Как работает ракетный двигатель: интерактивная модель

Модель загружается

На этом устройстве не получается показать 3D-модель. Шаги экскурсии ниже можно прочитать текстом.

1 / 10 Ракетный двигатель, разрезанный вдоль осиОбращённая к вам половина убрана, красные грани показывают разрез. Двигатель лежит на боку, поэтому пламя направлено вправо. Синими точками показан жидкий кислород, янтарными керосин, а горячий газ меняет цвет с температурой. Табло показывает тягу у уровня моря.

Тяните для поворота. Колесо или щипок меняют масштаб.

01
Ракетный двигатель, разрезанный вдоль оси
Обращённая к вам половина убрана, красные грани показывают разрез. Двигатель лежит на боку, поэтому пламя направлено вправо. Синими точками показан жидкий кислород, янтарными керосин, а горячий газ меняет цвет с температурой. Табло показывает тягу у уровня моря.
02
Два бака, две жидкости
Ракета везёт свой кислород, поэтому ей нужны два бака. Жидкий кислород кипит при −183 °C. Баки здесь нарисованы короткими. На «Нури» их диаметр 3,5 m, а стенки в самом тонком месте всего от 2,5 до 3 mm.
03
Насосы от маленькой горелки
Одного давления в баке слишком мало, чтобы загнать топливо в камеру с давлением 60 bar. Это делает турбонасосный агрегат. Его турбина вращается газом из газогенератора, который сжигает около 3 % топлива и затем выбрасывает его через выхлопной патрубок.
04
Смешение и горение
Форсуночная головка впрыскивает кислород и керосин в камеру. Они горят при 60 bar и около 3400 K, но газ ползёт со скоростью всего Маха 0,2. Теперь цвета показывают температуру: самый горячий белый.
05
Критическое сечение, где газ достигает Маха 1
Теперь цвета показывают число Маха. Синий медленнее звука, белый ровно Мах 1, оранжевый быстрее. Белая полоса стоит в самом узком месте. За ним расширяющийся канал заставляет сверхзвуковой газ ускоряться, а не замедляться.
06
Колокол превращает тепло в скорость
Вдоль колокола газ остывает примерно с 3400 K до 1830 K, его давление падает до 0,66 bar, а скорость растёт до 2813 m/s. Попробуйте ползунок степени расширения: в более длинном колоколе газ выходит быстрее и при меньшем давлении.
07
Сначала горючее охлаждает стенку
Ни один металл не выдерживает 3400 K. Керосин из насоса идёт к кольцевому коллектору у среза сопла, возвращается по 72 каналам в медной стенке и только потом попадает в форсуночную головку. Разрезанные каналы видны янтарным цветом.
08
Тот же двигатель в космосе
Теперь высота 100 km. На срез сопла больше ничто не давит снаружи, поэтому тяга растёт с 671 kN до 762 kN, а удельный импульс с 268 s до 305 s. Факел, который у уровня моря сжимал воздух, теперь широко раскрывается.
09
Другие способы вращать насосы
Теперь схема с дожиганием. Маленькая горелка стала предкамерой, и её газ больше не уходит наружу: газовод ведёт его вниз к форсуночной головке, где он сгорает ещё раз. Ничего не теряется, поэтому в модели насосы поднимают давление в камере до 150 bar. Попробуйте все четыре схемы ползунком «Схема двигателя» или нажмите на полосы во вкладке управления.
10
Управление наклоном сопла
Сопло отклонено в карданном подвесе на 5 градусов. Бо́льшая часть тяги по-прежнему толкает вперёд, но около 9 % теперь толкает вбок, и это поворачивает ракету. Табло под кнопкой «Ещё» показывает эту боковую силу.

1 из 10