هوای فشرده به عنوان یک جزء رانش در فضاپیما

[rohamavation]

سلام من اخیراً داشتم ویدیویی را در مورد ناوهای هواپیمابر و نحوه استفاده آنها از هوای فشرده برای بیرون راندن هواپیما از کشتی تماشا می کردم. به این فکر می کنم که اگر یک فضاپیمای 50 در 50 در 50 سانتی متری داشتم که در مدار قرار می گرفت. آیا می توانم از هوای فشرده به عنوان نیروی رانش برای جهت دهی سفینه فضایی استفاده کنم؟ یا حتی بهتر است بتوانم از آن برای فاصله بیشتر فضاپیما از زمین استفاده کنم؟
در مورد ناوهای هواپیمابر، هوای فشرده عموماً یک سیال کار برای یک منجنیق مکانیکی است نه ایجاد نیروی رانش مستقیم مانند یک موشک (بخار نیز برای همان کار در حامل‌هایی که از کارخانه بخار استفاده می‌کنند استفاده میشه
با توجه به اینکه گاز فشرده می تواند در تامین مقادیر کمی نیروی رانش مفید باشه اگرچه هوا ممکنه به دلیل محتوای اکسیژن آن بهترین انتخاب نباشه و یک گاز بی اثر ممکنه ترجیح داده بشه .
از نظر نسبت کلی توان به وزن، شما معمولاً از سیستم سوخت جامد/مایع بهره بیشتری می برید، زیرا از فاز با چگالی بالا به گاز می روید، بنابراین وزن اضافی یک مخزن تحت فشار را ندارید. توجه داشته باشید که برای ظروف استاندارد گاز تحت فشار صنعتی، ظرف ممکن است به اندازه گاز موجود در آن جرم داشته باشه. بنابراین حتی اگر احتراق واقعی نداشته باشین ممکنه نوعی تولید گاز شیمیایی ترجیح داده بشه
به طور کلی گاز فشرده راحت، قابل حمل و سادیه اما چگالی توان نسبتاً متوسطی داره
همچنین ارزش این را دارد که موشک‌های بطری ساده زمانی که از آب برای ایجاد جرم واکنش استفاده می‌کنند نیروی رانش بسیار بیشتری می‌گیرند در حالی که هوای فشرده ذخیره انرژی را فراهم میکنه.
مشکل رانش گاز خالص اینکه سرعت تبدیل پتانسیل به انرژی جنبشی توسط سرعت محلی صوت محدود میشه و تمایل به تلفات زیادی دارد. برای موتورهای جت، این امر با این واقعیت کاهش می‌یابد که هوای نامحدودی وجود دارد که از محیط اطراف موتور را به موتور منتقل می‌کند، موشک‌هایی که از سوخت/اکسیدکننده استفاده می‌کنند، از نیروی بی‌رحمانه چگالی انرژی پیشرانه به قیمت بازده کلی استفاده می‌کنند. این واقعیت که یک موشک اساساً بسیار ساده است، بنابراین وزن مرده موتور خود بسیار کم است.
به طور مشابه در جایی که هیدروژن اکسیژن به عنوان سوخت یا اکسید کننده استفاده می شود، معمولاً به جای تحت فشار، مایع میشه
بنابراین به طور کلی یک پاسخ کلی وجود نداره، گاز فشرده برای رانش در مقیاس کوچک مناسب است، مانند تنظیمات مداری کوچک، اما برای نیازهای رانش بزرگتر جذابیت کمتری دارد.