מנוע דלק מוצק

[Niro Levy]

http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%A0%D7%95%D7%A2_%D7%93%D7%9C%D7%A7_%D7%9E%D7%95%D7%A6%D7%A7

 

לאחר התעניינות בנושא יש לי כמה שאלות.

מהו בעצם מנוע דלק מוצק? מנוע הקיטור? כל מנוע שהדלק הוא מוצק?

פשוט קשה לי להבין איך בעצם המנוע מתנהג, ברכבת הקיטור זה ברור לי איך העסק מתפקד.

אבל במעבורות חלל? איך זה מתפקד בדיוק?

כמו שאתם רואים המידע בויקיפדיה לא הכי מועיל, מי שופך קצת אור על הנושא?

 

עריכה:

צמצמתי את השאלה לספציפית יותר

יש למישהו מושג באיזה דלק מוצק משתמשים בדברים האלה?!

[Liviur]

לא ידידי , אתה לא בכיוון.

מנועי דלק מוצק הכוונה לדוגמא למנועים רקטים שהדלק שלהם מוצק (כלומר לא ערבוב של נוזלים לדוגמא כמו שקיים בטילים יותר גדולים - אלא גוש מוצק כמו בזיקוקי דינור לדוגמא).

אתה לא מזרים אליהם דלק אלא שורף אותו בצורה מוצקה שלו ומהריאקציה שקוראית נוצרת אנרגיה (במקרה הזה דחף בעיקר - זה התוצר הרצוי).

 

מנוע קיטור - כשמו הוא - מבוסס על יצור קיטור (לא משנה אם מנוזל , מוצק או Whatever) וניצול הקיטור ליצירת תנע סיבובי.

 

ליביו

[SlowRide]

מנוע דלק מוצק הוא בסך הכל כמו כוס (לפעמים ארוכה ולפעמים קצרה) שבתוכה יוצקים את הדלק ומחממים אותו כדי שהוא יתקשה ויהפוך מנוזל סמיך למוצק, עם פתח צר שדרכו יוצא ההדף כמו בטילים.

למטב ידיעתי ומה שאני מכיר מהתחום הזה, מנועי דלק מוצק הם רק חד פעמיים, ולא ניתן לעצור את פעולת המנוע אחרי שהתניעו אותו.

[nitch]

יש מנגנונים שעוצרים בערה של מנועי דלק מוצק, בעיקר ע״י פיצוץ מטענים שפוגעים ברציפות ההודף.

[ברווז]

כל הפואנטה של דלק מוצק היא תערובת הומוגנית של דלק טילים במצב קפוא. דהיינו, מימן וחמצן במצב "קרח". המימן עבור האנרגייה, והחמצן עבור איפשור הבעירה. אכן לא ניתן לעצור מנוע שכזה לאחר שהופעל.

[nitch]

ניתן, ניתן לעצור.

It is difficult to stop a solid rocket motor before normal burnout. This can be done by explosively separating the nozzle and/or splitting the case lengthwise with a linear shaped charge. The latter method is common in range safety destruct systems. Either method terminates thrust by reducing combustion chamber pressure and propellant burn rate, though the propellant (usually in many pieces at this point) will continue to burn vigorously.

 

 

[sperial]

הסבר שכתב מישהו שלומד את המקצוע (בינתיים רק סטודנט, אבל זה יותר מאיתנו):

 

 

מנועי דלק מוצק הם כשמם, מנועים שהדלק שלהם הוא חומר מוצק. ישנם דלקים רבים יותר ופחות יעילים, אבל בגדול כל בד או פולימר הוא דלק (כמו הפרספקס שיש לכם ברכב).

 

יתרונם הגדול הוא בפשטותם - בגדול, קח גוש דלק (בצורה מסוימת), תבעיר אותו וקיבלת מנוע. חסרונם - כאמור, קשה עד בלתי אפשרי לעצור את פעולתם והם פחות יעילים ממנועי דלק נוזלי, אך הרבה יותר פשוטים.

 

עקרון הפעולה שלהם די פשוט - אתה שורף את הדלק, נוצר לחץ גבוה בתוך תא השריפה, את הלחץ אתה "מעביר" בתוך נחיר ומכאן הדרך להפקת דחף היא קצרה מאוד.

 

 

 

אםטיפה נרחיב, כדי ליצור בערה אתה צריך לשלב בין חומר דלק (הודף) לבין חמצן (מחמצן).במנוע דלק מוצק, השילוב הוא כבר "מובנה", כלומר "גוש" הדלק כולל בתוכו את המחמצן וההודף, כך שניצוץ ידליק אותם. במנוע דלק נוזלי, ההודף והמחמצן מאוחסנים בנפרד, וע"י הזרקה שלהם (בד"כ במתקן שמזכיר קצת את ראש המקלחת, רק שקוטר כל חריר נאמד לכל היותר במיקרונים) במשותף ויצירת ניצוץ אתהמקבל את אפקט החימום ויצירת הלחץ. המנוע שברווז הזכיר הוא מנוע הודף נוזלי (החמצן והמימן מאוכסנים בצורה נוזלית, לא ידוע לי שניתן ליצור מנוע בעל הודף מוצק כזה),ומכונה מנוע קריאוגני כיוון שע"מ לשמור על החמצן והמימן במצב צבירה נוזליצריך לשמור עליהם בטמפרטורה מאוד נמוכה תוך בידוד אדיר מהסביבה. השילוב הוא מאודיעיל, אך האכסון בעייתי, ואם תוסיף לכך את העובדה שכל כשל קל באכסון או דליפה תפוצץ את העסק בקלילות - המנוע בעייתי. עם זאת, כאשר יש את האפשרות, משתמשים בשילוב זה.

 

 

 

לגבי הליך הכיבוי שניצ'ה הזכיר - איני מכיר תהליך כיבוי שכולל פיצוץ קטן בדלק, אבל דבר כזה הוא מסוכן מאוד. אחד הפרמטרים הכי חשובים במנוע דלק מוצק הוא השטח הבוער,ופיצוץ כזה, אם הוא לא מתרחש בצורה מושלמת, עלול להגדיל אותו. במידה והשטח הבוער גדל ההשלכה הישירה היא הגדלת הלחץ, כלומר אנחנו עלולים להגיע למצב של יציאה משליטה ואפילו פיצוץ. למיטב זכרוני זו אחת הסיבות היותר נפוצות לאותן תאונות עבודה ב"מעבדות" הקסאמים בעזה, שם בגדול יצירת הדלק מתבצעת (כאמור, אם אניזוכר נכון) מהתכת דשן ודלק. לפעמים נוצרים שם סדקים והעסק מתפוצץ. מצד שני, כל הרקטה היא בערך דשן, סוכר וחומר נפץ מאוכסנים בתוך צינור ביוב...

 

 

 

היום מפתחים מנועים הנקראים מנועי כלאיים - שילוב של מנוע הודף מוצק והודף נוזלי, כאשר בד"כ ההודף הוא המוצק והמחמצן הוא הנוזלי. לי יצא להשתתף בניסוי הדגמה עם אחד כזה, כאשר ההודף הוא פרספקס והמחמצן הוא חמצן (בצורה גזית), כאשר לצורף ההדלקה הוזרק פנימה גז נוסף (שכרגע אינני זוכר איזה). העסק די מרשים, אם כי למיטב ידיעתי אינו יכול לעבוד בסדרי גודל גדולים. היתרון שלו זה הפשטות של מנוע הודף מוצק יחד עם יכולות הכיבוי של מנוע הודף נוזלי, אך כיום, עוד פעם - למיטב ידיעתי, לא ניתן ליצור מנועים גדולים כאלה שיהיו גם יעילים.

[nitch]

לגבי הליך הכיבוי שניצ'ה הזכיר - איני מכיר תהליך כיבוי שכולל פיצוץ קטן בדלק, אבל דבר כזה הוא מסוכן מאוד. אחד הפרמטרים הכי חשובים במנוע דלק מוצק הוא השטח הבוער,ופיצוץ כזה, אם הוא לא מתרחש בצורה מושלמת, עלול להגדיל אותו. במידה והשטח הבוער גדל ההשלכה הישירה היא הגדלת הלחץ, כלומר אנחנו עלולים להגיע למצב של יציאה משליטה ואפילו פיצוץ. למיטב זכרוני זו אחת הסיבות היותר נפוצות לאותן תאונות עבודה ב"מעבדות" הקסאמים בעזה, שם בגדול יצירת הדלק מתבצעת (כאמור, אם אניזוכר נכון) מהתכת דשן ודלק. לפעמים נוצרים שם סדקים והעסק מתפוצץ. מצד שני, כל הרקטה היא בערך דשן, סוכר וחומר נפץ מאוכסנים בתוך צינור ביוב...

 

זה לא כיבוי, יותר עצירה של תפקוד המנוע. ההודף נשרף בכל מקרה, אבל השריפה לא יעילה ולא יוצרת דחף משמעותי. אחת הדרכים להשיג זאת היא לפוצץ גם את הנחיר, כך שלא יהיה לחץ מספיק בתא השריפה.