Ce este un motor rachetă?

Un motor rachetă este un tip de motor cu reacție, ceea ce înseamnă că este un motor de reacție care creează tracțiune prin descărcarea unui flux de gaz de mare viteză în opus direcției dorite de deplasare, propulsându-se înainte datorită conservării impulsului. Caracteristica distinctivă a unei rachete este că jetul său de propulsie este produs în întregime din masa propulsorului proprie a motorului, fără a lua nimic din mediul extern. Aceasta diferă de alte forme de motoare cu reacție, cum ar fi turboreactoarele, turboventilatoarele și ramjeturile, care își amestecă combustibilul cu aer comprimat din atmosferă pentru a-și arde combustibilul și a produce un jet. Tehnologia motorului de rachetă este esențială pentru zborurile spațiale, deoarece rachetele pot funcționa în afara atmosferei. Rachetele sunt, de asemenea, folosite în scopuri precum artificii, arme și avioane de mare viteză.

Există mai multe forme de motor rachetă. Cel mai des folosit tip se numește rachetă chimică. O rachetă chimică este propulsată înainte prin reacții chimice în propulsorul său care produc căldură, producând un flux de evacuare de mare viteză care este descărcat din spatele rachetei. Fiecare rachetă chimică poartă o substanță propulsor inflamabilă ca alimentare cu combustibil. Aceasta este combinată cu o substanță și mai inflamabilă, numită inițiator sau aprindere. Inițiatorul este aprins, de obicei printr-o scânteie electrică sau încărcătură pirotehnică, iar căldura aprinde la rândul său propulsorul, care arde pentru a produce un jet de evacuare propulsor.

Substanțele chimice propulsoare pot fi solide, lichide sau solide combinate cu lichide sau gaze. Într-o rachetă cu combustibil solid, propulsorul solid, numit cereale, este stocat împreună cu substanțele chimice oxidante care servesc drept inițiator, în timp ce rachetele cu combustibil lichid stochează propulsorul lichid și inițiatorul în rezervoare separate până când este timpul să le elibereze în rachete. camera de ardere să se amestece. Rachetele cu combustibil hibrid folosesc un propulsor solid, care este apoi amestecat cu un inițiator lichid sau gazos depozitat într-un rezervor separat până când este gata de utilizare.

Cel mai obișnuit combustibil solid utilizat astăzi este numit propulsor compozit cu perclorat de amoniu (APCP), care se referă la un număr de amestecuri chimice diferite care încorporează atât propulsorul, cât și inițiatorul. APCP include în mod obișnuit perclorat de amoniu oxidant (NH4ClO4), polimeri elastici numiți elastomeri și aluminiu sub formă de pulbere sau alte metale. Combustibilii lichizi pentru rachete sunt adesea compuși din oxigen lichid amestecat cu kerosen rafinat sau hidrogen lichid sau din tetroxid de dinazot (N2O4) amestecat cu hidrazină (N2H4) sau unul dintre derivații săi.

Rachetele cu combustibil solid au fost prima formă de motor de rachetă, dar au fost în mare măsură înlocuite de proiecte hibride și de combustibil lichid mai eficiente. Cu toate acestea, ele sunt încă utilizate în mod obișnuit în scopuri precum artificiile și modelele de rachete și sunt uneori folosite în zborurile spațiale pentru a lansa sarcini utile mici pe orbită sau ca suplimente la o rachetă cu combustibil lichid pentru a crește capacitatea de încărcare utilă. De exemplu, naveta spațială folosește o singură rachetă mare cu combustibil lichid flancată de două rachete mai mici cu combustibil solid pentru a ajunge pe orbită.

O rachetă termică folosește un propulsor care este încălzit de la o sursă de căldură externă, mai degrabă decât prin reacții chimice din propulsorul în sine. Rachetele cu apă caldă, numite și rachete cu abur, folosesc apa ca propulsor prin încălzirea acesteia pentru a produce jeturi de abur. Acestea sunt utilizate frecvent în vehiculele terestre de foarte mare viteză, cum ar fi cursele de curse. Rachetele electrotermale folosesc câmpuri electrice pentru a produce plasmă încălzită, care apoi încălzește propulsorul pentru a produce un jet. Rachetele electrotermale sunt utile pentru producerea de rafale scurte de tracțiune și sunt utilizate în mod obișnuit în scopuri precum controlul altitudinii în sateliți.
Mai multe alte tipuri de rachete termice au fost propuse și, în cele din urmă, ar putea fi utilizate. O rachetă solară termică ar folosi energia solară ca sursă de căldură, fie prin expunerea combustibilului direct la radiațiile solare, fie folosind energia solară pentru a alimenta un schimbător de căldură care ar încălzi combustibilul. Energia solară ar fi adunată și concentrată prin oglinzi sau lentile pentru a furniza suficientă căldură concentrată. Un motor de rachetă termic ar putea fi alimentat și de energia transmisă lui de la o sursă externă prin laser sau fascicule cu microunde. O rachetă termică cu propulsie nucleară și-ar putea încălzi propulsorul cu energia dintr-un reactor nuclear sau din degradarea izotopilor radioactivi.