Почему твердотопливный двигатель нельзя просто выключить
В жидкостном ракетном двигателе топливо и окислитель обычно хранятся раздельно и подаются в камеру сгорания через клапаны. Перекрыть поток — значит остановить горение. В твердотопливном двигателе эти компоненты входят в состав единого заряда: окислитель — вещество, которое помогает топливу гореть, — распределён внутри твёрдой топливной массы. Поэтому отдельного крана, который можно закрыть во время полёта, нет.
Что происходит после воспламенения
Заряд загорается у поверхности, обращённой к полости внутри двигателя. Горение постепенно продвигается вглубь топлива, выделяя горячие газы. Они выходят через сопло — сужающийся канал в задней части двигателя — и создают тягу, толкая ракету вперёд.
Инженеры заранее задают, как будет меняться эта тяга: на это влияют форма внутреннего канала и состав заряда. Но после запуска нельзя просто перекрыть подачу компонентов. Чтобы прекратить горение досрочно, пришлось бы разрушить или резко охладить сам заряд, а это не штатный выключатель и может повредить двигатель.
Цена простоты
Твёрдый заряд удобен тем, что его не нужно подавать насосами из отдельных баков: двигатель конструктивно проще и может долго храниться в готовом виде. Обратная сторона этой простоты — ограниченный контроль во время работы. Тягу можно заранее спроектировать, но обычную твердотопливную ступень нельзя остановить и затем снова запустить по команде.
Поэтому время работы двигателя — часть замысла всей ракеты: траекторию и порядок отделения ступеней рассчитывают так, чтобы заряд успел выгореть там, где это нужно. После зажигания полёт уже подчиняется этому заранее рассчитанному режиму.
