На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)

Мировоззрение

7 103 подписчика

Свежие комментарии

  • Евгения Подхалюзина
    Это жители погибшей планеты Фаэтон, которые прилетели на Землю.Они и прорыли эти тоннели. Ушли под Землю , потому что...Подземные люди - ...
  • Олег
    Лишний раз подтверждение того, что ничего нового в адамических религиях нет, это всё ремейки древних учений.Изображение архан...
  • Антонина Томилова
    А еще исчезли статьи про исследования. А я точно помню, что они были. А теперь всё удалено. Надо и вашу отскринить)Что происходит с ...

Эволюция ракетных двигателей

                      Эволюция ракетных двигателей.

     Куватов В.Г.                                                                               25.03.2015       

Эволюция ракетных двигателей

     Для военных целей ракеты применялись с незапамятных времен. В настоящее время главное предназначение ракеты не изменилось. Мало изменились принцип и устройство ракеты, кроме размеров. Со временем все изменяется, предлагаю рассмотреть один из вариантов эволюции ракетных двигателей.

Эволюция ракетных двигателей

 На первом месте показано устройство классической ракеты. Труба с заглушкой. Пороховой заряд поджигается при пуске. Давление пороховых газов распределяется равномерно во все стороны. Воздействие на боковые стенки компенсируется корпусом ракеты и на движение ракеты не влияют. Пороховые газы направленные вниз не взаимодействуют с корпусом ракеты и на ее движение  влияния не оказывают.  Приводят в движение корпус ракеты пороховые газы, которые передают свою кинетическую энергию заглушке. Отразившись от заглушки, пороховые газы уходят на выброс. Фактически лишь небольшая доля пороховых газов приводит в движение корпус ракеты. КПД ракетного двигателя, подобного типа составляет менее одного процента. Очень небольшая доля, образовавшихся пороховых газов, которые направлены вверх, оказывают всего лишь однократное воздействие. При последовательном соединении подобных ракет, в своеобразный поезд КПД изменяется незначительно, отбрасываемые ступени не вносят добавки в увеличение скорости, кроме уменьшения общей массы ракеты.

 На втором месте показан орудийный ствол со снарядом, как полезной нагрузкой. При поджигании порохового заряда снаряд и ствол получают кинетический импульс на  движение в противоположные стороны. В этом случае каждая частичка пороховых газов оказывает многократное воздействие на движение, как снаряда, так и ствола. Естественно КПД такой системы на несколько порядков выше, чем у классической ракеты.

 На третьем месте показана композиция двух первых систем. Условно показано разделение орудийного ствола на четыре части. Эти части не соединяются последовательно, в виде поезда, а вставляются друг в друга. Фактически это тоже ступенчатая ракета, но отличающаяся компоновкой. Предыдущая ступень является стволом для последующей. Соотношение масс  ступеней различно и естественно достичь КПД, подобной композиции, такого же как у системы ствол-снаряд, не получится, но он будет во намного раз больше чем у классической ракеты, корпуса ступеней передадут свои импульсы для увеличения скорости полезной нагрузки. Аналогом такой конструкции является ракетный движитель с эжекцией  водяного пара на вход сопла. Уходящие газы тормозятся в районе сопла, увеличивая давление в камере сгорания, т.е. на заглушку. Часть пороховых газов, при этом, успевают неоднократно воздействовать на заглушку.

На четвертом месте показано диафрагмирование нижнего конца трубы. Поставлена заглушка с отверстием. Часть пороховых газов будет воздействовать на нижнюю заглушку, тормозя корпус ракеты. В зависимости от размеров отверстия будет изменяться скорость ракеты.

На пятом месте низ трубы закрыт заглушкой без отверстия. Выше приведены случаи когда порох, или любое другое ракетное топливо, выполняет функции как энергоносителя так и инертной массы. Энергоноситель активирует инертную массу, которая и передает свою кинетическую энергию корпусу ракеты. Т.е. пока порох не загорелся он спокойно лежит, не оказывая не какого влияния, при зажигании частички пороха приобретают  кинетический импульс, это и есть активация инертной массы пороха.  Для пятого случая вышеуказанные компоненты разделены. Роль энергоносителя выполняет нагреватель в любом виде, инертной массой будет жидкость. Жидкость нагревается выше температуры парообразования. Верхняя заглушка охлаждается до температуры конденсации пара. Верхняя и нижняя заглушки оказываются под воздействием различных импульсов. На нижнюю задвижку воздействуют хаотически движущиеся молекулы пара при упругом ударе. Движение хаотическое, каждая молекула имеет три степени свободы, т.е. посредством упругого удара с нижней заглушкой  взаимодействует одна треть молекул, передавая заглушке двойной импульс.  На верхнюю задвижку оказывает воздействие направленный поток молекул пара, при конденсации отражения молекулы пара не происходит, т.е. удар  получается неупругим. Все молекулы потока передают свой импульс верхней заглушке. При равенстве количества молекул воздействующих на верхнюю и нижнюю заглушки, суммарный импульс, получаемый верхней заглушкой, больше чем нижней. Корпус ракеты придет в движение в сторону верхней, охлаждаемой заглушки. Корпус герметичен потери пара не происходит. КПД движителя с замкнутым корпусом значительно выше, поскольку в классической ракете поток газов выбрасываемый ракетой имеет максимальную температуру, кроме того ей необходим запас рабочего вещества, как инертной массы.

Практически  реактивное движение определяется как реакция ракеты на выброс из ее сопла газовой струи. Естественно при этом большое значение имеет скорость истечения потока газов из сопла ракеты.  При такой постановке вопроса важным фактором определяющим эффективность ракетного двигателя является конструкция соплового устройства, это очевидно из рисунка 4, чем свободнее выход газов из сопла, тем меньше ракета тормозится выходящими газами. Это не значит что ракета, каким-то образом, приводится в движение  струей, уходящих из сопла ракеты, газов. Ракету толкает поток газов воздействующих на верхнюю заглушку. Поток газов, идущий вниз, не может способствовать  ее движению вверх, но он может тормозить ее. Элементарный выход – убрать поток газа выходящий из корпуса ракеты вниз. Закроем  отверстие в нижней заглушке. Поищем способ создания потока молекул, что бы направить его в определенную часть корпуса для достижения условий возможного движения корпуса ракеты. Один из возможных способов это пятый вариант. Движитель, показанный на рисунке пять, универсальный, может работать во всех средах, т.е. может применяться во всех видах транспорта. Наиболее целесообразно его применение для космических  и подводных аппаратов. Главные его достоинства экономичность и бесшумность.

Картина дня

наверх