Motores de foguete sólidos e líquidos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Mísseis como um tipo de armamento existem há muito tempo. Os pioneiros nessa questão foram os chineses, como menciona o hino do Império Celestial no início do século XIX. "Brilho vermelho de foguetes" - é assim que é cantado nele. Eles foram acusados de pólvora, inventada, como você sabe, na mesma China. Mas para que os “destaques vermelhos” brilhassem e as flechas de fogo caíssem nas cabeças dos inimigos, eram necessários motores de foguete, embora os mais simples. Todo mundo sabe que a pólvora explode, e o voo requer combustão intensa com liberação de gás direcionada. Assim, a composição do combustível teve que ser alterada. Enquanto os explosivos convencionais têm 75% de nitrato, 15% de carbono e 10% de enxofre, os motores de foguete são 72% de nitrato, 24% de carbono e 4% de enxofre.

Foguetes e propulsores modernos de propulsores sólidos usam misturas mais complexas como combustível, mas o princípio permanece o mesmo, chinês antigo. Seus méritos são inegáveis. Estes são simplicidade, confiabilidade, alta velocidade de inicialização, baixo custo relativo e facilidade de uso. Para que o projétil comece, basta acender a mistura combustível sólida, fornecer fluxo de ar - e pronto, ele voou.

No entanto, háuma tecnologia tão comprovada e confiável tem suas desvantagens. Em primeiro lugar, tendo iniciado a combustão do combustível, não é mais possível pará-la, bem como alterar o modo de combustão. Em segundo lugar, o oxigênio é necessário, e em condições de espaço rarefeito ou sem ar não é. Em terceiro lugar, a queima continua muito rápida.

A solução que cientistas de muitos países vêm procurando há muitos anos finalmente foi encontrada. Dr. Robert Goddard testou o primeiro motor de foguete de combustível líquido em 1926. Ele usou gasolina misturada com oxigênio líquido como combustível. Para que o sistema funcionasse de forma confiável por pelo menos dois segundos e meio, Goddard teve que resolver uma série de problemas técnicos relacionados ao bombeamento dos reagentes, ao sistema de refrigeração e aos mecanismos de direção.

O princípio pelo qual todos os motores de foguetes líquidos são construídos é extremamente simples. Há dois tanques dentro do gabinete. De um deles, através do cabeçote misturador, o oxidante é alimentado na câmara de decomposição, onde, na presença de um catalisador, o combustível proveniente do segundo tanque passa para o estado gasoso. Ocorre uma reação de combustão, o gás quente passa primeiro pela zona subsônica de estreitamento do bico e depois pela zona supersônica em expansão, onde também é fornecido combustível. Na realidade, tudo é muito mais complicado, o bico requer resfriamento e os modos de alimentação exigem um alto grau de estabilidade. Os motores de foguete modernos podem ser movidos a hidrogênio, o oxidante é o oxigênio. Esta mistura é extremamente explosiva, e a menor violação do funcionamento de qualquer sistemaleva a um acidente ou desastre. Os componentes do combustível também podem ser outras substâncias não menos perigosas:

- querosene e oxigênio líquido - estes foram usados na primeira fase do programa de lançamento do veículo Saturn V no programa Apollo;

- álcool e oxigênio líquido - foram usados em foguetes V2 alemães e transportadores soviéticos "Vostok";

- tetróxido de nitrogênio - monometil - hidrazina - usado em motores Cassini.

Apesar da complexidade do projeto, os motores de foguete líquido são o principal meio de entrega de carga espacial. Eles também são usados em mísseis balísticos intercontinentais. Seus modos de operação são passíveis de regulação precisa, tecnologias modernas permitem automatizar os processos que ocorrem em suas unidades e montagens.

No entanto, os motores de foguete de propelente sólido também não perderam sua importância. Eles são usados na tecnologia espacial como auxiliares. Sua importância é grande nos módulos de frenagem e resgate.