rakétahajtás

Rakettahajtaminen on voimansiirtoa, jossa polttoaine ja siihen liittyvä reaktiomassa paiskaantuvat pois rakettimoottorista korkealla nopeudella. Tämä reaktiomassa tuottaa työntövoiman Newtonin kolmannen lain mukaisesti: raketti etenee vastakkaiseen suuntaan kuin poistuva kaasu.

Perusperiaate ja tärkeimmät mittarit: Työntövoima voidaan suurin piirtein esittää F ≈ ṁ ve, jossa ṁ on massavirta ja ve on reaktiokaasun vapautumisnopeus. Ideaalitilanteissa voidaan käyttää rakettiyhtälöä Δv = ve · ln(M0/Mf), jossa M0 on alkuperäinen kokonaismassa ja Mf loppumassa. Specific impulse Isp kuvaa työntövoiman tehokkuutta ja mitataan sekunneissa; Isp on F/(ṁ g0), missä g0 on maan normaalivoima. Työntövoima riippuu sekä reaktiomassan nopeudesta että suuttimen suunnittelusta; paineerojen merkitys voidaan huomioida lisäkuluna.

Tyypit: Kemiallinen rakettahajotus jakautuu kiinteä- ja nestemäiseen kemialliseen propulsion systems, sekä hybridiin, joka yhdistää kiinteän ja nestemäisen polttoaineen piirteitä. Sähköiset, kuten ionisäde- ja Hall-tyyppiset moottorit, tarjoavat very suuren Isp-arvon mutta yleensä matalamman työntövoiman. Ydinkäyttöiset vaihtoehdot, kuten ydinlämmön tai ydinräjähdyksen kautta toimivat ratkaisut, ovat kehitteillä. Lisäksi alkeellisemmat keinot, kuten aurinkosäteilyyn perustuvat valokeila- tai fotonipohjaiset menetelmät, ovat pienessä käytössä erikoistilanteissa.

Käyttö ja historia: Rakettahjotusta on käytetty avaruuslennöissä, satelliittien asennuksessa, miehitettyjen ja robottikohteiden kuljettamisessa sekä ohjusjärjestelmissä. 1900-luvun alun tutkijat kuten Tsiolkovski ja Goddard kehittivät perusperiaatteet, ja myöhemmin eri teknologiat kehittyivät kaupallisiin ja tieteellisiin tarkoituksiin. Nykyään valtaosa kaupallisista ja sotilaallisista toimista perustuu kemiallisen propulsion järjestelmiin, kun taas syvempään avaruuteen ja lyhyisiin lentosiin sähköiset moottorit ovat keskeisiä.

Raketahajtaminen on kehittynyt useilla eri teknologioilla, joiden tavoitteena on parantaa tehokkuutta, turvallisuutta ja kykyä toimia erilaisissa ympäristöissä, erityisesti avaruudessa.