موتور راکت کرایوژنیک ( به انگلیسی: Cryogenic rocket engine ) ، نوعی موتور راکت است که از سوخت و اکسیدکننده کرایوژنیک یا فوق سرد استفاده می کند، یعنی هم سوخت و هم اکسیدکننده آن گازهایی هستند که مایع شده و در دمای بسیار پایین ذخیره می شوند. [ ۱] این موتورهای بسیار کارآمد ابتدا در Atlas - Centaur ایالات متحده به پرواز درآمدند و یکی از عوامل اصلی موفقیت ناسا در رسیدن به ماه توسط موشک Saturn V بودند. [ ۱]
امروزه همچنان از موتورهای کرایوژنیک در استیج های مرحله بالا عملکرد بالا و بوسترها استفاده می شود. چندین استیج یا مرحله بالا وجود دارد. بوسترها شامل Ariane 5 آژانس فضایی اروپا، H - II آژانس کاوش های هوافضای ژاپن و Delta IV و سامانه پرتاب فضایی ایالات متحده هستند. ایالات متحده، روسیه، ژاپن، هند، فرانسه و چین تنها کشورهایی هستند که دارای موتور راکت کرایوژنیک عملیاتی هستند.
موتورهای راکت برای تولید نیروی محرکه مفید به نرخ دبی جرمی بالای اکسیدکننده و سوخت نیاز دارند. اکسیژن، که ساده ترین و متداول ترین اکسیدکننده موجود است، مانند هیدروژن، که ساده ترین سوخت است، در دما و فشار استاندارد به صورت گاز است. اگرچه می توان پیشرانهها را به صورت گازهای تحت فشار ذخیره کرد، اما این امر به مخازن بزرگ و با جداره های ضخیم و در نتیجه سنگینی احتیاج دارد که دستیابی به پرواز فضایی مداری را دشوار و غیرممکن می سازد. از طرف دیگر، اگر پیشرانه ها به اندازه کافی سرد شوند، به شکل مایع درمی آیند که تراکم آنها بیشتر بوده و فشار آنها کاهش می یابد و این امر باعث ساده تر شدن مخازن آنها می شود. این دمای کرایوژنیک بسته به نوع پیشرانه متفاوت است و اکسیژن در زیر - 183 درجه سلسیوس به شکل مایع و هیدروژن در زیر - 253 درجه سلسیوس به شکل مایع وجود دارند. از آنجایی که یک یا چند پیشرانه در فاز مایع هستند، طبق تعریف تمام موتورهای راکت کرایوژنیک یا موتور راکت با سوخت مایع یا موتورهای راکت هیبریدی هستند. [ ۲]
ترکیبات مختلف اکسیدکننده - سوخت کرایوژنیک آزمایش شده است، اما ترکیب سوخت هیدروژن مایع ( LH2 ) و اکسیدکننده اکسیژن مایع ( LOX ) یکی از پرکاربردترین موارد است. [ ۳] [ ۴] هر دو جزء به راحتی و با قیمت ارزان در دسترس هستند و هنگام سوختن یکی از بالاترین میزان آزادسازی آنتالپی در احتراق را دارند[ ۵] و باعث تولید یک تکانه ویژه تا ۴۵۰ ثانیه با سرعت خروجی مؤثر ۴٫۴ کیلومتر در ثانیه می شوند.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفامروزه همچنان از موتورهای کرایوژنیک در استیج های مرحله بالا عملکرد بالا و بوسترها استفاده می شود. چندین استیج یا مرحله بالا وجود دارد. بوسترها شامل Ariane 5 آژانس فضایی اروپا، H - II آژانس کاوش های هوافضای ژاپن و Delta IV و سامانه پرتاب فضایی ایالات متحده هستند. ایالات متحده، روسیه، ژاپن، هند، فرانسه و چین تنها کشورهایی هستند که دارای موتور راکت کرایوژنیک عملیاتی هستند.
موتورهای راکت برای تولید نیروی محرکه مفید به نرخ دبی جرمی بالای اکسیدکننده و سوخت نیاز دارند. اکسیژن، که ساده ترین و متداول ترین اکسیدکننده موجود است، مانند هیدروژن، که ساده ترین سوخت است، در دما و فشار استاندارد به صورت گاز است. اگرچه می توان پیشرانهها را به صورت گازهای تحت فشار ذخیره کرد، اما این امر به مخازن بزرگ و با جداره های ضخیم و در نتیجه سنگینی احتیاج دارد که دستیابی به پرواز فضایی مداری را دشوار و غیرممکن می سازد. از طرف دیگر، اگر پیشرانه ها به اندازه کافی سرد شوند، به شکل مایع درمی آیند که تراکم آنها بیشتر بوده و فشار آنها کاهش می یابد و این امر باعث ساده تر شدن مخازن آنها می شود. این دمای کرایوژنیک بسته به نوع پیشرانه متفاوت است و اکسیژن در زیر - 183 درجه سلسیوس به شکل مایع و هیدروژن در زیر - 253 درجه سلسیوس به شکل مایع وجود دارند. از آنجایی که یک یا چند پیشرانه در فاز مایع هستند، طبق تعریف تمام موتورهای راکت کرایوژنیک یا موتور راکت با سوخت مایع یا موتورهای راکت هیبریدی هستند. [ ۲]
ترکیبات مختلف اکسیدکننده - سوخت کرایوژنیک آزمایش شده است، اما ترکیب سوخت هیدروژن مایع ( LH2 ) و اکسیدکننده اکسیژن مایع ( LOX ) یکی از پرکاربردترین موارد است. [ ۳] [ ۴] هر دو جزء به راحتی و با قیمت ارزان در دسترس هستند و هنگام سوختن یکی از بالاترین میزان آزادسازی آنتالپی در احتراق را دارند[ ۵] و باعث تولید یک تکانه ویژه تا ۴۵۰ ثانیه با سرعت خروجی مؤثر ۴٫۴ کیلومتر در ثانیه می شوند.
wiki: موتور راکت کرایوژنیک