Тяга в ракетном двигателе

03-11-2023

У космической ракеты недалекого будущего будут компактные мощные двигатели, которые смогут работать длительное время. Современные ракетные двигатели, работающие на химическом топливе, громоздки и потребляют слишком много топлива. Поэтому ученые и конструкторы сейчас усиленно разрабатывают новые, более экономичные двигатели, которые позволят ракетам будущего длительное время маневрировать в космосе. Некоторые такие двигатели уже построены. Так, например, плазменный двигатель, установленный на советской ракете «Зонд-2», успешно выдержал испытания в марте 1965 г. Другие двигатели (фотонные, аннигиляционные и т. п.) находятся еще в начальной стадии проектирования. Широкое применение этих двигателей относится к отдаленному будущему.

Весьма перспективны атомные двигатели, в которых для создания тяги применяется рабочее тело, в качестве которого предполагается использовать воду, сжиженные газы (водород, гелий) и даже легкоплавкие металлы — натрий и калий. Рабочее тело, проходя через реактор, испаряется, нагреваясь до высокой температуры, и затем истекает из реактивного сопла, создавая тягу. Скорость истечения газов из реактивного сопла при этом по крайней мере в три раза больше, чем у химических реактивных двигателей, а расход рабочего тела, наоборот, втрое меньше. Тяга такого двигателя может достигать сотен тонн.

Вообще говоря, ядерное горючее может и непосредственно использоваться для создания реактивной тяги. Горючее (например, фтористый уран) впрыскивается в камеру сгорания, затем происходит ядерная реакция, в результате которой из реактивного сопла истекает мощная радиоактивная струя.

По сравнению с двигателями первого типа здесь можно получить более высокие скорости истечения за счет более сильного нагрева газов. Ведь в данном случае тепло образуется непосредственно в камере сгорания во время ядерной реакции. Если камера сгорания хорошо охлаждается, то температура газов в ней может быть значительно выше, чем в двигателях первого типа, где степень нагрева рабочего тела ограничивается температурой плавления или прочностью материала, из которого изготовлен реактор. Двигатели этого типа смогут развивать тягу, измеряемую тысячами тонн. В то же время топлива они будут потреблять раз в десять меньше, чем самый совершенный химический реактивный двигатель.

В настоящее время уже построены и проходят испытания ядерно-электрические двигатели, в которых тепловая энергия ядерной реакции преобразуется в электрическую с последующим ее использованием для ускорения реактивной струи. К этой группе относятся двигатели ионные, плазменные и т. п. Они развивают очень небольшие тяги (не превышающие нескольких килограммов) и могут быть использованы, например, в качестве двигателей точной коррекции во время космического полета.

Введите ваше имя:

Комментарий:

Защита от спама - введите символы с картинки (регистр имеет значение):