Источники энергии для ракетных двигателей

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ для РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ [c.60]

Водород, углерод и их соединения не являются единственными возможными источниками энергии для ракетных двигателей. В табл. 37 приведены данные по другим химическим реакциям, характеризующимся высокой энергией. Из таблицы видно, что твердые металлы с малым атомным весом и высокой химической валентностью обеспечивают удельные тяги, превосходящие таковые даже для водорода. Наибольшее значение имеет литий, но, пожалуй, бор предпочтительнее вследствие его большой плотности. Следует иметь в виду, что значения выходной ско рости и удельной тяги приведены в предположении, что продукты сгорания будут твердыми. Но в действительности только для окислов металлов, имеющих очень высокие температуры кипения, конденсация может произойти в сопле осуществимых размеров. Если окись покидает сопло в газообразном состоянии, теплота реакции уменьшается на величину теплоту сублимации. [c.273]

В гл. 1 авторы приводят один из возможных методов классификации ракетных двигателей и рассматривают общее уравнение тяги, систему к. п. д. и возможные источники энергии для ракетных аппаратов (химические, ионные, на основе свободных радикалов, синтеза и деления ядер). Следует отметить, что приводимый авторами вывод уравнения тяги на основе интегрирования сил давления полностью соответствует современным представлениям и позволяет более глубоко уяснить физический смысл возникновения тяги и изменения ее на нерасчетных режимах, чем обычный вывод, основанный на теореме импульсов. Определен--ный интерес представляет также подробный анализ полетного к. п. д., в котором наряду с правильным определением этого коэффициента критически рассмотрены распространенные, к сожалению, неправильные представления об этой величине, приводящие к ряду недоразумений в учебной литературе. [c.6]

В Физическом энциклопедическом словаре ЭРД - это ракетный двигатель, в котором рабочим телом служит ионизированный газ (плазма), ускоряемый преимущественно электромагнитными полями в энциклопедии Космонавтика — это двигатель, в котором в качестве источника энергии для создания тяги используется электрическая энергия, вырабатываемая бортовой энергоустановкой космического аппарата, в Политехническом словаре приводится третий вариант определения ЭРД это реактивный двигатель, в котором рабочее тело разгоняется до высоких скоростей с использованием электрической энергии. [c.4]

Газопроницаемая стенка из полупрозрачного тугоплавкого материала, расположенная в фокусе параболоидного концентратора солнечной энергии, может быть использована в качестве высокотемпературного источника теплоты, в частности, для непосредственного нагрева рабочего тела в ракетных двигателях [7]. Концентрированное солнечное излучение, проходящее через прозрачную кварцевую линзу 1 (рис. 1.7), погло-10 [c.10]

Ракетный двигатель — двигатель, использующий для работы только вещества и источники энергии, имеющиеся в запасе на аппарате. [c.259]

Для создания тяги ракет и других летательных аппаратов может применяться и ионный ракетный двигатель, имеющий в своем составе источник энергии (ядерный [c.197]

Наряду с мощными ракетными двигателями, работающими на высококалорийном топливе в течение небольших промежутков времени, можно использовать и иные виды двигателей, источники энергии, которые создают весьма малую тягу, действующую на космический корабль в течение длительного времени. Уже сейчас разрабатываются проекты космических кораблей с ионными двигателями, кораблей, использующих давление солнечного света. В динамике космического полета рассматривается движение космических аппаратов с двигателями малой тяги, изучаются возможности использования малой тяги для осуществления космических маневров. [c.17]

С 1972 г. стали все чаще появляться публикации, в которых разрабатывались различные варианты лазерных двигателей [1.2 —1.251. Представим себе лазерный луч, направляемый с поверхности Земли или с борта большой орбитальной станции точно в определенное место космического аппарата — в сопло или специальное боковое отверстие, пройдя которое, он с помощью системы зеркал направляется в камеру. Лазер может работать как в непрерывном, так и в импульсном режимах. В качестве рабочего тела в разных работах рекомендуются твердые и жидкие топлива, в частности, водород, водород с углеродом, вода с добавлением окислов алюминия (добавки в двух последних случаях — для лучшего поглощения излучения). Наконец, двигатель может быть воздушно-реактивным, а не ракетным, когда разогреву будет подвергаться протекающий через аппарат воздух. Во всех случаях рабочее тело разогревается до состояния плазмы, благодаря чему достигается большая скорость истечения. Мощность внешнего источника энергии в принципе при этом не ограничена, вследствие чего достижимы большие реактивные ускорения Указываются скорости истечения от 10 до 25 км/с [1.23] и реактивные ускорения в сотни [1.2Ц. Предлагалась особая модификация лазерного двигателя специально для космического самолета, при которой использовалось бы магнитогидродинамическое взаимодействие лазерного нагрева и ионизированного скачка уплотнения перед самолетом в уже совершающемся гиперзвуковом полете. Скорость истечения могла бы перед выходом на орбиту достичь 46 км/с [1.25]. [c.42]

Практика, однако, показала, что пороховые ракеты как источник энергии мало пригодны для широкого использования в авиамоделизме, не говоря уже о том, что самодельные ракеты взрываются в самый неподходящий момент. Непригодными для массового моделизма показали себя и жидкостные ракетные двигатели они требовали весьма осторожного обращения и ряда дефицитных, малодоступных для авиамоделистов материалов. [c.186]

Источником энергии, используемой в ракетных двигателях, обычно служит экзотермическая химическая реакция, в которую вступают два различных вещества — окислитель и горючее. Любая пара жидких или твердых компонентов, которые могут быть использованы для получения такой реакции, называется в совокупности химическим топливом. [c.60]

Двигатели, не использующие для своей работы ни энергию, ни рабочее тело из окружающей среды, относятся к классу ракетных двигателей (РД). Поэтому под РД понимается машина (установка), создающая тягу путем преобразования любого вида энергии (источник которой вместе с запасом рабочего тела находится на борту летательного аппарата) в кинетическую энергию рабочего тела, отбрасываемого от двигателя через реактивное сопло в окружающую среду. [c.18]

Наиболее логично электрическими ракетными двигателями называть двигатели, в которых для разгона рабочего тела используется электрическая энергия, причем источник энергии может находиться как на борту космического аппарата (КА), так и вне его. В последнем случае энергия либо непосредственно подводится к ускоряющей системе от внешнего источника, либо передается на КА с помощью сфокусированного пучка электромагнитного излучения. [c.4]

Использование радиоизотопов в качестве источников тепла затруднено тем, что невозможно контролировать скорость выделения энергии таким образом, необходимо предусматривать вспомогательную систему охлаждения с целью предотвращения разрушения (плавления или испарения) источника тепла в то время, когда он не используется. Другой недостаток связан с ограниченными возможностями производства радиоизотопов [31]. При таком высоком значении коэффициента полезного действия преобразования, как 1%, потребовался бы реактор с установленной мощностью 10 Мет, чтобы получить источники тепла для двигателей большого ракетного летательного аппарата, действующих в течение месяца. Такая мощность па порядок выше мощности всех силовых установок США, действующих в настоящее время. Основной недостаток рассматриваемого метода состоит в том, что удельная выходная мощность почти любого из пригодных к использованию радиоактивных изотопов очень низка с точки зрения стандартных характеристик ракетного дви- [c.534]

В то же время для полетов в дальний космос использование ЯЭУ практически не имеет альтернативы. Для таких масштабных проектов, как, например, экспедиция на Марс, преимущество использования ядерной энергетики не вызывает сомнений. Причем ЯЭУ может служить не только источником энергии для жизнеобеспечения экипажа и питания аппарат фы, но и средством, обеспечивающим движение, в том числе с помощью ядерного ракетного двигателя. В соответствии с современными представлениями это может быть транспортно-энергетический модуль, обеспечивающий вывод аппарата на орбиту или возможность смены орбиты. Такая двз режимная установка с Зфовнем мощности около 100 кВт обеспечит вывод космического корабля на рабочую орбиту, а на орбите обеспечит энергопитание на более низком уровне мощности. [c.368]

Ранее уже упоминалось о возможности использования радиоизотопных генераторов электрической или тепловой энергий в космонавтике Однако, помимо бортовых энергоустановок, радиоактивные источники с успехом могут применяться и в космических двигателях. Такие радиоизотопные ракетные двигатели, использующие энергию радиоактивного распада, в настоящее время уже разработаны (правда, все они развивают довольно малую тягу). Причем наиболее перспективным в этом отношении является применение в качестве радиоактивных источников изотопов трансурановых элементов. Среди них наибольшее распространение получили кюрий-244 (период полураспада 18 лет) и уже упоминавшийся нами плутоний-238 (см. стр. 126). Оказывается, слишком большой период полураспада некоторых радиоизотопов является таким же недостатком, как и слишком малый период полураспада, поскольку от скорости распада зависит скорость выделения энергии. Следовательно, радиоизотоп, выбранный для ра-диоизотопного ракетного двигателя, должен распадаться достаточно быстро, чтобы обеспечить приемлемую скорость выделения энергии (на единицу массы). Вот почему в космонавтике получили широкое распространение трансурановые элементы, в среднем имеющие меньшие периоды полураспада, чем другие радиоизотопы. В частности, поэтому они неоднократно привлекались как вспомогательные радиоактивные источники и при проведении научных экспериментов в космосе. Так, кюрий-242 (период полураспада около 5 месяцев) и эйнштейний-254 служили источниками альфа-частиц в аппаратуре, использовавшейся американскими учеными для химического анализа лунного грунта. Эта аппара- [c.131]

В 1913 г. Годдард завершил новую рукопись Перемещения в межпла-нетном пространстве (опубликована в 1970 г. [6, с. 117—123]), которая явилась предварительным итогом его исследований по теории реактивного движения и космического полета. В этой работе рассмотрена, в частности, задача о посылке на поверхность Луны заряда осветительного пороха, содержится тезис об использовании Луны для производства на ней ракетного топлива и для старта с нее к планетам (эти мысли были высказаны им еще в 1908 г.), а также идея о применении на корабле для полета к Марсу электрического двигателя с солнечным источником энергии и др. Теоретические выкладки и расчеты были окончательно завершены Годдардом в 1914 г. и оформлены в капитальную статью Проблема поднятия тела на большую высоту над поверхностью Земли (представлена в том же году в Кларкский университет, но опубликована лишь в 1970 г. [6, с. 128—152]). Здесь Годдард впервые привел собственный вывод уравнения движения ракеты, который был сделан с учетом действия гравитации и сопротивления атмосферы. Убедившись в сложности решения полученной вариационной задачи, Годдард в расчетах применил интервальный метод (весьма, впрочем, громоздкий). Все расчеты были сделаны для твердого или жидкого кислородно-водородного топлива. В статью вошли также в более подробном изложении и другие идеи Годдарда. [c.441]

Существует ряд явлений, родственных Э., в к-рых перенос носителей заряда осуществляется не электрич. полем, а градиентом темп-ры (см. Термоэлектрические явления), звуковыми волнами (см, Акустоэлектрический эффект), световым излучением (см. Увлечение электронов фотонами) и т. п. Э. жидкостей, газов и плазмы обладает рядом особенностей, отличающих её от Э. твёрдых тел (см. Электрические разряды в газах, Электрический пробой. Электролиз). Э. М. Эпштейн. ЭЛЕКТРОРАКЁТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (электрореактивные двигатели, ЭРД)—космич. реактивные двигатели, в к-рых направленное движение реактивной струи создаётся за счёт электрич, энергии, Электроракетная двигательная установка (ЭРДУ) включает собственно ЭРД, систему подачи и хранения рабочего вещества и систему, преобразующую электрич. параметры источника электроэнергии к номинальным для ЭРД значениям я управляющую функционированием ЭРД, ЭРД—двигатели малой тяги, действующие в течение длит, времени (годы) на борту космич. летательного аппарата (КЛА) в условиях невесомости либо очень малых гравитац. полей. С помощью ЭРД параметры траектории полёта КЛА и его ориентация в пространстве могут поддерживаться с высокой степенью точности либо изменяться в заданном диапазоне. При эл.-магн. либо эл.-статич. ускорении скорость истечения реактивной струи в ЭРД значительно выше, чем в жидкостных или твердотопливных ракетных двигателях это даёт выигрыш в полезной нагрузке КЛА. Однако ЭРД требуют наличия источника электроэнергии, в то время как в обычных ракетных двигателях носителем энергии являются компоненты топлива (горючее и окислитель). В семейство ЭРД входят плазменные двигатели (ПД), эл.-хим. двигатели (ЭХД) и ионные двигатели (ИД). [c.590]

В ЖРД жидкие компоненты топлива (горючее и окислитель) подаются из топливных баков под большим давлением в специальную камеру сгорания, где в результате химического взаимодействия выделяется тепло и образуются газообразные продукты реакции, обладающие высокими давлением и температурой. Эти продукты в процессе расширения в сопле до атмосферного давления приобретают высокую кинетическую энергию, а возникающая при этом сила реакции используется для перемещения летательного аппарата. В ЯРД первич1ным источником энергии служит тепло ядерной реакции, а рабочее тело, обычно водород, не изменяя своего состава, нагревается до значительной температуры и затем приобретает высокую кинетическую энергию в процессе истечения из сопла. В ракетных двигателях твердого топлива используются в качестве рабочего тела твердые топлива, имеющие в своем составе горючие и окислительные компоненты, размещенные в камере сгорания. Время работы РДТТ ограничено запашм этого топлива. [c.9]

Одной из причин, побудивших предпринять перевод на русский язьш книги Дж. М. Самервилла Электрическая дуга , явилась актуальность изложенной в ней темы. Актуальная тема... Довольно странное выражение применительно к явлению, открытому 160 лет назад И все-таки это так. Электрическая дуга, впервые наблюдавшаяся В. В. Петровым в 1802 г., вновь привлекает пристальное внимание исследователей. На этот раз как единственный пока источник стационарной высокотемпературной плазмы. Той самой плазмы, которая нужна для термоядерных генераторов энергии и для межпланетных ионных ракетных двигателей. [c.3]

Для ускорения заряженных частиц нужна достаточно мощная бортовая электростанция. Поэтому двигатели такого типа называются обычно электрическими ракетными двигателями, хотя для их работы все равно требуется источник ядерной энергии, прямым путем преобразующейся в электрическую. Такая схема использования ядерной энергии сейчас рассматривается как наиболее реальная. В этом направлении ведутся большие исследова1П1я и разработки, и вполне уместно сказать несколько слов о полученных результатах. [c.199]

Очевидно, в этом случае источником энергии должен служить атомный реактор или котел — подобный используемым на атомных электростанциях или на подводных лодках. В таком котле атомная энергия преобразуется в тепловую и сообшается какому-либо вешеству, которое используется для охлаждения котла. Это вешество, нагретое в котле до высокой температуры, и может служить непосредственно отбросной массой ракетного двигателя, вытекая из него наружу и таким образом создавая реактивную тягу. [c.661]

Химические ракетные двигатели используют в качестве топлива компоненты, обладающие необходимым для горения запасом горючих и окислителей. Они делятся на жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), работающие на жидком топливе, подаваемом в камеру сгорания из баков ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ), в которых топливо находится непосредственно внутри камеры сгорания, и смешанные (гибридные) двигатели, работающие на твердо-жидком топливе. Значительное возрастание удельного импульса тяги ракетных двигателей может быть достигнуто при использовании ядерных источников энергии и при электроракетных способах создания реактивной тяги. Такими двигателями являются ядерные ракетные двигатели и электроракетные двигатели. [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...