Raket
Een raket is een voorwerp voortgedreven door een reactiemotor met de benodigde brandstoffen aan boord. De raket krijgt impuls naar voren door massa (meestal hete gassen) met hoge snelheid naar achteren uit te werpen. Omdat alle benodigdheden voor de motor aan boord zijn kan een raket ook in vacuüm werken.
Van belang bij de keuze van de brandstof is de impuls die de verbranding van een standaardhoeveelheid brandstof(mengsel) levert. Deze wordt meestal aangegeven in de vorm van de specifieke impuls, die een maat is voor de theoretisch haalbare hoeveelheid voortstuwing bij gebruik van die brandstof.
Een grote raket is vaak een meertrapsraket.
Inhoud |
[bewerken] 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 naast de specifieke impuls:
- 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)
- de prijs van het materiaal
De chemische reactie die per gewichtseenheid de meeste energie levert, is die van fluorgas met waterstof, deze komt om praktische reden niet in aanmerking als brandstof, aangezien zowel elementair fluor als het reactieproduct waterstoffluoride extreem giftig en corrosief zijn.
[bewerken] Vastebrandstofmotoren
Eenvoudige raketten maken gebruik van vastebrandstofmotoren, 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.
Een ander probleem is dat als vaste brandstof eenmaal is aangestoken, het lastig is om de ontbranding weer te stoppen. Vanwege veiligheidsredenen wordt voor het vervoer van mensen geen vaste brandstof gebruikt. De Spaceshuttle is een uitzondering op deze regel.
[bewerken] 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.
[bewerken] Ionenmotor
Een ander type raket wordt aangedreven door een ionenmotor; hierbij worden zware atomen (bv. van het edelgas xenon) geïoniseerd en door middel van een elektrisch veld versneld. De hiervoor benodigde energie kan bv. uit een zonnepaneel, een batterij of kernreactor komen. Het impulsrendement en de maximale te bereiken snelheden zijn bij dit type aandrijving veel hoger, omdat de ionen 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. De geringe stuwkracht maakt de motor ongeschikt om op te stijgen van de aarde of zelfs maar wrijving van enig belang te overwinnen; hierdoor werkt dit type alleen in vacuüm.
[bewerken] Raketwapens
Tegenwoordige raketwapens zijn veelal zogenaamde geleide wapens. Tevens kan er onderscheid gemaakt worden naar de tactische rol die een geleid wapen heeft:
- Air-to-Air-missile (AAM) oftewel lucht-luchtraket
- Advanced-medium-range-air-to-air-missile (AMRAAM)
- Air-to-Ground of Air-to-Surface-missile (ASM) oftwel lucht-grondraket
- Ground-to-Air of Surface-to-Air-missile (SAM) oftewel luchtdoelraket
- Ground-to-Ground-missile of Surface-to-Surface-missile (SSM) oftewel grond-grondraket
- Anti-ship-missle (ASM) oftewel antischeepsraket.
[bewerken] Spaceshuttle
De Spaceshuttle maakt bij de start gebruik van twee vastebrandstofopduwraketten gevuld met vaste brandstof of stuwstof. Dit brandstofmengsel bestaat uit ammoniumperchloraat (69,9%, oxidant), aluminiumpoeder (16%, brandstof), ijzeroxide (0,4%, katalysator), een polymeer (12,04%, PBAN of HTPB) en epoxy (1,96%). Deze "Thiokol"-raketmotoren zorgen voor 1320 ton stuwdruk per motor op zeeniveau en 83% van de stuwkracht bij het opstijgen en zijn vastgehecht aan de enorme centrale cryogene brandstoftank. Zij wegen bij de lancering samen 590 ton en verbruiken in ongeveer 2 minuten 7700 kg stuwstof.
[bewerken] Voorbeelden van raketten
 |
Zie de categorie Rockets van Wikimedia Commons voor meer mediabestanden. |
