เครื่องยนต์จรวดคืออะไร?

เครื่องยนต์จรวดเป็นเครื่องยนต์เจ็ทชนิดหนึ่งซึ่งหมายความว่ามันเป็นเครื่องยนต์ปฏิกิริยาที่สร้างแรงผลักดันโดยการปล่อยก๊าซความเร็วสูงในทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเดินทางที่ต้องการขับเคลื่อนตัวเองไปข้างหน้าเนื่องจากการอนุรักษ์โมเมนตัมลักษณะที่แตกต่างของจรวดคือเจ็ทแรงขับเคลื่อนของมันนั้นผลิตจากมวลของเครื่องยนต์ของตัวเองโดยไม่มีสิ่งใดมาจากสภาพแวดล้อมภายนอกสิ่งนี้แตกต่างจากเครื่องยนต์เจ็ทในรูปแบบอื่น ๆ เช่นเทอร์โบเจ็ทเทอร์โบและ Ramjets ซึ่งผสมเชื้อเพลิงกับอากาศอัดจากชั้นบรรยากาศเพื่อเผาเชื้อเพลิงและผลิตเจ็ทเทคโนโลยีเครื่องยนต์จรวดเป็นสิ่งจำเป็นต่อ Spaceflight เนื่องจากจรวดสามารถทำงานนอกบรรยากาศได้จรวดยังใช้เพื่อจุดประสงค์เช่นดอกไม้ไฟอาวุธและเครื่องบินความเร็วสูง

เครื่องยนต์จรวดหลายรูปแบบประเภทที่ใช้กันมากที่สุดเรียกว่าจรวดเคมีจรวดเคมีถูกขับเคลื่อนไปข้างหน้าโดยปฏิกิริยาทางเคมีในตัวขับเคลื่อนที่ผลิตความร้อนสร้างกระแสไอเสียความเร็วสูงที่ปล่อยออกมาจากด้านหลังของจรวดจรวดเคมีแต่ละชนิดมีสารขับเคลื่อนที่ติดไฟได้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงนี่คือการรวมกับสารไวไฟมากยิ่งขึ้นเรียกว่าผู้ริเริ่มหรือจุดระเบิดผู้ริเริ่มจะถูกจุดไฟซึ่งมักจะผ่านประกายไฟฟ้าหรือประจุไฟฟ้าพลิเคชันและความร้อนในทางกลับกันก็จุดไฟซึ่งเผาไหม้เพื่อผลิตไอเสียไอเสียที่ขับเคลื่อนด้วยสารเคมีที่เป็นของแข็งของเหลวหรือของแข็งรวมกับของเหลวหรือก๊าซ.ในจรวดเชื้อเพลิงที่เป็นของแข็งจรวดที่เป็นของแข็งเรียกว่าธัญพืชจะถูกเก็บไว้พร้อมกับสารเคมีออกซิไดซ์ที่ทำหน้าที่เป็นผู้ริเริ่มในขณะที่จรวดเชื้อเพลิงของเหลวเก็บลุ่มของเหลวและผู้ริเริ่มในถังแยกห้องเผาไหม้เพื่อผสมจรวดเชื้อเพลิงไฮบริดใช้จรวดที่เป็นของแข็งซึ่งจะผสมกับตัวริเริ่มของเหลวหรือก๊าซที่เก็บไว้ในถังแยกจนกว่าจะพร้อมที่จะใช้

เชื้อเพลิงแข็งที่พบมากที่สุดในปัจจุบันเรียกว่าแอมโมเนียมเปอร์คลอเรตคอมโพสิตคอมโพสิต (APCP) ซึ่งหมายถึงสารผสมทางเคมีที่แตกต่างกันจำนวนมากซึ่งรวมทั้งตัวขับเคลื่อนและผู้ริเริ่มAPCP โดยทั่วไปรวมถึง ammonium perchlorate ออกซิไดเซอร์ (NH

4

Clo ₄ ) โพลีเมอร์ยืดหยุ่นที่เรียกว่าอีลาสโตเมอร์และอลูมิเนียมผงหรือโลหะอื่น ๆเชื้อเพลิงจรวดของเหลวมักจะประกอบด้วยออกซิเจนเหลวผสมกับน้ำมันก๊าดกลั่นหรือไฮโดรเจนเหลวหรือไดนิโตรเจนเทตรอกไซด์ (n ₂ o ₄ ) ผสมกับ hydrazine (n ₂ H ₄ ) หรืออนุพันธ์ของมัน_{จรวดเชื้อเพลิงแข็งเป็นรูปแบบแรกของเครื่องยนต์จรวด แต่ส่วนใหญ่ได้รับการแทนที่ด้วยการออกแบบเชื้อเพลิงของเหลวและลูกผสมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นพวกเขายังคงใช้กันทั่วไปสำหรับวัตถุประสงค์เช่นดอกไม้ไฟและรูปแบบจรวดและบางครั้งใช้ใน Spaceflight เพื่อเปิดน้ำหนักบรรทุกขนาดเล็กเข้าสู่วงโคจรหรือเป็นอาหารเสริมไปยังจรวดเชื้อเพลิงเหลวเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักตัวอย่างเช่นกระสวยอวกาศใช้จรวดเชื้อเพลิงของเหลวขนาดใหญ่ขนาบข้างด้วยจรวดเชื้อเพลิงแข็งขนาดเล็กสองตัวเพื่อไปถึงวงโคจร}

จรวดความร้อนใช้จรวดที่ถูกทำให้ร้อนจากแหล่งความร้อนภายนอกแทนที่จะเป็นปฏิกิริยาทางเคมีตัวเองจรวดน้ำร้อนหรือที่เรียกว่าจรวดไอน้ำใช้น้ำเป็นตัวขับเคลื่อนโดยการให้ความร้อนเพื่อผลิตไอพ่นไอน้ำสิ่งเหล่านี้มักใช้ในยานพาหนะที่ดินความเร็วสูงเช่นนักแข่งลากจรวดไฟฟ้าใช้สนามไฟฟ้าเพื่อผลิตพลาสมาอุ่นซึ่งจะทำให้ความร้อนของจรวดในการผลิตเจ็ทจรวดไฟฟ้ามีประโยชน์สำหรับการสร้างแรงผลักดันสั้น ๆ และใช้กันทั่วไปเพื่อวัตถุประสงค์เช่นการควบคุมระดับความสูงในดาวเทียม

จรวดความร้อนหลายประเภทได้รับการเสนอและในที่สุดอาจเห็นการใช้งานจรวดความร้อนจากแสงอาทิตย์จะใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งความร้อนไม่ว่าจะเป็นการเปิดเผยจรวดโดยตรงไปยังรังสีจากดวงอาทิตย์หรือใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อเพิ่มพลังงานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่จะให้ความร้อนแก่ตัวขับเคลื่อนพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกรวบรวมและเข้มข้นผ่านกระจกหรือเลนส์เพื่อให้ความร้อนเข้มข้นเพียงพอเครื่องยนต์จรวดความร้อนสามารถขับเคลื่อนด้วยพลังงานที่ส่งไปยังจากแหล่งภายนอกผ่านเลเซอร์หรือคานไมโครเวฟจรวดความร้อนที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์สามารถให้ความร้อนแก่ตัวขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือจากการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี