Raketno gorivo

Izgaranje raketnog goriva pri lansiranju rakete Delta IV

Raketno gorivo je vrsta goriva koji se koristi u raketnim motorima za stvaranje potiska. Specifično je po tome da oksidans za izgaranje goriva ne uzima iz okoline već ga letjelica (raketa ili avion) nosi sa sobom.[1] Nizom kemijskih i termodinamičkih procesa, pri izgaranju se njegova kemijska energija uz pomoć oksidansa pretvara u kinetičku energiju vrućih plinova.[1] Prema aksiomu akcije i reakcije (treći Newtonov zakon), akciji toga mlaza odgovara reakcija suprotnoga smjera u obliku reaktivne sile (potiska) koja pokreće letjelicu naprijed (mlazni pogon).[1] Veći potisak tj. veća brzina rakete je proporcionalna većoj brzini istjecanja plinova odnosno njihovoj većoj masi (prema principu definiranom raketnom jednadžbom Ciolkovskog).[1] Također, potisak raketnoga motora ovisi o omjeru goriva i oksidansa, gustoći goriva i drugim faktorima.[1] Djelotvornost raketnoga goriva izražava se specifičnim impulsom.[1]

Osnovni elementi nužni za rad raketnoga pogona su spremnici s gorivom i oksidansom (s pripadajućim sklopovima ovisno o vrsti goriva), odnosno raketni motor kojeg je gorivo ponekad sastavni dio i sastoji se još od komore izgaranja odnosno izlazne mlaznice.[1] Raketno gorivo čini 90 do 95% ukupne mase rakete i izgara u komori izgaranja, gdje temperature mogu dosegnuti i više od 3000ºC.[1] Izgaranjem se razvijaju plinovi koji djeluju na stijenke komore tlakom i do više stotina bara.[1] Vrući plinovi prvo prolaze kroz grlo mlaznice (sapnica) koje ih ubrzava, a zatim kroz divergentnu (ekspanzijsku) mlaznicu u kojoj se zbog njezinog specijalnog oblika (konični, ovalni ili dr.) dodatno ubrzavaju do brzine koja može biti i desetak puta veća od brzine zvuka.[1]

Zbog vrlo visokih temperatura izlaznoga mlaza, mlaznice se izrađuju od posebnih materijala (vatrootporni čelik, keramika, karbonski kompoziti), te su dodatno hlađene (npr. strujanjem goriva oko stijenki).[1] Za termoizolaciju se često koriste i ablativni slojevi koji se izgaranjem polako troše.[1] Raketno gorivo izgara velikom brzinom, pa čak i najveće rakete potroše gorivo u nekoliko minuta, dosegnuvši pritom veliku brzinu i visinu.[1] Najčešća podjela raketnih goriva je prema agregatnom stanju (kruta, tekuća i hibridna),[1] dok ostali tipovi uključuju kemijsko, nuklearno, električno i ionsko. Višestupanjske rakete mogu koristiti različite vrste goriva ovisno o specifičnom stupnju.

Povezano

Reference

  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 1,13 Raketni pogon, Hrvatska enciklopedija (LZMK), preuzeto 25. 11. 2015.

Vanjske veze

  • (en) Robert A. Braeunig: Rocket Propulsion
  • (en) NASA: Practical Rocketry Arhivirano 2006-10-04 na Wayback Machine-u
  • (en) ESA: Solid and Liquid Fuel Rockets