Като цяло, нагряване на работния флуид присъства като компонент на работен поток топлинна ракетни двигатели. Освен това, присъствието на източник на топлина - формално изисква нагревателя (по-специално, неговата топлинен капацитет може да бъде равна на нула). Тип на показване, че е възможно да се характеризира енергия се трансформира в топлина. По този начин ние получаваме индикация за класификация, по които енергията ракетни двигатели топлинни означава преобразува в топлинна енергия на работното тяло, за да не попаднат в електрическа, ядрен (ris.10.1.) И химични (Фигура 13.1, ниво 2).
Дизайнът на верига и параметрите на тласкащото устройство постижимо в химическата гориво се определя до голяма степен от агрегатното състояние на пропелант. Ракетни двигатели с химически гориво (понякога наричан химични тласкащи в чуждестранна литература) На тази основа се разделят на:
Ракетни двигатели с течно - LRE компоненти се намират на борда на гориво в позиция за съхранение - течност (Фигура 13.1, ниво 3; снимки, снимки.)
твърди ракетни горива двигатели - SPRM (фиг 1.7, 9.4, картинки, снимки.)
хибридна ракета - RDT, горивни компоненти, които са на борда в различни състояния на агрегация (фигура 11.2.).
Един класификация знак двигатели очевидни е броят на горива, химически горивата.
Например, monopropellant ракетни двигатели или двукомпонентно гориво, на три-GRD гориво (за външна терминология - tribridnom на гориво) (фигура 13.1, ниво 4.).
По проект функции могат да Класификация на ракетен двигател с десетки разпределение колони, но основните разлики в изпълнението на целевата функция дефинирана верига компоненти снабдяване на горивната камера. Най-типичната класификация въз основа на ООИ.
Класификация горива.
RT разделя на твърди и течни. Твърди горива, имат няколко предимства пред течност, те се съхраняват в продължение на дълъг период от време, не се отразяват на черупката ракета, не представлява риск за персонала, работещ с него заради ниската токсичност.
Въпреки това, експлозивен характер на тяхното изгаряне създава трудности при тяхното прилагане.
Твърдите горива са ballistnye и korditnye прах на базата на нитроцелулоза.
Liquid реактивен двигател, идеята за който е собственост на Константин Циолковски, най-често в пространството.
Течен RT може да бъде монокомпонентен и двукомпонентно (окислител и гориво).
Като окислители включват азотна киселина и азотен оксид (тетраоксид диоксид), водороден пероксид, течен кислород и флуор съединение.
Както се използва керосин гориво, течен водород, хидразини. Най-широко използваните хидразин и несиметричен диметил хидразин (UDMH).
Веществата, включени в течния RT силно агресивен и токсичен за хората. Ето защо, преди медицинско обслужване е проблемът на превантивни мерки за защита на персонала от остри и хронични отравяния MCT организация на спешната помощ когато пораженията.
В тази връзка, както и проучване на патогенезата, клиничните лезии, разработени средства за спешна помощ и лечение на заразените, са продукти за грижа за кожата и дихателната система, инсталирана MPC различен CRT и необходимите хигиенни стандарти.
Стимулатори и задвижващи системи на различни космически кораб са предпочитани обхват LRE.
За LRE ползи включват следното:
Най-високата специфична импулс в класа на химически ракетни двигатели (над 4500 m / и за двойка кислород водород, кислород керосин за - 3 500 m / сек).
Управляемост на тягата: регулиране на скоростта на потока на гориво може да варира в размер на тяга в широк диапазон и напълно спиране на работа на двигателя, след като рестартирате. Това е необходимо, за маневриране на устройството в пространството.
Когато създавате големи ракети, например, носители, които носят в орбита мулти-тон товар, използват LRE постига предимство тегло над двигатели с твърдо гориво (SRM). Първо, поради по-висок специфичен импулс, и второ, поради факта, че ракетата на течно гориво, съдържащо се в отделни резервоари, от който се подава в горивната камера с помощта на помпи. Поради това, налягането в резервоарите значително (десет пъти) по-ниска, отколкото в горивната камера, и резервоарите се извършва относително тънки стени и белите дробове. Резервоарът за гориво е твърдото гориво и горивната камера едновременно, и трябва да издържат на високо налягане (десетки атмосфери), и това води до увеличаване на теглото му. Колкото по-голям обем на гориво в ракетата, толкова по-голям от размера на контейнерите да се съхранява, и толкова по-голям въздействието, предимството на тегло LRE сравнение с SRM и обратно за малки ракети присъствие турбопомпа единица отрича това предимство.
Ракета двигателя и ракетата на основата му е много по-трудно подредени, и са по-скъпи, отколкото на аналогичен на твърдо гориво в функции (въпреки факта, че 1 кг течно гориво е няколко пъти по-евтино в твърдо състояние). Транспортиране течност ракета задължително с повишено внимание и технологии, за да го подготви за пускане в експлоатация по-сложно, трудоемко и изисква повече време (особено при използване на втечнен газ като компоненти на горивата), така ракети военен предпочитание към настоящия момент е двигатели на твърдо гориво, поради тяхната по- висока надеждност, преносимост и готовност.
Горива течни в безтегловност неконтролируемо се движат в пространството резервоари. За отлагане необходимо да се прилагат специални мерки, например, да включва спомагателни двигатели, работещи на твърдо гориво или газ.
В момента, химични ракетни двигатели (включително за LRE) достигнали лимита на капацитета на изразходваното гориво и следователно теоретично предвидени възможност за значително увеличаване на техния специфичен импулс, а това ограничава възможността на ракетни технологии, базирани на използването на химически двигатели, вече е овладял две посоки :
Космически полет в околоземното пространство (със или без персонал).
изследване на космоса в рамките на Слънчевата система с помощта на автоматични устройства (Voyager, Galileo).
Изборът на горивните компоненти е един от най-важните решения в изготвянето на ракетен двигател, премахване много части на конструкцията на двигателя и по-нататъшни технически решения. Ето защо, изборът на гориво за ракета двигателя се извършва с пълно отчитане на целта и ракетни двигатели, на която е монтиран, условия на работа, производствени технологии, съхранение, транспорт до мястото на старта, и така нататък. Н.
Един от най-важните показатели за смесени такива компоненти е специфичен импулс, което е особено важно при проектирането на ракети космически кораб, защото от нея в най-висока степен wt./wt зависи гориво и полезен товар, а оттам и на размера и теглото на цялото превозно средство (виж . формула Tsiolkovskii), който, когато не е достатъчно висока стойност на специфичната импулс може да бъде нереалистично. Таблица 1 показва някои комбинации от основните характеристики на компонентите на течни горива.
В допълнение към специфичен импулс при избора на горивните компоненти, решаваща роля и други показатели на свойствата на горивото, включително:
Плътност, което се отразява на размера на компонентите на резервоари. Както се вижда от таблица. 1, водород е горивото, с най-висока специфична импулс (ако има такъв окислител), но има изключително ниска плътност. Следователно, първата (големите) етап пускови обикновено използват други (по-малко ефективен, но по-плътен) горива, например керосин, като по този начин намаляване на размерите на първия етап за приемливо. Примери за такива "тактика" са ракета Saturn 5, първият етап използва компоненти, които кислород / керосин и вторият и третият етап - кислород / водород и системата за совалката в която твърдо вещество бустери горива, използвани като първия етап.
Точка на кипене, което може да наложи строги ограничения върху условията на експлоатация на ракетата. За този показател компонент на течното гориво е разделен на криогенно - охладени до много ниски температури на втечнени газове и висока точка на кипене - течност с точка на кипене над 0 ° С
Криогенни компоненти, които не могат да се съхраняват в продължение на дълъг период от време, както и да се транспортират на дълги разстояния, така че те трябва да бъдат направени (поне втечни) по конкретни енергоемки отрасли в непосредствена близост до площадката за излитане, което прави стартера напълно неподвижни. В допълнение, криогенни компоненти и имат и други физични свойства, имат допълнителни изисквания за използването им. Например, наличието на дори малки количества вода или водни пари в контейнерите с втечнени газове води до образуването на много твърди ледени кристали, които са в контакт с горивната система на акта на ракети от своя страна като абразив и могат да причинят сериозни инциденти. През дългите часове на подготовка за изстрелване на ракети по замръзва големи количества студ, се превръща в лед, както и падането на неговите парчета от голяма височина е опасност за персонала, ангажиран в подготовката, както и самата ракета и стартиране оборудване. Втечнени газове след ракетата ги подхранва започват да се изпари и преди началото те трябва да бъдат непрекъснато се попълва чрез специална система за хранене. Излишният газ, чрез изпаряване на компоненти трябва да се отстрани, така че окислителят не се смесва с горивото, образуване на експлозивна смес.
Кипене компоненти е много по-удобно за транспортиране, съхранение и работа с тях, така че в 50-те години на ХХ век, те заменя на криогенни компоненти на полето на военната ракета. В бъдеще тази област все повече се превръща участва в твърди горива. Въпреки това, при създаването на космически превозвачи криогенно гориво все още запазват позицията си поради високата енергийна ефективност, както и за извършване на маневри в пространството, когато горивото трябва да се поддържа в резервоарите в продължение на месеци или дори години, висококачествени компоненти кипене са най-подходящи. Илюстрация на такава "разделение на труда" може да служи като ракетен двигател, участващи в проекта Аполон: трите етапа на ракетата носител Сатурн 5, използвани криогенни компоненти и двигатели на лунния космически апарат, проектиран за коригиране на траекторията за маневрите в окололунна орбита - вряща несиметричен диметил хидразин и диазотен диазотен.
Химическа агресивност. Това качество се ползва от всички окислители. Следователно, присъствието на резервоарите, предназначени окислителя, дори малки количества от органични вещества (например, мазнини, останали от човешки пръсти) може да причини пожар, в резултат на което може да се възпламени материала на резервоара (алуминий, магнезий, титан и желязо много енергично изгори в ракета окислител среда ). Благодарение на агресивни оксиданти обикновено не се използват като охлаждащи в охладителни системи LRE турбопомпа газификатори и за да се намали топлинната натоварване на работния флуид турбина става пренаситен с гориво и окислител не са. При ниски температури, течен кислород е може би най-сигурният окислителя защото алтернативни оксиданти като диазотен тетраоксид или с концентрирана азотна киселина реагира с метал, и че те са оксиданти висока точка на кипене, че дълго може да се съхранява при нормална температура, услугата резервоари, в които те са ограничени.
компоненти и продукти на горенето за токсичност гориво е сериозно ограничаване на използването им. Например, флуор, както е видно от таблица 1. като окисляващ агент, по-ефективно от кислород, обаче свърже с водород, се образува флуороводород - вещество силно токсичен и агресивни, и освобождаването на няколко стотин, толкова повече тона на такива горивни продукти в атмосферата по време на стартиране на голяма ракета по себе си е направени от човека основен бедствие, дори и с успешен старт. И в случай на инцидент и разлив на количеството на веществото, щетите не са неизброими. Следователно, флуор не се използва като компонент на гориво. Те са токсични и азотен тетраоксид, азотна киселина, асиметричен диметилхидразин. Понастоящем предпочитани (от екологична гледна точка) окислителят е кислород и гориво - водород, последвано от парафин.
Свързани статии