Injini thabiti na za kioevu za roketi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Makombora kama aina ya silaha yamekuwepo kwa muda mrefu sana. Waanzilishi katika suala hili walikuwa Wachina, kama ilivyotajwa katika wimbo wa Milki ya Mbinguni mwanzoni mwa karne ya 19. "Red glare ya roketi" - ndivyo inavyoimbwa ndani yake. Walishtakiwa kwa baruti, zuliwa, kama unavyojua, katika Uchina huo huo. Lakini ili "mambo muhimu nyekundu" yaangaze, na mishale ya moto ikaanguka juu ya vichwa vya maadui, injini za roketi zilihitajika, ingawa ni rahisi zaidi. Kila mtu anajua kwamba baruti hulipuka, na kukimbia kunahitaji mwako mkali na kutolewa kwa gesi iliyoelekezwa. Kwa hivyo muundo wa mafuta ulipaswa kubadilishwa. Ingawa vilipuzi vya kawaida ni 75% nitrati, 15% kaboni, na 10% salfa, injini za roketi ni 72% nitrati, 24% ya kaboni na 4% salfa.

Roketi na viboreshaji vya kisasa vya kurusha-endesha-imara hutumia michanganyiko changamano zaidi kama mafuta, lakini kanuni inasalia ileile, Wachina wa kale. Sifa zake hazipingiki. Hizi ni unyenyekevu, kuegemea, kasi ya juu ya kuanzishwa, bei nafuu na urahisi wa matumizi. Ili projectile ianze, inatosha kuwasha mchanganyiko thabiti unaoweza kuwaka, kutoa mtiririko wa hewa - na ndivyo ilivyo, iliruka.

Hata hivyo, ipoteknolojia hiyo iliyothibitishwa na ya kuaminika ina vikwazo vyake. Kwanza, baada ya kuanzisha mwako wa mafuta, haiwezekani tena kuizuia, na pia kubadilisha hali ya mwako. Pili, oksijeni inahitajika, na katika hali ya nafasi isiyo ya kawaida au isiyo na hewa sio. Tatu, uchomaji bado unaendelea haraka sana.

Suluhisho ambalo wanasayansi katika nchi nyingi wamekuwa wakitafuta kwa miaka mingi hatimaye limepatikana. Dk. Robert Goddard alijaribu injini ya kwanza ya roketi ya kioevu ya 1926. Alitumia petroli iliyochanganywa na oksijeni ya kioevu kama mafuta. Ili mfumo ufanye kazi kwa uhakika kwa angalau sekunde mbili na nusu, Goddard alilazimika kutatua matatizo kadhaa ya kiufundi yanayohusiana na usukumaji wa vitendanishi, mfumo wa kupoeza na mifumo ya uendeshaji.

Kanuni ambayo kwayo injini zote za roketi za kioevu hutengenezwa ni rahisi sana. Kuna mizinga miwili ndani ya kesi hiyo. Kutoka kwa mmoja wao, kwa njia ya kichwa cha kuchanganya, kioksidishaji hutolewa ndani ya chumba cha uharibifu, ambapo, mbele ya kichocheo, mafuta yanayotoka kwenye tank ya pili hupita kwenye hali ya gesi. Mmenyuko wa mwako hutokea, gesi ya moto hupitia kwanza eneo la subsonic la pua, na kisha eneo la supersonic la kupanua, ambapo mafuta pia hutolewa. Kwa kweli, kila kitu ni ngumu zaidi, pua inahitaji baridi, na njia za kulisha zinahitaji kiwango cha juu cha utulivu. Injini za roketi za kisasa zinaweza kuendeshwa na hidrojeni, oxidizer ni oksijeni. Mchanganyiko huu ni wa kulipuka sana, na ukiukaji mdogo wa uendeshaji wa mfumo wowotehusababisha ajali au maafa. Vijenzi vya mafuta vinaweza pia kuwa vitu vingine ambavyo sio hatari kidogo:

- mafuta ya taa na oksijeni ya kioevu - hizi zilitumika katika awamu ya kwanza ya mpango wa uzinduzi wa gari la Saturn V katika mpango wa Apollo;

- pombe na oksijeni ya kioevu - zilitumika katika roketi za V2 za Ujerumani na wabebaji wa Soviet "Vostok";

- tetroksidi ya nitrojeni - monomethyl - hidrazini - inayotumika katika injini za Cassini.

Licha ya utata wa muundo, injini za roketi za kioevu ndizo njia kuu za kutoa shehena ya anga. Pia hutumiwa katika makombora ya balestiki ya mabara. Njia zao za utendakazi zinakubalika kwa udhibiti sahihi, teknolojia za kisasa hufanya iwezekane kubinafsisha michakato inayotokea katika vitengo na mikusanyiko yao.

Hata hivyo, injini za roketi zinazoiendesha imara pia hazijapoteza umuhimu wao. Zinatumika katika teknolojia ya anga kama msaidizi. Umuhimu wao ni mkubwa katika moduli za breki na uokoaji.