Co je raketový motor?
Raketový motor je typ tryskového motoru, což znamená, že se jedná o reakční motor, který vytváří tah vypouštěním vysokorychlostního proudu plynu v opačném směru, než je požadovaný směr pohybu, a kvůli zachování hybnosti se sám pohání vpřed. Charakteristickým znakem rakety je, že její pohonná tryska je vyrobena výhradně z vlastní pohonné hmoty motoru, přičemž žádná z nich nebyla odebrána z vnějšího prostředí. Toto se liší od jiných forem proudových motorů, jako jsou proudové motory, turbofany a ramjety, které mísí své palivo se stlačeným vzduchem z atmosféry, aby spálily palivo a vytvořily proudový paprsek. Technologie raketových motorů je pro vesmírný let zásadní, protože rakety mohou pracovat mimo atmosféru. Rakety se také používají pro účely, jako jsou ohňostroje, zbraně a vysokorychlostní letadla.
Existuje několik forem raketového motoru. Nejběžněji používaný typ se nazývá chemická raketa. Chemická raketa je poháněna vpřed chemickými reakcemi ve své pohonné látce, která produkuje teplo a vytváří proud vysokorychlostního výfukového plynu, který je vypouštěn ze zadní části rakety. Každá chemická raketa nese jako svůj zdroj paliva hořlavou hnací látku. To je kombinováno s ještě hořlavější látkou, nazývanou iniciátor nebo zapalovač. Iniciátor je zapálen, obvykle elektrickou jiskrou nebo pyrotechnickým nábojem, a teplo zase zapálí pohonnou látku, která hoří za vzniku propulzního výfukového proudu.
Chemikálie pro pohonné látky mohou být pevné látky, kapaliny nebo pevné látky kombinované s kapalinami nebo plyny. V raketě na tuhá paliva je pevná pohonná látka, nazývaná zrno, uložena společně s oxidačními chemikáliemi, které slouží jako iniciátor, zatímco rakety na kapalné palivo ukládají kapalný pohon a iniciátor v oddělených nádržích, dokud není čas je uvolnit do spalovací komoru smíchat. Hybridní palivové rakety používají tuhý pohonný plyn, který je pak smíchán s kapalným nebo plynným iniciátorem uloženým v samostatné nádrži, dokud není připraven k použití.
Nejběžnějším pevným palivem, které se dnes používá, se nazývá směsný hnací plyn chloristan amonný (APCP), který se týká řady různých chemických směsí, které obsahují hnací látku i iniciátor. APCP obvykle zahrnuje oxidační chloristan amonný (NH4CI04), elastické polymery nazývané elastomery a práškový hliník nebo jiné kovy. Kapalná raketová paliva jsou často složena z kapalného kyslíku smíseného s rafinovaným petrolejem nebo kapalným vodíkem nebo dinitrogen tetroxidem (N204) smíchaným s hydrazinem (N2H4) nebo jedním z jeho derivátů.
Rakety na tuhá paliva byly první formou raketového motoru, ale do značné míry byly nahrazeny účinnějšími návrhy kapalných paliv a hybridních konstrukcí. Stále se však běžně používají pro účely, jako je ohňostroj a modelová raketová technika, a někdy se používají ve vesmírném letu ke spuštění malého užitečného zatížení na oběžné dráze nebo jako doplněk rakety na kapalné palivo, aby se zvýšila kapacita užitečného zatížení. Například raketoplán používá k dosažení oběžné dráhy jednu velkou raketu na kapalné palivo lemovanou dvěma menšími raketami na pevné palivo.
Tepelná raketa používá pohonnou látku, která je zahřívána spíše z vnějšího zdroje tepla než chemickými reakcemi v samotné pohonné hmotě. Rakety horké vody, také nazývané parní rakety, používají vodu jako pohonnou hmotu ohřevem, aby vytvořily trysky páry. Ty jsou často používány ve velmi vysokorychlostních pozemních vozidlech, jako jsou tažní závodníci. Elektrotermální rakety používají elektrická pole k výrobě zahřáté plazmy, která potom zahřívá pohonnou hmotu a vytváří proud. Elektrotermální rakety jsou užitečné pro vytváření krátkých nárazů tahu a běžně se používají pro účely, jako je například kontrola nadmořské výšky v satelitech.
Bylo navrženo několik dalších typů termálních raket, které mohou nakonec vidět použití. Solární tepelná raketa by používala sluneční energii jako zdroj tepla, a to buď vystavením pohonné hmoty přímo záření ze slunce, nebo pomocí sluneční energie k pohonu výměníku tepla, který ohřeje pohonnou hmotu. Sluneční energie by byla shromažďována a koncentrována prostřednictvím zrcadel nebo čoček, aby poskytovala dostatečné koncentrované teplo. Tepelný raketový motor by mohl být také poháněn energií přenášenou na něj z externího zdroje pomocí laserových nebo mikrovlnných paprsků. Jaderná termální raketa by mohla ohřát svou pohonnou hmotu energií z jaderného reaktoru nebo z rozkladu radioaktivních izotopů.