Zasada działania silnika rakietowego

Zadaniem silnika rakietowego jest przetwarzanie energii chemicznej paliwa na energię kinetyczną strumienia gazów, w wyniku, czego na zasadzie odrzutu powstaje ciąg potrzebny do ruchu rakiety.
Paliwo rakietowe powinno zapewnić uzyskanie dobrych własności termodynamicznych produktów spalenia, a mianowicie:
  • małego ciężaru cząsteczko­wego,
  • małej ilości atomów w cząsteczkach,
  • niskiej temperatury wrzenia 
  • małego ciepła parowania.
     Silnik rakietowy składa się z komory spalania i dyszy. Proces przemiany energii w silniku rakietowym odbywa się w dwóch etapach. W pierw­szym etapie paliwo się spala, a zawarta w paliwie energia chemiczna zamienia się na energię cieplną gazowych produktów spalenia oraz energię poten­cjalną związaną z wysokim ciśnieniem, pod którym to gazy się znajdują. W drugim etapie, wytworzone w czasie spalenia gazy, ulegają rozprężeniu, podczas którego wzrasta ich prędkość, a energia cieplna i potencjalna przemienia się w energię kinetyczną wylotowego strumienia gazu. Proces wyrzucania gazów w określonym kierunku i ze znaczną prędkością, dostarcza rakiecie niezbędnej siły odrzutu (ciągu).





Silnik rakietowy charakteryzuje się trzema podstawowymi parametrami: ciągiem, czasem pracy i impulsem właściwym.

Ciąg:


Oznaczany literą P, jest to siła jaka powstaje przy wyrzucaniu przez dyszę substancji roboczej, np. gazów będących produktem spalania paliwa. Aby rakieta mogła się wznieść, ciąg musi być większy od jej ciężaru startowego (masy pomnożonej przez przyspieszenie ziemskie).

Czas pracy:


Czas pracy silnika rakietowego oznacza się literą
t. Ze względu na ten parametr silniki dzieli się na: startowe i marszowe.

Impuls całkowity:


Impuls całkowity oznacza popęd (zmianę pędu) jaki może wykonać dany silnik, równy iloczynowi siły ciągu silnika i jego czasu działania. Jest oznaczany jako
Ic, jego jednostką jest Ns (niutonosekunda).