Raketno gorivo: sorte in sestava

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Trdno raketno gorivo je trdna snov (mešanica snovi), ki lahko gori brez zraka in hkrati sprošča veliko plinastih spojin, segretih na visoko temperaturo. Takšne kompozicije se uporabljajo za ustvarjanje reaktivnega potiska v raketnih motorjih.

Raketno gorivo se uporablja kot vir energije za raketne motorje. Poleg trdega goriva obstajajo tudi gelasti, tekoči in hibridni analogi. Vsaka vrsta goriva ima svoje prednosti in slabosti. Tekoča goriva so enokomponentna in dvokomponentna (gorivo + oksidant). Želirana goriva so sestavki, zgoščeni v gelno stanje s pomočjo organskih kislin. Hibridna goriva so sistemi, ki vključujejo trdno gorivo in tekoči oksidant.

Prve vrste raketnega goriva so bile ravno trdne. Kot delovna snov je bil uporabljen smodnik in njegovi analogi, ki so se uporabljali v vojaških zadevah in ustvarjanjuognjemet. Zdaj se te spojine uporabljajo samo za izdelavo majhnih modelov raket, kot raketno gorivo. Sestava vam omogoča izstrelitev majhnih (do 0,5 m) raket več sto metrov v višino. Motor je majhen cilinder. Napolnjena je s trdno gorljivo mešanico, ki se vžge z vročo žico in gori le nekaj sekund.

Trdno raketno gorivo je najpogosteje sestavljeno iz oksidanta, goriva in katalizatorja za vzdrževanje stabilnega zgorevanja po vžigu sestave. V začetnem stanju so ti materiali praškasti. Za izdelavo raketnega goriva iz njih je treba ustvariti gosto in homogeno mešanico, ki bo dolgo, enakomerno in neprekinjeno gorela. Trdni raketni motorji uporabljajo: kalijev nitrat kot oksidant, oglje (ogljik) kot gorivo in žveplo kot katalizator. To je sestava črnega prahu. Druga kombinacija materialov, ki se uporabljajo kot pogonska goriva, so Bertholletova sol, aluminijev ali magnezijev prah in natrijev klorat. Ta sestava se imenuje tudi bel prah. Trdna gorljiva polnila za vojaške rakete delimo na balistična (nitroglicerin stisnjen smodnik) in mešana, ki se uporabljajo v obliki kanalskih blokov.

Raketni motor na trdo gorivo deluje na naslednji način. Po vžigu začne gorivo goreti z vnaprej določeno hitrostjo, pri čemer skozi šobo izstreljuje vročo plinasto snov, ki zagotavlja potisk. Gorivo v motorjugori, dokler ne izgine. Zato je nemogoče ustaviti postopek in ugasniti motor, dokler polnilo ne izgori do konca. To je ena od resnih pomanjkljivosti motorjev na trda goriva v primerjavi z drugimi analogi. Vendar pa se v balističnih nosilnih raketah v resničnem vesolju materiali na trda goriva uporabljajo le v začetni fazi leta. V naslednjih fazah se uporabljajo druge vrste raketnega goriva, tako da pomanjkljivosti sestave trdnega goriva ne predstavljajo bistvenega problema.