Cómo arrancar un motor de cohete
Los motores de cohetes modernos se dividen principalmente en motores de propulsor sólido y de propulsor líquido. El llamado "propulsor" es el nombre colectivo del combustible (agente de combustión) más oxidante.
1. Motor de cohete sólido
El motor de cohete sólido es un motor de cohete químico que utiliza propulsor sólido. Los propulsores sólidos incluyen poliuretano, polibutadieno, polibutadieno terminado en hidroxilo, poliéter plastificado con nitrato, etc.
El motor cohete sólido consta de una columna de grano, una cámara de combustión, un conjunto de boquilla y un dispositivo de encendido. La columna de grano es un cilindro hueco hecho de propulsor y una pequeña cantidad de aditivos (la parte hueca es la superficie de combustión y su sección transversal es redonda, en forma de estrella, etc.). La columna de granos se encuentra en la cámara de combustión (generalmente en la carcasa del motor). Cuando se quema propulsor, la cámara de combustión debe soportar una temperatura alta de 2500 a 3500 grados y una presión alta de 102 a 2×107 Pa. Por lo tanto, debe estar hecha de acero aleado de alta resistencia, aleación de titanio o materiales compuestos, y entre la columna de granos y la pared interior de combustión Equipado con revestimiento aislante térmico.
El dispositivo de encendido se utiliza para encender la columna de pólvora y normalmente consta de un tubo de encendido eléctrico y una caja de pólvora (que contiene pólvora negra o agente pirotécnico). Después de encenderlo, el cable calefactor eléctrico enciende la pólvora negra y luego la pólvora negra enciende la pólvora ardiente.
Además de acelerar la expansión del gas para generar empuje, la boquilla a menudo se combina con un sistema de control del vector de empuje para formar un conjunto de boquilla con el fin de controlar la dirección del empuje. Este sistema puede cambiar el ángulo de inyección de gas, cambiando así la dirección del empuje.
Una vez finalizada la combustión del grano, el motor deja de funcionar.
En comparación con los motores de cohetes líquidos, los motores de cohetes sólidos tienen las ventajas de una estructura simple, una alta densidad de propulsor, el propulsor se puede almacenar en el medio de combustión para su fácil uso y su operación es conveniente y confiable. La desventaja es que el "impulso específico" es pequeño (también llamado empuje específico, que es la relación entre el empuje del motor y el peso del propulsor consumido por segundo, en segundos). El motor de cohete sólido tiene un impulso específico de 250 a 300 segundos, tiempo de trabajo corto, gran aceleración, difícil de controlar el empuje y dificultad para arrancar repetidamente, lo que no favorece el vuelo tripulado.
Los motores de cohetes sólidos se utilizan principalmente como motores para cohetes, misiles y cohetes sonda, así como motores propulsores para lanzamientos de naves espaciales y despegues de aviones.
2. Motor de cohete líquido
El motor de cohete líquido se refiere a un motor de cohete químico con propulsor líquido. Los oxidantes líquidos de uso común incluyen oxígeno líquido, tetróxido de dinitrógeno, etc., y los agentes de combustión incluyen hidrógeno líquido, dimetilhidrazina imparcial, queroseno, etc. Los oxidantes y los agentes de combustión deben almacenarse en tanques separados.
Los motores de cohetes líquidos generalmente constan de una cámara de empuje, un sistema de suministro de propulsor y un sistema de control del motor.
La cámara de empuje es un componente importante que convierte la energía química del propulsor líquido en propulsión. Consta de boquilla propulsora, cámara de combustión, conjunto de boquilla, etc., ver figura. El propulsor se inyecta en la cámara de combustión a través del inyector y sufre atomización, evaporación, mezcla y combustión para generar productos de combustión, que salen corriendo de la boquilla a alta velocidad (2500 a 5000 metros/segundo) para generar empuje. La presión en la cámara de combustión puede alcanzar las 2O0 atmósferas (aproximadamente 20OMPa) y la temperatura es de 300O~4000℃, por lo que se requiere refrigeración.
La función del sistema de suministro de propulsor es entregar propulsor a la cámara de combustión según el caudal y la presión requeridos. Según los diferentes métodos de entrega, existen dos tipos de sistemas de suministro: tipo extrusión (tipo neumático) y tipo bomba de presión. El sistema de suministro de extrusión utiliza gas a alta presión para ser descomprimido por un reductor de presión (el caudal de oxidante y agente combustible está controlado por la presión establecida por el reductor de presión) en los tanques de almacenamiento de oxidante y agente combustible, y luego los exprime en la cámara de combustión respectivamente. Los sistemas de suministro comprimido sólo se utilizan para motores de empuje pequeño. Los motores de alto empuje utilizan un sistema de suministro de bomba, que utiliza una bomba hidráulica para suministrar propulsor.