موشک ماشینی است که از دفع ماده برای ایجاد نیروی رانش استفاده می کند. راکت یا موشک کاربردهای مختلفی از جنگ گرفته تا سفر فضایی داشته است. اگرچه فناوری موشکی امروزی شباهت کمی به ریشه های باستانی آن دارد، اما امروزه راکت ها به طور کلی به چند نوع مختلف تقسیم می شوند.
موشک‌ها درحقیقت موشک هدایت‌شونده هستند که معمولاً توسط ارتش‌ها برای حمل کلاهک‌های انفجاری مانند مواد منفجره یا کلاهک‌های هسته‌ای استفاده می‌شوند. آنها معمولاً توسط موتورهای موشکی با پیشرانش جامد یا مایع به پیش رانده می شوند و می توانند به بردهای بسیار دوری برسند.
فهرست مطالب
می‌توان موشک‌ها را بر اساس نوع سوخت و نیروی پیشرانه به چند دسته تقسیم کرد که هر یک از این سوخت‌ها و اکسید کننده‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای مختلفی دارند و بر اساس نوع موشک و وظیفه آن، انتخاب می‌شوند.در این مقاله این تقسیم بندی ها که براساس سوخت است را بررسی می کنیم.
انواع موشک براساس سوخت
موشک‌ها به عنوان ابزارهایی برای پرتاب اجسام به فضا یا به دیگر مناطق زمین به کار می‌روند. یکی از مهمترین عواملی که تعیین کننده عملکرد و کاربرد موشک است، نوع سوختی است که از آن استفاده می‌شود. انواع مختلف موشک‌ها بر اساس سوخت خود دسته‌بندی می‌شوند. در ادامه به معرفی انواع اصلی موشک‌ها بر اساس نوع سوخت آنها می‌پردازیم:
موشک‌های سوخت جامد (Solid Fuel Rockets)
موشک‌های سوخت جامد یا به انگلیسی “Solid Fuel Rockets“، از سوختی استفاده می‌کنند که به صورت جامد درون یک محفظه نگهداری می‌شود و در زمان شروع عملکرد، به صورت متوالی سوخت می‌سوزد. این سوخت معمولاً شامل یک مخلوط متحد شده از یک سوخت، یک اکسید کننده و مواد دیگر مانند افزودنی‌ها و روان کننده‌ها است.
برخلاف موشک‌های سوخت مایع که نیاز به سیستم‌های پیچیده برای پمپاژ و مخلوط سوخت و اکسید کننده دارند، موشک‌های سوخت جامد دارای ساختار ساده‌تری هستند. این سادگی ساختاری باعث می‌شود که موشک‌های سوخت جامد مقرون به صرفه‌تر و سریع‌تر برای تولید و عملکرد باشند.
مزایای دیگر موشک‌های سوخت جامد شامل سهولت در ذخیره‌سازی، حمل و نقل، ایجاد و آماده‌به‌کار بودن فوری و کمبود سیستم‌های پمپاژ است. این نوع موشک‌ها عموماً برای کاربردهایی مانند موشک‌های فیروزه‌ای، موشک‌های موشک‌بار، موشک‌های ضدزره، موشک‌های هدایت شده و بخش‌های پرتاب راکت‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
موشک‌های سوخت مایع (Liquid Fuel Rockets)
موشک‌های سوخت مایع یا به انگلیسی “Liquid Fuel Rockets” از سوخت و اکسید کننده‌های مایع برای تولید نیروی رانش استفاده می‌کنند. این دو ماده درون مخازن جداگانه نگهداری می‌شوند و در هنگام اشتعال، به صورت مخلوط‌های مایع به موتور موشک تزریق می‌شوند.
مواد سوخت و اکسید کننده مایع معمولاً از ترکیبات شیمیایی خاصی تشکیل شده‌اند. به عنوان مثال، برای سوخت ممکن است از هیدروژن، کربن، متان یا هیدروکربن‌های دیگر استفاده شود و برای اکسید کننده ممکن است از اکسیژن مایع (LOX)، دی‌اکسید نیتروژن (N2O4) یا هیدروژن پراکسید (H2O2) استفاده شود.
موشک‌های سوخت مایع به دلیل داشتن سیستم پیچیده‌تری برای مخلوط کردن و اشتعال سوخت و اکسید کننده، اغلب برای مأموریت‌هایی با پیچیدگی بیشتر، نیازمندی‌های سفر دورتر و همچنین برای کنترل دقیق‌تر و مانورهای بیشتر در فضا استفاده می‌شوند. این نوع موشک‌ها معمولاً برای مأموریت‌های فضایی بزرگ و بلندمدت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
موشک‌های هیدروژنی (Hydrogen Rockets)
موشک‌های هیدروژنی یک نوع از موشک‌های سوخت مایع هستند که از هیدروژن (H2) به عنوان سوخت و اکسیژن (O2) به عنوان اکسید کننده استفاده می‌کنند. این دو ماده به صورت مایع در مخازن جداگانه نگهداری می‌شوند و در هنگام شروع عملکرد، به موتور موشک تزریق می‌شوند تا با ترکیب و سوختن ایجاد نیروی رانش شود.
موشک‌های هیدروژنی به دلیل داشتن سوختی تمیز و بی‌سربار، کارآیی بالا و انتشار دی‌اکسید کربن کمتر نسبت به سایر نوع موشک‌ها مورد توجه قرار می‌گیرند. همچنین، از آنجا که سوخت هیدروژنی مایع با دمای کم و فشار بالا مخلوط می‌شود، این نوع موشک‌ها به عنوان یک سیستم پیچیده با نیاز به فناوری پیشرفته برای ایجاد و کنترل سوختن بسیار مهم است.
موشک‌های هیدروژنی به دلیل عملکرد با کارایی بالا و سوخت نیرومند، برای مأموریت‌های فضایی بلندمدت و ارسال انسان به فضا استفاده می‌شوند. همچنین، برای ارسال ماهواره‌ها به فضا، تحقیقات علمی و اکتشافات فضایی نیز از آنها استفاده می‌شود.
برای خرید مواد سوخت موشک نظیر نیترات پتاسیم و یا باروت و فلش پودر، به راحتی از سایت فلات کالا آنلاین خرید کنید.
موشک‌های یونی (Ion Rockets)
موشک‌های یونی (Ion Rockets) یک نوع از موتورهای فضایی هستند که از اصول فیزیکی پرتون‌ها یا یون‌ها برای تولید نیروی رانش استفاده می‌کنند. این موتورها برخلاف موتورهای سوخت مایع و سوخت جامد، از انرژی الکتریکی برای شتاب دادن به یون‌ها استفاده می‌کنند.
در یک موتور یونی، یون‌ها (به عنوان سوخت) به وسیلهٔ انجام یک فرایند یون‌گذاری از یک مادهٔ معین شارژ داده می‌شوند. سپس، این یون‌ها با اثر یک میدان الکتریکی به سمت خارج از موتور هدایت می‌شوند، که با اعمال این نیروی الکتریکی، به طور متناسب با قانون اکشن و واکنش، موتور را به عقب پرتاب می‌کند.
موشک یونی کارآمدتر از فناوری معمولی موشک، از انرژی الکتریکی سلول های خورشیدی برای تامین نیروی رانش استفاده می کند. موشک یونی به جای خروج گاز داغ تحت فشار از نازل – که میزان نیروی رانش را با تحمل گرمای نازل محدود می کند – جت یون زنون را به حرکت در می آورد که الکترون های منفی آن توسط تفنگ الکترونی موشک از بین رفته است. این موشک یونی ابتدا در نوامبر 1998 و سپس در سپتامبر 2003 در فضا آزمایش شد.
مزایای موشک‌های یونی شامل کارایی بالا، سرعت بالا، مصرف انرژی کمتر، و زمان عمر بیشتر در فضا هستند. این نوع موتورها به خاطر کارایی بالا و مصرف انرژی کمتر، برای ماموریت‌های طولانی‌مدت فضایی، ارسال ماهواره‌ها به مدارهای دور، و اکتشافات علمی در فضا مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما این موتورها معمولاً به دلیل نیاز به انرژی بالا برای ایجاد یون‌ها، مناسب برای مأموریت‌هایی که نیاز به شتاب بسیار بالا در زمان کم دارند، نیستند.
موشک‌های پلاسمایی (Plasma Rockets)
یکی از انواع جدیدتر موشک‌های در حال توسعه، موشک مغناطیسی تکانه‌ای متغیر (VASIMR)، با شتاب بخشیدن به پلاسمای تولید شده توسط جدا کردن الکترون‌های منفی از اتم‌های هیدروژن در داخل یک میدان مغناطیسی و بیرون راندن آنها از موتور کار می‌کند. این فناوری که برای کاهش زمان رسیدن به مریخ در عرض چند ماه پیشنهاد شده است، در حال حاضر در حال آزمایش برای افزایش قدرت و استقامت است.
موشک‌های پلاسمایی (Plasma Rockets) یک نوع از موتورهای فضایی هستند که از اصول فیزیکی پلاسما برای تولید نیروی رانش استفاده می‌کنند. پلاسما، یک حالت خاص از ماده است که در آن الکترون‌ها و یون‌ها به طور جداگانه وجود دارند و برخلاف حالت‌های دیگر ماده، اهمیتی برای شارژ و مغناطیس ندارد.
در موتورهای پلاسمایی، یک گاز (معمولاً هیدروژن یا هلیم) به وسیلهٔ انرژی الکتریکی به حالت پلاسما تبدیل می‌شود. سپس، این پلاسما با استفاده از میدان‌های مغناطیسی یا الکتریکی هدایت می‌شود تا به سمت خارج از موتور و به عنوان نیروی رانش منتقل شود.
مزایای موتورهای پلاسمایی شامل کارایی بالا، سرعت بالا، مصرف انرژی کمتر، و زمان عمر بیشتر در فضا هستند. این موتورها معمولاً برای مأموریت‌های طولانی‌مدت فضایی، ارسال ماهواره‌ها به مدارهای دور، اکتشافات علمی در فضا و حتی مأموریت‌های سفر به سیارات دوردست مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما موتورهای پلاسمایی نیازمند فناوری پیشرفته و منابع انرژی بالا برای ایجاد و حفظ پلاسما هستند، که این موضوع می‌تواند هزینه و پیچیدگی آنها را افزایش دهد.
موشک هایی با سوخت‌های هجومی
موشک‌های با سوخت‌های هجومی (Pulse Rockets) اغلب به عنوان یک دسته جداگانه از موتورهای فضایی تلقی نمی‌شوند، بلکه این مفهوم بیشتر به نوعی از موتورهای راکتیو اشاره دارد که به طور مکرر و در بازه‌های زمانی کوتاه دسته‌ای انرژی زیادی را از خود پرتاب می‌کنند تا نیروی لازم برای حرکت را ایجاد کنند.
این نوع موتورها معمولاً شامل یک فرآیند هجومی یا انفجاری است که به طور متناوب تکرار می‌شود. برای مثال، موتورهای پالسی (Pulsejets) که برای هواپیماهای سریع استفاده می‌شوند، می‌توانند به صورت هجومی و بی‌وقفه پالس‌های انرژی را ایجاد کنند تا مانور و حرکت را فراهم کنند.
از آنجا که مفهوم موشک‌های با سوخت‌های هجومی ممکن است به شکل متنوعی در اختلاف نمایش داده شود، ممکن است شامل موتورهایی با فناوری‌های مختلف از جمله راکتیو، الکتریکی یا حتی مغناطیسی باشد که از پالس‌های انرژی بهره می‌برند تا حرکت و نیروی رانش را تولید کنند.
موشک‌های هجومی جامد (Solid Propellant Rockets)
موشک‌های هجومی جامد یک نوع از موشک‌های راکتیو هستند که از سوخت جامد برای تولید نیروی رانش استفاده می‌کنند. در این نوع از موشک‌ها، سوخت و اکسید کننده‌ها به صورت جامد درون یک محفظه مخصوص نگهداری می‌شوند و در زمان اشتعال، تحت اثر حرارت مواد منفجره، احتراق و سوختن می‌شوند.
موشک‌های هجومی جامد به دلیل سادگی و ارزانی ساخت، قابلیت ذخیره‌سازی و حمل آسان و همچنین زمان تحول سریع (بدون نیاز به شارژ کردن یا پر کردن سوخت)، برای مأموریت‌های نظامی و فضایی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
به عنوان مثال، موشک‌های هجومی جامد معمولاً برای موشک‌های موشکی از نوع بالستیک (که در انفجار و تخریب هدف‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند)، موشک‌های فضایی کوچک، و موشک‌های بزرگ نظامی مانند موشک‌های موشکی بالستیک بین‌قاره‌ای (ICBM) و موشک‌های موشکی بالستیک زیردریایی (SLBM) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
موشک‌های هجومی مایع (Liquid Propellant Rockets)
موشک‌های هجومی مایع یک نوع از موشک‌های راکتیو هستند که از سوخت و اکسید کننده‌های مایع برای تولید نیروی رانش استفاده می‌کنند. در این نوع از موشک‌ها، سوخت و اکسید کننده‌ها به صورت مایع درون دو مخزن جداگانه نگهداری می‌شوند و در زمان اشتعال، با ترکیب و سوختن، انرژی تولید می‌کنند که به نیروی رانش تبدیل می‌شود.
موشک‌های هجومی مایع به دلیل کارایی بالا، قابلیت کنترل بالا، و قابلیت انعطاف‌پذیری در کاربردهای مختلف، از جمله موشک‌های بالستیک، موشک‌های فضایی، و موشک‌های نظامی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یکی از مثال‌های شهیر موشک‌های هجومی مایع، موشک‌های Saturn V بوده است که به عنوان موشک‌های حامل مأموریت‌های اسکایلاپ، مأموریت‌های ناسا به ماه، و همچنین مأموریت‌هایی نظیر آپولو 11 مورد استفاده قرار گرفتند.
موشک هایی با سوخت‌های هیدرازینی
موشک‌های با سوخت‌های هیدرازینی یک نوع از موشک‌های راکتیو هستند که از ترکیبات هیدرازین به عنوان سوخت استفاده می‌کنند. هیدرازین یک ترکیب شیمیایی با فرمول شیمیایی N2H4 است که به صورت مایع به راحتی ذخیره و حمل می‌شود و از خواص مناسبی برای استفاده در موشک‌ها برخوردار است.
موشک‌های با سوخت‌های هیدرازینی معمولاً به عنوان موشک‌های موشکی بالستیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع از موشک‌ها از نظر نظامی بسیار حیاتی هستند و برای پرتاب سریع و موثر از موقعیت به موقعیت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یکی از مزایای استفاده از هیدرازین به عنوان سوخت در موشک‌ها، قابلیت ذخیره و حمل آسان آن است، همچنین این سوخت قابلیت اشتعال و انفجار فوری را دارد که امکان تولید نیروی رانش بالا را فراهم می‌کند. از طرف دیگر، هیدرازین یک ماده شیمیایی بسیار سمی است و نیاز به رعایت ایمنی‌های خاص در ذخیره‌سازی، حمل و استفاده از آن دارد.
