Τι είναι ένας κινητήρας πυραύλων;

Ένας κινητήρας πυραύλων είναι ένας τύπος κινητήρα αεριωθουμένων, που σημαίνει ότι είναι ένας κινητήρας αντίδρασης που δημιουργεί την ώθηση με την εκτόξευση ενός ρεύματος αερίου υψηλής ταχύτητας στο αντίθετο της επιθυμητής κατεύθυνσης του ταξιδιού, προωθώντας τον εαυτό του λόγω της διατήρησης της ορμής.Το διακριτικό χαρακτηριστικό ενός πυραύλου είναι ότι το προωθητικό του πίδακα παράγεται εξ ολοκλήρου από τη μάζα του προωθητικού του κινητήρα, με κανένα από αυτά να ληφθεί από το εξωτερικό περιβάλλον.Αυτό διαφέρει από άλλες μορφές μηχανών αεριωθουμένων, όπως turbojets, turbofans και ramjets, οι οποίες αναμιγνύουν το καύσιμο τους με πεπιεσμένο αέρα από την ατμόσφαιρα για να καίγονται τα καύσιμα τους και να παράγουν ένα τζετ.Η τεχνολογία των πυραύλων είναι απαραίτητη για τη διαστημική πτήση, επειδή οι ρουκέτες μπορούν να λειτουργούν έξω από μια ατμόσφαιρα.Οι πυραύλοι χρησιμοποιούνται επίσης για σκοπούς όπως πυροτεχνήματα, όπλα και αεροσκάφη υψηλής ταχύτητας.

Υπάρχουν διάφορες μορφές πυραύλων.Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος ονομάζεται χημικός πυραύλος.Ένας χημικός πυραύλος προωθείται προς τα εμπρός από χημικές αντιδράσεις στο προωθητικό του που παράγει θερμότητα, παράγοντας ένα ρεύμα εξάτμισης υψηλής ταχύτητας που εκκενώνεται από το πίσω μέρος του πυραύλου.Κάθε χημικός πυραύλος φέρει μια εύφλεκτη προωθητική ουσία ως παροχή καυσίμου.Αυτό συνδυάζεται με μια ακόμη πιο εύφλεκτη ουσία, που ονομάζεται εκκινητής ή ανάφλεχος.Ο εκκινητής αναφλέγεται, συνήθως μέσω ηλεκτρικού σπινθήρα ή πυροτεχνικού φορτίου, και η θερμότητα με τη σειρά του αναφλέγει το προωθητικό, το οποίο καίει για να παράγει ένα προωθητικό πίδακα εξάτμισης..Σε ένα πυραύλο στερεού καυσίμου, το στερεό προωθητικό, που ονομάζεται σιτάρι, αποθηκεύεται μαζί με οξειδωτικές χημικές ουσίες που χρησιμεύουν ως εκκινητής, ενώ οι πυραύλοι υγρών καυσίμων αποθηκεύουν το υγρό προωθητικό και τον εκκινητή σε ξεχωριστές δεξαμενές μέχρι να έρθει η ώρα να τα απελευθερώσειτο θάλαμο καύσης για ανάμειξη.Οι υβριδικοί πυραύλοι καυσίμων χρησιμοποιούν ένα στερεό προωθητικό, το οποίο στη συνέχεια αναμιγνύεται με υγρό ή αέρινο εκκινητή που αποθηκεύεται σε ξεχωριστή δεξαμενή μέχρι να είναι έτοιμη να χρησιμοποιηθεί.

Το πιο συνηθισμένο στερεό καύσιμο που χρησιμοποιείται σήμερα ονομάζεται σύνθετο προωθητικό θερμάδιο αμμωνίου (APCP), το οποίο αναφέρεται σε διάφορα χημικά μίγματα που ενσωματώνουν τόσο το προωθητικό όσο και τον εκκινητή.Το APCP περιλαμβάνει συνήθως το υπερχλωρικό αμμωνίου οξειδωτικού (NH

4

CLO ₄ ), τα ελαστικά πολυμερή που ονομάζονται ελαστομερή και το αλουμίνιο σε σκόνη ή άλλα μέταλλα.Τα υγρά καύσιμα πυραύλων αποτελούνται συχνά από υγρό οξυγόνο που αναμιγνύεται με εκλεπτυσμένο κηροζίνη ή υγρό υδρογόνο ή τετραξείδιο του δινιτρικού (N ₂ o ₄ ) αναμεμειγμένο με υδραζίνη (n ₂ h ₄ ) ή ένα από τα παράγωγά του.Οι πυραύλοι στερεών καυσίμων ήταν η πρώτη μορφή πυραύλων, αλλά έχουν αντικατασταθεί σε μεγάλο βαθμό από πιο αποτελεσματικά σχέδια υγρού καυσίμου και υβριδικών.Ακόμα χρησιμοποιούνται συνήθως για σκοπούς όπως τα πυροτεχνήματα και το μοντέλο πυραύλων, ωστόσο, και μερικές φορές χρησιμοποιούνται σε διαστημική πτήση για να ξεκινήσουν μικρά ωφέλιμα φορτία σε τροχιά ή ως συμπληρώματα σε πυραύλο υγρού καυσίμου προκειμένου να αυξηθεί η ικανότητα ωφέλιμου φορτίου.Για παράδειγμα, το διαστημικό λεωφορείο χρησιμοποιεί ένα μόνο μεγάλο πυραύλο υγρού καυσίμου που πλαισιώνεται από δύο μικρότερους πυραύλους στερεού καυσίμου για να φτάσει στην τροχιά. Ένας θερμικός πυραύλος χρησιμοποιεί ένα προωθητικό που θερμαίνεται από μια εξωτερική πηγή θερμότητας και όχι από χημικές αντιδράσεις στο προωθητικόεαυτό.Οι πυραύλοι ζεστού νερού, που ονομάζονται επίσης πυραύλους ατμού, χρησιμοποιούν το νερό ως προωθητικό με θέρμανση για να παράγουν αεριωθούμενα αεριωθούμενα αεριωθούμενα αεριωθούμενα αεριωθούμενα πίδακες.Αυτά χρησιμοποιούνται συχνά σε πολύ υψηλής ταχύτητας οχημάτων, όπως οι δρομείς.Οι ηλεκτροθερμικοί πυραύλοι χρησιμοποιούν ηλεκτρικά πεδία για να παράγουν θερμαινόμενο πλάσμα, το οποίο στη συνέχεια θερμαίνει το προωθητικό για να παράγει ένα πίδακα.Οι ηλεκτροθερμικοί πυραύλοι είναι χρήσιμοι για την παραγωγή σύντομων εκρήξεων ώθησης και συνήθως χρησιμοποιούνται για σκοπούς όπως ο έλεγχος υψομέτρου σε δορυφόρους.Ένας ηλιακός θερμικός πυραύλος θα χρησιμοποιούσε την ηλιακή ενέργεια ως πηγή θερμότητας, είτε από την Exposing το προωθητικό απευθείας στην ακτινοβολία από τον ήλιο ή χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια για να τροφοδοτήσει έναν εναλλάκτη θερμότητας που θα θερμαίνει το προωθητικό.Η ηλιακή ενέργεια θα συγκεντρωθεί και θα συγκεντρωθεί μέσω καθρέφτη ή φακών για να παρέχει αρκετή συγκεντρωμένη θερμότητα.Ένας θερμικός πυραυλικός κινητήρας θα μπορούσε επίσης να τροφοδοτείται με ενέργεια που μεταδίδεται σε αυτόν από μια εξωτερική πηγή μέσω δέσμης λέιζερ ή μικροκυμάτων.Ένας πυρηνικός θερμικός πυραύλος θα μπορούσε να θερμαίνει το προωθητικό του με την ενέργεια από έναν πυρηνικό αντιδραστήρα ή από την αποσύνθεση των ραδιενεργών ισότοπων.