Что такое пороховой ракетный двигатель
Пороховой ракетный двигатель — это тип реактивного двигателя, в котором источником энергии и рабочим телом служат газы, образующиеся при сгорании специального пороха (твердого ракетного топлива). Принцип его действия основан на создании реактивной тяги за счет истечения высокоскоростной струи газов из сопла. Историческими предшественниками таких двигателей были боевые ракеты, впервые примененные в древнем Китае и Индии.
Исторический прорыв: проект Кибальчича
Значительный вклад в теорию ракетостроения внес русский революционер и ученый Николай Иванович Кибальчич. В марте 1881 года, находясь в тюремной камере, он разработал первый в мире проект летательного аппарата с пороховым ракетным двигателем для полета человека. Кибальчич теоретически обосновал, что для подъема в воздушное пространство можно использовать силу «медленно горящих взрывчатых веществ». Его аппарат представлял собой платформу с двигателем, в камеру сгорания которого с помощью часового механизма должны были подаваться пороховые шашки. Управление полетом предполагалось осуществлять путем наклона двигателя. К сожалению, после казни Кибальчича 3 апреля 1881 года его революционные идеи надолго остались в архивах и стали достоянием науки лишь после революции 1917 года.
Топливо для двигателей: классификация порохов
Ключевой характеристикой пороха как ракетного топлива является объем газов, выделяемых при сгорании одного килограмма вещества в нормальных условиях. Все пороха делятся на два основных класса: нитроцеллюлозные (бездымные) и смесевые (к которым относится и традиционный дымный порох). Для зарядов ракетных двигателей и газогенераторов широко применяется так называемый баллиститный порох.
Баллиститные и смесевые пороха
Баллиститный порох является двухосновным, так как его основу составляют два ключевых компонента: нитроцеллюлоза и труднолетучий растворитель (часто нитроглицерин). К его преимуществам относятся относительно быстрое производство, возможность создания крупногабаритных зарядов и высокая физическая стабильность. Главным недостатком считается повышенная взрывоопасность процесса изготовления из-за наличия нитроглицерина. Смесевые пороха, в свою очередь, обладают рядом преимуществ перед баллиститными, включая более высокую удельную тягу и широкие возможности для регулирования скорости горения за счет введения различных химических присадок.