Ракетни двигатели за твърди горива и течни горива

Ракетите като вид оръжия са съществували от много дълго време. Пионерите в този случай са китайците, както се споменава в химна на небесното начало на XIX век. "Червени вълни на ракети" - така се пее в него. Заредете ги с барут, изобретен, както знаете, в същия Китай. Но за да блесне "червеният отблясък", а на главите на враговете се сринаха огън стрели, имахме нужда от ракетни двигатели, дори от протозои. Всеки знае, че прахът експлодира, а за полета е необходимо интензивно изгаряне с насочено отделяне на газ. Така че съставът на горивото трябваше да се промени. Ако съотношението на съставките в конвенционалните взривни вещества е 75% нитрати, 15% въглерод и 10% сяра, ракетните двигатели съдържат 72% нитрати, 24% въглерод и 4% сяра.

В модерните ракети и ускорители за твърдо гориво се използват по-сложни смеси като гориво, но принципът остава същият - древният китайски. Неговите добродетели са извън съмнение. Тази простота, надеждност, висока скорост на иницииране, относителна евтиност и лекота на използване. За да стартира снаряда, е достатъчно да запали твърда горима смес, за да осигури притока на въздух - и всичко, което лети.

Съществуват обаче такива недостатъци в такава доказана и надеждна технология. Първо, чрез задействане на изгарянето на гориво, той вече не може да бъде спрян, както и да се промени режимът на горене. Второ, кислородът е необходим, а в условията на редки или безвъздушно пространство не е така. Трето, горенето още тече твърде бързо.

Накрая беше открит изходът от много години в много страни. През 1926 г. д-р Робърт Годард преживява първия ракетен двигател с течно гориво. Като гориво използва бензин, смесен с течен кислород. За да работи системата постоянно поне две и половина секунди, Goddard трябваше да реши редица технически проблеми, свързани с инжектирането на реагенти, охлаждащата система и кормилни механизми.

Принципът, с който се произвеждат всички ракетни двигатели с течно гориво, е изключително прост. Вътре има два резервоара. От единия от тях, през смесителната глава, окислителят се подава в разлагащата камера, където в присъствието на катализатора горивото, идващо от втория резервоар, преминава в газово състояние. е реакция на изгаряне, горещият газ преминава първо от стесняващата се дозона зона на дюзата и след това разширяващата се свръхзвукова, където се подава и гориво. В действителност всичко е много по-сложно, дюзата изисква охлаждане, а режимите на хранене - висока степен на стабилност. Съвременните ракетни двигатели като гориво могат да бъдат захранвани с водород, а окислителят е кислород. Тази смес е изключително експлозивна и най-малкото нарушение на режима на работа на която и да е система води до злополука или катастрофа. Компонентите на горивото могат да бъдат и други вещества, които не са по-малко опасни:

- керосин и течен кислород - те бяха използвани в първия етап на програмата на превозвачите "Сатурн V" в програмата Аполо;

- алкохол и течен кислород - участваха в немски ракети V2 и съветски превозвачи Vostok;

- азотен тетраоксид - монометилхидразин - са били използвани в двигателите на "Cassini".

Въпреки сложността на проекта, ракетните двигатели с течно гориво са основното средство за доставка на космически товари. Те се използват и в междуконтиненталните балистични ракети. Режимите на тяхната работа са подчинени на точното регулиране, съвременните технологии позволяват да се автоматизират процесите, протичащи в техните агрегати и възли.

Въпреки това, ракетните двигатели с твърди горива също не са загубили значението си. Те се използват в космическата технология като спомагателни. Тяхното значение в модулите на инхибиране и спасяване е голямо.