Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn (DTR)

Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn (DTR)

Mời các bạn tham gia topic này để cùng trao đổi, tìm hiểu về nguyên lý cấu tạo của 1 động cơ tên lửa nhiên liệu rắn

Nào, chúng ta đi từ những gì được coi là concept

1-nguyên lý chuyển động của 1 vật có gắn động cơ tên lửa:

-tạii sao chung ta nhẩy được lên: do ta đạp vào mặt đất
-tai sao tôi đạp vào không khí mà tôi vẫn không nhẩy được lên: vì bạn đạp không đủ mạnh. Nếu bạn có thể "đạp" được vào không khí đủ mạnh như cái quạt sau cái cano cao tốc chạy trên đầm lầy, bạn se nhẩy lên được
-vậy cái tên lửa bay trong chân không thì nó đạp vào đâu: nó tư đạp vào nó bạn ạ
-sao lại vậy, "tự đạp vào mình": đúng rồi, nếu bạn ngồi trên thuyền, lắp 1 khẩu pháo đằng sau, mỗi lần bạn bắn một phát, thuyền sẽ dịch chuyẻn lên phía trước một đoạn. tuy nhiên chơi cách này bạn không thể bơi qua được hồ Tây, chứ đừng mong qua biển. Ta có bao nhiêu đạn để bắn cho vừa.
-thế này là thế nào, nói chuyen tên lửa đi: ừ, nếu bạn mang thật nhiều đạn vào tầu vũ trụ, ngồi trong chân không, thích chuyển động hướng nào thì bắn một phát theo hướng ngược lại là oke,
-thế cứ phải mang đạn à?: không cần phải mang những viên to đùng thế, mang các phân tử khí cũng được mà, tuy nhiên các phân tử khí thì cần phải mang nhiều
-ok, mang nhiều phân tử khí, nhưng mà nó nhẹ hều à, bắn không dật mạnh như mang đạn: oke, đúng ròi, nó nhẹ thì mình phải tìm cách bắn các phân tử này ra nhanh, bon nó hay gọi là "phụt"

rồi, tôi hiểu rồi, động cơ tên lửa là một cái của nợ gì đó mà có thể phụt nhanh, phụt nhiều vật chất theo cái hướng ngược với hướng tôi muôn chuyển động

oke, bingo

vậy làm thế nào để mang nhiều phân tử khí, làm thế nào để phụt chúng ra với tốc độ cao

mai bàn tiếp nhé, hay là nhờ Khỉ Đầu Chó

Chỉnh bác tý: Nó không tự đạp vào nó được. Động cơ phản lực phụt khí thì đạp vào khối khí mà nó thải ra, khẩu pháo đạp vào viên đạn và khối khí thuốc dư......
Đố bác biết lực đẩy dọc trục của động cơ phản lực phụ thuộc vào những yếu tố nào của động cơ???

CÓ chó đầu khỉ đây
Đạp, đó là nguyên lý của động cơ phản lực nói chung.
Còn nhiên liệu rắn không dùng không khí thế này:
Hỗn hợp gồm 3 thành phần chính và một nhóm phụ gia. 3 thành phần chính là:
Nhiên liệu, sử dụng bột nhôm hay bột Bary.
Chất oxyhoá, sử dụng nitrat amon hay clorat amon.
Chất kết dính: cao su ổn định, polybutadien hay polyurethan.
Nhiên liệu được đúc trong vỏ thành hình trụ. lỗ rỗng hình sao, cháy từ trong ra. Có thể phun thêm chấy oxy hoá hoặc nhiên liệu lỏng cho các thời kỳ tăng tốc.
Nói chung, động cơ không dùng không khí có lượng thông qua rất thấp, thường dùng cho đạn đạo.
Nhiên liệu rắn dùng không khí áp dụng trong ramjet, nó bào mòn tức khắc turbine, nên chỉ được thằng ấy tuyển dụng vào làm thôi. Đó là một cái ống, thành ống có ba đaọn. Đọan giữa quan trọng nhất có nhiên liệu đắp vào thành (hốn hợp bột nhôm và chất kết dính). Trước đoạn này là đoạn mồi, thành được đắp hỗn hợp chất oxy hoá , kết dính và nhiên liệu. Sau hai đoạn trên là buồng đốt. Không khí được đoạn mồi đốt nóng, kéo theo nhiên liệu tách từ thành, cháy trong buồng đốt.
http://www3.ttvnol.com/quansu/571089/trang-38.ttvn
Được tuat_than_dau sửa chữa / chuyển vào 23:55 ngày 11/12/2005

Vào mục lục tìm được:
http://www3.ttvnol.com/quansu/290617/trang-5.ttvn

nói như bác cũng .... khó cãi, cung kính không bằng tuân mệnh
trả lời nhanh với bác câu này chủ yếu là để topic nhẩy lên đầu trang thôi:
muốn tăng lực đẩy, theo em biết, có 2 cách chủ yếu:
1-Làm tốc độ dòng vật chất chuyển động ra phía sau tăng lên
2-Làm khối lượng dòng vật chất chuyển động ra phí sau tăng lên
dựa trên định luật bảo toàn động lượng thôi
báo cáo với các bác, cách talking của chúng ta kô nên dẫn tới các chứng minh bằng công thức, đấy là e cứ nói trước ví thấy pác kien098 ở đây, e là e ghét các loại công thức lắm, gõ vào forum khó bỏ miẹ. Cùng bất đắc dĩ mới phải chiến bằng công thức thôi pác nhé.

Ẹc, em có thích dùng công thức bao giờ đâu bác. Nhưng định tính phải đúng, nếu không thì định lượng (công thức) đúng sai thế nào chả phát hiện ra, đúng không bác???
Và ta đang bàn bằng tiếng Việt Nam, bác làm ơn bỏ chữ talking trong bài viết được không ạ.
Bác nói rất đúng, dựa vào nguyên tắc cơ bản người ta phát minh ra động cơ phản lực là nguyên tắc bảo toàn động lượng.
Nhưng khi làm động cơ, nguyên tắc bảo toàn động lượng không phục vụ được việc tính ra công suất động cơ để duy trì tốc độ, vì suy giảm động lượng do sức cản không khí là quá khó tính toán, mặt khác việc tính véc tơ động lượng theo phương chuyển động là rất khó khi dòng khí thoát từ động cơ mang nhiều động lượng không theo phương của chuyển động.
Vì vậy người ta lại quay lại với ông Newton
Các bác đều biết buồng đốt của pháo thăng thiên, con mực hay động cơ phản lực đều có đặc trưng chung: áp suất bên trong buồng (đốt) cao hơn áp suất bên ngoài.
Do buồng đốt mất cân bằng áp lực (ở phía mở ra cửa cho dòng khí (hay nước) thoát, không có áp lực lên vách)
Do vậy người ta tính lực đẩy động cơ theo hướng nào đó bằng hình chiếu áp lực lên phương đó.
Nếu tính theo trục máy bay, đó chính là tiết diện hiệu dụng (còn gọi là biểu kiến, tính toán... ) của cửa thoát, bằng hình chiếu tiết diện lỗ thoát lên mặt phẳng vuông góc với cửa thoát.
Nếu nói một cách khoa trương hơn, người ta tích lấy tích phân của áp lực nhân với vi phân diện tích trên toàn bộ mặt buồng đốt. Kết quả vẫn giống như trên vì buồng đốt cong kiểu gì cũng có các thành phần áp lực tự triệt tiêu nhau, chỉ còn các thành phần hướng ra ngoài cửa thoát là có chênh lệch.
Vậy thì lực đẩy của động cơ phản lực bằng tích số của áp lực trong buồng đốt và tiết diện (hiệu dụng) cửa xả khí.
Hai thông số này lại tương hỗ với nhau, cửa xả càng lớn, áp lực càng giảm. Nói cách khác tăng được tích số của 2 thông số này sẽ tăng được lực đẩy.
Vậy đốt sau (after burner) làm gì để tăng lực đẩy đáng kể thế??? Vì rằng đốt sau tạo buồng đốt phụ, ở đó áp suất đốt ngoài cửa xả chính tăng vọt, tác động lên toàn bộ diện tích hiệu dụng của đuôi xả (không phải là cửa xả) dẫn tới tăng vọt lực đẩy. Song buồng đốt của đốt sau là dạng buồng hở (thành buồng đốt chiếm tỷ trọng nhỏ trong buồng đốt) nên hiệu suất đốt rất thấp, tốn nhiên liệu.
Tóm lại, thay vì phát biểu như bác (tăng thông lượng khí, tăng tốc khí thải) thì em phát biểu theo dạng khác (tăng tích số áp suất buồng đốt với tiết diện cửa xả hiệu dụng).
Mặc dù về bản chất, 2 cách phát biểu liên quan chặt, và thực chất là 1, song về kỹ thuật, việc tăng thông lượng và tăng tốc khí thải sẽ mơ hồ, khó hiểu hơn tăng áp suất buồng đốt và tăng tiết diện cửa xả.
Tất nhiên 2 phát biểu này chỉ đúng với động cơ phản lực dùng phản ứng tạo nhiệt (phản ứng cháy). Nếu bác hứng thú em sẽ thêm 1 đoạn về động cơ dùng tương tác điện từ, không dùng phản ứng hóa học sinh nhiệt. (dĩ nhiên loại động cơ đó vẫn giải thích bằng phát kiến của ông già bị quả táo rơi trúng sọ, thế mới hay)

Chết chết, bác ơi, đạn hay tên lửa bắn từ nòng trơn đều dùng cánh để ổn định, nó không quay tẹo nào cả.
Vì mục đích quay là để ổn định hướng trục viên đạn, có cánh ở đuôi thì viên đạn ổn định bằng cánh, không cần quay đâu bác ạ.
Cái cánh nó to thế bác bắt nó quay thì sức đâu đến mục tiêu nữa
Nòng trơn bao gồm cối, pháo nòng trơn, các súng bắn đạn phản lực (RPD, DKZ..)
Ở cuối trang này:
http://www3.ttvnol.com/quansu/611567/trang-18.ttvn
có câu hỏi của em về hình dạng các loại vỏ đạn, đố các bác biết lý do tại sao như thế
Được kien098 sửa chữa / chuyển vào 20:23 ngày 12/12/2005

việc tính toán loa phụt băng phần mềm đã cho thấy, chỉ cần sau vài chục giây hoạt động của luồng phụt, rất có thể đường kính của tiết diện tới hạn tăng lên, do mài mòn. Điều này làm giảm áp xuất trong lòng buồng đốt, tên lửa sẽ mất tốc độ
nếu các huynh gia công không chính xác, đường kính giảm độ 1/10 mm (cái này tại hạ không còn nhớ chính xác về số liệu) thì khả năng áp trong buồng đốt tăng vọt lên (lý do rất đơn giản là thuốc phóng rắn cháy càng nhanh khi áp xuát hoặc nhiệt độ càng cao)
cái trở ngại này đã và có lẽ sẽ làm nản lòng các ước muốn tự chế tạo ĐTR trong điều kiện các máy công cu và công nghiệp phọt phẹt
ngoài ra, vật liệu làm loa phụt cũng là một bài toán: vật liệu nào có thể làm việc, không giãn nở, không mài mòn ở nhiệt độ cỡ 2000oC và tốc độ dòng khí cỡ 1,5M
Được 0123456 sửa chữa / chuyển vào 20:53 ngày 12/12/2005
Được 0123456 sửa chữa / chuyển vào 20:54 ngày 12/12/2005

Đạp vào vách buồng đốt, ở phía trái cùng, lực bằng tiết diện giới hạn nhân với áp suất trong buồng đốt.
Không phải đạp vào loa phụt đâu bác ạ.
Bác để ý luồng lửa ra khỏi tên lửa, nó là 1 búp sáng, có độ cong và không hòan toàn dính vào loa phụt (trừ loại phụt quá nhiều khí như tên lửa đẩy hoặc đạn đạo).
Loa phụt là thành phần để bảo vệ đuôi tên lửa khỏi tác động nhiệt của dòng khí thải.
Bác để ý, với logic của bác là lực đẩy do khí tác động vào loa phụt, hệ quả tất yếu là loa phụt càng to thì càng tăng lực đẩy (dĩ nhiên là to có giới hạn) trong khi đó các loa phụt của tên lửa lại khá nhỏ.
Loa phụt chỉ có tác dụng tiếp thu lực đẩy trong trường hợp khí vẫn cháy sau khi thoát khỏi buồng đốt, đó là trường hợp đốt hậu.
Bác thử thí nghiệm xem, một quả bóng bay gắn thêm loa phụt có bay mạnh hơn không
Mới xem cái post mới của bác, tiếp thêm 1 tý:
Động cơ rắn ta đã gia công trong kháng chiến, không phức tạp như bác nghĩ đâu. Tốc độ cháy của thuốc phóng được khống chế bằng kích thước của nó, kể cả áp cao hơn nó không cháy nhanh hơn, do các chất phụ gia. Các hạt thuốc phóng của đạn bộ binh thường dạng hạt cầu, của pháo dạng que dài.
Việc mài mòn của miệng xả chủ yếu do hạt chất thải rắn và do chất oxy hóa dư tác dụng với vật liệu làm buồng đốt ở nhiệt độ cao. Vì thế nên các tên lửa chất rắn hay dùng cấu hình lõi, luồng phụt được tính toán có tiết diện nhỏ hơn lỗ xả. Đến giai đoạn cuối thì dòng khí phụt mới thực sự "mài" vào thành lỗ xả. Trong động cơ chất đốt rắn không có cái luồng khí sát vỏ như bác vẽ đâu!
Được kien098 sửa chữa / chuyển vào 21:09 ngày 12/12/2005