آشنایی با موتور موشک ها

در این قسمت ما به تشریح کلی پیشران موشک ها خواهیم پرداخت اما قبل از ورود به بحث پیشران یا موتور اطلاعاتی به شرح زیر داده می شود:

 اتمسفر: توده گازهایی که محیط کره زمین را احاطه کرده اند هوا یا اتمسفر گفته می شود. هوا ترکیبی از گازهای مختلف به مقدار 75 درصد نیتروژن و مقادیر کمی از گازهای دیگر است.

وزن قسمتهای بالای هوا بخشهای پایین تر را تحت فشار قرار می دهند لذا مولکول ها و ذرات قسمت پایین خیلی به هم نزدیک هستند. وقتی مولکولهای جسمی در چنین شرایطی قرار بگیرند، می گوییم هوا فشرده شده و دانسیته و یا چگالی آن افزایش یافته است. بر این اساس هوا در قسمت پایین و نزدیک سطح زمین فشرده شده و تحت فشار قسمت های بالاست. به عبارت دیگر، هرقدر از سطح زمین به طرف بالا برویم از مقدار فشار کاسته می شود، (مولکول ها از هم فاصله دارند). زیرا در قسمت های بالا برای تحت فشار قرار دادن هوا فشار کمتری موجود است.

وزن هوا یا اتمسفر باعث می شود سطوح اشیا تحت فشار قرار بگیرند. فشار عبارتست از مقدار نیروی وارد شده بر واحد سطح که معمولا پوند بر اینچ مربع می باشد و به صورت PSI نشان داده می شود. مقدار فشار در سطح دریا 14.7 پوند بر اینچ مربع می باشد و هر قدر تراکم هوا کم شود مقدار آن کمتر می شود. تعداد زیادی از موتورهای کوچک برای تولید نیرو اکسیژن مصرف می کنند، این اکسیژن را ممکن است مستقیما از اتمسفری که در آن پرواز کرده اند بگیرند و یا از اکسیژن مایع (تحت فشار) که با خود حمل می کنند و یا از اکسیژن مخلوط با مواد سوختنی (سوخت جامد) دریافت کنند. بر این اساس وقتی موشک در ارتفاع خیلی زیاد در بالای جو و یا قشر خیلی نازک جو پرواز می نماید باید اکسیژن مورد نیاز را به صورت مایع و یا جامد با خود حمل کنند.

 احتراق: اکسیژن موجود در هوا در یک سری از واکنش های شیمیایی و تغییرات مربوطه به طور فعال شرکت می نمایند که به این عمل احتراق یا سوزش می گویند.

حاصل پاره ای از این سوزش ها و فعل و انفعالات در مدت کم تولید حرارت می باشد؛ بر این اساس، سوزش یا احتراق عبارتست از ترکیب اکسیژن حاصله از مواد که با سوخت می باشد.

 سیستم مولد نیروی مکانیکی: نیروی حاصله از احتراق گاز با فشار دادن پیستون در داخل سیلندر یا به حرکت درآوردن توربین به نیروی مکانیکی تبدیل می شود. سوزش هوا با مواد سوختنی درون سیلندر بسته ای انجام و گازهای خاصله از سوخت و انبساط آنها باعث می شود سیلندر به طرف پایین حرکت نماید و میلنگ را به حرکت درآورد. از چرخش میلنگ می توان برای انجام کار مفید استفاده نمود. در سیستم توربین گازهای منبسط به طرف چرخ توربین هدایت شده به لبه پره های داخل توربین برخورد نموده و باعث می شود چرخ و محور مربوط حرکت نمایند. نیروی حاصله از محور چرخ ها برای مصرف توان مورد نیاز به کار گرفته می شود.

محرکه های سیستم جت: نیروی محرکه جت کاربردی عملی از قانون سوم حرکت نیوتن می باشد که اظهار می دارد: «برای هر نیروی فعال برروی جرم عکس العملی مخالف و برابر وجود دارد.»، برای نیروی محرکه هواپیما «جرم» یک جریان جوی است و زمانی که از میان پیشرانه عبور می نماید سبب می گردد شتاب یا سرعت افزایش یابد.

نیروی لازم بری رسیدن به این شتاب در مسیر مخالف عمل، بر روی وسیله ای که شتاب را بوجود می آورد دارای اثری یکسان است.

یک پیشرانه ی جت در مقایسه با ترکیب موتور ملخ دار از نیروی برابر برای ایجاد کشش استفاده می نماید، با در نظر گرفتن این مطلب که پروان? موتور به نسبت وزن زیاد هوا شتابی پائین فراهم می آورد اما شتابی بالا به نسبت وزن کم هوا تولید می نماید.

در واقع این همان اصل عکس العمل است که در تمامی شکلهای حرکت رخ می دهد و بطور قابل استفاده ای در بسیاری از روشها بکار گرفته شده است.

در موتورهای جت خروج سریع هوا از قسمت نازل موتورهای جت باعث می شود که موتور به طرف جلو حرکت نماید؛ نیروی وارده به سطوح مختلف یکسان است و به علت اینکه همه نیروهای وارده برابر و در جهت عکس هم است؛ لذا موشک ثابت مانده و حرکت نمی کند. گازهای موجود در داخل سیلندر بسته نیز همان مقدار فشار را به بیرون اعمال می نمایند و باز به علت اینکه فشارهای ایجاد شده نسبت به هم برابر است لذا سیلندرها به طور ثابت می ایستد، زیرا نیروی حاصله در همه طرف یکسان است و نیروهای برابر و مخالف به جسم، باعث حرکت نمی شود.

• تراست عبارتست از نیرویی که باعث حرکت چیزی شود، ولی در سیستم های موتور یا جت مخصوصا به نیروی حاصله از گازهای در حال احتراق اطلاق می شود.

ادامه دارد....

محسن مرادی

بخش دانش و زندگی تبیان

منابع:

وب سایت دانشجو،ساختمان موشک ها نوشته یعقوب اصلانی

آشنایی با انواع سر جنگی