Reaktivni pogon in raketa. Kako raketa vzleti: astronavtika v preprostih besedah ​​Zakaj rakete ne letijo v vesolje

Izmetavanje plamenov raketni motorji dvigniti vesoljska ladja v orbito okoli Zemlje. Druge rakete popeljejo ladje izven sončnega sistema.

Vsekakor si, ko razmišljamo o raketah, predstavljamo polete v vesolje. Rakete pa lahko letijo tudi v vaši sobi, na primer med praznovanjem rojstnega dne.

Navaden balon je lahko tudi raketa. kako Napihnite balon in stisnite njegov vrat, da preprečite uhajanje zraka. Zdaj izpustite žogo. Povsem nepredvidljivo in nenadzorovano bo začel leteti po prostoru, potisnjen s silo zraka, ki uhaja iz njega.

Tukaj je še ena preprosta raketa. Postavimo top na železniški vagon. Pošljimo jo nazaj. Predpostavimo, da je trenje med tirnicami in kolesi zelo majhno in bo zaviranje minimalno. Izstrelimo top. V trenutku strela se voziček premakne naprej. Če začnete pogosto streljati, se voziček ne bo ustavil, ampak bo z vsakim strelom pospešil. Granate, ki letijo nazaj iz topovske cevi, potiskajo voziček naprej.

Sila, ki pri tem nastane, se imenuje odboj. To je sila, zaradi katere se vsaka raketa premika, tako na zemlji kot v vesolju. Ne glede na to, katere snovi ali predmeti se izvržejo iz premikajočega se predmeta in ga potisnejo naprej, bomo imeli vzorec raketnega motorja.

zanimivo:

Zakaj zvezde ne padajo? Opis, fotografija in video


Raketa je veliko bolj primerna za letenje v brezzemlju kot v zemeljski atmosferi. Za izstrelitev rakete v vesolje morajo inženirji oblikovati močne raketne motorje. Svoje zasnove temeljijo na univerzalnih zakonih vesolja, ki jih je odkril veliki angleški znanstvenik Isaac Newton, ki je deloval ob koncu 17. stoletja. Newtonovi zakoni opisujejo gravitacijo in kaj se z njo zgodi fizična telesa ko se premikajo. Drugi in tretji zakon pomagata jasno razumeti, kaj je raketa.

Gibanje rakete in Newtonovi zakoni

Newtonov drugi zakon povezuje silo premikajočega se predmeta z njegovo maso in pospeškom (spremembo hitrosti na časovno enoto). Da bi torej ustvarili močno raketo, mora njen motor pri visoki hitrosti izstreliti velike mase zgorelega goriva. Newtonov tretji zakon pravi, da je akcijska sila enaka reakcijski sili in je usmerjena v nasprotno smer. V primeru rakete so delovna sila vroči plini, ki uhajajo iz raketne šobe; protisila potiska raketo naprej.


Rakete, ki izstrelijo vesoljska plovila v orbito, kot vir energije uporabljajo vroče pline. Toda vlogo plinov lahko igra karkoli, to je od trdnih teles, vrženih v vesolje s krme, do osnovnih delcev - protonov, elektronov, fotonov.

Kaj omogoča, da raketa leti?

Marsikdo misli, da se raketa premika, ker se plini, ki izhajajo iz šobe, odbijajo od zraka. Ampak to ni res. Sila, ki izstreli plin iz šobe, potisne raketo v vesolje. Raketa namreč lažje leti v vesolju, kjer ni zraka in nič ne omejuje letenja delcev plina, ki jih izstreli raketa, in hitreje kot se ti delci širijo, hitreje leti raketa.

ICBM je zelo impresivna človeška stvaritev. Ogromna velikost, termonuklearna moč, plamenski steber, rohnenje motorjev in grozeč ropot izstrelitve ... Vendar vse to obstaja samo na tleh in v prvih minutah izstrelitve. Ko potečejo, raketa preneha obstajati. V nadaljevanju poleta in za izvedbo bojne naloge se uporablja le tisto, kar ostane od rakete po pospeševanju - njen tovor.

Z velikimi izstrelitvenimi dosegi se tovor medcelinske balistične rakete razteza v vesolje več sto kilometrov. Dvigne se v plast satelitov z nizko orbito, 1000-1200 km nad Zemljo, in se nahaja med njimi za kratek čas, le malo zaostaja za njihovim splošnim tekom. In potem začne drseti navzdol po eliptični poti ...


Kaj točno je ta obremenitev?

Balistična raketa je sestavljena iz dveh glavnih delov - pospeševalnega dela in drugega, zaradi katerega se zažene pospeševanje. Pospeševalni del je par ali tri velike večtonske stopnje, napolnjene do prostornine z gorivom in z motorji na dnu. Dajo potrebno hitrost in smer gibanju drugega glavnega dela rakete - glave. Pospeševalne stopnje, ki se med seboj zamenjajo v lansirnem releju, pospešijo to bojno glavo v smeri območja njenega prihodnjega padca.

Glava rakete je kompleksna obremenitev, sestavljena iz številnih elementov. Vsebuje bojno glavo (eno ali več), platformo, na katero so te bojne glave nameščene skupaj z vso drugo opremo (kot so sredstva za zavajanje sovražnih radarjev in protiraketne obrambe) in oklep. V glavnem delu je tudi gorivo in stisnjeni plini. Celotna bojna glava ne bo priletela do cilja. Tako kot sama balistična raketa prej, se bo razdelila na številne elemente in preprosto prenehala obstajati kot ena sama celota. Obloga se bo ločila od njega nedaleč od izstrelišča, med delovanjem druge stopnje in nekje na poti padla. Platforma se bo zrušila ob vstopu v zrak območja udarca. Samo ena vrsta elementa bo dosegla cilj skozi atmosfero. Bojne glave. Od blizu je bojna konica videti kot podolgovat stožec, dolg meter ali en in pol, z dnom debelim kot človeški trup. Nos stožca je koničast ali rahlo topi. Ta stožec je posebno letalo, katerega naloga je dostaviti orožje do cilja. Kasneje se bomo vrnili k bojnim glavam in si jih podrobneje ogledali.


Vleči ali potiskati?

V raketi se vse bojne glave nahajajo v tako imenovani fazi razmnoževanja ali "avtobusu". Zakaj avtobus? Ker, potem ko se je najprej osvobodila ohišja in nato zadnje pospeševalne stopnje, propagacijska stopnja prenaša bojne glave, kot potnike, vzdolž danih postankov, vzdolž njihovih poti, po katerih se bodo smrtonosni stožci razpršili do svojih ciljev.

"Avtobus" se imenuje tudi bojna stopnja, saj njegovo delo določa natančnost usmerjanja bojne glave na ciljno točko in s tem bojno učinkovitost. Faza vzreje in njeno delo je ena izmed najbolj velike skrivnosti v raketi. Toda ta skrivnostni korak in njegov težaven ples v vesolju bomo vseeno nekoliko shematično pogledali.

Plemenski korak ima različne oblike. Najpogosteje je videti kot okrogel štor ali široka štruca kruha, na kateri so na vrhu nameščene bojne glave, obrnjene naprej, vsaka na svojem vzmetnem potiskaču. Bojne glave so vnaprej nameščene pod natančnimi koti ločevanja (v bazi rakete, ročno, s teodoliti) in čelno različne strani, kot šop korenja, kot ježeve iglice. Platforma, polna bojnih glav, zavzame določen položaj med letom, žiroskopsko stabilizirana v vesolju. In v pravih trenutkih se iz njega ena za drugo potisnejo bojne glave. Izstrelijo se takoj po končanem pospeševanju in ločitvi od zadnje pospeševalne stopnje. Dokler (nikoli ne veš?) niso sestrelili tega celotnega nerazredčenega panja s protiraketnim orožjem ali je kaj na krovu odpovedalo vzrejno fazo.


Slike prikazujejo faze razmnoževanja ameriške težke ICBM LGM0118A Peacekeeper, znane tudi kot MX. Raketa je bila opremljena z desetimi večbojnimi glavami 300 kt. Raketa je bila leta 2005 umaknjena iz uporabe.

Toda to se je zgodilo že prej, ob zori več bojnih glav. Zdaj vzreja predstavlja popolnoma drugačno sliko. Če so se prej bojne glave "zataknile" naprej, je zdaj stopnica sama vzdolž tečaja spredaj, bojne glave pa visijo od spodaj, z vrhovi nazaj, obrnjene, kot netopirji. Tudi sam »avtobus« pri nekaterih raketah leži na glavo, v posebni vdolbini v zgornji stopnji rakete. Zdaj, po ločitvi, faza razmnoževanja ne potiska, ampak vleče bojne glave s seboj. Poleg tega se vleče, naslonjen na svoje štiri "tace", postavljene navzkrižno, razporejene spredaj. Na koncih teh kovinskih nog so nazaj obrnjene potisne šobe za ekspanzijsko stopnjo. Po ločitvi od pospeševalne stopnje "avtobus" zelo natančno, natančno nastavi svoje gibanje v začetku prostora s pomočjo lastnega zmogljivega sistema vodenja. Sam zaseda natančno pot naslednje bojne glave - njeno individualno pot.

Nato se odprejo posebne ključavnice brez vztrajnosti, ki so držale naslednjo snemljivo bojno glavo. In niti ne ločena, ampak preprosto zdaj ni več povezana z odrom, bojna konica ostaja negibno viseti tukaj, v popolni breztežnosti. Začeli so se in tekli trenutki lastnega bega. Kot ena posamezna jagoda poleg grozda z drugim grozdjem z bojno glavo, ki ga proces žlahtnjenja še ni potrgal z odra.


K-551 "Vladimir Monomakh" - ruska jedrska podmornica strateški namen(projekt 955 "Borey"), oborožen s 16 ICBM Bulava na trdo gorivo z desetimi več bojnimi glavami.

Nežni gibi

Sedaj je naloga stopnje, da čim bolj občutljivo odplazi stran od bojne glave, ne da bi motila njeno natančno nastavljeno (ciljano) gibanje s plinskimi curki njenih šob. Če nadzvočni curek šobe zadene ločeno bojno glavo, bo parametrom svojega gibanja neizogibno dodal svoj dodatek. V nadaljnjem času letenja (ki je od pol ure do petdeset minut, odvisno od izstrelitvenega dometa) bo bojna glava odnesla od tega izpušnega "udarca" curka pol kilometra do kilometra vstran od cilja ali celo dlje. Lebdel bo brez ovir: prostor je, udarili so ga - lebdel je, nič ga ni zadrževalo. Toda ali je kilometer vstran danes res točen?


Podmornice projekta 955 Borej so serija ruskih jedrskih podmornic četrte generacije razreda "strateških raketnih podmorniških križark". Sprva je bil projekt ustvarjen za raketo Bark, ki jo je nadomestila Bulava.

Da bi se izognili takim učinkom, so potrebne ravno štiri zgornje "noge" z motorji, ki so na straneh razmaknjeni. Stopnica je na njih tako rekoč potegnjena naprej, tako da gredo izpušni curki ob straneh in ne morejo ujeti bojne glave, ločene s trebuhom stopnje. Ves potisk je razdeljen med štiri šobe, kar zmanjša moč vsakega posameznega curka. Obstajajo tudi druge funkcije. Če je na primer pogonska stopnja v obliki krofa (s praznino na sredini), je ta luknja pritrjena na zgornjo stopnjo rakete, kot npr. Poročni prstan prst) rakete Trident-II D5 nadzorni sistem ugotovi, da ločena bojna glava še vedno pade pod izpuh ene od šob, nato pa nadzorni sistem to šobo izklopi. Utiša bojno glavo.

Oder se nežno, kot mati iz zibelke spečega otroka, ki se boji, da bi motil njegov mir, na prstih odmakne v vesolje na treh preostalih šobah v načinu nizkega potiska, bojna glava pa ostane na ciljni poti. Nato se stopnja "krofa" s križem potisnih šob zavrti okoli osi, tako da bojna glava pride ven izpod območja gorilnika izklopljene šobe. Zdaj se stopnja odmika od preostale bojne glave na vseh štirih šobah, vendar za zdaj tudi pri nizkem plinu. Ko je dosežena zadostna razdalja, se vklopi glavni potisk in stopnja se močno premakne v območje ciljne poti naslednje bojne glave. Tam se preračunano upočasni in spet zelo natančno nastavi parametre svojega gibanja, nato pa od sebe loči naslednjo bojno konico. In tako naprej - dokler ne pristane vsaka bojna glava na njeni poti. Ta postopek je hiter, veliko hitrejši, kot ste o njem brali. V eni in pol do dveh minutah bojna stopnja razporedi ducat bojnih glav.


Ameriške podmornice razreda Ohio so edina vrsta nosilke raket, ki je v uporabi v ZDA. Na krovu ima 24 balističnimi izstrelki s z MIRV Trident-II (D5). Število bojnih glav (odvisno od moči) je 8 ali 16.

Brezna matematike

Kar je bilo povedano zgoraj, je povsem dovolj, da razumemo, kako se začne lastna pot bojne glave. Toda če odprete vrata nekoliko širše in pogledate nekoliko globlje, boste opazili, da je danes rotacija v prostoru stopnje razmnoževanja, ki nosi bojne glave, področje uporabe kvaternionskega računa, kjer je položaj na vozilu krmilni sistem obdeluje izmerjene parametre svojega gibanja s kontinuirano konstrukcijo orientacijskega kvaterniona na vozilu. Kvaternion je tako kompleksno število (nad poljem kompleksnih števil leži ravno telo kvaternionov, kot bi rekli matematiki v svojem natančnem jeziku definicij). A ne z običajnima dvema deloma, resničnim in namišljenim, temveč z enim resničnim in tremi namišljenimi. Skupno ima kvaternion štiri dele, kar pravzaprav pravi latinski koren quatro.

Stopnja redčenja opravlja svoje delo precej nizko, takoj po izklopu ojačevalnih stopenj. To je na nadmorski višini 100−150 km. Tu je tudi vpliv gravitacijskih anomalij na zemeljsko površino, heterogenosti v enakomernem gravitacijskem polju, ki obdaja Zemljo. Od kod prihajajo? Od neravnega terena, gorskih sistemov, pojava kamnin različnih gostot, oceanskih depresij. Gravitacijske anomalije bodisi pritegnejo oder k sebi z dodatno privlačnostjo ali pa ga, nasprotno, rahlo sprostijo od Zemlje.


V takšnih nepravilnostih, kompleksnem valovanju lokalnega gravitacijskega polja, mora stopnja razmnoževanja postaviti bojne glave z natančno natančnostjo. Za to je bilo potrebno ustvariti podrobnejši zemljevid gravitacijskega polja Zemlje. Bolje je "razložiti" lastnosti realnega polja v sistemih diferencialnih enačb, ki opisujejo natančno balistično gibanje. To so veliki, zmogljivi (vključno s podrobnostmi) sistemi več tisoč diferencialnih enačb z nekaj deset tisoči konstantnih števil. In samo gravitacijsko polje na nizkih višinah, v neposredni bližini Zemlje, se obravnava kot skupna privlačnost več sto točkovnih mas različnih "tež", ki se nahajajo blizu središča Zemlje v določenem vrstnem redu. S tem dosežemo natančnejšo simulacijo resničnega gravitacijskega polja Zemlje vzdolž poti leta rakete. In z njim natančnejše delovanje sistema za krmiljenje letenja. In tudi ... ampak to je dovolj! - Ne glejmo dalje in zaprimo vrata; Kar je bilo povedano, nam zadostuje.


ICBM tovor večina Let se izvaja v načinu vesoljskega objekta, ki se dvigne na višino, ki je trikrat večja od višine ISS. Pot ogromne dolžine je treba izračunati z izjemno natančnostjo.

Let brez bojnih glav

Stopnja razmnoževanja, ki jo raketa pospeši proti istemu geografskemu območju, kamor bi morale pasti bojne glave, nadaljuje let skupaj z njimi. Navsezadnje ne more zaostajati in zakaj bi? Po izklopu bojnih glav se oder nujno ukvarja z drugimi zadevami. Odmakne se od bojnih glav, saj vnaprej ve, da bo letela malo drugače od bojnih glav, in jih ne želi motiti. Tudi stopnja vzreje vsa svoja nadaljnja dejanja posveča bojnim glavam. Ta materinska želja, da bi na vse možne načine zaščitila beg svojih »otrok«, se nadaljuje do konca njenega kratkega življenja. Kratek, a intenziven.

Po ločenih bojnih glavah so na vrsti še drugi oddelki. Najbolj zabavne stvari začnejo leteti stran od stopnic. Kot čarovnik spusti v vesolje veliko napihnjenih balonov, nekaj kovinskih stvari, ki spominjajo na odprte škarje, in predmete najrazličnejših oblik. Vzdržljivi baloni se svetlo lesketajo kozmično sonceživosrebrni sijaj metalizirane površine. So precej veliki, nekateri v obliki bojnih glav, ki letijo v bližini. Njihova površina, prevlečena z aluminijem, odbija radarski signal z razdalje na približno enak način kot telo bojne glave. Sovražni kopenski radarji bodo te napihljive bojne glave zaznali tako dobro kot prave. Seveda bodo v prvih trenutkih vstopa v atmosfero te krogle zaostajale in takoj počile. Toda pred tem bodo odvrnili in obremenili računalniško moč zemeljskih radarjev - tako zaznavanje na velike razdalje kot vodenje protiraketnih sistemov. V jeziku prestreznikov balističnih izstrelkov se to imenuje "zapletanje trenutnega balističnega okolja". In celotna nebeška vojska, ki se nezadržno premika proti območju padca, vključno s pravimi in lažnimi bojnimi enotami, baloni, dipolni in kotni reflektorji, se celotna ta pestra jata imenuje "več balističnih tarč v zapletenem balističnem okolju."

Kovinske škarje se odprejo in postanejo električni dipolni reflektorji - veliko jih je in dobro odbijajo radijski signal radarskega žarka za zaznavanje raket dolgega dosega, ki jih sondira. Namesto desetih želenih debelih rac radar vidi ogromno zamegljeno jato majhnih vrabčkov, v katerih je težko karkoli razbrati. Naprave vseh oblik in velikosti odbijajo različne valovne dolžine.

Poleg vseh teh bleščic lahko stopnica teoretično sama oddaja radijske signale, ki motijo ​​ciljanje sovražnih protiraketnih raket. Ali pa jih zamotite sami. Na koncu nikoli ne veš, kaj zmore – navsezadnje leti cel oder, velik in kompleksen, zakaj ga ne bi naložil z dobrim solo programom?


Fotografija prikazuje izstrelitev medcelinske rakete Trident II (ZDA) s podmornice. Trenutno je Trident edina družina ICBM, katere rakete so nameščene na ameriških podmornicah. Največja metna teža je 2800 kg.

Zadnji segment

Vendar z aerodinamičnega vidika stopnja ni bojna glava. Če je ta majhen in težek ozek korenjak, potem je oder prazno, ogromno vedro, z odmevajočimi praznimi rezervoarji za gorivo, veliko, aerodinamično karoserijo in pomanjkanjem orientacije v toku, ki začenja teči. S svojim širokim trupom in spodobno vetrovnostjo se stopnica veliko prej odzove na prve udarce prihajajočega toka. Bojne glave se prav tako odvijajo vzdolž toka in prebadajo atmosfero z najmanjšim aerodinamičnim uporom. Stopnica se po potrebi s širokimi stranicami in dnom nagne v zrak. Ne more se upreti zavorni sili toka. Njegov balistični koeficient - "zlitina" masivnosti in kompaktnosti - je veliko slabši od bojne glave. Takoj in močno se začne upočasnjevati in zaostajati za bojnimi glavami. Toda sile toka se nezadržno povečujejo, hkrati pa temperatura segreje tanko, nezaščiteno kovino in ji odvzame trdnost. Preostalo gorivo veselo vre v vročih rezervoarjih. Končno struktura trupa izgubi stabilnost pod aerodinamično obremenitvijo, ki jo stisne. Preobremenitev pomaga uničiti notranje pregrade. Krek! Pohitite! Zmečkano telo takoj zajamejo hiperzvočni udarni valovi, oder raztrgajo na koščke in jih raztresejo. Ko malo poletijo v kondenzacijskem zraku, se kosi spet razbijejo na manjše drobce. Preostalo gorivo reagira takoj. Leteči delci konstrukcijskih elementov iz magnezijevih zlitin se vžgejo z vročim zrakom in takoj zažgejo z oslepljujočo bliskavico, podobno kot bliskavica fotoaparata - ni zaman, da je bil magnezij vžgan v prvih fotografskih bliskih!


Zdaj vse gori v ognju, vse je prekrito z vročo plazmo in oranžna barva premoga iz ognja se dobro sveti naokoli. Gostejši deli se zavirajo naprej, lažji in bolj jadrni deli se odpihnejo v rep, ki se razteza čez nebo. Vse goreče komponente proizvajajo goste dimne oblake, čeprav pri takih hitrostih ti zelo gosti oblaki ne morejo obstajati zaradi pošastnega redčenja s tokom. Toda od daleč so jasno vidni. Izpuščeni delci dima se raztezajo vzdolž poti leta te karavane koščkov in zapolnijo ozračje s široko belo sledjo. Udarna ionizacija povzroči nočni zelenkasti sij tega oblaka. Zaradi nepravilne oblike drobcev je njihovo upočasnjevanje hitro: vse, kar ni zgorelo, hitro izgubi hitrost, s tem pa tudi omamni učinek zraka. Supersonic je najmočnejša zavora! Ko je trak drobcev stal na nebu kot vlak, ki se razpada na tirih, in takoj ohlajen z višinskim ledenim podzvokom, postane vizualno nerazločen, izgubi svojo obliko in strukturo ter se spremeni v dolgo, dvajset minutno, tiho kaotično razpršenost. v zraku. Če ste na pravem mestu, lahko slišite majhen zoglenel kos duraluminija, ki tiho žvenketa ob brezovo deblo. Tukaj si. Adijo vzrejna faza!

Za pobeg izven Zemljine atmosfere potrebujejo rakete ogromne količine energije. Ko raketno gorivo zgori, nastane tok vročih plinov, ki uhajajo skozi šobo curka. Rezultat je sila, ki potisne raketo naprej, tako kot zrak, ki uhaja iz balona, ​​povzroči, da ta leti v nasprotno smer.

Space Shuttle uporablja dve raketi za vstop v nizko Zemljino orbito. Ko je ladja v vesolju, se ojačevalci in glavni rezervoar za gorivo ločijo in padejo nazaj na Zemljo.
Shuttle pošilja satelite v orbito in izvaja različne znanstvene poskuse. Na poti nazaj drsi in pristaja kot navadno letalo.

  1. Rezervoarji za gorivo vsebujejo približno dva milijona litrov (približno pol milijona galon) raketnega goriva.
  2. Padala upočasnijo hitrost, s katero raketni ojačevalci padajo na Zemljo, potem ko se ločijo.
  3. Posadko Shuttle lahko sestavlja sedem ljudi.
  4. Raketni pospeševalnik
  5. Tovorni prostor
  6. Satelit
  7. Šasija

Kaj je satelit?

Satelit je vsako telo, ki kroži okoli planeta. Luna je Zemljin satelit, prav tako vesoljsko plovilo, ki vstopi v njeno orbito, postane Zemljin satelit. Umetni zemeljski sateliti najdejo široko paleto aplikacij. Vremenski sateliti fotografirajo zemeljsko oblačnost, kar znanstvenikom pomaga napovedati vreme. Astronomski sateliti prenašajo podatke o zvezdah in planetih na Zemljo Komunikacijski sateliti posredujejo po vsem svetu telefonski pogovori in televizijskih oddaj.

Slika na levi je satelitska fotografija nevihte, ki je pravkar prešla Veliko Britanijo in se približuje Skandinaviji.

Ste vedeli to?

Ko astronomi pogledajo zvezde, vidijo mnoge od njih takšne, kot so bile pred tisoči ali celo milijoni let. Nekatere od teh zvezd morda ne obstajajo več. Svetloba zvezd potrebuje toliko časa, da doseže Zemljo, ker je razdalja do njih neverjetno velika.

In vemo, da je za gibanje potrebno uporabiti nekaj sile. Telo se mora bodisi samo od nečesa odriniti ali pa mora zunanje telo odriniti dano. To nam je dobro znano in razumljivo iz življenjskih izkušenj.

Od česa se odriniti v vesolju?

Na površini Zemlje se lahko odrinete od površine ali od predmetov na njej. Za premikanje po površini uporabljajo noge, kolesa, gosenice ipd. V vodi in zraku se lahko odrivaš od samih vode in zraka, ki imata določeno gostoto in zato omogočata interakcijo z njima. Narava je za ta namen prilagodila plavuti in krila.

Človek je ustvaril motorje na osnovi propelerjev, ki zaradi vrtenja močno povečajo površino stika z okoljem in omogočajo odrivanje vode in zraka. Kaj pa v primeru brezzračnega prostora? Od česa začeti v vesolju? Tam ni zraka, tam ni ničesar. Kako leteti v vesolje? Tu priskočita na pomoč zakon o ohranitvi gibalne količine in princip reaktivnega pogona. Pa poglejmo pobliže.

Impulz in princip reaktivnega pogona

Gibalna količina je produkt mase telesa in njegove hitrosti. Ko je telo negibno, je njegova hitrost enaka nič. Vendar ima telo nekaj mase. V odsotnosti zunanjih vplivov, če se del mase loči od telesa z določeno hitrostjo, mora po zakonu o ohranitvi gibalne količine tudi preostalo telo pridobiti določeno hitrost, tako da skupna gibalna količina ostane enako nič.

Poleg tega bo hitrost preostalega glavnega dela telesa odvisna od hitrosti, s katero se manjši del loči. Večja kot je ta hitrost, večja bo hitrost glavnega telesa. To je razumljivo, če se spomnimo obnašanja teles na ledu ali v vodi.

Če sta dve osebi v bližini in potem eden od njiju potisne drugega, potem mu ne bo le dal pospeška, ampak bo tudi odletel nazaj. In močneje kot bo nekoga potisnil, hitreje bo odletel.

Zagotovo ste že bili podobna situacija, in lahko si predstavljate, kako se to zgodi. Torej, na tem temelji reaktivni pogon.

Rakete, ki izvajajo ta princip, z veliko hitrostjo izvržejo del svoje mase, zaradi česar same pridobijo nekaj pospeška v nasprotni smeri.

Tokovi vročih plinov, ki nastanejo pri zgorevanju goriva, se izbrizgajo skozi ozke šobe, da se doseže največja hitrost. Hkrati se masa rakete zmanjša za količino mase teh plinov in pridobi določeno hitrost. Tako se realizira princip reaktivnega gibanja v fiziki.

Načelo letenja rakete

Rakete uporabljajo večstopenjski sistem. Med letom se spodnja stopnja, ki porabi celotno zalogo goriva, loči od rakete, da se zmanjša njena skupna masa in olajša let.

Število stopenj se zmanjšuje, dokler delovni del ne ostane v obliki satelita ali drugega vesoljskega plovila. Gorivo je izračunano tako, da zadostuje za vstop v orbito.

Raketa je človekovo prevozno sredstvo v zraku, v atmosferi. Letala in drugi leteči stroji služijo tudi za letenje. Ampak drug drugega sta ...

Raketa je sredstvo za prevoz človeka v zraku, v ozračju.. Letala in drugi leteči stroji služijo tudi za letenje. Vendar so si med seboj različni. Raketa vzleti, letala in vozila letijo. Toda zakoni letenja so drugačni. Raketa je bolj podobna velikemu izstrelku, izstreljenemu v zrak. Raketa je zasnovana za polet v vesolje. In vzleti zaradi reaktivnega potiska.

Kako se premika raketa? Zaradi reaktivnega potiska.
Ali lahko leti v več kot le v zraku? mogoče. Lahko celo leti v vakuumu. V vesolju ni zraka, a raketa kljub temu leti. In še bolje kot v zraku.

Sistem letenja rakete deluje po Newtonovem zakonu. Plini v motorju se pospešijo, ustvarjajo potisk, ki ustvarja silo. S pomočjo te sile se raketa premika. Če se želite premakniti, se morate od nečesa odriniti. Ko se avto vozi ali človek hodi, se odrinejo od zemeljske površine in padejo nazaj nanjo. Posledica je gibanje naprej, saj deluje gravitacijska sila Zemlje. Raketa se dvigne v vesolje, vendar ne pade nazaj. S pomočjo reaktivnih plinov se odbije od Zemlje, vendar se ne vrne nazaj in premaga vlečno silo. Vodna telesa delujejo približno na enak način: podmornica, lignji, morski pes plavajo.

Za vzlet rakete se uporabljajo različna goriva. Lahko je tekoča ali trdna. Z izgorevanjem goriva se raketa dvigne v zrak. Po zgorevalni komori goriva so šobe. Iz njih bruha zgorel plin, ki dvigne raketo v vesolje. Raketo, ki se dviga navzgor, lahko primerjamo z izbruhom vulkana. Ko poleti v zrak, lahko opazite velike oblake dima, vonj po zažganem in ogenj. Tako kot vulkan ali velika eksplozija.

Raketa je sestavljena iz več stopenj. Ko njegov let napreduje, se ti stopnji ločita. V samem vesolju, že veliko lažje, leti vesoljska ladja, ki je iz sebe vrgla ves odvečni tovor, kar je bila raketa.

Primer ločevanja korakov

Opozoriti je treba, da letalo ne more poleteti v vesolje. Balon Enako. Raketa je edina, ki se med vsemi znanimi zračnimi prevoznimi sredstvi dvigne v vesolje in lahko preleti planet Zemlja.

To je zanimivo: Raketa danes ni najbolj znano letalo. Znano je, da so vimane nekoč letele v vesolje. Princip letenja spominja na let današnje rakete. Vrh rakete spominja na vimano, vendar je nekoliko drugačne oblike.

Kako in zakaj raketa vzleti

Če želite videti, kako raketa vzleti, morate gledati posebna televizijska poročila ali poiskati ustrezne videoposnetke na internetu. Postanite neposredne priče vzleta in na lastne oči kratke razdalje Le posamezniki, ki sodelujejo v tem procesu, lahko vidijo, kam se naprava usmeri, in morajo biti na ozemlju kozmodroma.

Kako poteka vzlet?

Vesoljsko plovilo se ne more izstreliti samo, za to mora prejeti ukaz iz nadzornega centra. Raketa je v vesoljskem pristanišču v navpičnem položaju, nato začnejo motorji oddajati močan zvok. Najprej se spodaj pojavi svetel plamen impresivne velikosti in sliši se naraščajoče bučanje. Nato ta raketa poleti navzgor: najprej z relativno nizko hitrostjo, nato hitreje. Z vsako sekundo se premika dlje in dlje od Zemlje, zvok postaja močnejši.

Kmalu se vesoljsko plovilo znajde na višini, ki je ne morejo doseči tako civilna kot bojna letala. Na taki višini letijo samo naprave, ki so namenjene delovanju v prostranosti vesolja, ki se nahajajo zunaj meja atmosfer nebesnih teles. Dobesedno minuto kasneje se vzletno vozilo znajde v vesolju, torej v brezzračnem prostoru. Nato nadaljuje svojo pot glede na pot, ki je bila načrtovana na Zemlji. Ta naprava, kot prej, je nadzorovana s poveljniškega mesta.

Reaktivni motorji

Zvok, ki ga oddaja raketa ob vzletu, nakazuje, da je opremljena z reaktivnimi motorji. Motorje poganja sila, ki nastane kot posledica pojava močnega curka vročih plinov. Ti plini nastanejo v posebni komori, ko gorivo zgori. Morda se zdi neverjetno, da imajo možnost, da zlahka izstrelijo več ton težko raketo v vesoljsko orbito, medtem ko se značilen zvok sliši na precej veliki razdalji od izstrelišča.

Ob tem je treba upoštevati, da zrak, ki ga vsebujejo komore koles ali avtomobilov, uspešno vzdrži maso ljudi, ki vozijo dvokolesna vozila. vozila, in vozniki avtomobilov, pa tudi njihovi potniki in tovor. Zato ne preseneča izjemno vroč plin, s ogromna moč ki pobegne iz raketne šobe, jo lahko potisne navzgor z veliko hitrostjo. Skoraj po vsaki izstrelitvi rakete je treba popraviti izstrelišče, zgrajeno iz posebej trpežnih materialov, saj rakete ne smejo vzleteti s poškodovane površine.

Newtonov tretji zakon

Govorimo o zakonu, kar pomeni zakon o ohranitvi gibalne količine. Na začetku ima raketa, ki miruje na izstrelitveni ploščadi pred izstrelitvijo, gibalno količino nič. Po vklopu motorjev se zvok poveča, med zgorevanjem goriva nastajajo plinasti produkti visoka temperatura, ki je z veliko hitrostjo počila iz šobe letalo. Posledica tega je ustvarjanje impulznega vektorja, ki je usmerjen navzdol.

Vendar pa obstaja zakon o ohranitvi gibalne količine, po katerem mora biti skupna gibalna količina, ki jo pridobi vzletno vozilo glede na izstrelitveno ploščad, še vedno enaka nič. Tu se pojavi še en impulzni vektor, katerega delovanje je usmerjeno v uravnoteženje izdelka glede na izpušne pline. Pojavi se zaradi dejstva, da se vesoljsko plovilo, ki je stalo, začne premikati. Impulz navzgor je enak teži izdelka, pomnoženi z njegovo hitrostjo.

Če so motorji rakete dovolj močni, hitro nabere hitrost. Ta hitrost je dovolj, da vesoljsko plovilo za dokaj kratek čas postavi v nizko zemeljsko orbito. Vzletno vozilo ima moč, ki je neposredno odvisna od goriva, ki je vanj naloženo. IN Sovjetsko obdobje raketni motorji so delovali na letalski kerozin. Trenutno se uporablja bolj zapletena kemična mešanica, ki pri zgorevanju sprosti ogromne količine energije.



 

Morda bi bilo koristno prebrati: