Raketové motory na kvapalné pohonné látky.

1. Raketové motory na kvapalné pohonné látky.

2. Obsah výhody a nevýhody motorov na kvapalné pohonné látky delenie motorov podľa spôsobu dopravy paliva a okysličovadla chladenie druhy palív

3. Výhody a nevýhody Výhody: veľmi vysoké pomery ťahu a rýchlosti hustota pohonných látok podobná vode (700-1400 kg/m³) presné riadenie zloženia palivovej zmesi v komore plynulé znižovanie a zvyšovanie výkonu Nevýhody: veľká hmotnosť a rozmery zhoršujú ovládanie kvapaliny môžu vytiecť a následne sa vznietiť alebo explodovať hlboko zmrazené palivo spôsobuje namŕzanie zložitá konštrukcia ich robí náchylné k poruchám

4. Delenie motorov podľa spôsobu dopravy paliva a okysličovadla Palivo a oxidačné činidlo je potrebné dodávať do spaľovacej komory rýchlo a pod veľkým tlakom. Podľa princípu dopravy paliva a okysličovacej látky do spaľovacej komory sú motory rozdeľujú do tzv. cyklov: -pretlakový cyklus -expanzívny cyklus -otvorený cyklus -uzavretý cyklus

5. Pretlakový cyklus • palivo a oxid.činidlo tlačené plynom(hélium) • plyn ohrievaný vedením okolo spaľovacej komory • schopný niekoľkonásobného reštartu • jednoduché ovládanie • zapál je realizovaný väčšinou samovoľne (hypergolické pohonné látky) alebo pomocou roznecovadla

6. Expanzívny cyklus • pohon čerpadiel - turbína, ktorú roztáča expandujúce palivo, ohrievané prechodom kanálikmi v spaľovacej komore • kryogenické palivo, ktoré ľahko dosahuje bodu varu napríklad: vodík, metán alebo propán • "zvonovitá" tryska - obmedzený ťah na 300 kN.

7. Otvorený cyklus • najpoužívanejší spôsob pohonu turbočerpadiel • časť paliva a okysličovacej látky sú privedené do plynového generátora kde sú spálené a vzniknutá energia roztáča turbínu • spaliny - z turbíny odvedené malou tryskou do atmosféry • nevýhodou je znížená efektívnosť kvôli spáleniu časti paliva

8. Uzavretý cyklus • podobný ako otvorený, odvedená je len časť okysličovacej látky a všetko palivo • množstvo spáleného paliva - závislé na množstve okysličovacej látky • spaliny sú vedené z turbíny do hlavnej spaľovacej komory, čo poskytuje prebytok výkonu a možnosť dosiahnutia vyšších tlakov v spaľovacej komore • nevýhodou je problém s rýchlym opotrebovaním turbíny a zložitý spôsob vstrekovania paliva

9. Chladenie z dôvodu efektívnosti požadovaná teplota spalín až 3500 K teplota vysoko nad teplotou tavenia bežných materiálov s výnimkou grafitu a volfrámu preto sa využíva systém chladenia spaľovacie komory a trýsk vďaka dobrému chladeniu možno používať bežné materiály, ako oceľ, zliatiny hliníka, medi a niklu

10. Metódy chladenia Regeneratívne chladenie Ablatívne chladenie • prúdenie chladiaceho média cez kanáliky v stene spaľovacej komory alebo trysky • chladiace médium – palivo • "špagetová konštrukcia„ (Cu, Ni) • "Ruský spôsob„ (lacnejší, ťažší) • postupné odtavovanie vrstiev materiálu • ochrana pri vstupe do atmosféry

11. Ďalšie spôsoby chladenia radiačné chladenie – teplo vyžarované do okolia, tryska rozžeravená do biela chladenie vypúšťaním - na trysku je vypúšťaní prúd tekutého vodíka chladenie filmom kvapaliny - steny sú ostrekované tekutým palivom, k chladeniu dochádza vyparovaním chladenie diafragmou - vnútorné steny sú ostrekované tekutým palivom, to vytvára akúsi clonu, ktorá chráni steny pred vysokými teplotami.

12. Druhy palív: Kvapalný kyslík (LOX) a kvapalný vodík nulové emisie, netoxické, neohrozuje ŽP drahá výroba a problematické skladovanie Kvapalný kyslík (LOX) a RP-1 (kerozín) oxidu uhličitý, oxid uhoľnatý pri styku s horúcimi súčasťami polymerizuje a karbonizuje N2O4 (oxid dusičitý) a N2H4 (hydrazín) primerané teploty a tlaky uchovávania hypergolické hydrazín - záchvaty, kóma, pľúcny edém, poškodenie obličiek, pečene, kože pri dlhodobom vystavení - tumory na pľúcach a iných orgánoch