آشنايي با موتور موشک ها
موتور(پيشران) يکي از بخشهاي عمده موشک است که نسبت به ساير قسمت ها، هزينه و دقت زيادي صرف تکميل آن شده است. کار اين قسمت ايجاد نيروي محرکه لازم براي طي مسافت دلخواه توسط موشک است.http://img.tebyan.net/big/1390/03/24...1769197122.jpg
در اين قسمت ما به تشريح کلي پيشران موشک ها خواهيم پرداخت اما قبل از ورود به بحث پيشران يا موتور اطلاعاتي به شرح زير داده مي شود:
آشنايي با عوامل موثر در موتور موشک
اتمسفر: توده گازهايي که محيط کره زمين را احاطه کرده اند هوا يا اتمسفر گفته مي شود. هوا ترکيبي از گازهاي مختلف به مقدار 75 درصد نيتروژن و مقادير کمي از گازهاي ديگر است.وزن قسمتهاي بالاي هوا بخشهاي پايين تر را تحت فشار قرار مي دهند لذا مولکول ها و ذرات قسمت پايين خيلي به هم نزديک هستند. وقتي مولکولهاي جسمي در چنين شرايطي قرار بگيرند، مي گوييم هوا فشرده شده و دانسيته و يا چگالي آن افزايش يافته است. بر اين اساس هوا در قسمت پايين و نزديک سطح زمين فشرده شده و تحت فشار قسمت هاي بالاست. به عبارت ديگر، هرقدر از سطح زمين به طرف بالا برويم از مقدار فشار کاسته مي شود، (مولکول ها از هم فاصله دارند). زيرا در قسمت هاي بالا براي تحت فشار قرار دادن هوا فشار کمتري موجود است.
http://img.tebyan.net/big/1390/03/11...1592471589.jpg
وزن هوا يا اتمسفر باعث مي شود سطوح اشيا تحت فشار قرار بگيرند. فشار عبارتست از مقدار نيروي وارد شده بر واحد سطح که معمولا پوند بر اينچ مربع مي باشد و به صورت PSI نشان داده مي شود. مقدار فشار در سطح دريا 14.7 پوند بر اينچ مربع مي باشد و هر قدر تراکم هوا کم شود مقدار آن کمتر مي شود. تعداد زيادي از موتورهاي کوچک براي توليد نيرو اکسيژن مصرف مي کنند، اين اکسيژن را ممکن است مستقيما از اتمسفري که در آن پرواز کرده اند بگيرند و يا از اکسيژن مايع (تحت فشار) که با خود حمل مي کنند و يا از اکسيژن مخلوط با مواد سوختني (سوخت جامد) دريافت کنند. بر اين اساس وقتي موشک در ارتفاع خيلي زياد در بالاي جو و يا قشر خيلي نازک جو پرواز مي نمايد بايد اکسيژن مورد نياز را به صورت مايع و يا جامد با خود حمل کنند.
احتراق: اکسيژن موجود در هوا در يک سري از واکنش هاي شيميايي و تغييرات مربوطه به طور فعال شرکت مي نمايند که به اين عمل احتراق يا سوزش مي گويند.
حاصل پاره اي از اين سوزش ها و فعل و انفعالات در مدت کم توليد حرارت مي باشد؛ بر اين اساس، سوزش يا احتراق عبارتست از ترکيب اکسيژن حاصله از مواد که با سوخت مي باشد.
سيستم مولد نيروي مکانيکي: نيروي حاصله از احتراق گاز با فشار دادن پيستون در داخل سيلندر يا به حرکت درآوردن توربين به نيروي مکانيکي تبديل مي شود. سوزش هوا با مواد سوختني درون سيلندر بسته اي انجام و گازهاي خاصله از سوخت و انبساط آنها باعث مي شود سيلندر به طرف پايين حرکت نمايد و ميلنگ را به حرکت درآورد. از چرخش ميلنگ مي توان براي انجام کار مفيد استفاده نمود. در سيستم توربين گازهاي منبسط به طرف چرخ توربين هدايت شده به لبه پره هاي داخل توربين برخورد نموده و باعث مي شود چرخ و محور مربوط حرکت نمايند. نيروي حاصله از محور چرخ ها براي مصرف توان مورد نياز به کار گرفته مي شود.
http://img.tebyan.net/big/1390/03/93...1379202133.jpg
محرکه هاي سيستم جت: نيروي محرکه جت کاربردي عملي از قانون سوم حرکت نيوتن مي باشد که اظهار مي دارد: «براي هر نيروي فعال برروي جرم عکس العملي مخالف و برابر وجود دارد.»، براي نيروي محرکه هواپيما «جرم» يک جريان جوي است و زماني که از ميان پيشرانه عبور مي نمايد سبب مي گردد شتاب يا سرعت افزايش يابد.
نيروي لازم بري رسيدن به اين شتاب در مسير مخالف عمل، بر روي وسيله اي که شتاب را بوجود مي آورد داراي اثري يکسان است.
يک پيشرانه ي جت در مقايسه با ترکيب موتور ملخ دار از نيروي برابر براي ايجاد کشش استفاده مي نمايد، با در نظر گرفتن اين مطلب که پروان? موتور به نسبت وزن زياد هوا شتابي پائين فراهم مي آورد اما شتابي بالا به نسبت وزن کم هوا توليد مي نمايد.
در واقع اين همان اصل عکس العمل است که در تمامي شکلهاي حرکت رخ مي دهد و بطور قابل استفاده اي در بسياري از روشها بکار گرفته شده است.
در موتورهاي جت خروج سريع هوا از قسمت نازل موتورهاي جت باعث مي شود که موتور به طرف جلو حرکت نمايد؛ نيروي وارده به سطوح مختلف يکسان است و به علت اينکه همه نيروهاي وارده برابر و در جهت عکس هم است؛ لذا موشک ثابت مانده و حرکت نمي کند. گازهاي موجود در داخل سيلندر بسته نيز همان مقدار فشار را به بيرون اعمال مي نمايند و باز به علت اينکه فشارهاي ايجاد شده نسبت به هم برابر است لذا سيلندرها به طور ثابت مي ايستد، زيرا نيروي حاصله در همه طرف يکسان است و نيروهاي برابر و مخالف به جسم، باعث حرکت نمي شود.
• تراست عبارتست از نيرويي که باعث حرکت چيزي شود، ولي در سيستم هاي موتور يا جت مخصوصا به نيروي حاصله از گازهاي در حال احتراق اطلاق مي شود.
محسن مرادي
بخش دانش و زندگي تبيان
