Propulsie cu reacție și rachetă. Cum decolează o rachetă: astronautică în cuvinte simple De ce rachetele nu zboară în spațiu

Aruncarea flăcărilor motoare rachete retrage nava spatiala pe orbita în jurul Pământului. Alte rachete duc nave dincolo de sistemul solar.

În orice caz, când ne gândim la rachete, ne imaginăm zboruri în spațiu. Dar rachetele pot zbura și în camera ta, de exemplu în timpul sărbătoririi zilei de naștere.

Un balon obișnuit poate fi și o rachetă. Cum? Umflați balonul și prindeți-i gâtul pentru a preveni scăparea aerului. Acum eliberează mingea. Va începe să zboare în jurul camerei în mod complet imprevizibil și incontrolabil, împins de forța aerului care iese din el.

Iată o altă rachetă simplă. Să punem un tun pe vagonul de cale ferată. Să o trimitem înapoi. Să presupunem că frecarea dintre șine și roți este foarte mică și frânarea va fi minimă. Să tragem un tun. În momentul împușcării, căruciorul se deplasează înainte. Dacă începi să tragi frecvent, căruciorul nu se va opri, dar va lua viteză cu fiecare lovitură. Zburând înapoi de la țeava tunului, obuzele împing căruciorul înainte.

Forța care este creată în acest caz se numește recul. Această forță este cea care face ca orice rachetă să se miște, atât pe pământ, cât și în spațiu. Indiferent de substanțele sau obiectele ejectate dintr-un obiect în mișcare, împingându-l înainte, vom avea un exemplu de motor de rachetă.

Interesant:

De ce nu cad stelele? Descriere, fotografie și video

Racheta este mult mai potrivită pentru a zbura în golul spațiului decât în atmosfera pământului. Pentru a lansa o rachetă în spațiu, inginerii trebuie să proiecteze motoare puternice de rachetă. Ei își bazează planurile pe legile universale ale universului descoperite de marele om de știință englez Isaac Newton, care a lucrat la sfârșitul secolului al XVII-lea. Legile lui Newton descriu gravitația și ce se întâmplă cu corpuri fizice cand se misca. A doua și a treia lege ajută la înțelegerea clară a ce este o rachetă.

Mișcarea rachetei și legile lui Newton

A doua lege a lui Newton leagă forța unui obiect în mișcare de masa și accelerația sa (schimbarea vitezei pe unitatea de timp). Astfel, pentru a crea o rachetă puternică, motorul său trebuie să ejecteze mase mari de combustibil ars la viteză mare. A treia lege a lui Newton spune că forța de acțiune este egală cu forța de reacție și este direcționată în sens opus. În cazul unei rachete, forța de acțiune este reprezentată de gazele fierbinți care ies din duza rachetei; contraforța împinge racheta înainte.

Rachetele care lansează nave spațiale pe orbită folosesc gaze fierbinți ca sursă de energie. Dar rolul gazelor poate fi jucat de orice, adică de la corpuri solide aruncate în spațiu de la pupa la particule elementare - protoni, electroni, fotoni.

Ce face ca o rachetă să zboare?

Mulți oameni cred că o rachetă se mișcă deoarece gazele aruncate din duză sunt respinse de aer. Dar asta nu este adevărat. Este forța care ejectează gazul din duză care împinge racheta în spațiu. Într-adevăr, este mai ușor pentru o rachetă să zboare în spațiul cosmic, unde nu există aer și nimic nu limitează zborul particulelor de gaz ejectate de rachetă, iar cu cât aceste particule se răspândesc mai repede, cu atât racheta zboară mai repede.

ICBM este o creație umană foarte impresionantă. Dimensiuni uriașe, putere termonucleară, coloană de flăcări, vuiet de motoare și vuiet amenințător de lansare... Totuși, toate acestea există doar la sol și în primele minute de lansare. După ce expiră, racheta încetează să mai existe. Mai departe în zbor și pentru a îndeplini misiunea de luptă, se folosește doar ceea ce rămâne din rachetă după accelerare - sarcina ei utilă.

Cu distanțe mari de lansare, sarcina utilă a unei rachete balistice intercontinentale se extinde în spațiu pe multe sute de kilometri. Se ridică în stratul de sateliți de orbită joasă, la 1000-1200 km deasupra Pământului, și este situat printre aceștia pentru o perioadă scurtă de timp, doar puțin în urmă în urma cursului lor general. Și apoi începe să alunece în jos de-a lungul unei traiectorii eliptice...

Ce este mai exact această sarcină?

O rachetă balistică este formată din două părți principale - partea de rapel și cealaltă de dragul căreia este pornită impulsul. Partea de accelerare este o pereche sau trei de trepte mari de mai multe tone, umplute la capacitate cu combustibil și cu motoare în partea de jos. Ele dau viteza și direcția necesară mișcării celeilalte părți principale a rachetei - capul. Etapele de amplificare, înlocuindu-se reciproc în releul de lansare, accelerează acest focos în direcția zonei viitoarei căderi.

Capul unei rachete este o sarcină complexă constând din multe elemente. Conține un focos (unul sau mai multe), o platformă pe care sunt amplasate aceste focoase împreună cu toate celelalte echipamente (cum ar fi mijloace de înșelare a radarelor inamice și apărarea împotriva rachetei) și un caren. Există, de asemenea, combustibil și gaze comprimate în partea capului. Întregul focos nu va zbura către țintă. Ea, ca și racheta balistică în sine, se va împărți în mai multe elemente și pur și simplu va înceta să existe ca un întreg. Carenul se va despărți de acesta nu departe de zona de lansare, în timpul funcționării etapei a doua, iar undeva pe parcurs va cădea. Platforma se va prăbuși la intrarea în aerul zonei de impact. Un singur tip de element va ajunge la țintă prin atmosferă. focoase. De aproape, focosul arată ca un con alungit, lung de un metru sau jumătate, cu o bază groasă ca un trunchi uman. Nasul conului este ascuțit sau ușor tocit. Acest con este o aeronavă specială a cărei sarcină este să livreze arme către țintă. Vom reveni la focoase mai târziu și vom arunca o privire mai atentă la ele.

Trage sau împinge?

Într-o rachetă, toate focoasele sunt situate în așa-numita etapă de reproducere sau „autobuz”. De ce autobuz? Pentru că, eliberată mai întâi de carenare, și apoi de ultima etapă de amplificare, etapa de propagare poartă focoasele, ca niște pasageri, de-a lungul unor opriri date, de-a lungul traiectoriilor lor, de-a lungul cărora conurile mortale se vor dispersa către țintele lor.

„Autobuzul” mai este numit și stadiul de luptă, deoarece activitatea sa determină precizia îndreptării focosului către punctul țintă și, prin urmare, eficacitatea luptei. Etapa de reproducere și munca sa este una dintre cele mai multe mari secreteîntr-o rachetă. Dar totuși vom arunca o privire ușoară, schematică, asupra acestui pas misterios și a dansului său dificil în spațiu.

Etapa de reproducere are diferite forme. Cel mai adesea, arată ca un ciot rotund sau o pâine largă, pe care sunt montate focoase deasupra, îndreptate în față, fiecare pe propriul împingător cu arc. Focoasele sunt prepoziționate la unghiuri precise de separare (la baza rachetei, manual, folosind teodoliți) și față. laturi diferite, ca o grămadă de morcovi, ca ace de arici. Platforma, plină de focoase, ocupă o poziție dată în zbor, girostabilizată în spațiu. Și la momentele potrivite, focoasele sunt împinse din el unul câte unul. Ele sunt ejectate imediat după terminarea accelerației și separarea de ultima etapă de accelerare. Până când (nu știi niciodată?) au doborât întreg acest stup nediluat cu arme antirachetă sau ceva la bord, etapa de reproducere a eșuat.

Imaginile arată etapele de reproducere ale ICBM grele american LGM0118A Peacekeeper, cunoscut și sub numele de MX. Racheta era echipată cu zece focoase multiple de 300 kt. Racheta a fost retrasă din serviciu în 2005.

Dar asta s-a întâmplat înainte, în zorii mai multor focoase. Acum reproducerea prezintă o imagine complet diferită. Dacă mai devreme focoasele „s-au blocat” înainte, acum scena în sine este în față de-a lungul cursului, iar focoasele atârnă de jos, cu vârfurile înapoi, inversate, ca liliecii. „Autobuzul” însuși în unele rachete se află și el cu susul în jos, într-o adâncitură specială din treapta superioară a rachetei. Acum, după separare, stadiul de reproducere nu împinge, ci trage focoasele împreună cu ea. Mai mult, se târăște, sprijinindu-se de cele patru „labe” ale sale plasate transversal, desfășurate în față. La capetele acestor picioare metalice sunt duze de împingere orientate spre spate pentru etapa de expansiune. După separarea de etapa de accelerare, „autobuzul” își stabilește foarte precis, cu precizie, mișcarea la începutul spațiului, cu ajutorul propriului său sistem de ghidare puternic. El însuși ocupă calea exactă a următorului focos - calea sa individuală.

Apoi se deschid încuietorile speciale fără inerție care țineau următorul focos detașabil. Și nici măcar despărțit, dar pur și simplu acum nu mai are legătură cu scena, focosul rămâne nemișcat agățat aici, în totală imponderabilitate. Momentele propriului ei zbor au început și au trecut. Ca o boabă individuală lângă un ciorchine de struguri cu alți struguri focoase care nu au fost încă smulși de pe scenă prin procesul de reproducere.

K-551 "Vladimir Monomakh" - submarin nuclear rusesc scop strategic(proiectul 955 „Borey”), înarmat cu 16 ICBM Bulava cu combustibil solid cu zece focoase multiple.

Mișcări delicate

Acum sarcina scenei este să se îndepărteze de focos cât mai delicat posibil, fără a-i perturba mișcarea precis stabilită (țintită) cu jeturile de gaz ale duzelor sale. Dacă un jet supersonic al unei duze lovește un focos separat, acesta va adăuga inevitabil propriul aditiv la parametrii mișcării sale. Pe durata zborului următor (care este de la o jumătate de oră până la cincizeci de minute, în funcție de raza de lansare), focosul se va deplasa de la această „palmă” de evacuare a avionului la o jumătate de kilometru la un kilometru lateral de țintă sau chiar mai departe. Va pluti fără obstacole: există spațiu, l-au plesnit - a plutit, nefiind reținut de nimic. Dar este un kilometru lateral cu adevărat exact astăzi?

Submarinele Proiectul 955 Borei sunt o serie de submarine nucleare rusești din clasa a patra generație „crucișător submarin cu rachete strategice”. Inițial, proiectul a fost creat pentru racheta Bark, care a fost înlocuită cu Bulava.

Pentru a evita astfel de efecte, tocmai cele patru „picioare” superioare cu motoare care sunt distanțate de părțile laterale sunt necesare. Scena este, parcă, trasă înainte pe ele, astfel încât jeturile de evacuare să meargă în lateral și să nu prindă focosul separat de burta scenei. Toată tracțiunea este împărțită între patru duze, ceea ce reduce puterea fiecărui jet individual. Există și alte caracteristici. De exemplu, dacă există o etapă de propulsie în formă de gogoașă (cu un gol în mijloc), această gaură este atașată la treapta superioară a rachetei, cum ar fi verigheta degetul) al rachetei Trident-II D5, sistemul de control determină că focosul separat cade încă sub evacuarea uneia dintre duze, apoi sistemul de control oprește această duză. Aduce la tăcere focosul.

Scena, cu blândețe, ca o mamă din leagănul unui copil adormit, temându-se să-i tulbure liniștea, se îndepărtează în vârful picioarelor în spațiu pe cele trei duze rămase în regim de tracțiune scăzută, iar focosul rămâne pe traiectoria de țintire. Apoi, treapta „goasă” cu crucea duzelor de împingere este rotită în jurul axei, astfel încât focosul să iasă de sub zona torței duzei oprite. Acum scena se îndepărtează de focosul rămas pe toate cele patru duze, dar deocamdată și la accelerație scăzută. Când se atinge o distanță suficientă, forța principală este activată, iar scena se deplasează viguros în zona traiectoriei țintă a următorului focos. Acolo încetinește într-un mod calculat și stabilește din nou foarte precis parametrii mișcării sale, după care separă următorul focos de sine. Și așa mai departe - până când aterizează fiecare focos pe traiectoria sa. Acest proces este rapid, mult mai rapid decât ați citit despre el. Într-un minute și jumătate până la două minute, etapa de luptă desfășoară o duzină de focoase.

Submarinele americane din clasa Ohio sunt singurul tip de transportoare de rachete în serviciul Statelor Unite. Poartă 24 la bord rachete balistice s cu MIRV Trident-II (D5). Numărul de focoase (în funcție de putere) este 8 sau 16.

Abisurile matematicii

Ceea ce s-a spus mai sus este suficient pentru a înțelege cum începe calea unui focos. Dar dacă deschideți ușa puțin mai larg și priviți puțin mai adânc, veți observa că astăzi rotația în spațiu a etapei de reproducere care poartă focoasele este o zonă de aplicare a calculului cuaternion, unde atitudinea la bord. sistemul de control prelucrează parametrii măsurați ai mișcării sale cu o construcție continuă a cuaternionului de orientare la bord. Un cuaternion este un număr atât de complex (deasupra câmpului numerelor complexe se află un corp plat de cuaternioni, așa cum ar spune matematicienii în limbajul lor precis al definițiilor). Dar nu cu cele două părți obișnuite, reală și imaginară, ci cu una reală și trei imaginare. În total, cuaternionul are patru părți, ceea ce, de fapt, este ceea ce spune rădăcina latină quatro.

Etapa de diluare își face treaba destul de scăzut, imediat după ce etapele de boost sunt oprite. Adică la o altitudine de 100−150 km. Și există, de asemenea, influența anomaliilor gravitaționale pe suprafața Pământului, eterogenități în câmpul gravitațional uniform din jurul Pământului. De unde sunt ei? Din terenuri denivelate, sisteme montane, apariția de roci de diferite densități, depresiuni oceanice. Anomaliile gravitaționale fie atrag scena la sine cu o atracție suplimentară, fie, dimpotrivă, o eliberează ușor de pe Pământ.

În astfel de nereguli, ondulațiile complexe ale câmpului gravitațional local, stadiul de reproducere trebuie să plaseze focoasele cu precizie. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se creeze o hartă mai detaliată a câmpului gravitațional al Pământului. Este mai bine să „explicați” trăsăturile unui câmp real în sistemele de ecuații diferențiale care descriu mișcarea balistică precisă. Acestea sunt sisteme mari, încăpătoare (pentru a include detalii) de câteva mii de ecuații diferențiale, cu câteva zeci de mii de numere constante. Și câmpul gravitațional însuși la altitudini joase, în regiunea imediat apropiată de Pământ, este considerat ca o atracție comună de câteva sute de mase punctuale de diferite „greutăți” situate în apropierea centrului Pământului într-o anumită ordine. Acest lucru realizează o simulare mai precisă a câmpului gravitațional real al Pământului de-a lungul traseului de zbor al rachetei. Și funcționarea mai precisă a sistemului de control al zborului cu acesta. Și de asemenea... dar este suficient! - Să nu privim mai departe și să închidem ușa; Ceea ce s-a spus este suficient pentru noi.

sarcină utilă ICBM cel mai Zborul se efectuează în modul obiect spațial, ridicându-se la o înălțime de trei ori mai mare decât înălțimea ISS. Traiectoria de lungime enormă trebuie calculată cu o precizie extremă.

Zbor fără focoase

Etapa de reproducere, accelerată de rachetă spre aceeași zonă geografică în care ar trebui să cadă focoasele, își continuă zborul odată cu acestea. La urma urmei, ea nu poate rămâne în urmă și de ce ar trebui? După decuplarea focoaselor, scena se ocupă urgent de alte chestiuni. Ea se îndepărtează de focoase, știind dinainte că va zbura puțin diferit de focoase și nevrând să le deranjeze. Etapa de reproducere dedică, de asemenea, toate acțiunile sale ulterioare focoaselor. Această dorință maternă de a proteja zborul „copiilor” ei în orice mod posibil continuă pentru tot restul scurtei ei vieți. Scurt, dar intens.

După focoasele separate, este rândul altor saloane. Cele mai amuzante lucruri încep să zboare departe de trepte. Ca un magician, ea eliberează în spațiu o mulțime de baloane care se umflă, niște lucruri metalice care seamănă cu foarfecele deschise și obiecte de tot felul de alte forme. Baloanele durabile strălucesc puternic în interior soare cosmic strălucirea de mercur a unei suprafețe metalizate. Sunt destul de mari, unele au formă de focoase care zboară în apropiere. Suprafața lor acoperită cu aluminiu reflectă un semnal radar de la distanță, aproape în același mod ca și corpul focosului. Radarele terestre ale inamicului vor percepe aceste focoase gonflabile, precum și pe cele reale. Desigur, în primele momente de intrare în atmosferă, aceste mingi vor rămâne în urmă și vor izbucni imediat. Dar înainte de asta, ei vor distrage atenția și vor încărca puterea de calcul a radarelor de la sol - atât detectarea la distanță lungă, cât și ghidarea sistemelor antirachetă. În limbajul interceptor de rachete balistice, acest lucru se numește „complicarea mediului balistic actual”. Și întreaga armată cerească, îndreptându-se inexorabil spre zona căderii, inclusiv unități de luptă reale și false, baloane, dipol și reflectoare de colț, acest întreg stol pestriț este numit „ținte balistice multiple într-un mediu balistic complicat”.

Foarfecele metalice se deschid și devin reflectoare dipol electrice - sunt multe dintre ele și reflectă bine semnalul radio al fasciculului radar de detectare a rachetelor cu rază lungă care le sondează. În loc de cele zece rațe grase dorite, radarul vede un stol uriaș neclar de vrăbii mici, în care este greu de deslușit ceva. Dispozitivele de toate formele și dimensiunile reflectă lungimi de undă diferite.

Pe lângă toată această beteală, teoretic scena poate emite ea însăși semnale radio care interferează cu țintirea rachetelor antirachete inamice. Sau distragi-le cu tine însuți. Până la urmă, nu știi niciodată ce poate face - la urma urmei, o etapă întreagă zboară, mare și complexă, de ce să nu o încarci cu un program solo bun?

Fotografia arată lansarea unei rachete intercontinentale Trident II (SUA) dintr-un submarin. În prezent, Trident este singura familie de ICBM ale căror rachete sunt instalate pe submarine americane. Greutatea maximă de aruncare este de 2800 kg.

Ultimul segment

Totuși, din punct de vedere aerodinamic, scena nu este un focos. Dacă acesta este un morcov îngust mic și greu, atunci scena este o găleată goală, vastă, cu rezervoare de combustibil goale, un corp mare, aerodinamic și o lipsă de orientare în fluxul care începe să curgă. Cu corpul său larg și vânt decent, scena răspunde mult mai devreme la primele lovituri ale fluxului care se apropie. De asemenea, focoasele se desfășoară de-a lungul fluxului, străpungând atmosfera cu cea mai mică rezistență aerodinamică. Treapta se aplecă în aer cu laturile și fundurile sale vaste, după cum este necesar. Nu poate lupta cu forța de frânare a fluxului. Coeficientul său balistic - un „aliaj” de masivitate și compactitate - este mult mai rău decât un focos. Imediat și puternic începe să încetinească și să rămână în urma focoaselor. Dar forțele curgerii cresc inexorabil și, în același timp, temperatura încălzește metalul subțire, neprotejat, privându-l de rezistența sa. Combustibilul rămas fierbe vesel în rezervoarele fierbinți. În cele din urmă, structura carenei își pierde stabilitatea sub sarcina aerodinamică care o comprimă. Supraîncărcarea ajută la distrugerea pereților etanși din interior. Sparge! Grabă! Corpul mototolit este imediat cuprins de undele de șoc hipersonice, rupând scena în bucăți și împrăștiindu-le. După ce au zburat puțin în aerul condensat, bucățile se sparg din nou în fragmente mai mici. Combustibilul rămas reacționează instantaneu. Fragmentele zburătoare ale elementelor structurale din aliaje de magneziu sunt aprinse de aer cald și ard instantaneu cu un bliț orbitor, similar cu blițul camerei - nu degeaba magneziul a fost incendiat în primele blițuri foto!

Totul arde acum de foc, totul este acoperit de plasmă fierbinte și culoarea portocalie a cărbunilor din foc strălucește bine în jur. Părțile mai dense merg pentru a decelera înainte, părțile mai ușoare și cele cu navigare sunt suflate într-o coadă care se întinde pe cer. Toate componentele care arde produc pena de fum dense, deși la astfel de viteze aceste penaje foarte dense nu pot exista din cauza diluției monstruoase de către flux. Dar de la distanță sunt clar vizibile. Particulele de fum ejectate se întind de-a lungul traseului de zbor al acestei caravane de bucăți și bucăți, umplând atmosfera cu o dâră albă largă. Ionizarea prin impact dă naștere strălucirii verzui pe timp de noapte a acestui penaj. Datorită formei neregulate a fragmentelor, decelerația lor este rapidă: tot ceea ce nu este ars își pierde rapid viteza și, odată cu aceasta, efectul îmbătător al aerului. Supersonic este cea mai puternică frână! După ce a stat pe cer ca un tren care se prăbușește pe șine și s-a răcit imediat de subsunetul geros de mare altitudine, fâșia de fragmente devine vizual nedistinsă, își pierde forma și structura și se transformă într-o dispersie haotică lungă, de douăzeci de minute. in aer. Dacă sunteți în locul potrivit, puteți auzi o mică bucată carbonizată de duraluminiu clincheind în liniște împotriva unui trunchi de mesteacăn. Poftim. Adio stadiul de reproducere!

Pentru a scăpa dincolo de atmosfera Pământului, rachetele necesită cantități enorme de energie. Când combustibilul rachetei arde, se formează un curent de gaze fierbinți, care scăpează prin duza cu jet. Rezultatul este o forță care împinge racheta înainte, la fel cum aerul care iese dintr-un balon îl face să zboare în direcția opusă.

Naveta spațială folosește două rachete pentru a intra pe orbita joasă a Pământului. Odată ce nava este în spațiu, amplificatoarele și rezervorul principal de combustibil se detașează și cad înapoi pe Pământ.
Naveta pune sateliți pe orbită și efectuează diverse experimente științifice. La întoarcere, planează și aterizează ca un avion obișnuit.

Rezervoarele de combustibil conțin aproximativ două milioane de litri (aproximativ jumătate de milion de galoane) de combustibil pentru rachete.
Parașutele încetinesc viteza cu care rachetele cad pe Pământ după ce sunt detașate.
Echipajul Shuttle poate fi format din șapte persoane.
Rachetă de amplificare
Compartiment de marfă
Satelit
Şasiu

Ce este un satelit?

Un satelit este orice corp care orbitează o planetă. Luna este un satelit al Pământului.În același mod, o navă spațială care intră pe orbita sa devine un satelit al Pământului. Sateliții Pământului artificial găsesc o mare varietate de aplicații. Sateliții meteo fotografiază acoperirea norilor Pământului, ceea ce îi ajută pe oamenii de știință să prezică vremea. Sateliții astronomici transmit informații despre stele și planete către Pământ. Sateliții de comunicație transmit în întreaga lume convorbiri telefoniceși emisiuni de televiziune.

Imaginea din stânga este o fotografie prin satelit a unei furtuni care tocmai a trecut de Marea Britanie și se apropie de Scandinavia.

Știai asta?

Când astronomii privesc stele, le văd pe multe dintre ele așa cum erau cu mii sau chiar milioane de ani în urmă. Este posibil ca unele dintre aceste stele să nu mai existe. Lumina stelelor durează atât de mult să ajungă pe Pământ, deoarece distanța până la ele este incredibil de mare.

Și știm că pentru ca mișcarea să apară, trebuie aplicată o anumită forță. Corpul fie el însuși trebuie să se îndepărteze de ceva, fie un organism terț trebuie să-l împingă pe cel dat. Acest lucru este bine cunoscut și de înțeles pentru noi din experiența de viață.

Din ce să împingi în spațiu?

La suprafața Pământului, puteți împinge de la suprafață sau de la obiectele de pe el. Pentru a se deplasa la suprafață, folosesc picioare, roți, șenile și așa mai departe. În apă și aer, puteți împinge departe de apă și aer în sine, care au o anumită densitate și, prin urmare, vă permit să interacționați cu ele. Natura are aripioare și aripioare adaptate în acest scop.

Omul a creat motoare bazate pe elice, care măresc foarte mult zona de contact cu mediul datorită rotației și le permit să împingă apa și aerul. Dar cum rămâne cu cazul spațiului fără aer? De la ce să începi în spațiu? Nu este aer acolo, nu este nimic acolo. Cum să zbori în spațiu? Aici vin în ajutor legea conservării impulsului și principiul propulsiei reactive. Să aruncăm o privire mai atentă.

Impulsul și principiul propulsiei cu reacție

Momentul este produsul dintre masa unui corp și viteza acestuia. Când un corp este nemișcat, viteza lui este zero. Cu toate acestea, corpul are o anumită masă. În absența influențelor externe, dacă o parte a masei este separată de corp cu o anumită viteză, atunci, conform legii conservării impulsului, restul corpului trebuie să dobândească și o anumită viteză, astfel încât impulsul total să rămână. egal cu zero.

Mai mult, viteza părții principale rămase a corpului va depinde de viteza cu care se separă partea mai mică. Cu cât această viteză este mai mare, cu atât viteza corpului principal va fi mai mare. Acest lucru este de înțeles dacă ne amintim comportamentul corpurilor pe gheață sau în apă.

Dacă doi oameni sunt în apropiere, iar apoi unul dintre ei îl împinge pe celălalt, atunci nu numai că îi va accelera, ci va zbura și înapoi. Și cu cât împinge pe cineva mai tare, cu atât mai repede va zbura.

Sigur ai fost la situație similară, și vă puteți imagina cum se întâmplă asta. Asa de, pe asta se bazează propulsia cu reacție.

Rachetele care implementează acest principiu ejectează o parte din masa lor cu viteză mare, drept urmare ele însele dobândesc o oarecare accelerație în direcția opusă.

Fluxurile de gaze fierbinți rezultate din arderea combustibilului sunt ejectate prin duze înguste pentru a le oferi viteză maximă. În același timp, masa rachetei scade cu cantitatea de masă a acestor gaze și capătă o anumită viteză. Așa se realizează principiul mișcării reactive în fizică.

Principiul zborului rachetei

Rachetele folosesc un sistem în mai multe etape. În timpul zborului, treapta inferioară, după ce și-a consumat întreaga aprovizionare cu combustibil, este separată de rachetă pentru a-și reduce masa totală și pentru a facilita zborul.

Numărul de etape scade până când partea de lucru rămâne sub forma unui satelit sau a unei alte nave spațiale. Combustibilul este calculat în așa fel încât să fie suficient pentru a intra pe orbită.

O rachetă este un mijloc de transport uman în aer, în atmosferă. Avioanele și alte mașini de zbor servesc și ele la zbor. Dar ei sunt unul pe altul...

O rachetă este un mijloc de transport a unei persoane în aer, în atmosferă.. Avioanele și alte mașini de zbor servesc și ele la zbor. Dar sunt diferiți unul de celălalt. Racheta decolează, avioane și vehicule zboară. Dar legile zborului sunt diferite. Racheta seamănă mai mult cu un proiectil mare tras în aer. Racheta este proiectată să zboare în spațiu. Și decolează din cauza propulsiei jetului.

Cum se mișcă racheta? Din cauza propulsiei jetului.
Poate zbura în mai mult decât în aer? Pot fi. Ea poate zbura chiar și în vid. Nu există aer în spațiu, dar racheta zboară totuși. Și chiar mai bine decât în aer.

Sistemul de zbor al rachetei funcționează conform legii lui Newton. Gazele din motor sunt accelerate, creând tracțiune, care creează forță. Cu ajutorul acestei forțe racheta se mișcă. Ca să te miști, trebuie să te îndepărtezi de ceva. Când o mașină conduce sau o persoană merge pe jos, acestea se împing de la suprafața pământului și cad înapoi pe ea. Rezultatul este mișcarea înainte, deoarece forța gravitațională a Pământului acționează. Racheta se ridică în spațiu, dar nu cade înapoi. Cu ajutorul gazelor reactive, este respins de pe Pământ, dar nu se întoarce înapoi, depășind forța de tracțiune. Corpurile de apă funcționează aproximativ în același mod: un submarin, un calmar, un rechin care înoată.

O varietate de combustibili sunt utilizați pentru a decola o rachetă. Poate fi lichid sau solid. Prin arderea combustibilului, racheta se ridică în aer. După camera de ardere a combustibilului există duze. Din ele iese gaz ars, care ridică racheta în spațiu. O rachetă care se ridică în sus poate fi comparată cu un vulcan în erupție. Când zboară în aer, puteți observa nori mari de fum, un miros de ars și foc. Exact ca un vulcan sau o mare explozie.

Racheta constă din mai multe etape. Pe măsură ce zborul său progresează, aceste etape se separă. În spațiul însuși, deja mult mai ușor, zboară o navă spațială, care a aruncat toată încărcătura în plus, ceea ce era o rachetă.

Exemplu de separare a pașilor

Trebuie remarcat faptul că avionul nu poate zbura în spațiu. Balon La fel. Dintre toate mijloacele cunoscute de transport aerian, racheta este singura care se ridică în spațiu și poate zbura dincolo de planeta Pământ.

Acesta este interesant: Racheta nu este cea mai faimoasă aeronavă de astăzi. Se știe că vimanas au zburat cândva în spațiu. Principiul zborului amintește de zborul rachetei de astăzi. Vârful rachetei seamănă cu o vimana, dar are o formă puțin diferită.

Cum și de ce decolează o rachetă

Pentru a vedea cum decolează o rachetă, trebuie să urmăriți reportaje speciale de televiziune sau să găsiți videoclipuri relevante pe Internet. Doar anumiți indivizi implicați în acest proces pot deveni martori direcți la decolare și pot vedea cu ochii lor de la mică distanță încotro se îndreaptă vehiculul și trebuie să se afle pe teritoriul cosmodromului.

Cum se întâmplă decolarea?

Nava spațială nu se poate lansa singură; pentru a face acest lucru, trebuie să primească o comandă de la centrul de control. Racheta se află într-o poziție verticală la spațial, apoi motoarele încep să scoată un sunet puternic. Mai întâi, o flacără strălucitoare de dimensiuni impresionante apare dedesubt și se aude un vuiet în creștere. Apoi această rachetă zboară în sus: mai întâi cu o viteză relativ mică, apoi mai repede. Cu fiecare secundă în care se deplasează din ce în ce mai departe de Pământ, sunetul devine mai puternic.

Destul de curând, nava spațială este situată la o altitudine pe care atât aeronavele civile, cât și cele de luptă nu o pot atinge. La o asemenea altitudine zboară doar dispozitivele concepute pentru a funcționa în vastitatea Universului, situate în afara granițelor atmosferelor corpurilor cerești. Literal, un minut mai târziu, vehiculul de decolare se găsește în spațiu, adică în spațiu fără aer. Apoi își continuă călătoria în funcție de traseul care a fost planificat pe Pământ. Acest dispozitiv, ca și înainte, este controlat de la postul de comandă.

Motoare cu reactie

Sunetul pe care o scoate o rachetă la decolare indică faptul că este echipată cu motoare cu reacție. Motoarele sunt antrenate de forța care apare ca urmare a apariției unui jet puternic de gaze fierbinți. Aceste gaze se formează într-o cameră specială atunci când arde combustibilul. Poate părea incredibil că au capacitatea de a lansa cu ușurință o rachetă care cântărește câteva tone pe orbita spațială, în timp ce sunetul caracteristic se aude la o distanță destul de mare de locul de lansare.

În același timp, trebuie avut în vedere faptul că aerul conținut în camerele bicicletelor sau mașinilor rezistă cu succes masei de oameni care conduc vehicule cu două roți. vehicule, și șoferii de mașini, precum și pasagerii și marfa acestora. Prin urmare, nu este de mirare că un gaz extrem de fierbinte, cu putere enormă scăparea dintr-o duză de rachetă este capabilă să o împingă în sus cu viteză mare. După aproape fiecare lansare de rachetă, locul de lansare, construit cu materiale deosebit de durabile, trebuie reparat, deoarece rachetele nu ar trebui să decoleze de pe o suprafață deteriorată.

a treia lege a lui Newton

Vorbim despre o lege, care înseamnă legea conservării impulsului. Inițial, racheta, staționată pe rampa de lansare înainte de lansare, are un impuls de zero. După pornirea motoarelor, sunetul crește; în timpul arderii combustibilului se formează produse gazoase temperatura ridicata, care a izbucnit din duză cu viteză mare aeronave. Acest lucru are ca rezultat crearea unui vector de impuls care este îndreptat în jos.

Cu toate acestea, există o lege a conservării impulsului, conform căreia impulsul total dobândit de vehiculul de decolare în raport cu rampa de lansare trebuie să fie în continuare zero. Aici apare un alt vector de impuls, a cărui acțiune vizează echilibrarea produsului în raport cu gazele de eșapament. Apare din cauza faptului că nava spațială, care stătea nemișcată, începe să se miște. Impulsul ascendent este egal cu greutatea produsului înmulțită cu viteza acestuia.

Dacă motoarele rachetei sunt suficient de puternice, aceasta crește rapid viteza. Această viteză este suficientă pentru a pune o navă spațială pe orbită joasă a Pământului pentru un timp destul de scurt. Vehiculul de decolare are o putere care depinde direct de combustibilul încărcat în el. În perioada sovietică, motoarele de rachete funcționau cu kerosen de aviație. În prezent, se folosește un amestec chimic mai complex, care eliberează cantități enorme de energie atunci când este ars.

Ar putea fi util să citiți: