scris de Beverly Perry
ce au în comun apa și aluminiul?dacă ați ghicit că apa și aluminiul fac SLS să zboare, dați-vă o stea de aur!
chimia este în centrul de a face rachete zbura. Propulsia rachetelor urmează a treia lege a lui Newton, care prevede că pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă. Pentru a obține o rachetă de pe rampa de lansare, creați o reacție chimică care împușcă gazul și particulele dintr-un capăt al rachetei, iar racheta va merge invers.,
Ce fel de reacție chimică face ca gazele fierbinți să tragă din capătul de afaceri al unei rachete cu o viteză suficientă pentru a o dezlipi de gravitația Pământului? Ardere.fie că este vorba de vehiculul dvs. personal sau de un vehicul de lansare behemoth precum SLS, elementele de bază sunt aceleași. Arderea (arderea ceva) eliberează energie, ceea ce face ca lucrurile să meargă. Începeți cu combustibil (ceva de ars) și un oxidant (ceva care să-l ardă) și acum aveți propulsor. Dă-i o scânteie și energia este eliberată, împreună cu unele produse secundare.,pentru ca SLS să zboare, arderea are loc în două zone principale: motoarele principale (patru Aerojet Rocketdyne RS-25S) și boosterele duble de rachete solide (construite de Orbital ATK) care asigură mai mult de 75% din forța de tracțiune la decolare. Combustia alimentează ambele sisteme de propulsie, dar combustibilii și oxidanții sunt diferiți.
motoarele principale RS-25 sunt numite „motoare lichide”, deoarece combustibilul este hidrogen lichid (LH2). Oxigenul lichid (LOX) servește ca oxidant. Boosterele, pe de altă parte, folosesc aluminiu drept combustibil cu perclorat de amoniu ca oxidant, amestecat cu un liant care creează un propulsor solid omogen.div id=”f4963e8e4e”>
hidrogenul, combustibilul pentru motoarele principale, este cel mai ușor element și există în mod normal ca gaz., Gazele – în special hidrogenul ușor-au o densitate scăzută, ceea ce înseamnă că puțin din acesta ocupă mult spațiu. Pentru a avea suficient pentru a alimenta o reacție de ardere mare ar necesita un rezervor incredibil de mare pentru ao menține – opusul a ceea ce este necesar pentru un vehicul de lansare proiectat aerodinamic.pentru a rezolva această problemă, transformați gazul de hidrogen într-un lichid, care este mai dens decât un gaz. Aceasta înseamnă răcirea hidrogenului la o temperatură de -423 grade Fahrenheit (-253 grade Celsius). Foarte rece.,
deși este mai dens decât hidrogenul, oxigenul trebuie, de asemenea, să fie comprimat într-un lichid pentru a încăpea într-un rezervor mai mic, mai ușor. Să transforme oxigenul în stare lichidă, este răcit la o temperatură de -297 grade Fahrenheit (-183 grade Celsius). Deși este tămăduitor în comparație cu LH2, ambele ingrediente propulsoare au nevoie de o manipulare specială la aceste temperaturi. În plus, LH2 criogenic și LOX se evaporă rapid la presiunea și temperatura ambiantă, ceea ce înseamnă că racheta nu poate fi încărcată cu propulsor decât cu câteva ore înainte de lansare.,Odată ajuns în rezervoare și cu numărătoarea inversă de lansare aproape de zero, LH2 și LOX sunt pompate în camera de ardere a fiecărui motor. Când propulsorul este aprins, hidrogenul reacționează exploziv cu oxigenul pentru a forma: apă! Elementar!
2H2 + O2 = 2H2O + energie
această reacție „verde” eliberează cantități masive de energie împreună cu apa supraîncălzită (abur). Reacția hidrogen-oxigen generează căldură extraordinară, determinând vaporii de apă să se extindă și să iasă din duzele motorului la viteze de 10.000 de mile pe oră!, Tot aburul care se mișcă rapid creează forța care propulsează racheta de pe Pământ.
este vorba despre impuls
dar nu este doar reacția ecologică a apei care face din LH2 criogenic un combustibil fantastic pentru rachete. Este vorba despre impulsul specific impulsului. Această măsură a eficienței combustibilului pentru rachete descrie cantitatea de tracțiune pe cantitatea de combustibil ars. Cu cât este mai mare impulsul specific, cu atât mai mult „împingeți tamponul” veți obține pe fiecare kilogram de combustibil.,propulsorul LH2-LOX are cel mai mare impuls specific al oricărui combustibil de rachetă utilizat în mod obișnuit, iar motorul RS-25 incredibil de eficient obține un kilometraj mare de gaz dintr-un combustibil deja eficient.dar chiar dacă LH2 are cel mai mare impuls specific, datorită densității sale scăzute, transportul suficient de LH2 pentru a alimenta reacția necesară pentru a părăsi suprafața Pământului ar necesita un rezervor prea mare, prea greu și cu prea multă izolație care să protejeze propulsorul criogenic pentru a fi practic.pentru a evita acest lucru, designerii au dat un impuls SLS.,
data viitoare: cum boosterele de rachete solide folosesc aluminiu – aceleași lucruri pe care le folosiți pentru a vă acoperi resturile – pentru a oferi suficientă forță pentru a scoate SLS de pe sol.