موتور سوخت جامد راکت های مدل چگونه کار می کند؟

دو دسته اصلی از سوخت در موتورهای راکت مدل مورد استفاده قرار می گیرد. موتور سوخت مایع و موتور سوخت جامد. در راکت سوخت مایع، سوخت و منبع اکسیژن (اکسیدکننده) لازم برای احتراق به طور جداگانه ذخیره شده و به محفظه احتراق نازل که در آن سوختن رخ می دهد پمپ می شود. در یک موشک سوخت جامد، سوخت و اکسید کننده با هم مخلوط شده و در یک سیلندر جامد بسته بندی می شوند. هنگامی سوخت جامد راکت در معرض منبع گرما قرار گیرند می سوزند. برخی از انواع جرقه زن برای شروع سوختن موتور موشک جامد در انتهای پیشرانه و در دهانه نازل تعبیه می شود. هنگامی جرقه زن فعال می شود، موتور روشن شده و گاز داغ خروجی از انتهای آن خارج می شود که برای به پرواز درآوردن راکت کافی است. وزن کلی راکت های سوخت مایع به خاطر اجزای مختلف به کار رفته در آن ها مانند مخازن سوخت و اکسید کننده، پمپ و … بیشتر از نوع سوخت جامد است.

معرفی موتور های سوخت جامد راکت مدل

به طور کلی، موتورهای راکت سوخت جامد (یا SRM) تجهیزات ساده ای هستند که فاقد قطعات متحرک هستند. یک سیگنال الکتریکی به جرقه زن ارسال می شود که گازهای داغی ایجاد می کند که سوخت پیشرانه را مشتعل می کند. پیشرانه حاوی سوخت و اکسید کننده است که از قبل با هم ترکیب می شوند. رانش زمانی ایجاد می شود که انرژی حرارتی بالای گازهای احتراق به انرژی جنبشی در اگزوز یا نازل خروجی موتورتبدیل شود. سادگی SRMها آنها را به انتخابی جذاب برای بسیاری از کاربردهای راکتی تبدیل می کند. از آنجایی که اجزای متحرک کمی در موتور های سوخت جامد وجود دارد و اکثریت قریب به اتفاق وزن آن را در واقع سوخت پیشران تشکیل می دهد. به طور کلی، راندمان موتور های سوخت جامد کمتر از نوع سوخت مایع است. موتور سوخت جامد پس از احتراق تا حد خاموش شدن می سوزد و همینطور کنترلی بر روی سرعت سوخت آن نمی توان داشت. سوخت موتور های سوخت جامد معمولا از ترکیب باروت سیاه و پتاسیم نیترات با نسبت معین ساخته می شود.

معرفی اجزای موتور سوخت جامد راکت مدل

همانطور که گفتیم موتور های سوخت جامد راکت مدل از یک استوانه معمولا مقوایی ساخته شده که سوخت و سایر اجزا در آن قرار می گیرد. در شکل زیر یک نمای برش خورده از یک موتور راکت مدل قرار داده شده که در ادامه به معرفی اجزای آن خواهیم پرداخت.

بدنه : به صورت استوانه ای بوده و از جنس مقوای فشرده می باشد. تمام اجزای موتور در بدنه قرار می گیرد.

نازل : در پایین ترین قسمت موتور قرار گرفته و در مرکز آن یک حفره مخروطی شکل تعبیه شده که گاز های داغ از آن خارج می شود.

باروت سیاه : ترکیبی از پودر زغال، گوگرد و پتاسیم نیترات بوده که با سرعت بسیار بالا سوخته و نیروی پیشران لازم را فراهم می کند.

سوخت تاخیری : پس از اتمام سوخت اصلی موشک مشتعل می شود تا سرعت موشک به صفر برسد و آماده باز شدن چتر نجات شود.

شارژ تخلیه : در لحظه ای که سرعت موشک به صفر می رسد شارژ تخلیه مشتعل شده و موجب باز شدن چتر نجات می شود.

درپوش : با انفجار شارژ تخلیه درپوش جدا شده و از آن خارج می شود.

سایز موتور های سوخت جامد راکت مدل

موتور های راکت مدل در سایز های مختلفی تولید می شوند که هر کدام دارای قدرت معینی می باشد. هر چه قطر استوانه موتور بزرگتر باشد تراست ایجاد شده توسط موتور افزایش می یابد و از طرفی هر چه طول استوانه موتور راکت بلند تر شود زمان سوخت طولانی تر می شود. به طور کلی موتور های سوخت جامد راکت مدل در سایز های 13mm,18mm,24mm,29mm تولید می شوند.