Raketová pohonná látka
Z Wikipédie
Raketové pohonné látky sú pracovné látky a zmesi, ktoré prúdia z raketového motora a na princípe akcie a reakcie predávajú rakete pohybovú energiu. Nemusí sa jednať o látky, ktoré istým spôsobom chemicky reagujú. Môže sa jednať aj o chemicky neutrálne látky, ktoré sú urýchlované iným spôsobom. Raketové pohonné látky preto rozdelujeme podľa toho, akým spôsobom získavajú pohybovú energiu. Dotera boli definované tieto druhy pohonných: + chemické pohonné látky - najbežnejšie pohonné látky, značne efektívne, zložité konštrukcie + adiabatické pohonné látky - najjednoduhšia funkcia, neefektívne + plazmové pohonné látky - vysoka efektivita, náročna konštrukcia a prevádzka
Obsah |
[úprava] Chemické pohonné látky
V raketách sa pužíva množstvo druhov chemických pohonných látok, ktoré su rozdelené do viacerých kategórií a podľa kombinácie týchto pohonných látok potom rozpoznávame niekoľko druhov raketových pohonov. Chemické pohonné látky sa zväčsia skladajú z okysličovadla a paliva. Pri chemickéj reakcii zvanej horenie, je uvolňované značné množstvo energie, ktorá sa v triske raketového motora mení na pohybovú energiu vytekajúcich splodín.
Za základné rozdelenie pohonných látok sa považuje ich rozdelenie podľa skupenstva:
- tuhé pohonné látky
- tekuté pohonné látky
[úprava] Tuhé pohonné látky - TPL
Tuhé pohonné látky bývaju zväčšia jednozložkové (okysličovadlo je obsiahnuté už v pohonnej látke). Existujú aj takzvané hybridné, kedy je jedna zložka v tekutom stave a druha v pevnom. Takéto pohonné látky majú isté výhody oproti klasickým tuhým palivám. A to hlavne možnosť prerušenia činnosti motora. Podľa tvaru a veľkosti zŕn je možne "naprogramovať" horenie podľa požiadaviek.
[úprava] Tekuté pohonné látky
Podľa skladovateľnosti ich delíme na:
- dlhodobo skladovateľné
- kryogenické - neskladovateľné
Dlhodobo skladovateľné pohonné látky majú niekoľko nevýhod. Zväčša ide o toxické látky, ktoré horia samovoľne už pri samotnom styku paliva a okysličovadla (hypergolické palivá). Tiež majú menšií špecifický impulz ako kryogénne pohonné látky. Pre prípad poruchy sa pri raketách s takýmto palyvom používa ešte nultý štartovací stupeň ktorý najprv dopravý celý nosič do bespečnej výšky a až tam dochádza k zážehu motorov prvého stupňa (raketa Titan). Narozdiel od kryogenických motorov sú motori na hypergolické palyvá jednoduhšie, pretože doprava pohonných hmot do spalovacej komory sa deje pretlakom inertného plynu v nádržiach. Okrem toho majú aj vyššiu spoľahlivosť. Niektoré z týchto látok sú používané ako jednozložkové pohonné látky (hydrazín). Ako kryogénne pohonné látky sa najčaste používa vodík a kyslík. Ide o bežne dostupné látky ktoré ale pre potreby raketovej techniky niesu v normalnom stave použiteľné. Preto sa skvapalňujú, čo ale prináša zníženie ich teploty hlboko pod bod mrazu (pri normálnom atmosférickom tlaku). Keďže horenie prebieha za značne vysokej teploty a tlaku, nestačí pre ich dopravu do spalovacej komory iba pretlak v nádržiach. Je nutné použiť veľmi výkonné turbo čerpadla. Keďže raketová technika je strašne dynamická a škála pohonných látok je strašne rozsiahla a ich kombinácie sú ešte pestrejšie. Preto vznikli aj hybridné kryogénne pohonny. Takéto pohony používajú tekutý kyslík a ropné produkty.
[úprava] Zoznam chemických palív
- Petrolej (RP1)
- Etanol
- Hydrazín (Areozine-50)
- Vodík
- Asymmetrický dimetilhydrazín (UDMH)
[úprava] Zoznam chemických okysličovadiel
- kyslík
- N2O2
- HNO3
[úprava] Zoznam chemických raketových motorov
- F-1 - USA - LOX/RP-1
- SSME - USA - LOX/LH2
- J-2X - USA - LOX/LH2
- RL-10A - USA - LOX/LH2
- RS-68 - USA - LOX/LH2
- RD-180 - Rusko - LOX/RP-1
- RD-17x - Rusko - LOX/RP-1
- RS-27 - USA - LOX/RP1
- AJ-10 - USA - N2O4/Areozine-50
- LR-87 - USA - N2O4/Areozine-50
- LR-91 - USA - N2O4/Areozine-50
- Vulcain - ESA - LOX/LH2
- Vinci - ESA - LOX/LH2
- RL-60 - USA - LOX/LH2
- Viking - ESA - N2O4/UDMH
- Kestrel - SpaceX - LOX/RP-1
- Merlin - SpaceX - LOX/RP-1
- RD-58 - Rusko - LOX/RP-1
- NK-33 - Rusko - LOX/RP-1
- HM7B - ESA - LOX/LH2
- H-1 - USA - LOX/RP-1
- RD-253 - Rusko - N2O4/UDMH
- RD-0210 - Rusko - N2O4/UDMH
- RD-0212 - Rusko - N2O4/UDMH
- S5.98M - Rusko - N2O4/UDMH
- RD-1X7 - Rusko - LOX/RP-1
- RD-1X8 - Rusko - LOX/RP-1
[úprava] Adiabatické pohonné látky
Táto kategória pohonných latok je ta najprimitívnejšia. Sú to podstate stlačené plyny alebo generované plyny (napríklad vodná para generovaná vretím vody), ktoré po ovotrení prívodového ventilu expandujú do voľného priestoru. V tomto prípade prebieha adiabatický dej pri ktorom sa znižuje tlak plynu v zásobníku až na tlak okolného priestoru a plyn zajíma čoraz väčší objem, ale mimo zásobníka plynu. Možno to niekomu pripomína klasické chemické raketové pohonny, ale nieje tomu tak. Pri chemickom pohone dochádza k zisku energie prostredníctvom chemickej reakcie. Pri adiabatických pohonných látkach dochádza iba k premene vnútornej energie plynu uzavretého pod tlakom v zásobníku. Tieto pohonné látky nemajú žiaden bližší význam, iba ak pre ukážkove účely v školách ("raketový balón"), kde by taký hydrazínový motor narobil veľke škody.
[úprava] Plazmové pohonné látky
Aj keď by sa zdalo, že medzi ionovímy a jadrovímy pohonnými látkami je veľký rozdiel, nie je tomu tak. Aj keď sposob generovania energie k uvedeniu pracovnéj látky do plazmatického stavu je iný, v oboch prípadoch by malo isť o ľahké a najlepšie inertné plyny. Čím je plyn ľahší tým vyššiu efektivitu motor može dosiahnuť.
[úprava] Pohonné látky pre iónové raketové motory
Dneska sa používa výlučne Xeón a to bez ohľadu na koštrukciu motora. Okrem Xeónu je možné použiť aj Neón ale jeho využitie je zaťiaľ sporne, kôli technickým problémom motorov využívajuci tento plyn. Plazma sa získava iónyzáciou plynu ktorý je následne smerovaný a urýchlovaný sústavou elektród a magnetov, podobne ako elektróny v obrazovkových trubiciach (obrazovky). Narozdiel od obrazoviek je pracovný plazmatický plyn vyvrhovaný do priestoru a tým je získavaná pohybová energia.
[úprava] Pohonné látky pre jadrové raketové motory
Vzhľadom na to, že vývoj týchto motorov bol (po)zastavený je ťažke polemizovať aké pohonné látky by mali používať. Sú navrhnuté motory používajúce ako vodu tak čistý vodík. Jadrové motory pracujú na princípe odvodu tepla z jadra (klasický jadrový reaktor) a jeho prenosom na pohonnú látku (tá prejde do plazmatického stavu) alebo na princípe generovania plazmatickéj pohonnéj látky v špecialnom reaktore.
