| |
Atlas II, AC-116
Copyright: Lockheed Martin |
Een raket is een vliegend voorwerp dat zijn bewegingsvermogen aan een reactiemotor ontleent, waarvoor de benodigde brandstoffen aan boord van het voertuig worden meegedragen. De raket krijgt impuls naar voren door stoffen (meestal hete gassen) met hoge snelheid naar achteren uit te werpen. Omdat alle benodigdheden voor de motor aan boord zijn en er dus geen atmosferische lucht of zuurstof nodig is, kan een raket ook in vacuüm werken.
verbrandingsraketmotoren
Raketten werken meestal door middel van de chemische verbranding van een geschikte brandstof (waterstof, benzine, hydrazine) met zuurstof of een ander oxidatiemiddel (bijvoorbeeld vloeibare zuurstof, of waterstofperoxide) hoewel enkele andere reacties theoretisch in aanmerking komen. Van belang bij de keuze van de brandstof is de energie die bij de verbranding van een standaardhoeveelheid brandstof(mengsel) vrijkomt, die meestal wordt aangegeven in de vorm van de specifieke impuls, die een maat is voor de theoretisch haalbare hoeveelheid voorstuwing bij gebruik van die brandstof.
Andere overwegingen spelen echter ook een rol, zoals:
- de reactiviteit en giftigheid van de reactieproducten
- de gevaren van de opslag van grote hoeveelheden brandstof
- de benodigde secundaire apparatuur en het gewicht daarvan (bijvoorbeeld pompen voor vloeibare zuurstof) en
- de prijs van het materiaal.
De chemische reactie die per gewichtseenheid de meeste energie levert, die van fluorgas met waterstof, komt om praktische reden dan ook niet in aanmerking, aangezien zowel elementair fluor als het reactieproduct waterstoffluoride extreem giftig en corrosief zijn. vaste-brandstofraketten
Eenvoudige raketten maken gebruik van vaste-brandstofmotoren, waarbij de aandrijfstof, bestaande uit een oxidator en een brandbare stof, voorgemengd aanwezig is en na ontsteking opbrandt als in een vuurpijl (het oudste bekende type raket). Buskruit is dus de oudst bekende raketbrandstof. Een probleem bij dit soort raketten is de verandering van de vorm van de verbrandingskamer tijdens de vlucht, omdat het vlamfront een wand ervan vormt.
vorm van de verbrandingskamer
De verbrandingskamer is naar een kant open, waar een straalpijp is geplaatst, die de hete reactiegassen gericht en gecontroleerd laat expanderen waardoor de efficiëntie van de aandrijving toeneemt. ionenmotor
Een ander type raket wordt aangedreven door een ionenmotor; hierbij worden zware atomen (bv. van het edelgas xenon) geļoniseerd en door middel van een elektrisch veld versneld. De hiervoor benodigde energie kan bv. uit een batterij of kernreactor komen. Het nuttig rendement en de maximale te bereiken snelheden zijn bij dit type aandrijving veel hoger omdat de xenonionen met een veel grotere snelheid de motor verlaten dan de hete reactiegassen van een verbrandingsmotor; de maximale stuwkracht is echter zeer klein (in de orde van grammen) zodat een dergelijke motor zeer lang aan moet staan om een goed effect te bewerkstelligen. Bovendien werkt dit type motor alleen in vacuüm.
geschiedenis van de raket
vuurpijl, militair gebruik, V-1, V-2, Wernher von Braun, ...Saturnusraket, Spaceshuttle
spaceshuttle
De spaceshuttle maakt bij de start gebruik van twee vaste-brandstof hulpraketten en is zelf gekoppeld aan een enorme vloeibare-brandstoftank die de interne motoren van de shuttle voedt.
