Raķešu dzinējs: kāda veida iekšdedzes dzinējs tas ir?
Raķešu dzinējs ir reaktīva dzinēja veids, ko neietekmē ārējā vide, pateicoties tam, ka tā rezervuārā ir degviela un oksidētājs.
Šajā rakstā īsumā tiks apskatīts, kā darbojas raķešu dzinējs, tā vēsture un iespējamie veidi.
Saturs
Raķešu dzinēja jēdziens
Raķešu dzinēja koncepcija ir diezgan vienkārša. Dedzinot darba vielu (degvielu un oksidētāju), rodas dūmgāzes, kas ļoti lielā ātrumā iziet no sadegšanas kameras caur dzinēja izplūdes sprauslu.
Izplūdes gāzēm, atstājot dzinēju, tās rada spēku, kas balstās uz darbības un reakcijas likumu un līdz ar to, pamatojoties uz Ņūtona 3. likuma impulsa nezūdamības likumu - ķermenis pārvietojas pretējā virzienā izplūdes virzienam. izplūdes gāzēm.
Reakcijas dzinējs: vai zinājāt, kāda veida dzinējs tas ir?
Vienkārši sakot, mašīna, kurai ir pievienots šis dzinējs, tiek virzīta pretējā virzienā, ka izplūdes gāzes atstāj dzinēja izplūdes sprauslu. Izplūdes gāzu ietekmi, kas atstāj dzinēja izplūdes sprauslu, sauc par raķešu dzinēja vilci. Tas ir tieši proporcionāls izplūdes gāzu masas un to izplūdes ātruma reizinājumam.
Kā darbojas raķešu dzinējs?
Darba vielas eksplozija notiek zem liela spiediena. Degviela un oksidētājs tiek saspiesti sadegšanas kamerā. No sadegšanas kameras ved sašaurināta izplūdes sprausla, pateicoties kurai palielinās dūmgāzu izplūdes ātrums. Taču sprausla nedrīkst būt pārāk šaura, lai materiāls, no kura tā izgatavots, netiktu termiski pārslogots (izkausēts).
Galvenā atšķirība starp raķešu dzinēju un citiem iekšdedzes dzinējiem ir tāda, ka raķešu dzinējs darba laikā neizsūc oksidētāju no atmosfēras, bet tam papildus degvielai ir arī oksidētāja padeve, ko tas nēsā līdzi. Tā kā šis dzinējs nes savu enerģijas avotu, tas var darboties arī kosmosā (vakuumā).
Benzīna un dīzeļdzinējs: kā tie atšķiras?
Vēl viena atšķirība ir tā, ka mašīna, ko darbina raķešu dzinējs, netiek darbināta ar mehānisku darbu, kā ar dzirksteļu vai dīzeļdzinējiem, kas darbina automašīnas, bet gan ar izplūdes gāzu reakcijas efektu.
Turklāt, izņemot dažas palīgsistēmas, piemēram, sūkni, sprauslu rotāciju utt., raķešu dzinējs nesatur kustīgās daļas, kas nepieciešamas parastajiem iekšdedzes dzinējiem (virzuļi, kloķvārpsta, sadales vārpsta un citas sastāvdaļas). Tādējādi raķešu dzinējam ir īpaša vieta starp citiem iekšdedzes dzinējiem.
Raķešu dzinēja darbība īsumā
- Tas neizsūc darba vielu no atmosfēras
- Dzinēja lietderīgā jauda nav mehānisks darbs, bet gan izplūdes gāzu reakcijas efekts
- Ja neskaita dažas palīgsistēmas, tajā nav kustīgu daļu
Pamatojoties uz degvielas stāvokli, raķešu dzinējus var iedalīt divās kategorijās: dzinēji ar šķidro un cieto degvielu.
Šķidrās degvielas raķešu dzinējs:
Šķidrās degvielas raķešu dzinēju darbina degvielas un oksidētāja maisījums sadegšanas kamerā. Tādējādi darba viela tiek sajaukta sadegšanas kamerā, kur tā aizdegas zem augsta spiediena.
Degvielu un oksidētāju kombinācijas šķidrās degvielas raķešu dzinējiem:
Oksidētājam ne vienmēr ir jābūt skābeklim; tās var būt arī citas molekulas ar lieko skābekli, piemēram, šķidrais ūdeņradis vai ogļūdeņražu maisījumi. Visizplatītākās darba vielu kombinācijas ir:
- Šķidrais ūdeņradis un šķidrais skābeklis
- Šķidrais skābeklis un petroleja
Papildus šīm kombinācijām tiek izmantotas citas degvielas un oksidētāji, un katrai kombinācijai ir priekšrocības un trūkumi.
Raķešu dzinējs ar cieto degvielu
Raķešu dzinēju, ko darbina ar cieto kurināmo, darbina degvielas maisījums graudu veidā, kas papildus degvielai satur arī oksidētāju. Šī dzinēja darba viela tiek uzglabāta sadegšanas kamerā. Cietā kurināmā dzinēju priekšrocība ir lieliska uzglabājamība un gatavība lietošanai. No otras puses, liels trūkums ir tas, ka šāda veida dzinēju nevar izslēgt.
Ar pirmo darba vielas aizdegšanos sākas visa reakcija, kas beidzas tikai tad, kad darba viela nav pilnībā izsmelta. Tāpēc šis dzinējs visbiežāk tiek izmantots kā papildu pacelšanās dzinējs atspolēm vai lidmašīnām.
Hibrīda raķešu dzinējs:
Tas ir raķešu dzinējs, kurā viena no sastāvdaļām, vai nu degviela, vai oksidētājs, ir šķidrā stāvoklī, bet otra sastāvdaļa ir cietā stāvoklī.
Raķešu dzinēju galvenokārt izmanto, lai virzītu:
- militārās raķetes
- kosmosa raķetes
- kosmosa kuģi
- satelīti un kosmosa zondes
- lidmašīnas
- kā palīgierīce, palaišanas dzinējs lidmašīnām
Pat ja raķešu dzinējs netiek izmantots automašīnu vadīšanai, bija daži traki cilvēki, kuri aprīkoja savus spēkratus ar šāda veida dzinēju, par ko varat lasīt mūsu rakstā: Reakcijas dzinējs: vai zinājāt, kas tas ir?