Hvad er en raketmotor?
En raketmotor er en type jetmotor, hvilket betyder, at det er en reaktionsmotor, der skaber tryk ved at aflade en højhastighedsstrøm af gas i modsat retning af den ønskede kørselsretning, og fremdrage sig selv fremad på grund af bevarelse af momentum. En rakets karakteristiske kendetegn er, at dens fremdrivende jet er produceret udelukkende fra motorens egen drivmasse, uden at nogen af den er taget fra det ydre miljø. Dette adskiller sig fra andre former for jetmotorer, såsom turbojets, turbofans og ramjets, der blander deres brændstof med komprimeret luft fra atmosfæren for at forbrænde deres brændstof og producere en jet. Raketmotorteknologi er vigtig for rumfarten, fordi raketter kan operere uden for en atmosfære. Raketter bruges også til formål såsom fyrværkeri, våben og højhastighedsfly.
Der findes flere former for raketmotorer. Den mest almindeligt anvendte type kaldes en kemisk raket. En kemisk raket drives frem af kemiske reaktioner i dens drivmiddel, der producerer varme, hvilket producerer en strøm af højhastighedsudstødning, der udledes fra bagsiden af raketten. Hver kemisk raket bærer et brandfarligt drivmiddel som brændstofforsyning. Dette er kombineret med et endnu mere brandfarligt stof, kaldet initiatoren eller antænderen. Initiatoren antændes, normalt gennem en elektrisk gnist eller pyroteknisk ladning, og varmen tænder igen drivmidlet, der brænder for at frembringe en fremdrivende udstødningsstråle.
Drivmidlerne kan være faste stoffer, væsker eller faste stoffer kombineret med væsker eller gasser. I en raket med fast brændsel opbevares det faste drivmiddel, kaldet kornet, sammen med oxiderende kemikalier, der fungerer som initiator, mens raket med flydende brændstof opbevarer det flydende drivmiddel og initiator i separate tanke, indtil det er tid til at frigive dem i forbrændingsrummet, der skal blandes. Hybridbrændstofraketter bruger et fast drivmiddel, som derefter blandes med en flydende eller gasformig initiator, der er opbevaret i en separat tank, indtil den er klar til brug.
Det mest almindelige faste brændstof, der bruges i dag, kaldes ammoniumperchloratkomposit-drivmiddel (APCP), som henviser til et antal forskellige kemiske blandinger, der indeholder både drivmiddel og initiator. APCP inkluderer almindeligvis oxiderende ammoniumperchlorat (NH4C04), elastiske polymerer kaldet elastomerer og pulveriseret aluminium eller andre metaller. Flydende raketbrændstoffer er ofte sammensat af flydende ilt blandet med raffineret parafin eller flydende brint eller af dinitrogentetroxid (N204) blandet med hydrazin (N2H4) eller et af dets derivater.
Raketer med fast brændsel var den første form for raketmotor, men er stort set blevet erstattet af mere effektivt flydende brændstof og hybrid design. De bruges stadig ofte til formål som fyrværkeri og raketri-model, og bruges undertiden i rumfart til at lancere små nyttelast i bane eller som supplement til en raket med flydende brændstof for at øge nyttelastkapaciteten. For eksempel bruger rumfærgen en enkelt stor flydende brændstofraket flankeret af to mindre faste brændstofraketter til at nå bane.
En termisk raket bruger et drivmiddel, der opvarmes fra en ekstern varmekilde i stedet for ved kemiske reaktioner i selve drivmidlet. Raketter med varmt vand, også kaldet dampraketer, bruger vand som drivmiddel ved at opvarme det til at producere dampstråler. Disse bruges ofte i meget højhastigheds-landskøretøjer, såsom drag-racere. Elektrotermiske raketter bruger elektriske felter til at producere opvarmet plasma, som derefter opvarmer drivmidlet til at producere en stråle. Elektrotermiske raketter er nyttige til fremstilling af korte skydeudbrud og ofte brugt til formål såsom højdekontrol i satellitter.
Flere andre typer termiske raketter er blevet foreslået og kan efterhånden se anvendelse. En solvarmraket ville bruge solenergi som en varmekilde, enten ved at udsætte drivmidlet direkte for stråling fra solen eller bruge solenergi til at drive en varmeveksler, der ville varme op drivmidlet. Solenergien ville blive samlet og koncentreret gennem spejle eller linser til at tilvejebringe nok koncentreret varme. En termisk raketmotor kunne også drives af energi, der overføres til den fra en ekstern kilde via laser- eller mikrobølgestråler. En nukleær drevet termisk raket kunne opvarme drivstoffet med energien fra en atomreaktor eller fra forfaldet af radioaktive isotoper.