РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
(РД), реактивный двигатель, использующий для своей работы только вещества и источники энергии, имеющиеся в запасе на перемещающемся аппарате (летательном, наземном, подводном). Т.о., в отличие от воздушно-реактивных двигателей, для работы РД не требуется окружающая среда (воздух, вода). В зависимости от вида энергии, преобразующейся в РД в кинетич. энергию реактивной струи, различают химич. (термохимич.) ракетные двигатели (ХРД), ядерные ракетные двигатели (ЯРД), электрические ракетные двигатели (ЭРД). Наибольшее распространение получили ХРД, т.е. РД, работающие на химич. ракетном топливе. ЯРД и ЭРД получат, вероятно, значит. распространение в будущем, гл. обр. на космических летательных аппаратах.
Известно большое число химических РД, различающихся по компонентам топлива (окислителю и горючему) и их агрегатному состоянию, значению реактивной тяги, конструкции, назначению и т. п. Однако принципиальные схемы и рабочие процессы различных типов ХРД практически аналогичны. В любом из них имеется осн. агрегат, состоящий из камеры сгорания и реактивного сопла. В камере идёт окисление горючего и выделение продуктов реакции - раскалённых газов. В реактивном сопле газы разгоняются (в результате расширения) и вытекают с большой скоростью наружу, образуя реактивную струю, т. е. создавая реактивную тягу двигателя. За малым исключением все ХРД работают в непрерывном режиме, давление газов в камере сгорания остаётся при работе двигателя приблизительно постоянным. Некоторые ХРД (наименьшие по размерам) работают в импульсном режиме. По агрегатному состоянию топлива ХРД подразделяют на жидкостные ракетные двигатели (ЖРД), твердотопливные ракетные двигатели (РДТТ), РД на гибридном (комбинированном) топливе (РДГТ), желеобразном (тиксотропном), псевдосжиженном и газообразном (парогазовом) топливе.
Твердотопливные РД - родоначальники всех РД - применяются для запуска сигнальных, фейерверочных и боевых ракет, а также в космонавтике. Достоинства РДТТ - надёжность и простота эксплуатации, постоянная готовность к действию при длит. хранении; недостатки - меньшая эффективность по сравнению с лучшими ЖРД, трудность регулирования значения и направления реактивной тяги и, как правило, одноразовость использования. РДТТ могут развивать рекордную для ХРД тягу, их удельный импульс достигает 2,5-3 (кн-сек)/кг.
Наиболее совершенные из совр. РД - жидкостные РД. ЖРД, в особенности мощные, снабжены рядом сложных автоматич. систем: запуска и остановки, регулирования тяги и расходования компонентов топлива, управления вектором тяги и др. Эффективность ЖРД в большой степени зависит от выбора компонентов топлива, прежде всего окислителя.
Макс. тяга единичных ЖРД приближается к 10 Мн. В РД на комбинированном топливе используются одновременно жидкие и твёрдые компоненты топлива. Обычно в камере сгорания РДГТ размещается твёрдое горючее, а жидкий окислитель подаётся из бака - подобным сочетанием достигается большая энергопроизводительность топлива; иногда в камере размещают твёрдый окислитель, а в баке - жидкое горючее. Особенность РДГТ - гетерогенное горение топлива. В подобных РД сочетаются достоинства и недостатки ЖРД и РДТТ; широкого применения они не получили. РД на желеобразном, псевдосжиженном и газообразном топливе находятся в стадии изучения.
У ядерных РД (находятся в стадии изучения) можно получить удельный импульс, значительно превышающий импульс, развиваемый ХРД. Теплота, выделяющаяся в реакторах, идёт на нагрев рабочего тела, т. е. у этих РД, в отличие от ХРД, источник энергии и рабочее тело разделены.
Повышение удельного импульса в десятки и сотни раз достигается с помощью электрических РД, в к-рых в кинетич. энергию реактивной струи переходит электрич. энергия.
Теоретически РД предельных возможностей является фотонный (квантовый) РД, в котором реактивная струя образуется квантами излучения. Возможная область применения фотонного ракетного двигателя - межзвёздные полёты, но пока реальных путей создания подобных РД не найдено.
По характеру использования в ракетной и космич. технике РД могут быть маршевыми (осн. двигатели ракеты, разгоняющие её, напр., до космической скорости), управляющими, тормозными, корректирующими, ориентационными, стабилизирующими и др. В авиации нашли применение РД в качестве основных и вспомогательных (стартовых, ускорительных) двигателей.
В качестве примера, можно привести современные российские ракетные двигатели РД-107А, РД-108А, НК-33А, применяемые на ракетоносителях семейства Союз.
Лит. см. при статьях об отдельных видах ракетных двигателей. К. А. Гилъзин.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я