ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΥΡΑΥΛΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται γενικότερα στα πυραυλικά συστήματα. Σκοπός της είναι η κατανόηση: (α) των βασικών μεγεθών που χρησιμοποιούνται στην πυραυλική επιστήμη, (β) των σχέσεων και της θεωρίας που περιγράφουν την κίνηση τους και (γ) των συστημάτων πρόωσης τους. Η ανάπτυξη της γίνεται σε δέκα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο συναντώνται τα χαρακτηριστικά μεγέθη που χρησιμοποιούνται στην πυραυλική, όπως η ώση, η ειδική ώση και η ταχύτητα εξόδου. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη ανάλυση της λειτουργίας των ακροφυσίων και πιο συγκεκριμένα των υπερηχητικών ακροφυσίων, καθώς και της δέσμης καυσαερίων αυτών αφού παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία τους. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται αρχικά οι σχέσεις που περιγράφουν την κίνηση ενός πυραύλου, σε περιπτώσεις εντός και εκτός ατμόσφαιρας. Έπειτα αναλύεται η διαστημική πτήση και σε συνέχεια άλλες σημαντικές γνώσεις που πρέπει να υπάρχουν για την πτήση των πυραύλων όπως είναι η επίδραση που έχει το σύστημα πρόωσης στην απόδοση του οχήματος, η αεροδυναμική επίδραση των καυσαερίων και η είσοδος στην ατμόσφαιρα (ερχόμενοι από το διάστημα). Στο τέταρτο κεφάλαιο ακολουθούν κάποιες τυπικές τιμές πυραύλων, η περιγραφή της μεταβλητής ώθησης και των πολλαπλών παράλληλων πυραυλοκινητήρων, οι μονοβάθμιοι πύραυλοι, πολυβάθμιοι πύραυλοι, ο έλεγχος της κατεύθυνσης τους και μια αναφορά στους βαλλιστικούς πυραύλους. Στο πέμπτο κεφάλαιο ξεκινάει η ανάλυση των πυραυλοκινητήρων και των προωθητών. Συγκεκριμένα το πέμπτο κεφάλαιο αναφέρει τη λειτουργία των πυραύλων στερεών καυσίμων, τα καύσιμα που χρησιμοποιούνται, τη γεωμετρική τοποθέτηση του μίγματος και την εκκίνηση και τερματισμό της καύσης. Στο έκτο κεφάλαιο αναφέρονται οι πυραυλοκινητήρες υγρών καυσίμων, οι κύκλοι λειτουργίας τους, τα καύσιμα και οξειδωτικά που χρησιμοποιούνται και κάποια άλλα συστήματα τους όπως οι εγχυτήρες η ανάφλεξη και η ψύξη τους. Το έβδομο κεφάλαιο ακολουθεί την ίδια συμπεριφορά αλλά με τους υβριδικούς πυραυλοκινητήρες. Στο όγδοο κεφάλαιο ξεκινά η ανάλυση των προωθητών και πιο συγκεκριμένα των πυρηνικών προωθητών. Σε αυτή την διπλωματική οι κινητήρες έχουν χωριστεί σε πυραυλοκινητήρες και προωθητές για να είναι πιο κατανοητές οι ιδιότητες και η χρήση τους. Οι πυραυλοκινητήρες είναι ικανοί να εκτοξεύσουν ένα πύραυλο στο διάστημα ενώ οι προωθητές χρησιμοποιούνται μόνο για την πρόωση του διαστημικού οχήματος στο διάστημα. Στο ένατο κεφάλαιο αναλύονται οι ηλεκτρικοί προωθητές. Οι οποίοι χωρίζονται σε ηλεκτροθερμικούς, ηλεκτροστατικούς και ηλεκτρομαγνητικούς. Το δέκατο και τελευταίο κεφάλαιο αναφέρει δύο τύπους προωθητών που ίσως δούμε σε εφαρμογή σε μερικά χρόνια.