پیش‌رانش موشک

نگاشته شده به تاریخ ۱۳ خرداد ۱۳۹۰ در موضوع نجوم | ۲ دیدگاه

در آغاز عصر فضا، موشک‌ها سرانجام مانند توپی از آتیش می‌سوختند یا به جای رسیدن به مدار صحیح، از مسیر اصلی منحرف می‌شدند. اما امروزه قابل اطمینان ترند؛ زیرا مهندسان فضایی بهترین روش‌ها را برای ساختن، ترکیب ماده‌ی پیش ران و تزریق آن به موتور‌ها یافته‌اند. ماده‌ی پیش ران شامل سوخت اصلی و اکسید کننده‌های خود را به فضا حمل می‌کنند؛ برخلاف هواپیما‌ها که از اکسیژن موجود در جو استفاده می‌کنند. ممکن است سوخت و اکسید کننده جامد یا مایع باشند؛ توان سوخت‌های مایع بیشتر است؛ بعنی در هر ثانیه بیش از مواد پیش ران جامد نیروی پیش ران تولید می‌کنند. 

سوخت شاتل فضایی:

در هنگام پرتاب، ماده‌ی پیش ران تقریباً ۹۰ درصد وزن مجموعه‌ی شاتل فضایی را تشکیل می‌دهد. مواد پیش ران مایع و جامد با هم استفاده می‌شوند. مخزن خارجی حامل هیدروژن مایع به طور جداگانه، اکسیژن مایع لازم برای احتراق است. در هر ثانیه حدود ۴۷۰ کیلوگرم ماده‌ی پیش ران به هر یک از سه موتور اصلی می‌رسد. سوخت جامد داخل موشک‌های کمکی در هر دو طرف مدار گرد قرار دارد. هر موشک کمکی ۸۳ تن وزن دارد و ۵۰۴ تن ماده‌ی پیش ران حمل می‌کند. شاتل‌ها، در مقایسه با پرتاب گرهای قدیمی‌تر، ورود بسیار آرامی به فضا دارند. بیشترین شتاب آن‌ها سه برابر گرانش (۳G) است. کمی پیش از سقوط موشک‌های کمکی و ۵ دقیقه پیش از جدا شدن مخزن بیرونی سوخت از مدار گرد، شاتل به این شتاب می‌رسد.

سوخت جامد موشک:

ماده‌ی پیش ران در موشک‌های سوخت جامد به شکل قرص‌هایی است که هم اکسید کننده و هم سوخت را شامل می‌شود. این قرص‌ها حاوی موادی هستند که از تجزیه شدن آن‌ها در زمان انبار شدن جلوگیری می‌کند. شیوه‌ی جاسازی ماده‌ی پیش ران در محفظه، مشخص می‌کند که انرژی چگونه‌‌ رها شود. اگر ماده به گونه‌ای جاسازی شده باشد که در یک سطح، با سرعتی ثابت بسوزد (سوختن طبیعی)، نیروی پیش ران یک نواختی تولید می‌کند. اگر قرص‌ها به نحوی جاسازی شوند که مساحت سحطی که سوختن در آن رخ می‌دهد، به تدریج افزایش می‌یابد، نیروی پیش ران هم به تدریج افزایش می‌یابد (سوختن پیش رونده). اگر سطح سوختن کاهش پبدا کند، نیروی پیش ران هم به تدریج کاهش می‌یابد (سوختن پس رونده).

 

سوخت مایع موشک:

نقطه‌ی تبخیر اکسیژن مایع ۱۸۳- درجه‌ی سانتی گراد و به حد کافی سرد است که فلز در آن دما ترک می‌خورد و لاستیک خرد می‌شود. هیدروژن مایع در دمای ۲۵۳- درجه‌ی سانتی گراد به جوش می‌آید. دماهایی این چنین پایین، کار کردن با این مواد را بسیار مشکل می‌کند؛ اما هر دو آن‌ها مواد پیش ران موثری هستند.

تکانه‌ی ویژه (Specific impulse):

کارآیی ماده‌ی پیش ران را با کمیتی به نام تکانه‌ی ویژه (رانش ویژه) نشان می‌دهند که چنین تعریف می‌شوند: مدت زمانی که در آن یک کیلو گرم از ماده‌ی پیش ران، به طور مداوم یک کیلوگرمی نیروی پیش رانی با تکانه‌ی ویژه‌ی ۲۶۲ ثانیه، مانند ماده‌ی پیش ران درون موشک‌های کمکی سوخت جامد شاتل فضایی، در تمام مدت ۲۶۲ ثانیه، نیروی پیش رانی معادل یک کیلوگرم تولید می‌کند. هر چه تکانه‌ی ویژه بیشتر باشد، ترکیب سوخت موثر‌تر است. مواد پیش ران مایع در مقایسه با سوخت‌های جامد، تکانه‌ی ویژه بیشتری دارند.

*منبع: فرهنگ‌نامه‌ی نجوم و فضا

Share
‌برچسب‌ها:    
  1. ۲۳ خرداد ۱۳۹۰ در ۲۱:۰۱ | #1

    لطفا لینک فرهنگ نامه نجوم و فضا را نیز درج کنید تا برای اطلاعات بیشتر بشود به انجا مراجعه کرد.

  2. محسن
    ۲۳ خرداد ۱۳۹۰ در ۲۱:۳۸ | #2

    @دانش فضایی

    منبع بصورت کتاب هست و روی فضای مجازی منتشر نشده!

دیدگاه ها مسدود است.