Ракета на жидком топливе или жидкостная ракета использует ракетный двигатель , использующий жидкое топливо . Также можно использовать газообразные пропелленты, но они не распространены из-за их низкой плотности и сложности с обычными методами накачки. Жидкости желательны, поскольку они имеют достаточно высокую плотность и высокий удельный импульс ( I sp ) . Это позволяет сделать объем топливных баков относительно небольшим. Ракетное топливо обычно закачивается в камеру сгорания легким центробежным турбонасосом ., хотя некоторые аэрокосмические компании нашли способы использовать электрические насосы с батареями, позволяющие поддерживать топливо под низким давлением. Это позволяет использовать топливные баки малой массы, которым не нужно выдерживать высокое давление, необходимое для хранения значительных количеств газов, что приводит к низкому соотношению масс ракеты. [ нужна ссылка ]
Инертный газ, хранящийся в баке под высоким давлением, иногда используется вместо насосов в более простых небольших двигателях для подачи топлива в камеру сгорания. Эти двигатели могут иметь более высокую относительную массу, но обычно более надежны и поэтому широко используются в спутниках для поддержания орбиты. [1]
Жидкостные ракеты могут быть монотопливными, использующими один тип топлива, или двухтопливными ракетами, использующими два типа топлива. Трехкомпонентные ракеты , использующие три типа топлива, встречаются редко. Большинство конструкций жидкостных двигателей имеют возможность дросселирования для работы с переменной тягой, а некоторые могут быть перезапущены после предыдущего остановки в космосе. Жидкие окислители также используются в гибридных ракетах , обладающих некоторыми преимуществами твердотопливных ракет .
Идея жидкой ракеты в современном понимании впервые появилась в 1903 году в книге « Исследование Вселенной с помощью ракетных двигателей» [ 2] русского школьного учителя Константина Циолковского . Величина его вклада в космонавтику поразительна. включая уравнение ракеты Циолковского , многоступенчатые ракеты и использование жидкого кислорода и жидкого водорода в ракетах на жидком топливе. [3] Циолковский оказал влияние на более поздних ученых-ракетчиков по всей Европе, таких как Вернер фон Браун . Советские поисковые отряды в Пенемюнденашел немецкий перевод книги Циолковского, в которой «почти каждая страница... была украшена комментариями и примечаниями фон Брауна». [4] Ведущий советский конструктор ракетных двигателей Валентин Глушко и ракетоконструктор Сергей Королев изучали работы Циолковского в юности [5] и оба стремились воплотить теории Циолковского в реальность. [6]
С 1929 по 1930 годы в Ленинграде Глушко занимался ракетными исследованиями в Лаборатории газовой динамики (ГДЛ), где был создан новый научный отдел по изучению жидкостных и электрических ракетных двигателей . В результате были созданы двигатели ОРМ (от «Экспериментальный ракетный двигатель») — двигатели от ОРМ-1 до ОРМ-52 . [7] Всего было проведено 100 стендовых испытаний жидкостных ракет на различных видах топлива, как низкокипящих, так и высококипящих, достигнута тяга до 300 кг. [8] [7]