Εκατέρωθεν του κεντρικού ορόφου του συγκροτήματος SLS, βλέπουμε δυό λευκούς πυραύλους.
Είναι οι διαβόητοι «Πύραυλοι στερεού καυσίμου», που αναπτύχθηκαν για το Πρόγραμμα των Διαστημικών Λεωφορείων και χρησιμοποιούνται φυσικά και στο νέο Πρόγραμμα εξ αιτίας της απλότητάς τους και της μεγάλης τους ανυψωτικής ικανότητας.
Δεν είναι φυσικά κάτι το πρωτοφανές… δεκαετίες πριν την
εφαρμογή τους στα Διαστημικά Λεωφορεία, οι πύραυλοι στερεού καυσίμου ήταν αυτοί που κινούσαν τους πυραύλους αέρος-αέρος των πολεμικών αεροπλάνων, τους αντιαεροπορικούς πυραύλους και το σύνολο σχεδόν των βαλιστικών πυραύλων.
Η Αρχή Λειτουργίας τους πολύ απλή:
Το καύσιμο είναι ένα στέρεο μίγμα οξειδωτικού και αναγωγικού.
Μπορούμε και στην κουζίνα μας να το φτιάξουμε, ανακατεύοντας λίπασμα (νιτρικό αμμώνιο για παράδειγμα-που θα δράσει ως οξειδωτικό) με ζάχαρη, που θα δράσει ως αναγωγικό, θα καεί δηλαδή!
Το μίγμα αυτό τοποθετείται περιφερειακά των τοιχωμάτων του πυραύλου, έχοντας στο κέντρο του μιά ελεύθερη δίοδο.
Απ’ εκεί ξεκινάει η καύση του και κινείται προς την περιφέρεια, μέχρις ότου το μίγμα καταναλωθεί όλο. Τότε κι ο πύραυλος σβήνει.
Δηλ άπαξ κι ανάψει, ο πύραυλος στερεού καυσίμου δεν σβήνει μέχρι να τελειώσει το καύσιμό του!
Αλλά δεν έχει, ούτε κινητήρα με περίπλοκα μέρη, ούτε σωληνώσεις μεταφοράς των καυσίμων, ούτε τίποτε! Το κεντρικό αυτό κενό στο καύσιμο καταλήγει απλώς σ’ ένα ακροφύσιο στο πίσω του μέρος, από το οποίο εκτονώνονται τ’ αέρια της καύσεως!
Το συγκρότημα εκτοξεύσεως έχει φυσικά το μέγιστο βάρος του την στιγμή της εκτοξεύσεως. Τότε θέλουμε να έχουμε και την μέγιστη ώση.
Κι εδώ έρχονται οι μηχανικοί…
Ο κεντρικός δίαυλος δεν έχει κυκλική διατομή, αλλά αστεροειδή, όπως φαίνεται στο σχήμα (1).
Έτσι η επιφάνεια καύσεως (κόκκινο χρώμα) μεγιστοποιείται στην αρχή της λειτουργίας του!
Όταν το συγκρότημα περνάει υπερηχητικά μετά την εκτόξευση, εισέρχεται στην περιοχή μέγιστης μηχανικής καταπόνησης (max Q). Τότε οι 4 κινητήρες υδρογόνου-οξυγόνου ελαττώνουν την ώση τους. Το ίδιο συμβαίνει όμως και με τους πυραύλους στερεού καυσίμου!
Η καύση έχει εξομαλύνει το αρχικό αστεροειδές σχήμα σε κυκλικό. Εικ (2).
Η περιφέρεια του κυλίνδρου κατά μήκος του πυραύλου, έχει τώρα μικρότερο εμβαδόν από το αρχικό, έτσι η ώση του πυραύλου σ’ αυτή την περιοχή ελαττώνεται!
Η καύση κινείται προς την περιφέρεια όπως βλέπουμε, με το υλικό του στερεού καυσίμου να δρα ταυτοχρόνως ως μονωτικό! Η περιφέρεια όμως αυξάνεται συνεχώς, με την καύση, έτσι στην συνέχεια ο πύραυλος στερεού καυσίμου αυξάνει συνεχώς την ώση του. Εικ (3).
Η μέγιστη επιτυγχάνεται με το που η καύση φθάνει στα τοιχώματα, οπότε και σβήνει! Τότε απορρίπτεται.
Αυτό είναι και το μεγάλο του πλεονέκτημα… η συνεχώς, απ’ ένα σημείο και πέρα, αυξανόμενη ώση του.
Εδώ, στους πυραύλους στερεού καυσίμου του Προγράμματος Άρτεμις, το καύσιμο είναι ένα μίγμα υπερχλωρικού αμμωνίου, σκόνης αλουμινίου και οξειδίου του σιδήρου.
Είναι οι διαβόητοι «Πύραυλοι στερεού καυσίμου», που αναπτύχθηκαν για το Πρόγραμμα των Διαστημικών Λεωφορείων και χρησιμοποιούνται φυσικά και στο νέο Πρόγραμμα εξ αιτίας της απλότητάς τους και της μεγάλης τους ανυψωτικής ικανότητας.
Δεν είναι φυσικά κάτι το πρωτοφανές… δεκαετίες πριν την
εφαρμογή τους στα Διαστημικά Λεωφορεία, οι πύραυλοι στερεού καυσίμου ήταν αυτοί που κινούσαν τους πυραύλους αέρος-αέρος των πολεμικών αεροπλάνων, τους αντιαεροπορικούς πυραύλους και το σύνολο σχεδόν των βαλιστικών πυραύλων.
Η Αρχή Λειτουργίας τους πολύ απλή:
Το καύσιμο είναι ένα στέρεο μίγμα οξειδωτικού και αναγωγικού.
Μπορούμε και στην κουζίνα μας να το φτιάξουμε, ανακατεύοντας λίπασμα (νιτρικό αμμώνιο για παράδειγμα-που θα δράσει ως οξειδωτικό) με ζάχαρη, που θα δράσει ως αναγωγικό, θα καεί δηλαδή!
Το μίγμα αυτό τοποθετείται περιφερειακά των τοιχωμάτων του πυραύλου, έχοντας στο κέντρο του μιά ελεύθερη δίοδο.
Απ’ εκεί ξεκινάει η καύση του και κινείται προς την περιφέρεια, μέχρις ότου το μίγμα καταναλωθεί όλο. Τότε κι ο πύραυλος σβήνει.
Δηλ άπαξ κι ανάψει, ο πύραυλος στερεού καυσίμου δεν σβήνει μέχρι να τελειώσει το καύσιμό του!
Αλλά δεν έχει, ούτε κινητήρα με περίπλοκα μέρη, ούτε σωληνώσεις μεταφοράς των καυσίμων, ούτε τίποτε! Το κεντρικό αυτό κενό στο καύσιμο καταλήγει απλώς σ’ ένα ακροφύσιο στο πίσω του μέρος, από το οποίο εκτονώνονται τ’ αέρια της καύσεως!
Το συγκρότημα εκτοξεύσεως έχει φυσικά το μέγιστο βάρος του την στιγμή της εκτοξεύσεως. Τότε θέλουμε να έχουμε και την μέγιστη ώση.
Κι εδώ έρχονται οι μηχανικοί…
Ο κεντρικός δίαυλος δεν έχει κυκλική διατομή, αλλά αστεροειδή, όπως φαίνεται στο σχήμα (1).
Έτσι η επιφάνεια καύσεως (κόκκινο χρώμα) μεγιστοποιείται στην αρχή της λειτουργίας του!
Όταν το συγκρότημα περνάει υπερηχητικά μετά την εκτόξευση, εισέρχεται στην περιοχή μέγιστης μηχανικής καταπόνησης (max Q). Τότε οι 4 κινητήρες υδρογόνου-οξυγόνου ελαττώνουν την ώση τους. Το ίδιο συμβαίνει όμως και με τους πυραύλους στερεού καυσίμου!
Η καύση έχει εξομαλύνει το αρχικό αστεροειδές σχήμα σε κυκλικό. Εικ (2).
Η περιφέρεια του κυλίνδρου κατά μήκος του πυραύλου, έχει τώρα μικρότερο εμβαδόν από το αρχικό, έτσι η ώση του πυραύλου σ’ αυτή την περιοχή ελαττώνεται!
Η καύση κινείται προς την περιφέρεια όπως βλέπουμε, με το υλικό του στερεού καυσίμου να δρα ταυτοχρόνως ως μονωτικό! Η περιφέρεια όμως αυξάνεται συνεχώς, με την καύση, έτσι στην συνέχεια ο πύραυλος στερεού καυσίμου αυξάνει συνεχώς την ώση του. Εικ (3).
Η μέγιστη επιτυγχάνεται με το που η καύση φθάνει στα τοιχώματα, οπότε και σβήνει! Τότε απορρίπτεται.
Αυτό είναι και το μεγάλο του πλεονέκτημα… η συνεχώς, απ’ ένα σημείο και πέρα, αυξανόμενη ώση του.
Εδώ, στους πυραύλους στερεού καυσίμου του Προγράμματος Άρτεμις, το καύσιμο είναι ένα μίγμα υπερχλωρικού αμμωνίου, σκόνης αλουμινίου και οξειδίου του σιδήρου.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου