로켓의 추진체에는 어떤 과학적 원리가 숨어 있나요?
유튜브 영상을 보다가 나로호에 대한 영상을 보다 보니 문즉 궁금해 지네용 로켓을 발사하게 하는 추진체에는 어떤 과학적 원리로 그 큰 로켓을 추진시키는지 알려주세요^^
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
로켓의 추진체에는 주로 반응 추진 원리가 사용됩니다. 이 원리는 보통 로켓 엔진에서 연소하는 연료와 산소의 반응에 의해 발생합니다. 로켓 엔진의 연소실에서 연료와 산소가 혼합되어 폭발적인 화학 반응이 일어납니다. 이로 인해 방출되는 가열된 기체가 역추진력을 발생시키고 로켓을 밀어내는 원리입니다.
가장 일반적으로 사용되는 연료는 액체와 고체 두 가지 형태입니다. 액체 연료로는 액체 수소와 액체 산소가 일반적으로 사용되며, 고체 연료로는 고체 연소물과 연소제의 혼합물인 고체 로켓 연료가 사용됩니다.
반응 추진 원리는 작용-반작용 법칙에 기반하여 동작합니다. 로켓이 연소된 가스를 뒤로 방출하면, 그 반대 방향으로 로켓이 동력을 얻게 되는 것입니다. 이런 식으로 로켓은 우주에서 비행할 수 있는 힘을 얻을 수 있습니다.
안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
로켓의 추진제는 운동량을 떠맡는 것이라는 뜻이다. 화학추진제를 사용할 경우 고체 또는 액체상태였던 것을 연소실 내에서 연소시키면 발생하는 열에 가열되어 가스 상태가 되고, 팽창하여 운동에너지를 갖게 됩니다. 연소실이 밀폐상태이면 팽창한 가스에 의해서 내부는 고압이 되지만, 연소실 뒷부분에는 압력이 낮은 노즐부가 있으므로 가스는 노즐을 향해 흐르게 되고, 압력은 흐름의 속도로 변하게 됩니다.
이와 같은 원리에 따르면 추진제는 고열을 발하는 열에너지원이라야 함과 동시에 열에너지를 운동에너지로 바꾸는 작용하는의미합니다.
따라서 연료인 동시에 연소하는 데 필요한 산소를 함유하고, 또한 가스가 되어 팽창하는 정도가 큰 것을 추진제로 선택하게 되죠.
감사합니다.