Ποια χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα όταν σβήνει ένας πυραύλος;
* καύσιμο και οξειδωτικό: Οι ρουκέτες χρησιμοποιούν ένα συνδυασμό καυσίμου και οξειδωτή.
* καύσιμο: Τα κοινά καύσιμα περιλαμβάνουν κηροζίνη, υγρό υδρογόνο και στερεά προωθητικά.
* Οξειδωτικό: Αυτό παρέχει το οξυγόνο που απαιτείται για την καύση. Τα κοινά οξειδωτικά περιλαμβάνουν υγρό οξυγόνο (LOX) και νιτρικό οξύ.
* ανάφλεξη: Το καύσιμο και ο οξειδωτής αναφλέγονται, συνήθως με ηλεκτρικό σπινθήρα.
* Εξοθερμική αντίδραση: Η καύση είναι μια εξωθερμική αντίδραση, που σημαίνει ότι απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας και φωτός.
* επέκταση των αερίων: Η θερμότητα από την καύση αναγκάζει το καύσιμο και το οξειδωτικό να επεκταθεί ταχέως σε ένα ζεστό αέριο υψηλής πίεσης. Αυτό το αέριο στη συνέχεια εκδιώκεται από το ακροφύσιο πυραύλων.
* Τρίτος νόμος του Νεύτωνα: Η δύναμη του αναπτυσσόμενου αερίου που σπρώχνει το ακροφύσιο δημιουργεί μια ίση και αντίθετη δύναμη που ωθεί τον πυραύλο προς τα πάνω, σύμφωνα με τον τρίτο νόμο της κίνησης του Νεύτωνα.
Απλοποιημένη χημική εξίσωση:
Ας πάρουμε ένα κοινό παράδειγμα, την καύση κηροζίνης (C₁₂H₂₆) με υγρό οξυγόνο (O₂):
C₁₂H₂₆ + 37O₂ → 12CO₂ + 13H₂O + ενέργεια
Αυτή η εξίσωση δείχνει ότι η κηροζίνη αντιδρά με οξυγόνο για να παράγει διοξείδιο του άνθρακα, νερό και μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Η απελευθέρωση ενέργειας οδηγεί τον πυραύλο προς τα εμπρός.
Τύποι κινητήρων πυραύλων:
* Μηχανές υγρού-προστασίας: Αυτά χρησιμοποιούν υγρό καύσιμο και οξειδωτικό που είναι αποθηκευμένο σε ξεχωριστές δεξαμενές. Τα προωθητικά αντλούνται στο θάλαμο καύσης όπου καίγονται.
* Μηχανές στερεού προστασίας: Αυτά χρησιμοποιούν ένα στερεό καύσιμο και το οξειδωτικό που αναμιγνύεται μαζί σε ένα μπλοκ. Το στερεό προωθητικό καίει από την επιφάνεια, παράγοντας ζεστό αέριο.
* Υβριδικά κινητήρες: Αυτά χρησιμοποιούν ένα συνδυασμό υγρών και στερεών προωθητικών.
Σημαντική σημείωση: Οι ειδικές χημικές αντιδράσεις και προωθητικά που χρησιμοποιούνται ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο του πυραύλου και την αποστολή του.
