F.PHYSICIST
8th August 2011, 12:35 PM
آشنايي با راكت موتورها (2)
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_2149351.jpg (http://www.hupaa.com/page.php?id=4934)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_mechanic)
در ادامه قسمت قبل (http://www.hupaa.com/page.php?id=4777) كه به معرفي راكت موتور و قسمت هاي مختلف آن پرداختيم، خرج را كه قسمت مهمي از سيستم اين موتورها را تشكيل مي دهد مورد بررسي قرار مي دهيم:
خرج (Grain)
http://img.tebyan.net/big/1390/05/624119143162343535992428178209133166178.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/05/17324324722316271115138125186198199951733372.jpg)
سوخت و اكسيد كننده با هم مخلوط شده و به طور مخصوصي در بدن جا مي گيرد كه خرج پرتاب ناميده مي شود. خرج(جامد) ممكن است به صورت كاملا پر در داخل بدنه يا سيلندر قرار گيرد كه به نوع سر سوز يا سيگاري معروف است و يا به صورت محفظه خالي ميان تهي در سر تاسر طول خرج و بدنه است كه به آن خرج توخالي گفته مي شود.
خرج ميان تهي
خرج حفره اي نيز به آن گفته مي شود. وقتي خرج پرتاب، آتش مي گيرد از قسمت سطح روشن شده و با سوختن خرج، حرارت و گازهاي گداخته شده توليد مي شود. گازهاي گداخته و در حال احتراق به طرف نازل روانه شده تا نيروي محركه يا تراست توليد شود.
خرج پيش راني را سرسوز مي نامند، زيرا تنها قسمت ممكن خرج جهت سوزش قسمت مقابل نازل است. خرج پرتابي از قسمت سطح ابتدايي و مياني مي سوزد. هر اندازه سطوح خارجي خرج مي سوزند، گازهاي گداخته شده كه باعث پرتاب راكت شده، بيشتر توليد مي شود.
مقدار گازهاي توليد شده در صورتي كه تركيب سوخت و اكسيد كننده در تمام قسمت يكسان باشد به سطح آزاد خرج(سطحي كه خالي است و با هوا تماس دارد) بستگي دارد.
گازهاي توليد شده در تمام طول مدت سوزش به علت اينكه سطح سوزش تغيير نمي كند، ثابت است و تغييرات آن به زمان بستگي دارد. اين سوزش، سوزش طبيعي گفته مي شود. تراست حاصله از اين سوزش نيز به علت فوق تقريبا ثابت و يكنواخت است.
سرعت سوزش در پيشران هاي با خرج حفره اي يكسان نيست. سوخت از سطح خالي مياني شروع به سوختن نموده و به طرف عمق آن پيشرفت مي نمايد. اگر قسمت مياني به صورت يك حفره ساده يا لوله اي خالي باشد، مي گوييم خرج با سير صعودي مي سوزد، زيرا سطح سوزش دايم افزايش پيدا مي كند گازهاي گداخته شده ي بيشتري توليد مي نمايد. افزايش سطح سوزش به اين دليل است كه هرچه مقدار خرج از نظر سوختن بيشتر شود، سطح حفره خالي و در نتيجه سطح سوزش افزايش پيدا مي كند. خرج با سرعت سوزش بالا رونده به علت توليد گازهاي گداخته شده بيش از پيش باعث توليد تراست افزاينده مي شود.
پيشران با خرج ستاره اي شكل داراي ميزان سوزش كم شونده مي باشد لذا با گذشت سوزش گازهاي گداخته شده ي حاصل كم مي شود. سطح آزاد خرج حفره اي با شكل ستاره اي بيش از سطح خرج به صورت حفره اي و لوله اي است وقتي آتشزنه عمل مي كند، سوزش بيشتر سطح، توليد گازهاي گداخته شده بيشتر مي نمايد. وقتي شكل خرج به صورت ستاره اي است سوزش قسمت هاي تيز ستاره، سطح سوزش كمتر از اوليه شده و مقدار گاز توليد شده نيز كم مي شود تا اينكه تمام خرج سوخته و بدنه به صورت لوله يا سيلندر باقي مي ماند.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/1701252361722161691551162311052431231285421201.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/05/1591598214613016021921522015524117120106179142.jpg )
خرج مضاعف
راكت موتورهايي كه تا كنون به عنوان نمونه تشريح شد داراي خرج و سوخت واحد بودند. شكل عمومي آنها به طريقي طرح ريزي و قالب بندي شده بود كه براي ايجاد سوزش طبيعي، سوزش به صورت پيشرونده يا كم شونده، ساخته شده بود. زمان سوزش خرج راكت موتورها خيلي كم است و به ميزان چند ثانيه (4 الي 10) در بيشترين حالت 1 دقيقه است. در طول اين مدت موتور، تراست لازم را جهت روانه سازي و شتاب بخشي موشك فراهم مي نمايد و اگر موشك داراي برد كمتري باشد اين زمان كافيست.
خرج جامد مضاعف يا چند مرحله اي
يك روش معمولي براي ايجاد تراست در زمان طولاني و پرواز بيشتر استفاده از راكت چند مرحله اي مي باشد. وقتي اين سيستم به كار گرفته مي شود، قسمت اول كه موشك را روانه و شتاب مي بخشد بوستر موتور مي گوييم. وقتي اين قسمت تمام شد، از موشك جدا شده و قسمت دوم شروع به سوزش مي نمايد. قسمت دوم كه نيرو يا تراست لازم براي ادامه پرواز را فراهم مي نمايد، ادامه دهنده و يا پشتيبان مي گوييم.
راكت موتور با تراست مضاعف يا دو مرحله اي
http://img.tebyan.net/big/1390/05/951811671152002531822251762152279621494.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/05/1321092425619351631377118171531021418.jpg)
روش ديگر فراهم ساختن مقدمات پرواز با زمان بيشتر به كارگيري راكت موتور با تراست دو مرحله اي است . در اين نوع موتور براي ايجاد دو تراست از دو پيشران مركب استفاده مي شود. موتور اوليه را كه نيروي روانه سازي و شتاب را فراهم مي آورد بوستر مي ناميم و بخش ثانويه كه باعث طولاني شدن پرواز مي شود، پشتيبان نام دارد. اگر خرج موتور از نوع ته سوز انتخاب شود، دو قسمت بوستر و پشتيبان پشت سر هم و در يك خط قرار دارند، به نحوي كه در ابتدا قسمت بوستر عمل مي كند.
منبع: تبيان
http://www.hupaa.com/upload/thumb/thumb_2149351.jpg (http://www.hupaa.com/page.php?id=4934)
(http://www.hupaa.com/list.php?name=article_mechanic)
در ادامه قسمت قبل (http://www.hupaa.com/page.php?id=4777) كه به معرفي راكت موتور و قسمت هاي مختلف آن پرداختيم، خرج را كه قسمت مهمي از سيستم اين موتورها را تشكيل مي دهد مورد بررسي قرار مي دهيم:
خرج (Grain)
http://img.tebyan.net/big/1390/05/624119143162343535992428178209133166178.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/05/17324324722316271115138125186198199951733372.jpg)
سوخت و اكسيد كننده با هم مخلوط شده و به طور مخصوصي در بدن جا مي گيرد كه خرج پرتاب ناميده مي شود. خرج(جامد) ممكن است به صورت كاملا پر در داخل بدنه يا سيلندر قرار گيرد كه به نوع سر سوز يا سيگاري معروف است و يا به صورت محفظه خالي ميان تهي در سر تاسر طول خرج و بدنه است كه به آن خرج توخالي گفته مي شود.
خرج ميان تهي
خرج حفره اي نيز به آن گفته مي شود. وقتي خرج پرتاب، آتش مي گيرد از قسمت سطح روشن شده و با سوختن خرج، حرارت و گازهاي گداخته شده توليد مي شود. گازهاي گداخته و در حال احتراق به طرف نازل روانه شده تا نيروي محركه يا تراست توليد شود.
خرج پيش راني را سرسوز مي نامند، زيرا تنها قسمت ممكن خرج جهت سوزش قسمت مقابل نازل است. خرج پرتابي از قسمت سطح ابتدايي و مياني مي سوزد. هر اندازه سطوح خارجي خرج مي سوزند، گازهاي گداخته شده كه باعث پرتاب راكت شده، بيشتر توليد مي شود.
مقدار گازهاي توليد شده در صورتي كه تركيب سوخت و اكسيد كننده در تمام قسمت يكسان باشد به سطح آزاد خرج(سطحي كه خالي است و با هوا تماس دارد) بستگي دارد.
گازهاي توليد شده در تمام طول مدت سوزش به علت اينكه سطح سوزش تغيير نمي كند، ثابت است و تغييرات آن به زمان بستگي دارد. اين سوزش، سوزش طبيعي گفته مي شود. تراست حاصله از اين سوزش نيز به علت فوق تقريبا ثابت و يكنواخت است.
سرعت سوزش در پيشران هاي با خرج حفره اي يكسان نيست. سوخت از سطح خالي مياني شروع به سوختن نموده و به طرف عمق آن پيشرفت مي نمايد. اگر قسمت مياني به صورت يك حفره ساده يا لوله اي خالي باشد، مي گوييم خرج با سير صعودي مي سوزد، زيرا سطح سوزش دايم افزايش پيدا مي كند گازهاي گداخته شده ي بيشتري توليد مي نمايد. افزايش سطح سوزش به اين دليل است كه هرچه مقدار خرج از نظر سوختن بيشتر شود، سطح حفره خالي و در نتيجه سطح سوزش افزايش پيدا مي كند. خرج با سرعت سوزش بالا رونده به علت توليد گازهاي گداخته شده بيش از پيش باعث توليد تراست افزاينده مي شود.
پيشران با خرج ستاره اي شكل داراي ميزان سوزش كم شونده مي باشد لذا با گذشت سوزش گازهاي گداخته شده ي حاصل كم مي شود. سطح آزاد خرج حفره اي با شكل ستاره اي بيش از سطح خرج به صورت حفره اي و لوله اي است وقتي آتشزنه عمل مي كند، سوزش بيشتر سطح، توليد گازهاي گداخته شده بيشتر مي نمايد. وقتي شكل خرج به صورت ستاره اي است سوزش قسمت هاي تيز ستاره، سطح سوزش كمتر از اوليه شده و مقدار گاز توليد شده نيز كم مي شود تا اينكه تمام خرج سوخته و بدنه به صورت لوله يا سيلندر باقي مي ماند.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/1701252361722161691551162311052431231285421201.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/05/1591598214613016021921522015524117120106179142.jpg )
خرج مضاعف
راكت موتورهايي كه تا كنون به عنوان نمونه تشريح شد داراي خرج و سوخت واحد بودند. شكل عمومي آنها به طريقي طرح ريزي و قالب بندي شده بود كه براي ايجاد سوزش طبيعي، سوزش به صورت پيشرونده يا كم شونده، ساخته شده بود. زمان سوزش خرج راكت موتورها خيلي كم است و به ميزان چند ثانيه (4 الي 10) در بيشترين حالت 1 دقيقه است. در طول اين مدت موتور، تراست لازم را جهت روانه سازي و شتاب بخشي موشك فراهم مي نمايد و اگر موشك داراي برد كمتري باشد اين زمان كافيست.
خرج جامد مضاعف يا چند مرحله اي
يك روش معمولي براي ايجاد تراست در زمان طولاني و پرواز بيشتر استفاده از راكت چند مرحله اي مي باشد. وقتي اين سيستم به كار گرفته مي شود، قسمت اول كه موشك را روانه و شتاب مي بخشد بوستر موتور مي گوييم. وقتي اين قسمت تمام شد، از موشك جدا شده و قسمت دوم شروع به سوزش مي نمايد. قسمت دوم كه نيرو يا تراست لازم براي ادامه پرواز را فراهم مي نمايد، ادامه دهنده و يا پشتيبان مي گوييم.
راكت موتور با تراست مضاعف يا دو مرحله اي
http://img.tebyan.net/big/1390/05/951811671152002531822251762152279621494.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/05/1321092425619351631377118171531021418.jpg)
روش ديگر فراهم ساختن مقدمات پرواز با زمان بيشتر به كارگيري راكت موتور با تراست دو مرحله اي است . در اين نوع موتور براي ايجاد دو تراست از دو پيشران مركب استفاده مي شود. موتور اوليه را كه نيروي روانه سازي و شتاب را فراهم مي آورد بوستر مي ناميم و بخش ثانويه كه باعث طولاني شدن پرواز مي شود، پشتيبان نام دارد. اگر خرج موتور از نوع ته سوز انتخاب شود، دو قسمت بوستر و پشتيبان پشت سر هم و در يك خط قرار دارند، به نحوي كه در ابتدا قسمت بوستر عمل مي كند.
منبع: تبيان