Криогенен ракетен двигател

Двигател на ракетата Ariane 5

Автор: Атанас Кумбаров

Криогенен ракетен двигател е двигател, който работи на криогенно гориво. Криогенен означава свръх студен. В днешно време криогенните горива са H₂ и O₂. Нали се сещате, че когато тези двете се смесят, се получава страхотна експлозия? При криогенните двигатели се използва точно тази реакция. Двете вещества са ултра студени и в течно състояние и се впръскват под огромно налягане в горивните камери на двигателя, които имат формата на камбани. И след като те са отворени само отдолу, цялата експлодирала смес (вече H₂O) излиза, или по-точно избухва, надолу със страхотна скорост. Примерно парата от главните двигатели на совалката излиза с 3000 км/ч надолу, което по третия закон на Нютон генерира сила в обратна посока или в нашия случай нагоре.

Тези двигатели са много сложни, понеже трябва да осигурят непрекъснато постоянно снабдяване с гориво в горивната камера, иначе се получават страхотни вибрации и дори целият двигател може да се взриви. Трите основни двигателя на совалката за 4 секунди изразходват толкова гориво, колкото би могло да се събере в един плувен басейн.

Има и нещо друго! За да се получи добро смесване, двете вещества трябва да са в газообразно състояние. Но те са в течно и излизат под страхотно налягане. Инженерите са открили много добър начин за изпаряване на горивото: спагетени двигатели. Около горивната камера се прокарват тръби, през които минава горивото преди да бъде изгорено. Това е двоен удар: хем се охлажда горивната камера, хем се изпарява горивото и се оптимизира процеса на горене, което води до покачване на производителността на двигателя.

Криогенният двигател е като управляема бомба – в него става непрекъсната страхотна експлозия. Това е ужасно сложна технология в сравнение с повсеместно разпространената технология за горене на керосин с кислород – уголемена бензинова горелка. Но криогенните двигатели за сметка на това са много по-ефективни – с едно и също количество гориво се постига по-голяма тяга.
При совалката кислородът има температура само 90 К, а водородът 20 К. Етои двигателя на совалката. Сами можете да видите тръбите около горивната камера на снимката по-горе.

Източник: chitatel.net/forum