Mesin roket padat dan cair

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Rudal sebagai jenis persenjataan telah ada sejak lama. Pelopor dalam hal ini adalah orang Cina, sebagaimana disebutkan dalam himne Kerajaan Surga pada awal abad ke-19. "Silau merah roket" - begitulah yang dinyanyikan di dalamnya. Mereka didakwa dengan bubuk mesiu, ditemukan, seperti yang Anda tahu, di Cina yang sama. Tetapi agar "sorotan merah" bersinar, dan panah api jatuh di kepala musuh, mesin roket diperlukan, meskipun yang paling sederhana. Semua orang tahu bahwa bubuk mesiu meledak, dan penerbangan membutuhkan pembakaran yang intens dengan pelepasan gas terarah. Jadi komposisi bahan bakarnya harus diubah. Bahan peledak konvensional adalah 75% nitrat, 15% karbon, dan 10% sulfur, sedangkan mesin roket adalah 72% nitrat, 24% karbon, dan 4% sulfur.

Roket dan booster berbahan bakar padat modern menggunakan campuran yang lebih kompleks sebagai bahan bakar, tetapi prinsipnya tetap sama, Tiongkok kuno. Kebaikannya tidak dapat disangkal. Ini adalah kesederhanaan, keandalan, kecepatan tinggi inisiasi, relatif murah dan kemudahan penggunaan. Agar proyektil dapat dimulai, cukup menyalakan campuran padat yang mudah terbakar, memberikan aliran udara - dan hanya itu, ia terbang.

Namun, adateknologi yang terbukti dan andal seperti itu memiliki kekurangan. Pertama, setelah memulai pembakaran bahan bakar, tidak mungkin lagi menghentikannya, serta mengubah mode pembakaran. Kedua, oksigen dibutuhkan, dan dalam kondisi ruang yang langka atau pengap tidak. Ketiga, pembakaran masih berlangsung terlalu cepat.

Solusi yang telah dicari oleh para ilmuwan di banyak negara selama bertahun-tahun akhirnya ditemukan. Dr Robert Goddard menguji mesin roket propelan cair pertama pada tahun 1926. Dia menggunakan bensin yang dicampur dengan oksigen cair sebagai bahan bakar. Agar sistem dapat beroperasi dengan andal setidaknya selama dua setengah detik, Goddard harus menyelesaikan sejumlah masalah teknis terkait dengan pemompaan reagen, sistem pendingin, dan mekanisme kemudi.

Prinsip pembuatan semua mesin roket cair sangatlah sederhana. Ada dua tangki di dalam kasing. Dari salah satunya, melalui kepala pencampur, pengoksidasi dimasukkan ke dalam ruang dekomposisi, di mana, dengan adanya katalis, bahan bakar yang berasal dari tangki kedua berubah menjadi gas. Reaksi pembakaran terjadi, gas panas pertama-tama melewati zona subsonik yang menyempit pada nosel, dan kemudian zona supersonik yang meluas, di mana bahan bakar juga disuplai. Pada kenyataannya, semuanya jauh lebih rumit, nosel membutuhkan pendinginan, dan mode pengumpanan membutuhkan tingkat stabilitas yang tinggi. Mesin roket modern dapat ditenagai oleh hidrogen, pengoksidasinya adalah oksigen. Campuran ini sangat eksplosif, dan pelanggaran sekecil apa pun terhadap pengoperasian sistem apa punmenyebabkan kecelakaan atau bencana. Komponen bahan bakar juga bisa berupa zat lain yang tidak kalah berbahayanya:

- minyak tanah dan oksigen cair - ini digunakan pada fase pertama program peluncuran kendaraan Saturn V dalam program Apollo;

- alkohol dan oksigen cair - digunakan dalam roket V2 Jerman dan kapal induk Soviet "Vostok";

- nitrogen tetroksida - monometil - hidrazin - digunakan dalam mesin Cassini.

Meskipun desainnya rumit, mesin roket cair adalah sarana utama untuk mengirimkan kargo luar angkasa. Mereka juga digunakan dalam rudal balistik antarbenua. Mode operasinya dapat diatur dengan tepat, teknologi modern memungkinkan untuk mengotomatisasi proses yang terjadi di unit dan rakitannya.

Namun, mesin roket berbahan bakar padat juga tidak kehilangan arti pentingnya. Mereka digunakan dalam teknologi luar angkasa sebagai tambahan. Pentingnya mereka sangat besar dalam modul pengereman dan penyelamatan.