2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42
เชื้อเพลิงจรวดที่เป็นของแข็งคือสารที่เป็นของแข็ง (ส่วนผสมของสาร) ที่สามารถเผาไหม้ได้โดยไม่ต้องใช้อากาศ และในขณะเดียวกันก็ปล่อยสารประกอบก๊าซจำนวนมากที่ถูกทำให้ร้อนด้วยอุณหภูมิสูง องค์ประกอบดังกล่าวใช้เพื่อสร้างแรงขับเจ็ตในเครื่องยนต์จรวด
เชื้อเพลิงจรวดถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเครื่องยนต์จรวด นอกจากเชื้อเพลิงแข็งแล้ว ยังมีเชื้อเพลิงที่มีลักษณะคล้ายเจล ของเหลว และไฮบริดอีกด้วย เชื้อเพลิงแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสีย เชื้อเพลิงเหลวเป็นส่วนประกอบเดียวและสององค์ประกอบ (เชื้อเพลิง + ตัวออกซิไดเซอร์) เชื้อเพลิงที่เป็นเจลเป็นองค์ประกอบที่ข้นขึ้นจนกลายเป็นเจลโดยใช้กรดอินทรีย์ เชื้อเพลิงไฮบริดคือระบบที่ประกอบด้วยเชื้อเพลิงแข็งและตัวออกซิไดเซอร์เหลว
เชื้อเพลิงจรวดชนิดแรกนั้นแข็งอย่างแม่นยำ ดินปืนและสารคล้ายคลึงถูกใช้เป็นสารทำงานซึ่งใช้ในกิจการทหารและเพื่อสร้างดอกไม้ไฟ. ตอนนี้สารประกอบเหล่านี้ใช้สำหรับการผลิตจรวดรุ่นเล็กเท่านั้น เป็นเชื้อเพลิงจรวด องค์ประกอบช่วยให้คุณสามารถปล่อยจรวดขนาดเล็ก (สูงถึง 0.5 ม.) ได้สูงหลายร้อยเมตร เครื่องยนต์เป็นกระบอกสูบขนาดเล็ก เต็มไปด้วยส่วนผสมที่ติดไฟได้ซึ่งจุดไฟด้วยลวดร้อนและเผาไหม้เพียงไม่กี่วินาที
เชื้อเพลิงจรวดชนิดแข็งส่วนใหญ่มักประกอบด้วยตัวออกซิไดเซอร์ เชื้อเพลิง และตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อรักษาการเผาไหม้ให้คงที่หลังจากที่องค์ประกอบติดไฟแล้ว ในสถานะเริ่มต้น วัสดุเหล่านี้เป็นผง ในการผลิตเชื้อเพลิงจรวดจำเป็นต้องสร้างส่วนผสมที่หนาแน่นและเป็นเนื้อเดียวกันซึ่งจะเผาไหม้เป็นเวลานานอย่างสม่ำเสมอและต่อเนื่อง เครื่องยนต์จรวดแบบแข็งใช้: โพแทสเซียมไนเตรตเป็นสารออกซิไดเซอร์ ถ่าน (คาร์บอน) เป็นเชื้อเพลิง และกำมะถันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา นี่คือองค์ประกอบของผงสีดำ ส่วนผสมที่สองของวัสดุที่ใช้เป็นตัวขับเคลื่อน ได้แก่ เกลือ Berthollet ผงอะลูมิเนียมหรือแมกนีเซียม และโซเดียมคลอเรต องค์ประกอบนี้เรียกอีกอย่างว่าผงสีขาว สารตัวเติมที่ติดไฟได้สำหรับขีปนาวุธทางทหารแบ่งออกเป็นขีปนาวุธ (ดินปืนอัดไนโตรกลีเซอรีน) และผสมซึ่งใช้ในรูปแบบของช่องบล็อก
เครื่องยนต์จรวดแข็งทำงานดังนี้ หลังจากการจุดระเบิด เชื้อเพลิงจะเริ่มเผาไหม้ในอัตราที่กำหนดไว้ โดยจะปล่อยก๊าซร้อนผ่านหัวฉีดซึ่งให้แรงขับ เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ไหม้จนหมด ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะหยุดกระบวนการและดับเครื่องยนต์จนกว่าฟิลเลอร์จะไหม้จนหมด นี่เป็นหนึ่งในข้อเสียร้ายแรงของเครื่องยนต์เชื้อเพลิงแข็งเมื่อเปรียบเทียบกับระบบอนาล็อกอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ในยานยิงขีปนาวุธในอวกาศจริง วัสดุขับเคลื่อนที่เป็นของแข็งจะถูกใช้เฉพาะในระยะเริ่มต้นของการบินเท่านั้น ในขั้นตอนต่อไปนี้ เชื้อเพลิงจรวดประเภทอื่นๆ จะถูกนำมาใช้ ดังนั้นข้อบกพร่องขององค์ประกอบจรวดที่เป็นของแข็งจึงไม่เป็นปัญหาสำคัญ
