Gázgenerátor

A gázgenerátor általában olyan eszközre utal, amely gyakran hasonlít egy szilárd vagy folyékony hajtóanyag-rakétához , amely nagy mennyiségű, viszonylag hideg gáz előállításához ég, ahelyett, hogy maximalizálná a hőmérsékletet és a sajátos lendületet. Ez az alacsony hőmérséklet lehetővé teszi a gáz könnyebb felhasználását számos alkalmazásban, különösen a turbinák meghajtásában. A gázgenerátorokat turbószivattyúk működtetésére használják rakétamotorokban, "  légzsákok  " (légzsákok) elhelyezésére, valamint más olyan alkalmazásokban, ahol nagy mennyiségű gázra van szükség, és ahol nyomás alatt történő tárolás nem kívánatos vagy praktikus.

Leírás

A gázgenerátor-ciklus általában kifejezetten egy turbopumpával működő folyékony hajtóanyagú rakétamotor tervezésének módjára vonatkozik , ahol a turbopump működtetéséhez meghatározott mennyiségű hajtóanyagot égetnek el, és a kipufogógázot a fedélzeten (általában egy fúvókán keresztül ) szabadítják fel. a fő égéstér ellátására . Sok folyékony rakéták vannak kialakítva, ily módon, például az F-1 motor a Saturn V rakéta és a Merlin motorokat a SpaceX . Általában a hajtóanyagokat nagyon gazdag tüzelőanyag-keverékben elégetik a hideg láng hőmérsékletének fenntartása érdekében, az O (oxidálószer) / C (üzemanyag) aránya 0,5-nél kisebb.

Egy másik jó példa a rakéta V-2 , amely felhasználja a hidrogén-peroxid , amely elbontjuk oldattal katalizátor a nátrium-permanganát folyadék gáz generátor. A fő turbopumpa működtetésére szolgál, amely nyomást gyakorol a LOX - etanol hajtóanyagokra .

Egyéb felhasználások

A gázgenerátorok gyakran használják az autó légzsákjait. A szelep nyitásához általában egy kis pirotechnikai töltetet használnak, amely elindítja a gázképződés folyamatát. Egy másik gyakori alkalmazás a kémiai oxigénfejlesztők .

Gáz generátorok is meghajtásához használt torpedó , hidrogén-peroxiddal történő gyakran használt ezekben az alkalmazásokban. Segéd- és vészüzemi egységek táplálására is használhatók , általában a hidrazinnal .

Megszokott üzemanyagok és reakciók

Hidrogén-peroxid

A hidrogén-peroxid oxigénné és vízzé bomlik. Koncentrált hidrogén-peroxidot használnak a torpedó meghajtására és egyes rakétamotorokban.

2 H 2 O 2→ 2 H 2 O + O 2 .

Hidrazin

A hidrazin dinitrogénné és dihidrogénné bomlik. A reakció rendkívül exoterm és kis térfogatú folyadékból nagy mennyiségű forró gázt termel. Néhány kis rakétamotorban és néhány segédhajtóműben használják, például az Egyesült Államok űrsiklójában és vészüzemi egységekben, például az F-16 harci repülőgépekben .

  1. 3 N 2 H 4 → 4 NH 3 + N 2
  2. N 2 H 4 → N 2 + 2 H 2
  3. 4 NH 3 + N 2 H 4 → 3 N 2 + 8 H 2

Klorátok és perklorátok

A nátrium- klorátok közül káliumot és lítium-perklorátot használnak oxigén előállításához kémiai oxigénfejlesztőkben .

Nátrium-azid

A nátrium-azid exoterm módon bontja a nátriumot és a nitrogént. A reakciót a légzsákok egyes kezdeti modelljeiben alkalmazzák .

2 NaN 3 → 2 Na + 3 N 2

A kapott nátrium-veszélyes, így további anyagok beadagolása, például kálium-nitrát és a szilícium-dioxid , konvertálni, például a szilikát üveg .

Szilárd rakéta-hajtóanyagok

Számos szilárd hajtóanyag használható gázgenerátorként.

Hivatkozások

  1. Sutton 1992 , p.  212-213
  2. Sutton 1992 , p.  344
  3. Sutton 1992 , p.  441-443

Bibliográfia

Lásd is

Kapcsolódó cikkek