در رشته توییتی که چند روز پیش نوشتم در مورد دلایل و ضرورت خوشه بندی موتورهای راکت برای پرتاب محمولههای سنگین به فضا صحبت کردم که یکی از این دلایل (و در واقع عمدهترین دلیل) عدم پایداری احتراق در محفظه احتراق یا به عبارت دیگر
https://twitter.com/EternalPhysics/status/1409083709677096965
عدم یکنواخت سوزش در محفظه احتراق است. به این دلیل نمیتوان موتور یک راکت را هر چقدر که دلمان میخواهد بزرگ کنیم. اما این ناپایداریها در موتورهای کوچک تر و خوشه بندی شده هم وجود دارند.
ناپایداریهای به وجود آمده در محفظه دلایل گوناگونی دارند از جمله طراحی نامناسب انژکتور ها، نواسن در فشار سوخت به هنگام ورود به انژکتور، وجود حبابها در سوخت، وجود نوسانت در فشار پمپ ها، عدم ترکیب مناسب سوخت با اکسیدایزر، انفجارات موضعی و غیره.
این ناپایداریها در واقع بروز امواج اکوستیک در محفظه احتراق هستند و میتوانند ضعیف یا بسیار قوی باشند. فرکانس این امواج اکوستیک در سه دسته تقسیم میشوند. دسته اول بین ۱۰ تا ۴۰۰ هرتس، دسته دوم بین ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ هرتس و دسته سوم بیش از ۱۰۰۰ هرتس میباشد.
ناپایداریهایی که در دسته سوم یعنی با انرژی بیش از ۱۰۰۰ هرتس در محفظه احتراق صورت میگیرند، خطرناکترین و مخربترین نوع ناپایداریها هستند. اگر روند احتراق موشک کنترل نشود (با طراحی مناسب) ، در این صورت ناپایداری احتراق ممکن است اتفاق بیفتد که می تواند
خیلی سریع باعث ایجاد نوسانات فشار بیش از حد مجاز شده که منجر به انفجار موتور میشود یا اینکه باعث انتقال بیش از حد گرما به یک طرف میشود که ممکن است قطعات محفظه رانش را ذوب کند.
هدف هر طراح جلوگیری از وقوع این بی ثباتی و حفظ عملکرد قابل اطمینان موتور است. اگرچه پیشرفت زیادی در درک و جلوگیری از بی ثباتی احتراق حاصل شده است ، اما موتورهای جدید هنوز هم می توانند گرفتار آن شوند.
ناپایداریهای دسته سوم باز خود به دو دسته تقسیم میشوند، ناپایداریهای اکوستیک با مدهای ترانسورسال (که عمود بر محفظه پدیدار میشوند) و ناپایداری هایی با مدهای لانگیتودینال (که در راستای محفظه پدیدار میشوند).
از این دو دسته باز خطرناکترینشان پدیدار شدن مدهای ترانسورسال هستند که در نهایت در کمتر از یک ثانیه باعث انفجار موتور میشوند.
برای درک و فهم بهتر و بیشتر کلیپ زیر را تماشا کنید و ببنید که طراحان موتور F-۱ فضا پیمابر SATURN V چگونه با الهام گرفتن از موشک V۲ آلمانی که طرح ورنر فون براون این مهندس نابغه آلمانی بود،
توانستند به یکی از بزرگترین مشکلات یعنی عدم پایداری احتراق پیروز بشوند. بر طرف شدن این مشکل کلید سفر به ماه آمریکاییها در ژولای ۱۹۶۹ بود.
t.me/T_neutrino/929
t.me/T_neutrino/929
• • •
Missing some Tweet in this thread? You can try to
force a refresh
