Co to jest silnik rakietowy?

Silnik rakietowy jest rodzajem silnika odrzutowego, co oznacza, że jest to silnik reakcyjny, który tworzy ciąg, rozładowywanie szybkiego strumienia gazu w przeciwieństwie do pożądanego kierunku podróży, napędzając się do przodu z powodu ochrony pędu.Rakiety wyróżniają się, że jego napędowy strumień jest wytwarzany w całości z silników własnej masy pędnej, bez żadnego z nich ze środowiska zewnętrznego.Różni się to od innych form silników odrzutowych, takich jak turboje, turbofany i ramjety, które mieszają paliwo ze sprężonym powietrzem z atmosfery, aby spalić paliwo i wyprodukować odrzutowiec.Technologia silnika rakietowego jest niezbędna do lotów kosmicznych, ponieważ rakiety mogą działać poza atmosferą.Rakiety są również używane do celów, takich jak fajerwerki, broń i szybkie samoloty.

Istnieje kilka form silnika rakietowego.Najczęściej stosowany typ nazywa się rakietą chemiczną.Rakieta chemiczna jest napędzana do przodu przez reakcje chemiczne w jego pędu, które wytwarzają ciepło, wytwarzając strumień szybkiego spalin, który jest rozładowywany z tyłu rakiety.Każda rakieta chemiczna przenosi łatwopalną substancję paliwa jako zasilanie paliwa.Jest to łączone z jeszcze bardziej łatwopalną substancją, zwaną inicjatorem lub zapalnikiem.Inicjator jest zapalany, zwykle przez iskrę elektryczną lub ładunek pirotechniczny, a ciepło z kolei rozpala pędność, która spala się w celu wytworzenia napędowego strumienia spalin.

Chemikalia paliwa mogą być ciałami stałymi, cieczami lub ciałami stałymi w połączeniu z cieczami lub gazami.W rakiecie stałej paliw stały pędność, zwana ziarnem, jest przechowywana wraz z utleniającymi chemikaliami, które służą jako inicjator, podczas gdy rakiety paliwa ciekłego przechowują płynny pędność i inicjator w osobnych zbiornikach, aż nadejdzie czas, aby uwolnić je dokomora spalania do mieszania.Hybrydowe rakiety paliwowe wykorzystują stały pędność, która jest następnie mieszana z ciekłym lub gazowym inicjatorem przechowywanym w osobnym zbiorniku, aż będzie gotowy do użycia. Najczęstsze zastosowane dziś paliwo stałe nazywa się kompozytem kompozytowym nadchloranu amonu (APCP), który odnosi się do wielu różnych mieszanin chemicznych, które obejmują zarówno paliwo, jak i inicjator.APCP zwykle obejmuje utleniacz nadchloratu amonu (NH ₄ CLO ₄ ), elastyczne polimery zwane elastomerami oraz sproszkowane aluminium lub inne metale.Ciekłe paliwa rakietowe często składają się z ciekłego tlenu zmieszanego z rafinowanym naftowym wodorem lub ciekłym wodorem lub z tertlesykiem dinitogenu (N ₂ O ₄ ) zmieszanym z hydrazyną (N ₂ H

4

) lub jednym z jego pochodnych.

Rakiety z paliw stałych były pierwszą formą silnika rakietowego, ale w dużej mierze zostały wyparte przez bardziej wydajne projekty paliwa i hybrydowe.Są one nadal powszechnie używane do celów, takich jak fajerwerki i modelowa rakieta, a czasem są używane w kosmosie do wprowadzenia małych ładunków na orbitę lub jako suplementy do rakiety z paliw w płynie w celu zwiększenia pojemności ładunku.Na przykład prom kosmiczny wykorzystuje pojedynczą dużą rakietę z płynami paliw otoczoną dwiema mniejszymi rakietami paliw stałego, aby dotrzeć do orbity. Rakieta termiczna wykorzystuje paliwo ogrzewane z zewnętrznego źródła ciepła, a nie przez reakcje chemiczne w paliwo pędusamo.Rakiety ciepłej wody, zwane również rakietami parowymi, wykorzystują wodę jako paliwo, ogrzewając ją do produkcji dysza pary.Są one często używane w bardzo szybkich pojazdach lądowych, takich jak wyścigi drag.Rakiety elektrotermiczne wykorzystują pola elektryczne do wytwarzania podgrzewanego plazmy, które następnie ogrzewa paliwo do wytworzenia strumienia.Rakiety elektrotermiczne są przydatne do wytwarzania krótkich serii ciągu i powszechnie stosowane do celów takich jak kontrola wysokości w satelitach. Zaproponowano kilka innych rodzajów rakiet termicznych i może ostatecznie zobaczyć zastosowanie.Słoneczna rakieta termiczna wykorzystywałaby energię słoneczną jako źródło ciepła, albo narażającpaliwo bezpośrednio do promieniowania ze słońca lub wykorzystanie energii słonecznej do zasilania wymiennika ciepła, który podgrzewałby paliwo.Energia słoneczna byłaby zebrana i skoncentrowana przez lustra lub soczewki, aby zapewnić wystarczającą koncentrację ciepła.Silnik rakietowy termiczny może być również zasilany energią przesyłaną do niego ze źródła zewnętrznego za pośrednictwem wiązek lasera lub mikrofalowych.Rakieta termiczna napędzana jądrem może ogrzać pędność energią z reaktora jądrowego lub z rozpadu radioaktywnych izotopów.