Motors de coets sòlids i líquids

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Els míssils com a tipus d'armament existeixen des de fa molt de temps. Els pioners en aquesta matèria van ser els xinesos, com s'esmenta a l'himne de l'Imperi Celestial de principis del segle XIX. "Reflexió vermella dels coets": així es canta en ell. Van ser carregats amb pólvora, inventada, com sabeu, a la mateixa Xina. Però perquè els "rellevants vermells" brillin i les fletxes de foc caiguessin sobre els caps dels enemics, es necessitaven motors de coets, encara que els més senzills. Tothom sap que la pólvora explota i el vol requereix una combustió intensa amb alliberament de gas dirigit. Així que s'havia de canviar la composició del combustible. Mentre que els explosius convencionals són un 75% de nitrat, un 15% de carboni i un 10% de sofre, els motors de coets són un 72% de nitrat, un 24% de carboni i un 4% de sofre.

Els coets i propulsors de propulsió sòlid moderns utilitzen mescles més complexes com a combustible, però el principi segueix sent el mateix, antic xinès. Els seus mèrits són innegables. Aquests són la senzillesa, la fiabilitat, l' alta velocitat d'inici, la relativa barata i la facilitat d'ús. Perquè el projectil s'iniciï, n'hi ha prou amb encendre la barreja combustible sòlida, proporcionar un flux d'aire, i això és tot, ha volat.

No obstant això, n'hi hauna tecnologia tan provada i fiable té els seus inconvenients. En primer lloc, després d'haver iniciat la combustió del combustible, ja no és possible aturar-lo, així com canviar el mode de combustió. En segon lloc, cal oxigen, i en condicions d'espai enrarit o sense aire no ho és. En tercer lloc, la gravació continua massa ràpid.

Per fi s'ha trobat la solució que els científics de molts països han estat buscant durant molts anys. El doctor Robert Goddard va provar el primer motor de coet de propulsor líquid l'any 1926. Va utilitzar com a combustible gasolina barrejada amb oxigen líquid. Perquè el sistema funcionés de manera fiable durant almenys dos segons i mig, Goddard va haver de resoldre una sèrie de problemes tècnics relacionats amb el bombeig dels reactius, el sistema de refrigeració i els mecanismes de direcció.

El principi pel qual es construeixen tots els motors de coets líquids és extremadament senzill. Dins de la caixa hi ha dos tancs. Des d'un d'ells, a través del capçal de mescla, l'oxidant s'introdueix a la cambra de descomposició, on, en presència d'un catalitzador, el combustible procedent del segon dipòsit passa a un estat gasós. Es produeix una reacció de combustió, el gas calent passa primer a través de la zona subsònica que s'estreny del broquet i després la zona supersònica en expansió, on també es subministra combustible. En realitat, tot és molt més complicat, el broquet requereix refrigeració i els modes d'alimentació requereixen un alt grau d'estabilitat. Els motors de coets moderns poden funcionar amb hidrogen, l'oxidant és oxigen. Aquesta barreja és extremadament explosiva i la més mínima violació del funcionament de qualsevol sistemacondueix a un accident o desastre. Els components del combustible també poden ser altres substàncies no menys perilloses:

- querosè i oxigen líquid: es van utilitzar en la primera fase del programa de vehicles de llançament Saturn V al programa Apol·lo;

- alcohol i oxigen líquid - es van utilitzar als coets V2 alemanys i als portaavions soviètics "Vostok";

- tetròxid de nitrogen - monometil - hidrazina - utilitzat en motors Cassini.

Malgrat la complexitat del disseny, els motors de coets líquids són el principal mitjà per lliurar càrrega espacial. També s'utilitzen en míssils balístics intercontinentals. Els seus modes de funcionament són susceptibles d'una regulació precisa, les tecnologies modernes permeten automatitzar els processos que tenen lloc a les seves unitats i conjunts.

No obstant això, els motors de coets de propulsió sòlid tampoc han perdut la seva importància. S'utilitzen en tecnologia espacial com a auxiliars. La seva importància és gran en els mòduls de frenada i rescat.