Kako su Lunar Landers ponovo pokrenuli kad nema kisika?

Kako su Lunar Landers ponovo pokrenuli kad nema kisika?

Bez obzira na to je li riječ o dva ili četiri, jedan cilindar ili osam, većina motora koje danas koristimo potiče unutarnji izgaranje goriva i zraka; međutim, miješanje benzina i kisika nije jedini način za generiranje energije potrebne za pokretanje plovila, a zapravo, ponekad je to najmanje učinkovit izbor.

U tipičnom motoru s benzinskim motorom stvara se snaga u cilindrima, od kojih se svaka sastoji od osovine s čvrstim klipom koji se spušta prema dolje da bi privukao zrak i benzin. Kad se usisni ventil zatvori, klip se pomiče natrag, komprimira smjesu i povećava svoju temperaturu (a time i učinkovitost). Kad se utičnica iskre, benzin se upali, a ispuštena toplina i energija u eksploziji koja slijedi potiskuju klip natrag.

Na drugom kraju klipa (suprotno usisnom ventilu i svjećici) je spojna šipka koja je pričvršćena na radilicu. Stoga, kada je klip pritisnut prema dolje, gura štap koji pomiče rotirajuću radilicu. Ovaj proces radi tako dobro da je replicirao stotine milijuna puta u svemu od lančanih pila do Ford F-150.

Međutim, ova metoda proizvodnje energije oslanja se na kisik prisutan u atmosferi da se kombinira s ugljikom u benzinu. U prostoru, naravno, razlog zašto nitko ne može čuti da vrištiš jer nema zraka (ili kisika). Unesite rakete.

Raketa se ne oslanja na radilicu, nego na protjerivanje nečega, bilo da je plin, tekućina, čvrsta ili jednostavno zračena energija, kroz mali otvor (mlaznica). Stoga, za razliku od kamiona koji ne treba nositi svoj oksidator jer može izvući zrak iz okolnog okoliša, brodovi s raketnim motorima moraju nositi sav njihov potisni plin s njima.

Naravno, bilo bi nepraktično (ako ne i nemoguće) dovesti dovoljno plinovitih kisika u prostor kako bi imali smisleni let. Kako bi se riješio ovaj problem, razvijene su alternative, prvenstveno u obliku krutih i tekućih propelera.

Kruti propelenti dolaze u dvije glavne vrste - homogeni i kompozitni. S obje strane, gorivo i oksidator pohranjuju se zajedno, a napajanje se proizvodi kad se oboje zapale.

Homogeni kruti propelenti su jedinstveni u tome što i oksidator i gorivo postoje zajedno kao jedan, nestabilni spoj, ili jednostavno kao nitroceluloza ili zajedno s nitroglicerinom.

S druge strane, s kompozitnim krutim propelantima, gorivo i oksidator su različiti materijali koji su kombinirani u praškastu ili kristaliziranu smjesu koja se obično sastoji od amonijevog nitrata ili klorata ili kalijevog klorata (kao oksidansa), a neki tip krutog ugljikovodičnog goriva (slično kao asfalt ili plastika).

Kruti propelenti već su se koristili s lansirnim vozilima, uključujući i pokretače pokreta Space Shuttle-a, koji su svaki proizveli 3,3 milijuna funti potiska.

S tekućim propelantima postoje tri glavne vrste: nafte, kriogene i hiperglikalije. Sva tri ove propulzivne metode pohranjuju svoje oksidatore i goriva odvojeno dok se ne zahtijeva potisak. Kada se rakete potaknute tekućim propelentom otpuštaju, svaka od njih (gorivo i oksidator) se uvodi u komoru za sagorijevanje, gdje se kombiniraju i na kraju eksplodiraju - stvarajući potrebnu snagu.

Nafta na bazi tekućih propelera, kao što to ime implicira, mješavina naftnog produkta (poput kerozina) s tekućim kisikom, koji se visoko koncentriranim čini učinkovitim i snažnim potisnim sredstvom. Kao takav, ova je metoda bila naširoko korištena za mnoge rakete, uključujući i prve faze Saturnova I, IB i V, kao i Soyuz.

Drugi tekući propelant se oslanja na kriogene (super niske temperature) ukapljene plinove; jedna zajednička metoda miješa ukapljeni vodik (gorivo) s ukapljenim kisikom (oksidator). Vrlo učinkovit, ali teško dugo pohraniti zbog potrebe da se drže tako hladno (vodik ostaje tekućina na -423F i kisik pri -297F), kriogeni propelenti su korišteni samo u ograničenim aplikacijama, iako oni uključuju glavne motore Space Shuttle i određene etape Delta IV i neke rakete Saturn.

S obje nafte i kriogenim propelantima potrebna je neka vrsta paljenja, bilo putem pirotehničkih, kemijskih ili električnih sredstava; međutim, s trećom vrstom tekućeg goriva, hiperglikalno, nije potrebno paljenje.

Uobičajena hiperglikanska goriva uključuju različite oblike hidrazina (uključujući nesimetrični dimetilhidrazin i monometilhidrazin), dok se dušikov tetroksid često koristi kao oksidator.

Tekuće čak i na sobnoj temperaturi, hipergolički propelanti su lako pohranjeni, što zajedno s njihovom spontanom zapaljivosti čini ih poželjnim za niz primjena, kao što je sustav manevriranja. Stoga, iako su uključeni materijali jako toksični i korozivni, često se koriste hiperbolička goriva, uključujući i orbitalni manevarski sustav Space Shuttle-a i, u svezi s pitanjem, Apollo lunarni modul (LM).

Četiri podizvođača radila su pod vodstvom izvođača radova, Grumman Corporation, za izgradnju LM-a, a tvrtka Bell Aerosystems odabrana je za razvoj svog pogona za uspinjanje.Rad na projektu započeo je u siječnju 1963., ali su se inženjeri još uvijek trudili motorom za uspon do kraja rujna 1968., kada je Bellov inicijalni mlaznica za gorivo prebačena za onu koju je dizajnirao Rocketdyne, kooperant koji je također sagradio motor.

Pokrećući motor s nepropusnim, nepomičnim potiskivanjem i napajan s Aerozine 50 gorivom i dušikovim tetrooksidnim oksidatorom, hipergolični materijali koji su omogućavali potisak koji je potreban da bi se LM isključio s Mjesečeve površine bili su toliko korozivni da su gorjeli motorom svaki put su pucali (zahtijevaju da se motor obnovi). Kao rezultat toga, nitko od usponnih motora za bilo koji od LM-ova nije testiran niti pušten prije podizanja astronauta Apolla s Mjeseca.

Ostavite Komentar