Ракетни двигатели, тяхното разнообразие, възможности и перспективи

Човечеството винаги се е стремило към звездите, но едва през ХХ век, с развитието на науката и технологиите, успява да постигне вакуум. Преодоляването на тежестта е трудно и за да се постигне целта е необходимо да се измисли нещо специално. Като такъв автомобил правят ракетни двигатели. И ако разгледаме какво е сега и какво може да се появи в близко бъдеще, какви са перспективите за дълбоко пространство за човечеството?

Какво е ракетен двигател и какви видове от него съществуват?

Под ракетния двигател разбират механизма, при който работният флуид и източникът на енергия за работа се намират в самото превозно средство. Това е единственото средство за привличане на полезен товар Земна орбита, и може да работи във вакуум на космическото пространство. Основният залог се прави при конвертиране потенциална енергия гориво в кинетична, която се използва под формата на струен поток. Въз основа на вида на енергийния източник се отличават химически, ядрени и електрически ракетни двигатели.

Концепцията за специфичен импулс (или тяга) се използва като характеристика на ефективността: съотношението на количеството на движение към масовия поток на работната среда. Изчислено в m / s. Но дори и ракетните двигатели да имат значителен тласък, това не означава, че те се използват. Защо това се случва, ще научите, като прочетете за ядрените и електрическите механизми.

Химически ракетни двигатели

Те се основават на химическа реакция, в която влизат гориво и окислител. По време на реакцията продуктите на горенето се нагряват до значителни температури, докато те се разширяват и ускоряват в дюзите, след което се напускат двигателя. Топлината, генерирана от този двигател, се използва за разширяване на работния флуид с газообразен вид. Съществуват два типа механизми от този тип.

Двигателите с твърдо гориво имат проста конструкция, те са евтини за производство и не изискват значителни разходи за съхранение и подготовка за работа. Това води до тяхната надеждност и желание за използване. Но в същото време този тип има значителен недостатък - много висок разход на гориво. Тук се съдържа и смес от гориво и окислител. По-ефективен, но в същото време и труден е ракетен двигател за течности. В него горивото и окислителят се намират в различни резервоари и се дозират в дюзата. Важно предимство е, че можете да регулирате нивото на захранване и съответно скоростта на космическия кораб. Въпреки факта, че такива ракетни двигатели имат нисък специфичен импулс, те развиват силна тяга. Такова им собственост доведе до факта, че сега те се използват изключително на практика.

Ядрен ракетен двигател

Това е един от най-вероятните аналози на съвременните системи на движение. При ядрен ракетен двигател работният флуид се нагрява поради енергията, която се освобождава по време на радиоактивното разпадане или термоядрен синтез. Подобни механизми позволяват постигането на значителен специфичен импулс. А общото им сцепление е сравнимо с това на химическите двигатели. Но колко видове механизми, основани на ядрената енергия, се различават? Общо 3:

1. Радиоизотоп.
2. Ядрена.
3. Fusion.

Използването на ядрени ракетни двигатели в земната атмосфера е доста проблематично поради радиационно замърсяване. Възможното решение на този проблем ще бъде тип на газова фаза.

Електрически ракетни двигатели

Този тип има най-голям потенциал за развитие и използване в бъдеще. Електрическите ракетни двигатели предлагат големи обещания. Така специфичният им импулс може да достигне стойности от 210 km / s. Има 3 вида двигатели:

1. Електротермичен.
2. Електростатичен (например йонни ракетни двигатели).
3. Електромагнитна.

Една характеристика (за която може да се каже, че е едновременно предимство и недостатък) е, че с увеличаване на специфичния импулс е необходимо по-малко гориво, но повече енергия. От тази гледна точка йонният ракетен двигател, който работи на газ, има добри шансове. В момента се използва на практика за коригиране на траекторията на орбиталните станции и спътниците. Ограничените източници на електроенергия в космическото пространство, както и проблемите с работоспособността на височини над 100 километра все още пречат на широкото им използване. Плазмените ракетни двигатели, в които работното тяло има плазмено състояние, но които са само в експериментален етап, имат голям потенциал за използване.