logo autoride automagazin auta vsetko o autach
arrow_upward

Raketový motor: O aký typ spaľovacieho motora ide?


Raketový motor je typ reaktívneho motora, ktorého činnosť nie je ovplyvňovaná od vonkajšieho prostredia, vďaka tomu, že si tento motor nesie v zásobníku nielen palivo, ale aj okysličovadlo.

Raketový motor a jeho princíp práce:

Princíp práce raketového motora spočíva v tom, že pri spaľovaní pracovnej látky (paliva a okysličovadla) vznikajú spaliny, ktoré opúšťajú spaľovaciu komoru cez výtokovú dýzu motora veľmi vysokou rýchlosťou. Tým, že spaliny opúšťajú motor, vytvárajú silu na základe zákona akcie a reakcie a teda na základe zákona zachovania hybnosti Newtonovho 3. zákona - teleso sa pohybuje opačným smerom ako je smer výtoku spalín.

Jednoducho povedané, stroj ku ktorému je tento motor pripevnený, je poháňaný opačným smerom, akým spaliny opúšťajú výtokovú dýzu motora. Účinok spalín opúšťajúcich výtokovú dýzu motora sa nazýva ťah raketového motora a je priamo úmerný súčinu hmotnosti spalín a ich výtokovej rýchlosti.

Ako to funguje?

Výbuch pracovnej látky prebieha pod veľkým tlakom. Palivo a okysličovadlo je totiž v spaľovacej komore stlačené. Zo spaľovacej komory vedie zúžená výtoková dýza, vďaka čomu sa rýchlosť výtoku spalín zväčší. Dýza však nemôže byť príliš úzka, aby sa materiál, z ktorého je zostrojená, tepelne nepreťažil (neroztavil).

Základným rozdielom raketového motora od ostatných spaľovacích motorov je ten, že raketový motor počas svojej práce nečerpá okysličovadlo z atmosféry, ale má okrem paliva aj vlastnú zásobu okysličovadla, ktorú si vezie so sebou. Vďaka tomu, že si tento motor nesie na palube svoj vlastný zdroj energie, môže pracovať aj v kozmickom priestore (vákuu).

Ďalším rozdielom je aj to, že stroj, ktorý je poháňaný raketovým motorom, nepoháňa mechanická práca ako napríklad pri zážihových či vznetových motoroch ktoré poháňajú automobily, ale reakčný účinok spalín. Okrem toho však raketový motor až na niektoré pomocné systémy ako čerpadlo, natáčanie dýzy a tak podobe, neobsahuje pohyblivé časti, ktoré sú pri bežných spaľovacích motoroch nevyhnutné (piesty, kľukový hriadeľ, vačkový hriadeľ a ďalšie komponenty...).

Raketový motor má teda medzi ostatnými spaľovacími motormi špeciálne postavenie.

V skratke zhrnuté:

- pracovnú látku nečerpá z atmosféry
- užitočným výstupom motora nie je mechanická práca, ale reakčný účinok spalín
- okrem niektorých pomocných systémov neobsahuje pohyblivé súčasti

Raketové motory môžeme na základe skupenstva paliva rozdeliť na dve kategórie, a to motory s kvapalným palivom a motory s tuhým palivom.

Raketový motor na kvapalné pohonné látky:

Raketový motor na kvapalné pohonné látky je poháňaný zmesou paliva a okysličovadla, ktorých zmiešanie je vykonávané v spaľovacej komore motora. Pracovná látka je teda zmiešaná v spaľovacej komore, kde sa pod vysokým tlakom vznieti.

Kombinácie palív a okysličovadiel raketového motory na kvapalné palivá:

Okysličovadlo nemusí byť vždy kyslík, ale môžu to byť aj iné molekuly s prebytkom kyslíka, ako napríklad kvapalný vodík, či uhľovodíkové zmesi. Najčastejšie kombinácie pracovnej látky teda sú:

- kvapalný vodík a kvapalný kyslík
- kvapalný kyslík a kerozín

Okrem týchto kombinácii sa používajú aj ďalšie kombinácie palív a okysličovadiel, pričom každá kombinácia má svoje prednosti a zápory.

Raketový motor na tuhé pohonné látky

Raketový motor poháňaný tuhým palivom, je poháňaný palivovou zmesou v tvare zŕn, ktoré obsahujú okrem paliva aj okysličovadlo. Pracovná látka tohoto motora je uložená v spaľovacom priestore. Výhodou motorov na tuhé palivo je výborná skladovateľnosť a pohotovosť k použitiu. Naopak veľkou nevýhodou je, že sa tento typ motora nedá vypnúť. Prvým zapálením pracovnej látky sa totiž spustí celá reakcia, ktorá skončí, až keď sa pracovná látka úplne nevyčerpá. Práve preto sa tento motor používa najčastejšie ako pomocný vzletový motor raketoplánov či niektorých lietadiel.

Hybridný raketový motor:

Je raketový motor, v ktorom jedna zo zložiek, a to buď palivo alebo okysličovadlo, je v kvapalnom stave a druhá zložka v pevnom.

Raketový motor sa používa prevažne na pohon:

- vojenských rakiet
- kozmických rakiet
- raketoplánov
- satelitov a kozmických sond
- lietadiel
- ako pomocný, štartovací motor lietadiel

Aj keď sa reaktívny motor na pohon automobilov nevyužíva, existuje, respektíve existovalo niekoľko šialencov, ktorý si takýmto typom motora svoj automobil vybavili, o čom sa však môžeš dočítať v našom článku: Reaktívny motor: Vedel si o aký typ motora ide?

Foto: flickr, pixabay, Wikimedia, Wikimedia, Wikimedia