Қатты жанар майлы күштеуіш қозғалтқыштар және олардың қолданылуы
Solid rocket booster
🚀Ғарыш аппараттарын ұшыру үшін қатты жанар майлы қозғалтқыштар (SRB) қолданылады. Atlas V, SLS, Space Shuttle сияқты ракеталардың қуатын арттырады. Қайта пайдалануға да болады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ракетаның итермелеуін арттыру үшін қолданылатын қатты отынды қозғалтқыш.
Solid propellant motor used to augment the thrust of a rocket
Қатты отынды күшейткіш (SRB) – ғарыш кемелерін ұшыру кезінде, бастапқы ұшырудан бастап алғашқы көтерілу сатысына дейін итермелеуді қамтамасыз ететін үлкен қатты отынды қозғалтқыш. Atlas V, SLS және Space Shuttle сияқты көптеген ұшыру құралдары SRB-ді пайдаланып, ұшыру құралын орбитаға шығару үшін қажетті итермелеудің басым бөлігін қамтамасыз етті. Space Shuttle екі Space Shuttle SRB-ді қолданды, бұл құрылған ең үлкен қатты отынды қозғалтқыштар және қайта қалпына келтіру және пайдалану үшін арнайы жасалған алғашқы қозғалтқыштар. Space Shuttle-дың әрбір қатты отынды ракеталық қозғалтқышының отынының салмағы шамамен 500 000 килограммды құрады.
A solid rocket booster (SRB) is a large solid propellant motor used to provide thrust in spacecraft launches from initial launch through the first ascent. Many launch vehicles, including the Atlas V, SLS and Space Shuttle, have used SRBs to give launch vehicles much of the thrust required to place the vehicle into orbit. The Space Shuttle used two Space Shuttle SRBs, which were the largest solid propellant motors ever built and the first designed for recovery and reuse. The propellant for each solid rocket motor on the Space Shuttle weighed approximately 500,000 kilograms.
Артықшылықтар
Сұйық отынды зымырандармен салыстырғанда, қатты отынды зымыран қозғалтқыштары (SRM) салыстырмалы түрде қарапайым конструкциямен үлкен итермелі күшті қамтамасыз ете алады. Олар маңызды тоңазыту және оқшаулау қажеттіліктері болмай, үлкен итермелі күшті қамтамасыз етеді және өз өлшемдеріне қарай көп мөлшерде итермелі күш тудырады. Сұйық отынды зымыранмен де жұмыс істейтін құрылғыға ажыратылатын қатты отынды күшейткіштерді (SRB) қосу, "сатылану" деп аталатын процесс, қажетті сұйық отын мөлшерін азайтады және ұшыру құрылғысының массасын төмендетеді. Қатты отынды күшейткіштерді жобалау, сынау және өндіру ұзақ мерзімді перспективада сұйық отынды күшейткіштерге қарағанда арзан. Компоненттерді бірнеше ұшу кезінде қайта пайдалану мүмкіндігі, мысалы, "Шаттл" жиналымындағыдай, аппараттық құралдардың құнын да төмендетеді. SRB-нің артықшылықтарын көрсететін мысал – Ariane 4 зымыраны. Қосымша күшейткіштері жоқ негізгі 40 модельі 2,175 кг (4,795 фунт) жүк көлемін геостационарлық орбитаға жеткізе алды. Ал 4 қатты отынды күшейткіштері бар 44P модельі сол орбитаға 3,465 кг (7,639 фунт) жүк көлемін жеткізеді.
Compared to liquid propellant rockets, the solid propellant motors SRMs have been capable of providing large amounts of thrust with a relatively simple design. They provide greater thrust without significant refrigeration and insulation requirements, and produce large amounts of thrust for their size. Adding detachable SRBs to a vehicle also powered by liquid propelled rockets known as staging reduces the amount of liquid propellant needed and lowers the launch rig mass. Solid boosters are cheaper to design, test, and produce in the long run compared to the equivalent liquid propellant boosters. Reusability of components across multiple flights, as in the Shuttle assembly, also has decreased hardware costs. One example of increased performance provided by SRBs is the Ariane 4 rocket. The basic 40 model with no additional boosters was capable of lifting a 4,795 lb (2,175 kg) payload to geostationary transfer orbit. The 44P model with 4 solid boosters has a payload of 7,639 lb (3,465 kg) to the same orbit.
Кемшіліктер
Қатты отынды күшейткіштерді басқару мүмкін емес, және сұйық отынды немесе салқын газды жылжыту жүйелерінен айырмашылығы, тұтанғаннан кейін отын толығымен біткенше жануы керек. Дегенмен, ұшыруды тоқтату жүйелері және қашықтықтан қауіпсіздік жүйелері арнайы зарядтарды қолдану арқылы отын ағынын тоқтатуға тырысуы мүмкін. Қатты отынды күшейткіштердің (SRB) істен шығу жиілігі 1000-нан 100 000-ға дейін бағаланған. SRB жиналымдары кенеттен және катастрофалық түрде істен шықты. Соплоның бітелуі немесе деформациялануы қысымның артуына немесе итеру күшінің төмендеуіне әкелуі мүмкін, ал күшейткіш корпусындағы немесе сатылық байланыстардағы ақаулар аэродинамикалық кернеуді арттырып, жиналымдың бөлінуіне себеп болуы мүмкін. Қосымша істен шығу түрлеріне каналдың тарылуы және жанудың тұрақсыздығы жатады. "Челленджер" ғарыш кемесінің оң жақ қатты отынды күшейткішіндегі О-түйіршік сақинасының бұзылуы, ұшырылғаннан кейін көп ұзамай оның жарылуына әкелді. Қатты отынды ракеталық қозғалтқыштарды жерде қолдану кезінде қауіп туындауы мүмкін, себебі толық отынмен толтырылған күшейткіште кездейсоқ тұтану қаупі бар. Мұндай оқиға 2003 жылдың тамызында Бразилияның Centro de Lançamento de Alcântara VLS зымыран ұшыру алаңында болды, нәтижесінде 21 техник қаза тапты.
Solid propellant boosters are not controllable and must generally burn until exhaustion after ignition, unlike liquid propellant or cold gas propulsion systems. However, launch abort systems and range safety destruct systems can attempt to cut off propellant flow by using shaped charges. estimates for SRB failure rates have ranged from 1 in 1,000 to 1 in 100,000. SRB assemblies have failed suddenly and catastrophically. Nozzle blocking or deformation can lead to overpressure or a reduction in thrust, while defects in the booster's casing or stage couplings can cause the assembly to break apart by increasing aerodynamic stresses. Additional failure modes include bore choking and combustion instability. Failure of an O ring seal on the Challenger space shuttle's right solid rocket booster led to its disintegration shortly after liftoff. Solid rocket motors can present a handling risk on the ground, as a fully fueled booster carries a risk of accidental ignition. Such an accident occurred in the August 2003 Brazilian rocket explosion at the Brazilian Centro de Lançamento de Alcântara VLS rocket launch pad, killing 21 technicians.