Kuidas Lunar landers uuesti käivitada, kui puudub hapnik?

Kuidas Lunar landers uuesti käivitada, kui puudub hapnik?

Kas see on kahetaktiline või neli, üks silinder või kaheksa, enamus mootoritest, mida me täna kasutavad, on kütuse ja õhu sisemise põlemise abil; aga bensiini ja hapniku segamine ei ole ainus viis veesõiduki käivitamiseks vajaliku energia genereerimiseks ja tegelikult on see mõnikord kõige vähem efektiivne valik.

Tavalises bensiinimootoriga mootorsõidukis toodetakse silindrites võimsust, millest igaüks koosneb võllist koos tihedalt paigaldatud kolbiga, mis liigub õhku ja bensiini tõmmata. Sisselaskeklapi sulgemisel liigub kolb tagasi, segu pressitakse ja temperatuuri tõuseb (ja seeläbi tõhususeni). Kui pistik sädemeb, süttib bensiin ja sellest tuleneva plahvatuse vabanev soojus ja energia juhivad kolbi tagasi.

Kolvi teine ​​ots (sisselasketoru ja süüteküünla vastas) on väntvõllile kinnitatud ühendusvarda. Seega, kui kolb on surutud alla, surub see vänt, mis liigub pöörlevat väntvõlli. See protsess töötab nii hästi, et seda on korrutatud sadu miljoneid kordi kõikidest kettsaagidest Ford F-150-st.

Kuid see energia tootmine põhineb atmosfääri sisaldaval hapnikul, mis ühendab süsinikuga bensiinis. Kosmoses muidugi pole põhjust, et keegi ei kuule teid karjuma, sest õhku (või hapnikku) ei ole. Sisestage raketid.

Raketi ei toetu väntvõllile, vaid pigem gaasi, vedeliku, tahke või lihtsalt kiirgava energia väljavoolu läbi väikese avause (pihusti). Seega, erinevalt veokist, mis ei vaja oma oksüdeerijat, sest see võib õhku oma ümbritsevast keskkonnast õhutada, peavad raketitehnoloogiliste mootoritega laevad kaasas kandma kogu oma raketikütust.

Loomulikult oleks ebapraktiline (kui mitte võimatu) haakida piisaval hulgal piisavalt gaasilist hapnikku ruumi sisenemiseks. Selle probleemi lahendamiseks on välja töötatud alternatiivid, peamiselt tahkete ja vedelate raketikütuste kujul.

Tahked propellendid tulevad kahte peamist tüüpi - homogeenset ja komposiiti. Nii koos kütusena kui ka oksüdeerijaga hoitakse koos ja võimsus tekitatakse, kui need kaks süttivad.

Homogeenne tahke raketikütus on ainulaadne, kuna nii oksüdeerija kui ka kütus eksisteerivad koos ühe, ebastabiilse ühendina kas lihtsalt nitrotselluloosina või koos nitroglütseriiniga.

Teisest küljest on tahkete raketikütuste komposiididena kütus ja oksüdeerijal eristatav materjal, mis on ühendatud pulbrilise või kristalliseeritud seguga, mis koosneb tavaliselt ammooniumnitraadist või kloraadist või kaaliumkloraadist (oksüdeerijatena) ja mõned Tahke süsivesinike kütus (sarnane asfaldile või plastile).

Tahkeid raketikütuseid on pikka aega kasutatud kanderakettidega, sealhulgas kosmosesõidukite käivitusmehhanismidega, millest igaüks toodi 3,3 miljonit naelte tõukejõudu.

Vedelate raketikütustega on kolm põhiliiki: naftapõhised, krüogeensed ja hüperogolilised. Kõik kolm nendest käitumisviisidest salvestavad oma oksüdeerijad ja kütused eraldi, kuni on vaja tõukejõudu. Kui vedelat raketikütti põletatakse raketid, viiakse põlemiskambrisse põlemiskambris natuke (kütus ja oksüdeerija), kus need ühendavad ja lõpuks plahvatavad - toodavad vajalikku võimsust.

Nagu nime järgi tähendab naftapõhised vedelad raketikütused, koosneb vedelat hapnikku sisaldav naftatoode (nagu petrooleum), mis on väga kontsentreeritud, muudab selle tõhusaks ja võimsaks propellendiks. Sellisena kasutati seda meetodit laialdaselt paljude raketite jaoks, kaasa arvatud esimesed etapid Saturn I, IB ja V, samuti Soyuz.

Teine vedel raketikütt põhineb krüogeensel (super madalal temperatuuril) veeldatud gaasil; üks ühine meetod segaks veeldatud vesinikku (kütus) veeldatud hapnikuga (oksüdeerija). Väga tõhus, kuid raske säilitada kaua, kuna vajadus hoida nii nii külm (vesi jääb vedeliku temperatuuril -423F ja hapnik temperatuuril -297F), krüogeenset propellenti on kasutatud ainult piiratud kasutuses, kuigi need hõlmavad peamisi kosmosesõiduk ja Delta IV teatud osad ning mõned Saturni raketid.

Nii naftapõhiste kui ka krüogeensete propellentidega on vaja teatud tüüpi süütamist kas pürotehniliste, keemiliste või elektriliste vahendite abil; Kolmanda tüüpi vedelate raketikütustega, hüperkooriline, ei ole vaja süütamist.

Tavalised hüperglükooskütused hõlmavad erinevaid hüdrasiini vorme (sh ebasümmeetriline dimetüülhüdrasiin ja monometüülhüdrasiin), samas kui oksüdeerijaks kasutatakse tihti lämmastiku tetroksiidi.

Vedelad isegi toatemperatuuril on hüpergolli raketikütuseid lihtne ladustada, mis koos nende spontaanse süttivusega muudab need väga paljudeks rakendusteks, näiteks manööverdamissüsteemides, soovitavaks. Seega, kuigi kõnealused materjalid on väga mürgised ja söövitavad, on sageli kasutatud hüperboolseid kütuseid, sealhulgas kosmosesõidukite orbiidil manööverdamissüsteemis ja Apollo kuu-moodul (LM), mis on seotud käes oleva küsimusega.

Neli alltöövõtjat töötasid juhtivtöövõtjana Grumman Corporationi LM-i ehitamiseks koos Bell Aerosystemsi kompaniiga, kes valiti oma tõusukiiruse arendamiseks.Projekt algas 1963. aasta jaanuaris, kuid insenerid käitusid alles 1968. aasta septembris, kui Belli esialgse propellendi injektor lülitati välja ühe, mille on välja töötanud Rocketdyne'i alltöövõtja, kes ehitas ka laskumismasina.

Mitte-kandevõimega fikseeritud jõumootoriga mootor, mis on varustatud Aerozine 50 kütuse ja lämmastiktetraksiidi oksüdeerijaga, olid hüperkoorilised materjalid, mis andsid LM-i Mooni pinna saamiseks vajaliku tõukejõu, nii söövitavaks, et nad põlevad mootori kaudu iga kord, kui nad vallandati (vajab mootori ümberehitamist). Selle tulemusena ei katsetatud ega käivitatud ükski ühegi LM-i mootorit tõustavatest mootoritest enne Apollo astronautide tõstmist Kuunast välja.

Jäta Oma Kommentaar