Жидкое ракетное топливо

Что такое жидкое ракетное топливо?

Жидкое ракетное топливо состоит из горючего и окислителя. Функция горючего в ракетном двигателе та же, что и топлива в реактивном двигателе, а окислитель в ракетном двигателе играет ту же роль, что и воздух, который обеспечивает горение топлива в реактивном двигателе. Основные виды горючего для ракетных двигателей — это керосин, водород (сжиженный для хранения в бортовых баках) и азотно-водородное соединение под названием гидразин (N2H4). В случае использования керосинового или водородного горючего в качестве окислителя применяется кислород (сжиженный для хранения в бортовых баках). Этот сжиженный кислород в Америке обозначается LOX. Когда в качестве ракетного топлива используется гидразин, окислителем является азотно-кислородное соединение, называемое четырехокисью азота (N₂O₄).

Наиболее чисто горящее жидкое ракетное топливо — это водород, который при соединении с кислородом производит только тепловую энергию и водяные пары (в качестве продуктов сгорания). В процессе очистки керосина для использования в качестве ракетного топлива остается мало загрязняющих примесей, но из-за наличия атомов углерода в молекулах этого топлива при его горении выделяется, как побочный продукт, некоторое количество CO и CO₂. Гидразин и четырехокись азота при взаимодействии образуют значительное количество азота. Этот газ нетоксичен и фактически формирует около трех четвертей состава атмосферы Земли у ее поверхности.

Как работает ракетный двигатель на жидком топливе

Горючее и окислитель поступают в камеру сгорания, где воспламенение инициирует начало процесса горения. Пока горючее и окислитель поступают в камеру, горение продолжается.

Прямая тяга (тяга для движения вперед) — это результат принципа реактивного движения: горячие газы, истекая из сопла, производят мощную направленную назад реактивную струю.

Это вынуждает ракету лететь вперед с ускорением. Когда ракета летит в пределах атмосферы Земли, то для обеспечения прямой тяги требуется, чтобы истекающие газы обеспечивали скорость, по крайней мере равную поступательной скорости летательного аппарата. Однако как только летательный аппарат окажется в открытом космосе, необходимость в этом отпадает. Газ, истекающий назад, независимо от его скорости, будет создавать силу, которая вызовет ускорение летательного аппарата в направлении движения.