noin 10–15 metriä sekunnissa. Tätä kutsutaan hitaaksi palamiseksi, koska se on subonic. Siellä on jopa termi - deflalaatio. Tätä kutsutaan polttoaineen tavanomaiseksi sytytykseksi, kun se yksinkertaisesti palaa.

Kun se palaa niin, se deflagoituu.

On olemassa toinen tapa polttaa polttoainetta, jokanimeltään räjähdys. Tällaisen syttymisen yhteydessä tapahtuu räjähdys eikä vähitellen palamista. Tässä tapauksessa polttoaine palaa nopeammin, mutta tällaisen palamisen hyötysuhde on useita kertaluokkaa suurempi ja syttymisnopeus ylittää äänen nopeuden.

Hajoamisnopeus vedyn ja hapen seos on 10 m / s, ja saman polttoaineen räjäytysnopeus on 2700 m / s. Ero on enemmän kuin konkreettinen

Moottori jatkuvasti pyörivillä räjähdyksillä

Tällaisen moottorin tekniikka kuvailtiin takaisin vuonna60-luvulla viime vuosisadalla. Sen tulisi asettaa laite liikkeelle jatkuvien pienten seoksen räjähdyssarjojen läpi. Näitä räjähdyksiä ei voi luoda yhdestä lähteestä. Jotta niitä olisi paljon, lähteet on järjestetty ympyrään ja peräkkäisten räjähdysten taajuus on erittäin korkea ja ne menevät ympyrään. Tämän seurauksena tästä johtuen saavutetaan erittäin korkea veto tasaisuus.

Näin moottori, jolla on pyörivät räjähdykset, toimii.

Kaikkien moottorien on läpäistävä useita testejä ennen käyttöä.

Jos kaikki on niin hyvin ja tekniikka on niin tehokasta, niin miksi sitä ei ole käytetty 60-luvulta lähtien, kun sitä ensin tarjottiin? Kuten tavallista, syitä on useita.

Yksi näistä syistä on aliarviointi.teknologioita. Ei ole aina heti selvää, kuinka paljon jonkin toteuttamiseksi kannattaa pyrkiä ja mitä se tuottaa. Toinen syy on vaikeudet toimittaa polttoainetta.

Kuvatun moottorin rakenne näyttää noin tältä.

Räjähdysmoodin tarkan ylläpitämiseksi on tarpeen syöttää polttoainetta tiukasti tietyllä hetkellä. Mutta kun otetaan huomioon, että tällaiset räjähdykset tapahtuvat kerran sekunnin sekunnissa, se on erittäin vaikea tehdä.

Jos et pysty toimittamaan polttoainettaräjähdysprosessista tulee tarkalleen oikeaan aikaan, ts. useita tuhansia kertoja sekunnissa, defloraatioksi ja palamisen hyötysuhde on jopa alhaisempi kuin klassisen moottorin.

Puhumme kaikista lupaavimmista tekniikoista Telegram-kanavallamme. Käy peremmälle! Siellä on todella siistiä!

Nyt tämä ongelma on ratkaistu osittain, ja tutkijat ovat joalkoi testata samanlaisia ​​moottoreita. Kun he tekevät tutkimuksensa loppuun, saamme moottorin, joka on todellinen läpimurto, ja silloin on paljon halvempaa lentää avaruuteen. Ei edes säästöjen vuoksi, että vähemmän polttaa polttoainetta, vaan siitä syystä, että samalla työntövoimalla tonnia lisärahtia voidaan viedä kiertoradalle. Tämän ansiosta jokaisen kilogramman tuotanto on paljon halvempaa.