Cảnh báo : comment này có hỗ trợ AI
ICE là động cơ đốt trong (Internal Combustion Engine) dùng trên xe máy, ô tô. Nguyên lý của nó là đốt trần: lấy oxy từ không khí (~21%), tỷ lệ hỗn hợp được kiểm soát ở mức độ nhất định và hầu như luôn dư oxy.
Sang đến tên lửa thì khác hẳn. Khi đã kiểm soát được dòng LOX (oxy tinh khiết) và nhiên liệu (kerosene, methane, hydrogen…), người ta mới nghiên cứu sâu về quá trình đốt trong điều kiện hoàn toàn chủ động.
Các thông số chính ảnh hưởng đến sự đốt trong buồng đốt tên lửa:
• Tỷ lệ hỗn hợp (O/F): Tương tự “chế hòa khí” ở ICE, quyết định tỷ lệ giữa oxy và nhiên liệu. Trong tên lửa, tỷ lệ này được kiểm soát rất chặt bằng bơm và van.
• Mức độ đồng đều của pha trộn: Ảnh hưởng trực tiếp đến độ cháy hết và hiệu suất. Trộn không đều sẽ tạo vùng nóng cục bộ hoặc cháy không hoàn toàn.
• Áp suất buồng đốt: Quyết định mật độ phân tử, ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và hiệu suất tổng thể.
• Nhiệt độ buồng đốt: Ảnh hưởng đến tốc độ cháy và thời gian cần thiết để cháy hết.
• Kích nổ / khởi cháy: Tên lửa không chờ hỗn hợp tự bắt cháy như diesel, mà phải có cơ chế kích nổ chủ động (torch igniter, spark, hoặc hypergolic).
Ngoài các thông số trên, còn một số yếu tố quan trọng khác:
• Hiệu suất cháy (ηc hoặc c)**: Đo mức độ cháy hoàn tất thực tế so với lý thuyết, phản ánh chất lượng injector và thời gian lưu trú.
• Thời gian lưu trú / L*: Thể tích buồng chia cho diện tích họng. Quyết định propellant có đủ thời gian bay hơi và cháy hết hay không.
• Ổn định cháy (combustion stability): Dao động áp suất (đặc biệt tần số cao) là một trong những vấn đề nguy hiểm nhất, có thể phá hủy động cơ rất nhanh.
• Mật độ dòng nhiệt (heat flux): Nhiệt truyền vào thành buồng, quyết định thiết kế hệ thống làm mát (regenerative cooling, film cooling…).
• Trạng thái propellant khi phun: Lỏng, khí hay siêu tới hạn (supercritical). Ảnh hưởng mạnh đến cách trộn và cháy (Raptor dùng gas-gas nên khác hẳn kiểu lỏng-lỏng cổ điển).
• Chênh áp injector (ΔP): Áp suất trước injector trừ đi áp suất buồng. Ảnh hưởng đến độ phun sương và khả năng chống dao động ngược.