Паровая ракета (также известная как ракета на горячей воде ) — это тепловая ракета , которая использует воду, находящуюся в сосуде под давлением при высокой температуре, так что давление ее насыщенных паров значительно превышает давление окружающей среды. Вода выпускается в виде пара через сопло ракеты для создания тяги . [1]
Паровые ракеты обычно питаются давлением , но были предложены более сложные конструкции с использованием солнечной энергии или ядерной энергии . Они, вероятно, наиболее известны по их использованию в автомобилях и мотоциклах с ракетным двигателем, и они являются типом, используемым в aeolipile .
Вода, находясь под давлением, нагревается до высокой температуры (приблизительно 250–500 °C). Когда горячая вода проходит через сопло (обычно сопло Лаваля ) и давление падает, вода вспыхивает, превращаясь в пар , давящий на сопло и выходящий с большой скоростью. За счет отдачи ракета ускоряется в направлении, противоположном направлению пара. Сопло ракет с горячей водой должно выдерживать высокое давление, высокие температуры и особенно едкую природу горячей воды.
Самая простая конструкция имеет резервуар для воды под давлением, в котором вода нагревается перед запуском; однако это обеспечивает очень низкую скорость истечения, поскольку высокая скрытая теплота парообразования означает, что реального пара образуется очень мало, а выхлопные газы состоят в основном из воды, или, если используются высокие температуры и давления, резервуар становится очень тяжелым.
Более сложные конструкции могут включать пропускание воды через насосы и теплообменники, а также использование ядерных реакторов или солнечного нагрева; предполагается, что они могут дать удельный импульс более 195 с I sp , [2] что все еще значительно ниже стандартов более сложных конструкций, например, 465 с водородно-кислородного двигателя Vinci .
Солнечные или ядерные паровые тепловые ракеты были предложены для использования в межпланетных путешествиях. Хотя производительность низкая, высокие массовые доли легко достигаются, и ожидается, что воду будет очень легко извлекать и очищать из ледяных залежей, которые находятся вокруг Солнечной системы . [7]
Паровые ракеты время от времени появлялись в научно-фантастических рассказах, особенно в стиле стимпанк . Примерами служат фильм 2004 года «Стимбой» и роман 2015 года «Семиевс» .