F.PHYSICIST
8th August 2011, 12:34 PM
آشنايي با راكت موتورها (1)
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_5824631.jpg (http://www.hupaa.com/page.php?id=4777) گر چه دو لغت انگلیسی (MOTOR) و (ENGINE) در فارسی دارای معانی مشابه (موتور) می باشند، ولی از نظر مفهموم کمی متفاوت اند.
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_mechanic)
http://img.tebyan.net/big/1390/04/1691056417623116516105117124122381681868.jpg
(ENGINE) به موتورهايي گفته مي شود كه بتوانند صور مختلف انرژي را به هم تبديل كنند تا نيرويي جهت انجام كار توليد شود. براي مثال، راكت هايي با سوخت مايع كه داراي پمپ مجرا و سيستم الكتريكي هستند(موتور تالوس) راكت موتور از نوع (ENGINE) گفته مي شود. در صورتي كه (MOTOR) بيشتر شامل وسايلي است كه نيروي حاصله فقط با يك تغيير( نظير تبديل انرژي الكتريكي به مكانيكي) به نيروي مكانيكي تبديل مي شود.
فرق عمده دو لغت فوق در متن انگليسي بيشتر ناشي از اين است كه (ROCKET-ENGINE) تكميل تر از ( ROCKET-MOTOR) است.
بر اين اساس، اگرچه علي رغم عدم تطبيق كامل معاني اين دو لغت در فارسي، به هر دو راكت موتور اطلاق مي شود، توجه به مفهموم اين كلمات ضروري است. علي هذا اغلب موشك هاي امروزه به وسيله راكت موتور پرتاب مي شوند و معدودي كه به وسيله موتورهاي جت متكي به هوا عمل مي نمايند براي پرتاب به يك بوستر كه راكت موتور(MOTOR) است، نياز دارند. براي توضيح بيشتر به تشريح ساختمان راكت موتور (MOTOR) كه اغلب داراي سوخت جامد هستند مي پردازيم.
موتورهاي سوخت جامد
راكت يا سوخت جامد شامل چهار قسمت بدنه، خرج، آتش زنه و نازل مي باشد. بدنه به صورت ظرفي سوخت جامد را كه خرج ناميده مي شود، در داخل خود جاي داده و ضمن محافظت، بعد از عمل نمودن آتش زنه مشابه محفظه ي احتراق عمل مي نمايد، آتش زنه باعث سوختن خرج( زماني كه راكت پرتاب مي شود) مي شود، نازل باعث تجمع گازها در داخل محفظه ي احتراق شده و طوري شكل داده مي شود كه باعث تسريع در خروج گازها- هنگامي كه موتور ترك مي كنند- مي شود. تركيبات سوخت( خرج)
به طوري كه گفته شد، سوخت ، تركيبي است شيميايي كه پس از احتراق گازهاي گداخته توليد و اين گازها از شيپوره يا نازل موشك ها با سرعت زياد خارج مي شوند. در واقع مقدار سوخت به كار رفته در موشك خرج پرتاب نيز ناميده مي شود. از نظر وضعيت فيزيكي خرج پرتاب انواع مختلفي به شرح زير دارد: خرج پرتاب مايع
خرج پرتاب مايع از موادي تشكيل مي شود كه در درجه حرارت محيط مايع مي باشد. اسيد نيتريك به عنوان اكسيد كننده و هيدروكربور اشباع شده به عنوان ماده ي محترقه، نمونه اي از خرج پرتاب مايع مي باشد. همچنين امكان دارد اكسيژن مايع به عنوان اكسيد كننده و هيدروژن مايع به عنوان ماده ي محترقه به عنوان خرج پرتاب مايع در موتورهاي سوخت مايع به كار برده شود. خرج پرتاب جامد
در خرج پرتاب جامد، ماده ي اكسيد كننده كه براي سوخت لازم است در خود خرج پرتاب موجود است كه شامل چندين تقسيم بندي است مانند، خرج پرتاب جامد دو پايه، خرج پرتاب جامد تركيبي، خرج پرتاب هايبريد خرج پرتاب هايبريد معكوس، هيپرگول و سوخت ژل مي شوند. خرج پرتاب دو پايه
اين خرجها اساسا از نيتر و سلولز و نيتروگليسيرين تشكيل يافته اند. همچنين از پايدار كننده هاي دي فينل آمين براي جلوگيري از تجزيه ي نيتر و سلولز در اين خرجها استفاده مي شود. اين نوع خرج پرتاب ها انرژي كمتر از 120 kg/kcal از خود نشان مي دهند. از اين سوخت در كاتيوشا استفاده مي شود. خرج پرتاب جامد مركب
اين نوع خرج از يك اكسيد كننده معدني مانند آمونيوم پركلرات يك رابط عالي كه عمل احتراق را انجام مي دهد، تشكيل شده است. از جمله رابط هاي آلي مي توان پلي اورتان، پلي بوتارين و پولي اتيلن را نام برد. يك فلز كه معمولا از جنس آلومينيوم است نيز به اين مواد اضافه مي شود. اين فلز باعث ازدياد انرژي پرتاب مي شود. http://img.tebyan.net/big/1390/04/17525106781642473301651418275149218248177.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/22222697161200197214189253471771601439616.jpg)
خرج پرتاب هيبريد
اين نوع خرج پرتاب حد وسط خرج پرتاب جامد و مايع است. در سيستم هاي هايبريد به طور معمول اكسيد كننده ي مايع و ماده ي محترقه جامد است. براي مثال اسيد نيتريك به عنوان اكسيد كننده (مايع) و فلز ليتيوم به عنوان محترقه جامد است. خرج پرتاب هايبريد معكوس
در اين نوع خرج پرتاب از يك اكسيد كننده ي جامد مانند هگزونيترواتان و يك ماده ي محترقه مايع نظير ايزوپروپيل الكل استفاده مي شود. اين خرج پرتاب توسعه ي قابل توجهي نيافته و در حال تكامل است. سوخت هيپرگول
اين نوع مواد سوختي به هيپرگول سوختي مايع معروف بوده و بدون احتياج به چاشني در زمان فعل و انفعالات، سريعا محترق مي شوند. از جمله اين سوخت ها مي توان اسيد نيتريك به عنوان اكسيد كننده و تري اتين آمين به عنوان مواد سوختي را نام برد. سوخت ژل:
اين مواد از اكسيد كننده ي جامد مانند نيترات آمونيوم و يك ماده ي محترقه كه داراي ويسكوزيته ي بالا مي باشد، مانند پلي ساخاريد تشكيل يافته است. سوخت ژل علي رغم اينكه به سهولت تهيه مي شود و داراي انرژي زيادي است، خيلي كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد.
ادامه در بخش دوم (http://www.hupaa.com/page.php?id=4934)
منبع: تبيان
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_5824631.jpg (http://www.hupaa.com/page.php?id=4777) گر چه دو لغت انگلیسی (MOTOR) و (ENGINE) در فارسی دارای معانی مشابه (موتور) می باشند، ولی از نظر مفهموم کمی متفاوت اند.
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_mechanic)
http://img.tebyan.net/big/1390/04/1691056417623116516105117124122381681868.jpg
(ENGINE) به موتورهايي گفته مي شود كه بتوانند صور مختلف انرژي را به هم تبديل كنند تا نيرويي جهت انجام كار توليد شود. براي مثال، راكت هايي با سوخت مايع كه داراي پمپ مجرا و سيستم الكتريكي هستند(موتور تالوس) راكت موتور از نوع (ENGINE) گفته مي شود. در صورتي كه (MOTOR) بيشتر شامل وسايلي است كه نيروي حاصله فقط با يك تغيير( نظير تبديل انرژي الكتريكي به مكانيكي) به نيروي مكانيكي تبديل مي شود.
فرق عمده دو لغت فوق در متن انگليسي بيشتر ناشي از اين است كه (ROCKET-ENGINE) تكميل تر از ( ROCKET-MOTOR) است.
بر اين اساس، اگرچه علي رغم عدم تطبيق كامل معاني اين دو لغت در فارسي، به هر دو راكت موتور اطلاق مي شود، توجه به مفهموم اين كلمات ضروري است. علي هذا اغلب موشك هاي امروزه به وسيله راكت موتور پرتاب مي شوند و معدودي كه به وسيله موتورهاي جت متكي به هوا عمل مي نمايند براي پرتاب به يك بوستر كه راكت موتور(MOTOR) است، نياز دارند. براي توضيح بيشتر به تشريح ساختمان راكت موتور (MOTOR) كه اغلب داراي سوخت جامد هستند مي پردازيم.
موتورهاي سوخت جامد
راكت يا سوخت جامد شامل چهار قسمت بدنه، خرج، آتش زنه و نازل مي باشد. بدنه به صورت ظرفي سوخت جامد را كه خرج ناميده مي شود، در داخل خود جاي داده و ضمن محافظت، بعد از عمل نمودن آتش زنه مشابه محفظه ي احتراق عمل مي نمايد، آتش زنه باعث سوختن خرج( زماني كه راكت پرتاب مي شود) مي شود، نازل باعث تجمع گازها در داخل محفظه ي احتراق شده و طوري شكل داده مي شود كه باعث تسريع در خروج گازها- هنگامي كه موتور ترك مي كنند- مي شود. تركيبات سوخت( خرج)
به طوري كه گفته شد، سوخت ، تركيبي است شيميايي كه پس از احتراق گازهاي گداخته توليد و اين گازها از شيپوره يا نازل موشك ها با سرعت زياد خارج مي شوند. در واقع مقدار سوخت به كار رفته در موشك خرج پرتاب نيز ناميده مي شود. از نظر وضعيت فيزيكي خرج پرتاب انواع مختلفي به شرح زير دارد: خرج پرتاب مايع
خرج پرتاب مايع از موادي تشكيل مي شود كه در درجه حرارت محيط مايع مي باشد. اسيد نيتريك به عنوان اكسيد كننده و هيدروكربور اشباع شده به عنوان ماده ي محترقه، نمونه اي از خرج پرتاب مايع مي باشد. همچنين امكان دارد اكسيژن مايع به عنوان اكسيد كننده و هيدروژن مايع به عنوان ماده ي محترقه به عنوان خرج پرتاب مايع در موتورهاي سوخت مايع به كار برده شود. خرج پرتاب جامد
در خرج پرتاب جامد، ماده ي اكسيد كننده كه براي سوخت لازم است در خود خرج پرتاب موجود است كه شامل چندين تقسيم بندي است مانند، خرج پرتاب جامد دو پايه، خرج پرتاب جامد تركيبي، خرج پرتاب هايبريد خرج پرتاب هايبريد معكوس، هيپرگول و سوخت ژل مي شوند. خرج پرتاب دو پايه
اين خرجها اساسا از نيتر و سلولز و نيتروگليسيرين تشكيل يافته اند. همچنين از پايدار كننده هاي دي فينل آمين براي جلوگيري از تجزيه ي نيتر و سلولز در اين خرجها استفاده مي شود. اين نوع خرج پرتاب ها انرژي كمتر از 120 kg/kcal از خود نشان مي دهند. از اين سوخت در كاتيوشا استفاده مي شود. خرج پرتاب جامد مركب
اين نوع خرج از يك اكسيد كننده معدني مانند آمونيوم پركلرات يك رابط عالي كه عمل احتراق را انجام مي دهد، تشكيل شده است. از جمله رابط هاي آلي مي توان پلي اورتان، پلي بوتارين و پولي اتيلن را نام برد. يك فلز كه معمولا از جنس آلومينيوم است نيز به اين مواد اضافه مي شود. اين فلز باعث ازدياد انرژي پرتاب مي شود. http://img.tebyan.net/big/1390/04/17525106781642473301651418275149218248177.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/22222697161200197214189253471771601439616.jpg)
خرج پرتاب هيبريد
اين نوع خرج پرتاب حد وسط خرج پرتاب جامد و مايع است. در سيستم هاي هايبريد به طور معمول اكسيد كننده ي مايع و ماده ي محترقه جامد است. براي مثال اسيد نيتريك به عنوان اكسيد كننده (مايع) و فلز ليتيوم به عنوان محترقه جامد است. خرج پرتاب هايبريد معكوس
در اين نوع خرج پرتاب از يك اكسيد كننده ي جامد مانند هگزونيترواتان و يك ماده ي محترقه مايع نظير ايزوپروپيل الكل استفاده مي شود. اين خرج پرتاب توسعه ي قابل توجهي نيافته و در حال تكامل است. سوخت هيپرگول
اين نوع مواد سوختي به هيپرگول سوختي مايع معروف بوده و بدون احتياج به چاشني در زمان فعل و انفعالات، سريعا محترق مي شوند. از جمله اين سوخت ها مي توان اسيد نيتريك به عنوان اكسيد كننده و تري اتين آمين به عنوان مواد سوختي را نام برد. سوخت ژل:
اين مواد از اكسيد كننده ي جامد مانند نيترات آمونيوم و يك ماده ي محترقه كه داراي ويسكوزيته ي بالا مي باشد، مانند پلي ساخاريد تشكيل يافته است. سوخت ژل علي رغم اينكه به سهولت تهيه مي شود و داراي انرژي زيادي است، خيلي كمتر مورد استفاده قرار مي گيرد.
ادامه در بخش دوم (http://www.hupaa.com/page.php?id=4934)
منبع: تبيان