Rocket Design & typer drivstoff

Rocket Design & typer drivstoff


Utformingen av en rakett er i stor grad bestemt av sin tiltenkte oppgave, som i sin tur påvirker valg av drivstoff for å drive den. Raketter og andre romfartøy er i stor grad klassifisert etter type kjemiske drivstoff de bruker og hvordan de samhandler med hverandre. Når disse drivgasser, sammen med en oksidant å gi oksygen, forbrennes, blir varme gasser produsert og utvist bak raketten i stor hastighet, skyve håndverket fremover.

petroleum

Parafin raffinert fra råolje kan brukes i forbindelse med et oksydasjonsmiddel (som regel flytende oksygen, eller "LOX") som drivstoff for en rakett. Dette komplekset blanding av hydrokarbonforbindelser, mye mer raffinert enn vanlige petroleumsprodukter, kalles RP-1 (Raffinert Petroleum). Den ble brukt til å drive de første stadiene av Saturn 1B og Saturn V raketter av Apollo-programmet, og fortsetter til drivstoff Atlas 'første etappe i dag. Motorer som brenner RP-1 har begrenset operasjons livsløp grunn av residuet drivstoff frembringer

Cryogenic

Rockets basert på kryogeniske driv bruker flytende gasser som drivstoff; disse må oppbevares ved svært lave temperaturer mye som flytende oksidant - derav begrepet "kryogeniske", avledet fra det greske ordet for "iskald". Vanskeligheten av å opprettholde disse betingelsene og lagre dem over tid gjør kryogeniske brensel uønsket for bruk i raketter som skal holdes "lanseringsklar", slik som de som er ansatt for militære formål. Likevel, effektivitet og ytelse av slike driv som flytende hydrogen, metan eller flourine oppveier denne hindring. Av denne grunn har romfergen brukte flytende hydrogen og oksygen ikke bare å drive bilen i verdensrommet, men også til å generere on-board makt for driftsaktiviteter.

Hypergolic

Hypergolic driv er en spesiell klasse av brensel og oksidasjonsmidler som antennes og brenne ved kontakt med hverandre og uten behov for et eksternt levert "gnist". Den enkle som hypergolically-drevet motorer kan gjentatte ganger og pålitelig antent og stoppet gjør dem ideelle for manøvreringssystemer ombord både bemannede og ubemannede romfartøyer. Romfergen Orbiter håndverket bruker hypergols for orbital innsetting, store banetransport, holdning kontroll og deorbit å gå tilbake til Jorden. Denne gruppe av forbindelser inkluderer hydrazin, monometyl- hydrazin (MMH), usymmetrisk dimetyl hydrazin (UDMH) eller blandinger av to eller flere slike brennstoffer. Dinitrogentetraoksid (NTO) eller salpetersyre blir vanligvis brukt som en oksidant.

Av de brensel, Hydrazine har best ytelse, men kan være ustabil. MMH er mer stabil og gir best resultater når frysepunktet er et hovedanliggende, for eksempel i vakuum plass. UDMH har den laveste frysepunktet for tre og er stabil nok til å bli brukt for å kjøle motoren og gjennom regenerativ kjøling.

Fast

Rocket design utnytte faste driv er den enkleste og eldste i historien. Et foringsrør inne i raketten (vanligvis laget av høyfast stål) er fylt med en blanding av fast brensel og oksidant. Denne blokken av blandingen, eller "korn", da brenner fra innsiden og utover, utviste varme gasser fra et munnstykke på baksiden av raketten for å oppnå skyvekraft. Formen og størrelsen av kanalen kjører ned midten av korn (kalt en "port") bestemmer hastigheten ved hvilken drivmidlet vil brenne. Disse brensler har de klare fordeler ved å være stabil, lett å lagre og krever ingen kompliserte pumper eller andre maskiner i raketten for å frembringe skyvekraft. På den annen side, når kornet er blitt antent, er det umulig å stoppe inntil alt drivstoff har blitt oppbrukt.

Faste drivmidler er enten homogene - med en enkelt-eller dobbelt base (en eller to bestanddeler, henholdsvis) - eller kompositter, som bruker en krystallisert eller finmalt mineralsalt som en oksidant.

Hybrid

Hybrid fremdrift er en ny form for Rakettene som forsøker å kombinere egenskapene til både flytende og faste-drevet rakett konfigurasjoner. I hybrid motiver er flytende oksydasjonsmiddel pumpes gjennom porten av et inert korn (ofte en polymer), hvor den antennes og frembringer skyvkraft mye det samme som et faststoff-fulled motor. I motsetning til den sistnevnte, men motorens skyvekraft kan endres eller stanses helt ved å kutte av strømmen av oksidant.