همه موشك‌ها بر اساس این اصل كار می‌كنند كه هر عملی عكس العملی در یك جهت ، سبب ایجاد واكنش برابر با آن اما در جهت مخالف می‌باشد ، یعنی همان قانون سوم نیوتن . در یك موشك بر اثر احتراق سوخت ، گازهای داغی حاصل می‌شود كه در هنگام خروج از یك نازل (شیپوره) نیرویی ایجاد می‌كند كه می‌تواند موشك را از زمین بلند كند. اگر چه این نیرو ثابت می‌ماند ، اما شتاب موشك افزایش می‌یابد چون بر اثر مصرف سوخت ، موشك سبكتر می‌شود.
موشك به همان آسانی كه در جو كار می‌كند ، در فضای ماورای جو هم كار می‌كند اما در ماورای جو ، پیشرانش موشك به علت فشار گازهای داغ در برخورد با جو نیست ، بلكه بر اثر واكنش در برابر كنش است. وضعیت موشك در این حالت مانند وضعیت كسی است كه در وسط یك زمین یخ زده بسیار لغزنده قرار گرفته است. او هر چقدر هم كه دست و پا بزند ، از جایش تكان نخواهد خورد. اما اگر بر حسب اتفاق تعدادی كیف یا چمدان كوچك به همراه داشته باشد می‌تواند برای حركت كردن از آنها استفاده كند. اگر او كیف ها را یكی پس از دیگری در جهت معینی پرتاب كند ، به آهستگی در جهت مخالف شروع به حركت خواهد كرد.
در موشكهای ابتدایی ، مانند آنهایی كه چینیان ابداع كرده بودند ، از سوخت جامد _ باروت _ استفاده می‌شده است. هنگامی كه جرقه‌ای به باروت زده شود ، این سوخت جامد انرژی خود را به صورت یك انفجار آزاد می‌كند. پیشرفت در طرح و ساخت موشكهای قرن حاضر ، بیشتر معطوف به استفاده از سوخت‌های مایع بوده است. از این نوع سوخت‌ها در مقایسه با وزن مساوی از سوخت جامد نه تنها انرژی بیشتری آزاد می‌كنند ، بلكه بهتر هم قابل كنترل هستند.
در موشكی كه با سوخت مایع كار می‌كند ، سوخت نخواهد سوخت مگر اینكه با یك اكسید‌كننده مخلوط شود. برخلاف یك هواپیمای جت موشك نمی‌تواند همیشه اكسیژن مورد نیاز سوختش را از جو تامین كند (چون به ارتفاع‌های خیلی بالایی می‌رود كه غلظت اكسیژن حتی به صفر می‌رسد) ، بنابراین باید اكسیژن مورد نیاز را با خو ببرد. سوخت و اكسید‌كننده را در مخازن جداگانه ذخیره و حمل می‌كنند و در هنگام احتراق آنها را در محفظه احتراق تلمبه می‌كنند ، كه در آنجا سوخت می‌سوزد (در واقع منفجر می‌شود). گازهای حاصل از راه شیپوره با سرعت زیادی خارج می‌شوند. و مقدار نیروی پیشرانش موشك ، از طریق زیاد یا كم كردن میزان سوخت و اكسید‌كننده ورودی به محفظه احتراق ، كنترل می‌شود.
آلمانی در جنگ جهانی دوم ، نفت سفید و اكسیژن بود. امروزه V۲سوخت موشكهای اولیه ، از جمله در موشك هیدرازین (یكی دیگر از هیدروكربن‌های مایع) یا سوخت‌های سرما‌زا _ از قبیل هیدروژن مایع و اكسیژن مایع_استفاده می‌كنند.
هیدرازین یك سوخت هایپر‌گولیك است ، یعنی در صورت وجود اكسید‌كننده‌ای مانند دی‌نیتروژن تتروكسید به طور خودبه‌خودی محترق (منفجر) می‌شود. بازده هیدرازین در حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد كمتر از سوخت‌های سرما‌زا است ، اما كاربرد آن ساده‌تر و مطمئن‌تر است.
سوخت‌های سرما‌زا را برای اینكه مایع باقی بمانند ، باید تا دمای پایینی سرد كنند. بنابراین موتور باید سیستم پیچیده‌ای از لوله‌ها برای عبور سوخت سرد شده داشته باشد. این سوخت‌ها نیز به یك محترق كننده نیاز دارند.
درست در طی پرتاب موشك است كه سوخت‌های سرما‌زا برتری خود را نشان می‌دهند ، یعنی زمانی كه حداكثر بازده ممكن برای بلند كردن موشك و بار‌های آن از زمین لازم است. برای پرتاب موشكهای متوالی در مدار (مثلاً به منظور قرار دادن ماهواره در مداری با ارتفاع معین) ، موتور ساده هیدرازینی انتخاب بهتری است. برای مثال ماهواره‌هایی كه در مدار ژئوسنكرون حركت می‌كنند ، موتورهای هیدرازینی كوچكی دارند كه هر از گاهی روشن می‌شوند تا مسیر ماهواره را تصحیح كرده و آن را در موقعیت درست حفظ كنند.
H۱ به رغم پیچیدگی موتور‌هایی كه با سوخت‌های سرما‌زا كار می‌كنند ، ژاپن موتوری از این نوع برای موشكهای خودش را در سال ۱۹۹۸ساخته است.
No comments:
Post a Comment