Kirjoittanut Beverly Perry
Mitä tehdä vesi-ja alumiini on yhteistä?
jos arvasit, että vesi ja alumiini saavat SLS: n lentämään, anna itsellesi kultainen tähti!
kemia on rakettien lennättämisen ytimessä. Raketteihin seuraa Newtonin Kolmas Laki, jossa todetaan, että jokaiselle toimelle on yhtäläinen ja vastakkainen reaktio. Saadakseen raketin pois laukaisualustalta, luo kemiallinen reaktio, joka ampuu kaasua ja hiukkasia raketin toisesta päästä ja raketti menee toiseen suuntaan.,
millainen kemiallinen reaktio saa kuumia kaasuja ammunta ulos liiketoiminnan loppuun raketti tarpeeksi nopeus irrota se Maan vetovoima? Palaminen.
olipa kyseessä oma auto tai SLS: n kaltainen Behemoth-kantoraketti, perusasiat ovat samat. Palaminen (jonkin polttaminen) vapauttaa energiaa, mikä saa asiat kulkemaan. Aloita polttoaineen (jotain polttaa) ja hapetin (jotain, jotta se polttaa) ja nyt sinulla on polttoainetta. Anna sille kipinä ja energia vapautuu, sekä joitakin sivutuotteita.,
Varten SLS lentää, palaminen tapahtuu kahdessa ensisijainen alueilla: tärkein moottoreita (neljä Aerojet Rocketdyne RS-25s) ja twin vankka raketti-vahvistimet (rakentanut Orbital ATK), jotka tarjoavat enemmän kuin 75 prosenttia työntövoima nousuun. Palaminen tehoaa sekä propulsiojärjestelmiin, mutta polttoaineet ja hapettimet ovat erilaisia.
RS-25 moottorit ovat nimeltään ”nestemäinen moottorit”, koska polttoaine on nestemäistä vetyä (LH2). Hapettimena toimii Nestemäinen happi (LOX). Vahvistimet, toisaalta, käyttää alumiinia, kuten polttoaineen kanssa ammoniumperkloraattia, koska hapetin, sekoitetaan sideainetta, joka luo yhtenäistä kiinteää polttoainetta.
Making vesi tekee SLS lentää
Vety, polttoaineen tärkeimmät moottorit, on kevyin elementti, ja yleensä on olemassa kaasu., Kaasut-erityisesti kevyt vety – ovat matalatiheyksisiä, mikä tarkoittaa, että pieni osa siitä vie paljon tilaa. On tarpeeksi virtaa suuri palaminen reaktio vaatisi uskomattoman suuri säiliö pitää sen vastakohta, mitä tarvitaan aerodynaamisesti suunniteltu käynnistää ajoneuvon.
tämän ongelman kiertämiseksi käännä vetykaasu nesteeksi, joka on kaasua tiheämpi. Tämä tarkoittaa vedyn jäähdytystä -423 asteen lämpötilaan (-253 celsiusasteeseen). Todella kylmä.,
Vaikka se on tiheämpi kuin vety, happi tarvitsee myös olla puristetaan neste sovi pienempi, kevyempi säiliö. Hapen muuttamiseksi nestemäiseksi se jäähdytetään -297 Fahrenheit-asteeseen (-183 celsiusastetta). Kun se on leuto verrattuna LH2, sekä ajoaine ainekset tarvitsevat erityistä käsittelyä näissä lämpötiloissa. Lisäksi kryogeeninen LH2 ja LOX haihtuvat nopeasti ympäristön paineessa ja lämpötilassa, mikä tarkoittaa, että rakettiin voidaan ladata propellanttia vasta muutama tunti ennen laukaisua.,
kerran säiliöissä ja lähtölaskennan lähestyessä nollaa, LH2 ja LOX pumpataan kunkin moottorin polttokammioon. Kun ruuti sytytetään, vety reagoi räjähdysmäisesti hapen kanssa muodostaen: vettä! Ala-aste!
2H2 + O2 = 2H2O + Energiaa,
Tämä ”vihreä” reaktio vapauttaa suuria määriä energiaa sekä tulistettu vesi (höyry). Vety-happi-reaktio tuottaa valtavasti lämpöä, jolloin vesihöyry laajenee ja poistuu Moottorin suuttimista 10 000 mailin tuntinopeudella!, Kaikki se nopeasti liikkuva höyry luo työntövoiman, joka kuljettaa raketin maasta.
– Se on kaikki noin impulssi,
Mutta se ei ole vain ympäristöystävällisiä vesi-reaktio, joka tekee kryogeeniset LH2 fantastinen raketti polttoaineen. Kyse on impulssikohtaisesta impulssista. Tämä rakettipolttoaineen hyötysuhteen mitta kuvaa työntövoiman määrää poltetun polttoaineen määrää kohden. Mitä korkeampi ominaisimpulssi on, sitä enemmän ”ponnista pois pad” saat jokaista polttoainekiloa kohden.,
LH2-LOX ponneaine on korkein ominaisimpulssi tahansa yleisesti käytetty raketti polttoainetta, ja uskomattoman tehokas RS-25-moottorin saa suuri kaasun mittarilukema ulos jo tehokas polttoaine.
Mutta vaikka LH2 on korkein erityisiä impulssi, koska sen alhainen tiheys, jolla on tarpeeksi LH2 polttoaineen reaktio piti jättää Maan pinnalla vaatisi säiliön liian iso, liian painava ja liian paljon eristys suojella kryogeeninen ajoaine olla käytännöllinen.
sen kiertämiseksi suunnittelijat antoivat SLS: lle vauhtia.,
Seuraavan kerran: Miten vankka raketti-vahvistimet käyttää alumiinia – samaa tavaraa voit käyttää kattamaan ruoantähteet – tarjota tarpeeksi työntövoima saada SLS irti maasta.