Твердотопливный ускоритель

Содержание

Дизайн

Одно из твердых ракетных топлив ракеты Delta IV

Ракета Пегас состоит из 3 ступеней твердого топлива.

Восстановление двигателей космического корабля многоразового использования

В основе конструкции твердого ракетного топлива лежит ожидаемая тяга, которая сама определяет массу окислителя и восстановителя. Геометрия и тип твердого топлива устанавливаются таким образом, чтобы соответствовать характеристикам топлива.

Следующие параметры выбираются или определяются совместно; после фиксации они позволяют зафиксировать геометрию порошкового блока, сопла и корпуса:

  • Порошок горит с расчетной скоростью, которая зависит от площади открытого порохового блока и давления в камере сгорания.
  • Давление в камере сгорания определяется диаметром сопла и скоростью горения пороха.
  • Давление в камере сгорания ограничено конструкцией кожуха.
  • Время горения определяется толщиной слоя пороха (определяется диаметром ракеты и диаметром канала горения).

Порошок может быть, а может и не быть единым целым с оболочкой. Пропелленты, которые имеют блок пороха за одно целое с кожухом, проектировать труднее, поскольку деформация блока пороха и кожуха во время горения должна быть совместимой.

Среди наиболее частых проблем, возникающих при использовании этого типа движителя, являются наличие воздушных карманов или трещин в блоке пороха, а также отделение блока от корпуса. Все эти дефекты вызывают немедленное увеличение поверхности горения и одновременное увеличение количества выделяемого газа и давления, что потенциально может быть причиной повреждения оболочки.

Другой тип происшествий связан с конструкцией стыков, которые обеспечивают стык между различными сегментами (секциями) конверта. Наличие нескольких сегментов необходимо, когда конверт необходимо открыть для загрузки блока порошка. Когда уплотнение теряет герметичность, горячие газы постепенно расширяют зазор до тех пор, пока пропеллент не разрушится. Этот тип отказа стал причиной крушения космического корабля «Челленджер» .

Горючие

Основные характеристики двухкомпонентных ЖРТ при pк/pа=7/0,1 МПадва серьёзных недостатканизкая стойкость личного состава к «отравлению»Группа углеводородов.КеросинА ведь находятся люди, которые им что только ни лечат!Pthirus pubis авария пассажирского самолётаСинтез синтина.Мухин, Велюров @Co.Керосиновые двигатели наиболее освоены в СССР.«Где делают самые лучшие ракетные двигатели в мире»Теперь более корректным названием для горючих на основе керосина стал термин УВГ-«углеводородное горючее», т.к. от керосина, который жгли в безопасных керосиновых лампах И. Лукасевича и Я. Зеха, применяемое УВГ «ушло» очень далеко.нафтилНизкомолекулярные углеводородыМетанНПО «Энергомаш»РД-0120Водород

Особенно эффективен с сопловым насадком из материала «Граурис».

Твердотопливный ракетный двигатель

Твердото́пливный раке́тный дви́гатель (или ракетный двигатель на твёрдом топливе, РДТТ) — ракетный двигатель, который использует в качестве топлива твёрдое горючее и окислитель.

Как правило такой двигатель применяется в ракетах (твёрдотопливных ракетах).

История

Самые ранние сведения об использовании твердотопливных ракет (китайских пороховых ракет) относятся к XIII веку. Вплоть до XX века все ракеты использовали ту или иную форму твёрдого топлива, как правило на основе дымного пороха. В период между первой и второй мировыми войнами начинается принятие на вооружение лёгких твердотопливных ракет на основе различного нитроцеллюлозного топлива. После Второй Мировой войны началось бурное развитие ракетной техники как военного так и космического назначения.

Достоинства и недостатки

Достоинствами твердотопливных ракет являются: относительная простота, отсутствие проблемы возможных утечек токсичного топлива, низкая пожароопасность, возможность долговременного хранения, надёжность.

Недостатками таких двигателей являются невысокий удельный импульс и относительные сложности с управлением тягой двигателя (дросселированием), его остановкой (отсечка тяги) и повторным запуском, по сравнению с ЖРД; как правило, больший уровень вибраций при работе, большое количество агрессивных веществ в выхлопе наиболее распространённых видов топлива с перхлоратом аммония.

Применение

Космонавтика

Редко используются в советской и российской космонавтике (например, Старт (ракета-носитель)), однако широко применялись и применяются в ракетной технике других стран, например в США. В основном это элементы первой ступени (боковые ускорители):

  • Боковой ускоритель МТКК Спейс шаттл и Space Launch System.
  • Вторая ступень Наро-1 (Республика Корея), Антарес (США).
  • Семейство твердотопливных ступеней Castor (англ.) русск. .
  • Японская ракета SS-520.

В моделизме

В ракетомоделировании используется 2 типа двигателей на твёрдом топливе. Первые — на основе дымного пороха (в Америке такие двигатели имеются в свободной продаже). Но обычно используют расплав или смесь калийной селитры (или реже натриевой селитры) и углеводов (сахар, сорбит и декстроза) — это т. н. «карамель», она изготовляется самостоятельно. Ракетные двигатели обычно имеют сопло, но иногда делают и бессопловые двигатели. Их обычно изготовляют из картонных гильз для охотничьих ружей, в качестве сопла используется отверстие для капсюля.

В настоящее время существуют программы для расчёта характеристик таких двигателей. Наиболее популярная — «SRM» авторства Ричарда Накки (существует и русскоязычная версия).

Топливо

  • Гомогенные топлива. Представляют собой твёрдые растворы (обычно — нитроцеллюлозы) в нелетучем растворителе (обычно в нитроглицерине). Применяются в небольших ракетах.
  • Смесевые топлива. Это смесь твёрдых окислителя и горючего. Наиболее значимы:
    • Дымный порох. Исторически первое ракетное топливо. Состав: селитра, древесный уголь и сера.
    • Смесевые топлива на основе перхлората аммония (окислитель) и полимерного горючего. Наиболее широко применяемое топливо для тяжёлых ракет военного и космического назначения.
    • В ракетомоделизме получило широкое распространение самодельное смесевое топливо на основе нитрата калия и органических связующих, доступных в быту (сорбит, сахар и тому подобных).
  • Известны ракетные двигатели, где горючее является твёрдым топливом, а окислитель жидким веществом и подаётся в камеру сгорания насосами по трубопроводам. Достоинствами такого топлива являются возможность управления тягой двигателя, достижение более высоких температур сгорания за счёт охлаждения камеры жидким окислителем. Такие ракетные двигатели являются промежуточными между ЖРД и РДТТ .

Топливо РДТТ американских межконтинентальных ракет состояло из смеси на основе перхлората аммония в качестве окислителя и горючего полиуретана с алюминием (первая ступень), с присадками (связующего НТРВ (англ. Hydroxyl Terminated Poly Butadien — полибутадиена с концевой гидроксильной группой), улучшающими стабильность скорости горения, формование и хранения заряда и смесью на основе перхлората аммония в качестве окислителя и горючего полиуретана в смеси с сополимером полибутадиена и акриловой кислоты (вторая ступень).

голоса

Рейтинг статьи

Система спасения

Система спасения — одна из самых сложных в ракете. Она включает в себя парашют, крепление к корпусу, а также механизм выброса парашюта. Она в обязательном порядке порядке должна быть проверена не один раз на земле. Я использую пиротехнический вариант выброса парашюта (мортирка), инициируемый бортовым компьютером. Хотя встречаются и другие решения — механические и пневматические, или вовсе инерционные. Пиротехническая система одна из самых популярных и простых, содержит минимум компонентов.

Заготовка для мортирки

Сам парашют — это купол диаметром в 70 сантиметров, сшитый из прочной и лёгкой ткани (рип-стоп). Можно рассчитать точно необходимую площадь парашюта для плавного спуска в зависимости от массы ракеты. Хотя, из практики, парашют лучше делать меньше диаметром — это увеличит скорость падения ракеты, конечно, но ракету будет меньше сдувать ветром, и поэтому меньше шансов намотать километры от места запуска до места падения.

Вырезаем парашют

Не менее важно обеспечить крепление системы спасения ракеты с корпусом. Обычно в корпус устанавливаются силовые болты, к которым привязывается силовой трос (фал), соединяющийся со стропами парашюта

Фал пропускается через пыж — лёгкий цилиндр, который впритирку устанавливается ко внутреннему диаметру ракеты — он необходим для выброса парашюта, работая как поршень, приводимый в движение газами из мортирки.

Конструкция крепления системы спасения

Головной обтекатель также подвязывается к фалу.

В сборе внутренние компоненты ракеты ракеты занимают весь внутренний объем.

Модель ракеты со всеми компонентами

Авиационные двигатели

Классификация авиационных двигателей

К авиационным двигателям относятся все типы тепловых машин, используемых как движители для летательных аппаратов авиационного типа, т. е. аппаратов, использующих аэродинамическое качество для перемещения, маневра и т. п. в пределах атмосферы (самолеты, вертолеты, крылатые ракеты классов «В-В», «В-3», «3-В», «3-3», авиакосмические системы и др.). Отсюда вытекает большое разнообразие применяемых двигателей — от поршневых до ракетных.

Авиационные двигатели (рис.1) делятся на три обширных класса:

  • поршневые (ПД);
  • воздушно-реактивные (ВРД включая ГТД);
  • ракетные (РД или РкД).

Более детальной классификации подлежат два последних класса, в особенности класс ВРД.

По принципу сжатия воздуха ВРД делятся на:

  • компрессорные, т. е. включающие компрессор для механического сжатия воздуха;
  • бескомпрессорные:

    • прямоточные ВРД (СПВРД) со сжатием воздуха только от скоростного напора;
    • пульсирующие ВРД (ПуВРД) с дополнительным сжатием воздуха в специальных газодинамических устройствах периодического действия.

Класс ракетных двигателей ЖРД также относится к компрессорному типу тепловых машин, так как в этих двигателях сжатие рабочего тела (топлива) осуществляется в жидком состоянии в турбонасосных агрегатах.

Ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ) не имеет специального устройства для сжатия рабочего тела. Оно осуществляется при начале горения топлива в полузамкнутом пространстве камеры сгорания, где располагается заряд топлива.

По принципу действия существует такое деление: ПД и ПуВРД работают по циклу периодического действия, тогда как в ВРД, ГТД и РкД осуществляется цикл непрерывного действия. Это дает им преимущества по относительным показателям мощности, тяги, массе и др., что и определило, в частности, целесообразность их использования в авиации.

По принципу создания реактивной тяги ВРД делятся на:

  • двигатели прямой реакции;
  • двигатели непрямой реакции.

Двигатели первого типа создают тяговое усилие (тягу Р) непосредственно — это все ракетные двигатели (РкД), турбореактивные без форсажа и с форсажными камерами (ТРД и ТРДФ), турбореактивные двухконтурные (ТРДД и ТРДДФ), прямоточные сверхзвуковые и гиперзвуковые (СПВРД и ГПВРД), пульсирующие (ПуВРД) и многочисленные комбинированные двигатели.

Газотурбинные двигатели непрямой реакции (ГТД) передают вырабатываемую ими мощность специальному движителю (винту, винтовентилятору, несущему винту вертолета и т. п.), который и создает тяговое усилие, используя тот же воздушно-реактивный принцип (турбовинтовые, турбовинтовентиляторные, турбовальные двигатели — ТВД, ТВВД, ТВГТД). В этом смысле класс ВРД объединяет все двигатели, создающие тягу по воздушно-реактивному принципу.

На основе рассмотренных типов двигателей простых схем рассматривается ряд комбинированных двигателей, соединяющих особенности и преимущества двигателей различных типов, например, классы:

  • турбопрямоточных двигателейТРДП (ТРД или ТРДД + СПВРД);
  • ракетно-прямоточныхРПД (ЖРД или РДТТ + СПВРД или ГПВРД);
  • ракетно-турбинныхРТД (ТРД + ЖРД);

и многие другие комбинации двигателей более сложных схем.

.1 Основные требования, предъявляемые к конструкции двигателя

Для оценки целесообразности применения того или другого материала
необходимо проводить технико-экономический анализ, заключающийся в сравнении
потенциальных конструкций с целью выбора оптимальных материалов, т. е.
обладающих наилучшими свойствами при минимальных затратах и минимальной массе
конструкции. В результате такого анализа дорогостоящий материал может оказаться
более приемлемым, чем дешевый, если выигрыш, например, в массе конструкции
окажется больше критического. В процессе анализа необходимо, помимо цены
материала, учитывать стоимость изделия и всей системы в целом. При расчете
эффективности применения материала следует учитывать не только уменьшение
массы, но и сопутствующие факторы.

Сочетания нагрузок, действующих на конструкцию, определяют выбор
материалов, оптимальных — для этих конструкций. Оптимальность в данном случае,
предполагает разработку конструкции, обладающей минимальной массой.

С точки зрения главного критерия при выборе материала — обеспечения
минимальной массы — наиболее выгодным для несущей конструкции будет материал,
имеющий максимальную удельную прочность, если определяющий вид нагружения в
конструкции растягивающий, или — имеющий максимальную удельную жесткость, если
определяющий вид нагружения требует обеспечения устойчивости конструкции.

Принцип действия турбореактивного двигателя

Академическое понятие ТРД выглядит так:Турбореактивный двигатель — газотурбинный двигатель, в котором химическая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию струй газов, вытекающих из реактивного сопла.

Поясним некоторые моменты: газотурбинный двигатель — это основа любого ТРД, рассматривая далее виды турбореактивных двигателей, данный факт будет хорошо прослеживаться. Под химической энергией имеется в виду высвобождение большого количества теплоты за счет сгорания топлива в присутствии кислорода. Что же касается сопла, то струя газа не всегда имеет максимальную кинетическую энергию при выходе из него, почему — рассмотрим далее.

Основной принцип работы любого газотурбинного двигателя — тепловое расширение воздуха за счет сгорания топлива, и как следствие образование реактивной струи — быстродвижущегося потока газов.

Как это работает

Турбина — это колесо с лопатками (своего рода лопастями), направленных к потоку газов под некоторым углом. Соответственно чем быстрее движется этот поток, тем большее усилие воздействует на лопатки, заставляя их поворачивать турбинное колесо. Надо сказать, что справедливо и обратное утверждение: если турбинное колесо вращается не за счет реактивной струи, то лопатки начинают увлекать за особой воздушный поток, словно вентилятор. Кстати лопасти винта самолета, мельницы или ветрогенератора используют похожий принцип, что и турбинное колесо, только в последнем случае давление, температура и скорость потока куда выше.

Обратите внимание на иллюстрацию работы классической турбореактивной установки, или иначе говоря газотурбинной установки. Мы видим общий вал, на котором расположены кольца (колеса) с лопатками (их все можно также назвать турбинными кольцами (колесами), так как они ни чем не отличаются)

С левой стороны изображена «холодная» а справа «горячая» части турбины. Давайте рассмотрим рабочий процесс данного двигателя, слева на право, с самого момента запуска:

  • Изначально окружающий воздух через воздухозаборник контактирует с компрессором низкого давления. Специальный турбостартер (в случае больших двигателей) за счет создания высокого давления воздуха, подаваемого на лопатки одного из турбинных колец, раскручивает вал турбины, приводя в движение компрессор низкого и высокого давления, а также турбинные колеса.
  • Лопатки компрессора низкого давления начинают «проталкивать» воздушный поток к лопаткам компрессора более высокого давления, которое в свою очередь перемещает воздух к следующему компрессору, и с каждым последующим переходом давление воздуха продолжает расти, а также растет и скорость потока. Проходя через лопатки последнего компрессора поток оказывается в просторной камере сгорания, в которой расположены топливные форсунки и свечи для поджига топлива, словно в автомобиле, только гораздо мощнее.
  • Как только давление и скорость потока воздуха достигнут необходимых показателей, через форсунки начинает подаваться жидкий керосин, либо любой горючий газ, а свечи зажигания дают искру. После воспламенения топлива в камере сгорания резко возрастает давление, так как весь объем газовой смеси (включая воздушную смесь), вынужден увеличиться в несколько сотен раз за счет температурного расширения. В этот момент турбостартер (или электростартер), раскручивающий вал турбины, отключается.
  • Весь горячий газ из камеры сгорания под огромным давлением и скоростью встречает на своем пути главную часть двигателя — турбинные колеса, которые вращают вал всей турбины (либо напрямую, либо через редуктор). За счет того, что турбинные колеса изначально вращаются гораздо медленнее, не соответствуя скорости только что разогретого в камере сгорания газа, поток начинает раскручивать турбину, теряя при этом часть кинетической энергии. Таким образом турбина работает самостоятельно, без участия стартера.
  • Пройдя последнее турбинное колесо поток газа вырывается наружу через специально созданное сужение, называемое соплом. За счет сужения скорость потока газа увеличивается еще немного, что создаст большую реактивную силу.

Турбореактивный двигатель

Конфигурации твердотопливных ракет

В описаниях твердотопливных ракет можно часто встретить следующее:

«Топливо для ракет состоит из перхлората аммония (окислитель, по весу – 69,6%), полимера (связующая смесь – 12,04%), алюминия (16%), оксида железа (катализатор – 0,4%) и эпоксидный отверждащий агент (1,96%). Перфорация сделана в форме 11-конечной звезды, находящейся в переднем сегменте двигателя и в форме дважды усеченного конуса в каждом из остальных сегментов, в т.ч. и конечном. Благодаря такой конфигурации при розжиге обеспечивается высокая тяга, а затем, через 50 с после старта, она уменьшается приблизительно на треть, предотвращая перенапряжение аппарата в период максимального динамического давления.

В этом плане объясняется не просто состав топлива, но и форма канала, который был пробуренный в центре топлива. Как выглядит перфорация в виде 11-конечной звезды, можете увидеть на фото:

Весь смысл в том, чтобы увеличить площадь поверхности канала, и соответственно, увеличить площадь выгорания, в результате чего увеличиться тяга. По мере сгорания топлива, форма меняется к кругу. Такая форма в случае с космическим шаттлом дает серьезную изначальную тягу, которая в средине полета становится немного послабее.

Твердотопливные двигатели имеют 3 важные преимущества:

  • низкая стоимость;
  • простота;
  • безопасность.

Хотя есть и 2 недостатка:

двигатель нельзя отключать или запускать повторно после зажигания;

невозможность контроля тяги.

Недостатки означают, что тип твердотопливных ракет подходит только для непродолжительных задач или систем ускорения. Если вам нужно управлять двигателем, то придется прибегнуть к системе жидкого топлива.

Применение[править | править код]

Космонавтикаправить | править код

Многокамерный ракетный двигатель твёрдого топлива для катапультирования кресла с «Бурана» (слева)

Редко используются в советской и российской космонавтике (например, Старт (ракета-носитель)), однако широко применялись и применяются в ракетной технике других стран, например в США. В основном это элементы первой ступени (боковые ускорители):

  • Боковой ускоритель МТКК Спейс шаттл и Space Launch System.
  • Вторая ступень Наро-1 (Республика Корея), Антарес (США).
  • Семейство твердотопливных ступеней Castor (англ.)русск..
  • Японская ракета SS-520.

Боевые ракетыправить | править код

Баллистические ракеты подводных лодок
  • UGM-27 «Поларис» (1960)
  • UGM-73 «Посейдон» (1970)
  • UGM-96 «Трайдент» (1979)
  • M1 (1972)
  • M20 (1976)
  • M45 (1996)
  • M51
  • Р-39 (1983)
  • Р-30 «Булава»
Межконтинентальные баллистические ракеты
  • LGM-30 «Минитмен» (1962)
  • MX «Пискипер» (1986)
  • РТ-23 УТТХ «Молодец»(1987)
  • РТ-2ПМ «Тополь» (1982)
  • РТ-2ПМ2 «Тополь-М» (1998)
  • РС-24 «Ярс» (2009)
  • РС-26 «Рубеж» (2017)
Противоракеты системы ПВО

LIM-49A «Спартен»

ПЗРК

Игла

В моделизмеправить | править код

В ракетомоделировании используется 2 типа двигателей на твёрдом топливе. Первые — на основе дымного пороха (в Америке такие двигатели имеются в свободной продаже). Но обычно используют расплав или смесь калийной селитры (или реже натриевой селитры) и углеводов (сахар, сорбит и декстроза) — это т. н. «карамель», она изготовляется самостоятельно. Ракетные двигатели обычно имеют сопло, но иногда делают и бессопловые двигатели. Их обычно изготовляют из картонных гильз для охотничьих ружей, в качестве сопла используется отверстие для капсюля.

Ракетный твердотопливный двигатель своими руками

Иногда хочется чего-то странного. Вот, недавно меня потянуло на ракетомоделизм. Так как я строю ракеты на нубовском уровне, для меня ракета состоит из двух частей – двигателя и корпуса. Да, я знаю, что все намного сложнее, но даже с таким подходом ракеты летают. Естественно, вам интересно, как делается двигатель.

Для корпуса двигателя я использую толстостенные ПВХ трубы диаметром 3/4 дюйма. Трубы такого диаметра относительно дешевы и широкодоступны. Лучше всего трубы режутся специальными ножницами. Я очень много намучался, пытаясь резать такие трубы электролобзиком – всегда получалось очень криво.

Трубу я размечаю так:

Все размеры в дюймах. кто не знает, размер в дюймах нужно умножить на 2.54 и получится размер в сантиметрах. Эти размеры я нашел в замечательной книге

Там есть и куча других конструкций. Верхний кусок двигателя (который пустой) я не делаю. Там должен быть вышибной заряд для парашюта, мне пока далеко до этого.

Отрезанный кусок трубы вставляется в специальную приспособу. Покажу все приспособы сразу, дабы не возникало вопросов:

Длинная палка играет роль “пестика” Ей утрамбовывается глина и топливо. Вторая деталька – это кондуктор. Он служит для того, чтобы просверлить сопло точно по центру двигателя. Вот их чертежи:

Сверло используется длинное – длинной 13см. Его как раз хватает для того, чтобы просверлить канал через все топливо.

Теперь нужно замешивать топливо. Я использую стандартную “карамельку” – сахар и селитра в соотношении 65 селитры/35сахара. Плавить карамель я не хочу – занятие это рискованное, да и не стоит это того геморроя. Я не пытаюсь вытянуть из топлива все возможное. Это ведь любительское ракетостроение. Я просто смешиваю сахарную пудру и селитру в порошках:

Далее, формируем сопло. Для этого забираем у любимого котэ наполнитель туалетов (желательно, неюзанный), перетираем его в ступке до более-менее однородной массы и слегка смачиваем водой.

Забиваем порошок по разметку. Бить нужно довольно сильно.

Забивка топлива и заглушки ничем не отличается. Кажется, что по топливу стучать опасно, но карамелька трудно воспламеняется даже от спички

Естественно, базовые меры предосторожности соблюдать стоит – не склонятся над двигателем, работать в защитной маске, итп

Последние 5мм заглушки я оставляю для термоклея. Я несколько раз пробовал сделать ракету без заглушки из термоклея, верхнюю пробку вырывало давлением. Термоклей обладает отличной адгезией к пластику и не успевает расплавится при горении двигателя.

Сверлим сопло через кондуктор:

Топливо очень плохо сверлится – сахар плавится и липнет на сверло, поэтому его приходится часто вытаскивать и счищать налипшее топливо. Проверяем сопло:

Заливаем последние 5мм трубки и ее торец термоклеем

Недостатки

Твердотопливные ускорители не поддаются контролю и обычно должны гореть до полного истощения после воспламенения, в отличие от жидкого ракетного топлива или топлива. холодный газ двигательные установки. Однако системы прерывания запуска и безопасность диапазона системы разрушения могут попытаться перекрыть поток топлива, используя кумулятивные заряды. По состоянию на 1986 год оценки частоты отказов SRB варьируются от 1 на 1000 до 1 на 100000. Сборки SRB вышли из строя внезапно и катастрофически. Блокировка или деформация форсунки может привести к избыточному давлению или снижению тяги, в то время как дефекты в корпусе ускорителя или муфтах ступени могут вызвать разрушение узла из-за увеличения аэродинамических напряжений. Дополнительные виды отказа включают засорение ствола и нестабильность горения. Отказ Уплотнительное кольцо печать на космическом шаттле Претендентправый твердотопливный ракетный ускоритель привел к распад вскоре после старта.

Твердотопливные ракетные двигатели могут представлять опасность при обращении с ними на земле, поскольку полностью заправленный ускоритель несет риск случайного возгорания. Такая авария произошла в августе 2003 г. Взрыв бразильской ракеты на бразильском Centro de Lançamento de Alcântara Стартовая площадка ракеты VLS, погиб 21 технический специалист.

Сопло

Сужающаяся-расширяющаяся конструкция ускоряет выхлопной газ из сопла, создавая тягу. Сопло должно быть изготовлено из материала, способного выдерживать высокую температуру потока дымовых газов. Часто используются жаропрочные материалы на основе углерода, такие как аморфный графит или углерод-углерод .

Некоторые конструкции включают в себя направленное управление выхлопом. Это может быть достигнуто за счет карданного шарнира сопла, как в SRB космических шаттлов, за счет использования реактивных лопастей в выхлопе, как в ракете V-2 , или за счет управления вектором тяги впрыска жидкости (LITV).

LITV заключается в впрыскивании жидкости в выхлопной поток после горловины сопла. Затем жидкость испаряется и в большинстве случаев вступает в химическую реакцию, добавляя массовый поток к одной стороне потока выхлопных газов и тем самым обеспечивая управляющий момент. Например, твердые ускорители Titan III C вводили четырехокись азота для LITV; танки можно увидеть по бокам от ракеты между главной ступенью и ускорителями.

Ранняя первая ступень Minuteman использовала один двигатель с четырьмя карданными соплами для обеспечения управления по тангажу, рысканью и крену.

Газотурбинный двигатель со свободно-поршневым газовым генератором

На данный момент газотурбинные двигатели этой конструкции — самые перспективные для строительства автомобилей. Устройство представляет собой блок, объединяющий поршневой компрессор и двухтактный дизель. В средней части находится цилиндр с прямоточной продувкой, внутри которого располагается два связанных между собой специальным механизмом поршня. При схождении поршней происходит сжимание воздуха, и топливо воспламеняется. Сгоревшее топливо способствует образованию газов, которые при высокой температуре и давлении провоцируют расхождение поршней в стороны. Далее через выхлопные окна газы попадают в газосборник. Благодаря наличию продувочных окон в цилиндр проникает сжатый воздух, который способствует очищению от выхлопных газов и подготавливает двигатель к следующему циклу. После этого процесс повторяется.

Постройки

Базовые

Лестница • Пожарный столб • Пластиковая лестница • Плитки • Двери и шлюзы • Склад • Смарт-склад • Жидкостный резервуар • Газовый резервуар • Авто-дозатор • Транзитные трубы • Вход транзитной трубы

Кислород

Диффузор кислорода • Террариум водорослей • Освежитель воздуха • Углеродный очиститель • Электролизер • Раскислитель ржавчины

Энергия

Ручной генератор • Угольный генератор • Дровяной генератор • Водородный генератор • Генератор на природном газе • Керосиновый генератор • Паровая турбина • Солнечная панель • Провода • Улучшенные провода • Аккумуляторы • Трансформаторы • Переключатель • Энерго-контроллер • Генератор разработчика

Еда

Микробный преобразователь • Электрогриль • Газовая плита • Ящик для растений • Фермерский блок • Гидропонная ферма • Контейнер для еды • Холодильник • Пункт доставки животных • Пункт доставки рыб • Кормушка • Кормушка для рыб • Инкубатор • Раскольщик яиц • Ловушка • Ловушка для рыб • Приманка летающих животных

Сантехника

Сортир • Туалет • Душ • Ручной насос • Бутылочный опустошитель • Жидкостные трубы • Жидкостный насос • Жидкостный мини-насос • Слив • Фильтр жидкостей • Жидкостный вентиль • Жидкостный контроллер • Сенсоры жидкостных труб

Вентиляция

Газовые трубы • Газовый насос • Газовый мини-насос • Решётка вентиляции • Газоотвод большого давления • Газовый фильтр • Газовый вентиль • Газовый контроллер • Заполнитель баллонов • Опустошитель баллонов • Сенсоры газовых труб

Переработка

Компостная куча • Очиститель воды • Опреснитель • Синтезатор удобрений • Дистиллятор водорослей • Дистиллятор этанола • Камнедробитель • Печь для обжига • Металлургический завод • Стеклоплавильня • Нефтеперегонная установка • Полимерный пресс • Оксилитовый катализатор • Молекулярная кузница

Медицина

Умывальник • Раковина • Дезинфектор рук • Стол аптекаря • Лазарет • Клиника заболеваний • Кушетка • Массажный стол • Изящный мемориал

Мебель

Койка • Удобная кровать • Торшер • Потолочная лампа • Солнечная лампа • Обеденный стол • Кулер • Дискобот • Аркадный автомат • Эспрессо-машина • Джакузи • Симулятор сёрфинга • Сауна • Соковыжималка • Автомат с газировкой • Шезлонг • Аэротруба • Индикаторная сборка • Цветочный горшок • Скульптуры • Карниз • Картины • Пьедестал • Монумент • Парковая табличка

Станции

Исследовательская станция • Суперкомпьютер • Виртуальный планетарий • Телескоп • Станция энергоконтроля • Фермерская станция  • Станция ухода • Станция стрижки • Стиратель навыков • Ткацкий станок • Фабрика экзокостюмов • КПП атмокостюмов • Док-станция атмокостюмов • КПП ракетокостюмов • Док-станция ракетокостюмов

Утилиты

Обогреватель • Жидкостный нагреватель • Лёд-о-дуй • Генератор льда • Терморегулятор • Охладитель жидкости • Дезинфектор руды • Нефтяная скважина • Термопластина • Гипсокартон • Док-станция Свипи

Логика

Логические провода • Логические шины • Переключатель сигнала • Сенсоры • Автооповещатель • Музыкальный молоток • Нажимная плита • КПП дубликанта • Космический сканер • Логические элементы

Перевозка

Манипулятор • Конвейеры • Конвейерный погрузчик • Конвейерный приёмник • Фильтр конвейера • Конвейерный жёлоб • Конвейерный контроллер • Сенсоры конвейеров • Робо-шахтёр

Основные узлы ТВаД

Рис. 1. Схема турбовального ГТД:

  • 1- входное устройство; 2- компрессор; 3- камера сгорания; 4- турбина компрессора; 5- турбина винта (свободная турбина); 6- выходное устройство;
  • 7 — вал отбора мощности

На примере ТВаД рассмотрим характерные сечения газотурбинного двигателя:

«Н» сечение невозмущенного потока, в этом сечении параметры воздуха соответствуют атмосферным;

«Вх» сечение на входе во входное устройство двигателя;

«В» сечение на входе в компрессор двигателя;

«К» сечение на выходе из компрессора двигателя, вход в камеру сгорания;

«Г» сечение на выходе камеры сгорания двигателя, вход в турбину;

«ТК» сечение на выходе из турбины компрессора (перед свободной турбиной);

«Т» сечение на выходе из турбин двигателя, вход в выходное устройство;

«С» сечение на выходе из двигателя.

Буквы, обозначающие сечения двигателя, используются в качестве индекса при обозначении величин, характеризующих параметры газа. Например, СС — скорость истечения газа на выходе из двигателя, РК — давление газа за компрессором двигателя и.т. д.

Входное устройство.

Входное устройство предназначено для подвода к двигателю необходимого количества воздуха из атмосферы с минимальными гидравлическими потерями. Конструктивно выполнено как сужающийся канал, являющийся составной частью капотов. При движении воздуха во входном устройстве, как в любом сужающемся канале, происходит увеличение скорости, падение давления , снижение температуры .

Компрессор.

Компрессор предназначен для повышения давления воздуха. Компрессор конструктивно выполнен как лопаточная машина с вращающемся ротором. В компрессоре происходит повышение энергии воздуха за счет подводимой к его ротору механической энергии. Скорость потока в компрессоре несколько снижается. В компрессоре реализуется термодинамический процесс, приближенный к адиабатному. У вертолетных ТВаД обычно применяется осевой компрессор, т.е. воздух в компрессоре движется вдоль оси двигателя.

Камера сгорания.

Камера сгорания предназначена для подвода к воздуху тепла, в результате в камере сгорания происходит значительный рост температуры. При этом профиль проточной части камеры сгорания выбран таким, чтобы по мере продвижения газа происходило некоторое увеличение его скорости и снижение его давления. Термодинамический процесс в камере сгорания близок к изобарическому.

Турбина компрессора.

Турбина компрессора предназначена для привода во вращение ротора компрессора. Конструктивно выполнена как лопаточная машина, ротор которой с помощью вала связан с ротором компрессора и вращается заодно с ним. В турбине внутренняя энергия газа преобразуется в механическую т.е. и за счет этого вырабатывается механическая энергия, передаваемая через вал к ротору компрессора и расходуемая на его вращение.

Часть двигателя, включающая в себя компрессор, камеру сгорания, турбину компрессора, называется турбокомпрессором или газогенератором.

Свободная турбина.

Свободная турбина предназначена для выработки мощности, необходимой для передачи к главному редуктору вертолета. Процессы, происходящие в свободной турбине аналогичны тем, которые происходят в турбине компрессора.

Выходное устройство.

Выходное устройство двигателя (не регулируемое) представляет собой расширяющийся патрубок, обеспечивающий отвод отработанных газов в сторону от двигателя. В выходном устройстве двигателя ТВ2-117 газ, выходящий и свободной турбины активно смешивается с охлаждающим воздухом. В результате давление, температура и скорость газа снижаются.

Как сделать реактивный мини двигатель своими руками в домашних условиях – самодельная схема устройства

Я собираю модель, имитирующую настоящий реактивный мини двигатель, даже если мой вариант электрический. На самом деле всё просто и каждый может построить реактивный двигатель своими руками в домашних условиях.

То, как я спроектировал и построил самодельный реактивный двигатель — не лучший способ сделать это. Я могу представить миллион способов и схем, как создать лучшую модель, более реалистичную, более надежную и более простую в изготовлении. Но сейчас я собрал такую.

Основные части реактивного модельного двигателя:

  • Двигатель постоянного тока достаточно сильный и минимум на 12 вольт
  • Источник постоянного тока не менее 12 вольт (в зависимости от того, какой у вас двигатель постоянного тока).
  • Реостат, такой же какой продаётся для настройки яркости лампочек.
  • Коробка передач с маховиком, встречается во многих автомобильных игрушках. Лучше всего, если корпус редуктора сделан из металла, потому что пластик может плавиться на таких высоких скоростях.
  • Металлический лист, который можно разрезать, чтобы сделать лопасти вентилятора.
  • Амперметр или вольтметр.
  • Потенциометр примерно на 50К.
  • Катушка электромагнита из соленоида или любого другого источника.
  • 4 диода.
  • 2 или 4 постоянных магнита.
  • Картон, чтобы собрать корпус, похожий на корпус реактивного двигателя.
  • Наполнитель кузовов для авто, для создания экстерьера.
  • Жесткий провод, чтобы поддерживать все. Обычно я использую провода из дешевых вешалок. Они достаточно сильны и достаточно гибки, чтобы придать им нужную форму.
  • Клей. Для большинства деталей я предпочитаю горячий клей, но сейчас подойдёт практически любой клей.
  • Белая, серебряная и черная краска.