Een raketmotor is een type reactieve motor die niet wordt beïnvloed door de externe omgeving, dankzij het feit dat hij brandstof en een oxidatiemiddel in zijn reservoir vervoert.

Dit artikel gaat kort in op de werking van een raketmotor, zijn geschiedenis en mogelijke typen.

Concept van een raketmotor

Het concept van een raketmotor is vrij eenvoudig. Bij de verbranding van de werkzame stof (brandstof en oxidator) ontstaan ​​rookgassen, die met zeer hoge snelheid de verbrandingskamer verlaten via het uitblaasmondstuk van de motor.

Als de uitlaatgassen de motor verlaten, creëren ze een kracht die gebaseerd is op de wet van actie en reactie en dus op de wet van behoud van momentum van de derde wet van Newton - het lichaam beweegt in de tegenovergestelde richting van de richting van de uitstroom van uitlaatgassen.

Article associé - 

Reactiemotor: Wist je welk type motor het is?

Simpel gezegd, de machine waaraan deze motor is bevestigd, wordt aangedreven in de tegenovergestelde richting waarin de uitlaatgassen het uitlaatmondstuk van de motor verlaten. Het effect van de uitlaatgassen die het uitlaatmondstuk van de motor verlaten, wordt de stuwkracht van de raketmotor genoemd. Het is recht evenredig met het product van de massa van de uitlaatgassen en hun uitlaatsnelheid.

Hoe werkt een raketmotor?

De explosie van de werkzame stof vindt plaats onder grote druk. De brandstof en oxidator worden samengeperst in de verbrandingskamer. Een versmald uitlaatmondstuk komt uit de verbrandingskamer, waardoor de snelheid van de afvoer van rookgassen toeneemt. Het mondstuk mag echter niet te smal zijn, zodat het materiaal waarvan het is gemaakt niet thermisch wordt overbelast (smelten).

Het fundamentele verschil tussen een raketmotor en andere verbrandingsmotoren is dat een raketmotor tijdens zijn werk geen oxidatiemiddel uit de atmosfeer haalt, maar naast brandstof een voorraad oxidatiemiddel met zich meedraagt. Omdat deze motor zijn energiebron draagt, kan hij ook in de ruimte (vacuüm) werken.

Article associé - 

Benzine- en dieselmotor: hoe verschillen ze?

Een ander verschil is dat de machine, aangedreven door een raketmotor, niet wordt aangedreven door mechanisch werk, zoals bij vonk- of dieselmotoren die auto's aandrijven, maar door het reactie-effect van uitlaatgassen.

Bovendien bevat de raketmotor, met uitzondering van enkele hulpsystemen zoals de pomp, de rotatie van het mondstuk, enz., geen bewegende delen die nodig zijn voor gewone verbrandingsmotoren (zuigers, krukas, nokkenas en andere componenten). Zo neemt de raketmotor een bijzondere positie in tussen andere verbrandingsmotoren.

De werking van een raketmotor in een notendop

• Het haalt de werkende substantie niet uit de atmosfeer
• De nuttige output van de motor is geen mechanisch werk, maar het reactie-effect van de uitlaatgassen
• Afgezien van enkele hulpsystemen bevat het geen bewegende delen

Op basis van de staat van de brandstof kunnen raketmotoren worden onderverdeeld in twee categorieën: motoren met vloeibare en vaste brandstof.

Raketmotor met vloeibare stuwstof:

Een raketmotor met vloeibare stuwstof wordt aangedreven door een mengsel van brandstof en oxidatiemiddel in de verbrandingskamer. De werkzame stof wordt zo gemengd in de verbrandingskamer, waar het onder hoge druk ontbrandt.

Combinaties van brandstoffen en oxidatiemiddelen voor raketmotoren met vloeibare stuwstof:

Het oxidatiemiddel hoeft niet altijd zuurstof te zijn; het kunnen ook andere moleculen zijn met een overmaat aan zuurstof, zoals vloeibare waterstof of koolwaterstofmengsels. De meest voorkomende combinaties van de werkzame stof zijn:

• Vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof
• Vloeibare zuurstof en kerosine

Naast deze combinaties worden ook andere brandstoffen en oxidatoren gebruikt, en elke combinatie heeft voor- en nadelen.

Raketmotor met vaste stuwstof

Een raketmotor aangedreven door vaste brandstof wordt aangedreven door een brandstofmengsel in de vorm van granen, dat naast brandstof ook een oxidator bevat. De werkzame stof van deze motor wordt opgeslagen in de verbrandingskamer. Het voordeel van motoren met vaste brandstof is de uitstekende bewaarbaarheid en gereedheid voor gebruik. Aan de andere kant is een groot nadeel dat dit type motor niet uit te zetten is.

De eerste ontsteking van de werkstof start de hele reactie, die pas eindigt als de werkstof niet volledig is uitgeput. Daarom wordt deze motor meestal gebruikt als hulpstartmotor voor shuttles of vliegtuigen.

Hybride raketmotor:

Het is een raketmotor waarin een van de componenten, brandstof of oxidatiemiddel, in vloeibare toestand is en de andere component in vaste toestand.

Een raketmotor wordt voornamelijk gebruikt voor de voortstuwing van:

• militaire raketten
• ruimteraketten
• spaceshuttles
• satellieten en ruimtesondes
• vliegtuigen
• als hulpstartmotor van vliegtuigen

Zelfs als de raketmotor niet wordt gebruikt om auto's aan te drijven, waren er een paar gekke mensen die hun voertuigen uitrustten met dit type motor, waarover je kunt lezen in ons artikel: De reactiemotor: wist je welke motor het is?