Реактивний рух та ракета. Як злітає ракета: космонавтика простими словами Чому ракети не літають у космосі

Полум'я, що викидає язики ракетні двигунививодять космічний корабельна орбіту навколо Землі. Інші ракети виводять кораблі межі Сонячної системи.

У всякому разі, коли ми думаємо про ракети, то уявляємо собі космічні польоти. Але ракети можуть літати і у вашій кімнаті, наприклад, під час святкування вашого дня народження.

Звичайна повітряна кулька теж може бути ракетою. Яким чином? Надуйте кульку і затисніть її горловину, щоб повітря не виходило назовні. Тепер відпустіть кульку. Він почне літати по кімнаті абсолютно непередбачувано і некеровано, що штовхається силою повітря, що виривається з нього.

Ось інша простенька ракета. Поставимо на залізничну дрезину – гармату. Направимо її назад. Припустимо, що тертя між рейками та колесами дуже мало і гальмування буде мінімальним. Вистрілимо з гармати. У момент пострілу дрезина рушить уперед. Якщо почати часту стрілянину, то дрезина не зупиниться, а з кожним пострілом набиратиме швидкість. Вилітаючи з гарматного ствола назад, снаряди штовхають дрезину вперед.

Сила, що при цьому створюється, називається віддачею. Саме ця сила змушує рухатися будь-яку ракету як у земних умовах, так і в космосі. Які б речовини або предмети не вилітали з предмета, що рухається, штовхаючи його вперед, ми матимемо зразок ракетного двигуна.

Цікаво:

Чому зірки не падають? Опис, фото та відео

Ракета набагато краще пристосована для польотів у космічній порожнечі, ніж у земній атмосфері. Щоб вивести ракету в космос, інженерам доводиться конструювати потужні ракетні двигуни. Свої конструкції вони ґрунтують на універсальних законах світобудови, відкритих великим англійським вченим Ісааком Ньютоном, який працював наприкінці 17 століття. Закони Ньютона описують силу тяжкості і те, що відбувається з фізичними тіламиколи вони рухаються. Другий і третій закони допомагають чітко зрозуміти, що являє собою ракета.

Рух ракети та закони Ньютона

Другий закон Ньютона пов'язує силу предмета, що рухається, з його масою і прискоренням (зміною швидкості в одиницю часу). Таким чином, для створення потужної ракети треба, щоб її двигун викидав великі маси згорілого палива з великою швидкістю. Третій закон Ньютона свідчить, що сила дії дорівнює силі протидії та спрямована у протилежний бік. У разі ракети сила дії - це розпечені гази, що вириваються із сопла ракети, сила протидії штовхає ракету вперед.

Ракети, що виводять на орбіти космічні кораблі, використовують як джерело сили розпечені гази. Але роль газів може грати що завгодно, тобто від викинутих у простір із корми твердих тіл до елементарних частинок – протонів, електронів, фотонів.

За рахунок чого летить ракета?

Багато хто думає, що ракета рухається через те, що гази, викинуті з сопла, відштовхуються від повітря. Але це негаразд. Саме сила, яка викидає газ із сопла, штовхає ракету до космосу. Справді, ракеті легше літати у відкритому космосі, де немає повітря, і ніщо не обмежує політ частинок газу, викинутого ракетою, а чим швидше поширюються ці частинки, тим швидше летить ракета.

Міжконтинентальна балістична ракета — дуже вражаючий витвір людини. Величезні розміри, термоядерна міць, стовп полум'я, рев двигунів і грізний гуркіт пуску ... Однак все це існує лише на землі і в перші хвилини запуску. Після закінчення ракета припиняє існувати. Далі в політ і на виконання бойового завдання йде лише те, що залишається від ракети після розгону – її корисне навантаження.

При великих дальностях пуску корисне навантаження міжконтинентальної балістичної ракети йде в космічну висоту на сотні кілометрів. Піднімається в шар низькоорбітальних супутників, на 1000-1200 км над Землею, і ненадовго розташовується серед них лише злегка відстаючи від їх загального бігу. А потім еліптичною траєкторією починає скочуватися вниз.

Що це, власне, за навантаження?

Балістична ракета складається з двох головних частин — частини, що розганяє, і іншої, заради якої затіяний розгін. Частина, що розганяє, - це пара або трійка великих багатотонних сходів, під зав'язку набитих паливом і з двигунами знизу. Вони надають необхідну швидкість та напрямок руху іншій головній частині ракети — головній. Розгінні щаблі, змінюючи один одного в естафеті пуску, прискорюють цю головну частину у напрямку її майбутнього падіння.

Головна частина ракети - це складний вантаж із багатьох елементів. Він містить боєголовку (одну або кілька), платформу, на якій ці боєголовки розміщені разом з рештою господарства (на зразок засобів обману радарів і протиракет противника), і обтічник. Ще в головній частині є паливо та стислі гази. Уся головна частина до мети не полетить. Вона, як і сама балістична ракета, розділиться на багато елементів і просто перестане існувати як одне ціле. Обтічник від неї відділиться ще неподалік району пуску, при роботі другого ступеня, і десь там по дорозі і впаде. Платформа розвалиться при вході у повітря району падіння. Крізь атмосферу до мети дійдуть елементи лише одного типу. Боєголовки. Поблизу боєголовка виглядає як витягнутий конус довжиною метр або півтора, в основі товщиною з тулубом людини. Ніс конуса загострений або трохи затуплений. Конус цей — спеціальний літальний апарат, завданням якого є доставка зброї до мети. Ми повернемося до боєголовок пізніше та познайомимося з ними ближче.

Тягти чи штовхати?

У ракеті всі боєголовки розташовані на так званому ступені розведення, або в автобусі. Чому автобус? Тому що, звільнившись спочатку від обтічника, а потім від останнього розгінного ступеня, ступінь розведення розвозить боєголовки, як пасажирів за заданими зупинками, за своїми траєкторіями, якими смертоносні конуси розійдуться до своїх цілей.

Ще "автобус" називають бойовим щаблем, тому що її робота визначає точність наведення боєголовки в точку мети, а отже, і бойову ефективність. Ступінь розведення та її робота - один із самих великих секретіву ракеті. Але ми все ж таки трохи, схематично, поглянемо на цей таємничий щабель і на його непростий танець у космосі.

Ступінь розведення має різні форми. Найчастіше вона схожа на круглий пеньок або на широкий коровай хліба, на якому зверху встановлені боєголовки вістрями вперед, кожна на своєму пружинному штовхачі. Боєголовки заздалегідь розташовані під точними кутами відділення (на ракетній базі, вручну, за допомогою теодолітів) і дивляться різні сторонияк пучок морквин, як голки у їжачка. Ощетинившаяся боєголовками платформа займає в польоті задане, гіростібілізоване в просторі положення. І в потрібні моменти з неї поодинці виштовхуються боєголовки. Виштовхуються відразу після завершення розгону та відділення від останнього розгінного ступеня. Поки (чи мало що?) не збили протиракетною зброєю весь цей нерозведений вулик або не відмовило будь-що на борту ступеня розведення.

На знімках – щаблі розведення американської важкої МБР LGM0118A Peacekeeper, також відомої як MX. Ракета була оснащена десятьма боєголовками, що розділяються, по 300 кт. Ракету знято з озброєння у 2005 році.

Але так було раніше, на зорі головних частин, що розділяються. Зараз розведення є зовсім іншою картиною. Якщо раніше боєголовки «стирчали» вперед, то тепер попереду по ходу знаходиться сам щабель, а боєголовки висять знизу, вершинами назад, перевернені, як кажани. Сам «автобус» у деяких ракетах теж лежить у перевернутому стані, у спеціальній виїмці у верхньому щаблі ракети. Тепер після відділення ступінь розведення не штовхає, а тягне за собою боєголовки. Причому тягне, упираючись хрестоподібно розставленими чотирма «лапами», розгорнутими попереду. На кінцях цих металевих лап знаходяться спрямовані назад тягові сопла щаблі розведення. Після відокремлення від розгінного ступеня «автобус» дуже точно, прецизійно виставляє свій рух у космосі, що починається, за допомогою власної потужної системи наведення. Сам займає точну стежку чергової боєголовки - її індивідуальну стежку.

Потім розмикаються спеціальні безінерційні замки, що тримали чергову боєголовку, що відокремлюється. І навіть не відокремлена, а просто тепер уже нічим не пов'язана зі щаблем боєголовка залишається нерухомо висіти тут же, у повній невагомості. Почалися і потекли миті її власного польоту. Немов одна окрема ягода поруч із гроном винограду з іншими виноградинами-боєголовками, ще не зірваними з щаблі процесом розведення.

К-551 «Володимир Мономах» - російський атомний підводний човен стратегічного призначення(проект 955 «Борей»), озброєна 16 твердопаливними МБР «Булава» з десятьма бойовими блоками, що розділяються.

Делікатні рухи

Тепер завдання щаблі — відповзти від боєголовки якомога делікатніше, не порушивши її точно виставленого (націленого) руху газовими струменями своїх сопел. Якщо надзвуковий струмінь сопла потрапить по відокремленому боєголовку, то неминуче внесе свою добавку до параметрів її руху. За наступний час польоту (а це півгодини — хвилин п'ятдесят, залежно від дальності пуску) боєголовка продрейфує від цього вихлопного «плескання» струменя на півкілометра-кілометр вбік від мети, а то й далі. Продрейфує без перешкод: там же космос, шльопнули — попливла, нічим не тримаючись. Але хіба кілометр набік — це точність сьогодні?

Підводні човни проекту 955 "Борей" - серія російських атомних підводних човнів класу "ракетний підводний крейсер стратегічного призначення" четвертого покоління. Спочатку проект створювався під ракету "Барк", їй на зміну прийшла "Булава".

Щоб уникнути таких ефектів, потрібні рознесені в сторони чотири верхні «лапи» з двигунами. Ступінь ніби підтягується на них вперед, щоб струмені вихлопів йшли на всі боки і не могли зачепити боєголовку, що відокремлюється черевцем, сходинки. Вся тяга розділена між чотирма соплами, що знижує потужність кожного окремого струменя. Є й інші особливості. Наприклад, якщо на бубликоподібному ступені розведення (з порожнечою посередині — цим отвором вона одягнена на розгінний ступінь ракети, як обручкана палець) ракети «Трайдент-II D5» система управління визначає, що відокремлена боєголовка все ж таки потрапляє під вихлоп одного з сопел, то система управління це сопло відключає. Робить "тишу" над боєголовкою.

Ступінь ніжно, як мати від колиски заснувшого дитини, боячись порушити його спокій, навшпиньки відходить у просторі на трьох соплах, що залишилися в режимі малої тяги, а боєголовка залишається на прицільній траєкторії. Потім "бублик" сходинки з хрестовиною тягових сопел провертається навколо осі, щоб боєголовка вийшла з-під зони факела вимкненого сопла. Тепер ступінь відходить від боєголовки, що залишається, вже на всіх чотирьох соплах, але поки теж на малому газу. Досягши достатньої відстані включається основна тяга, і ступінь енергійно переміщається в область прицільної траєкторії наступної боєголовки. Там розрахунково гальмується і знову дуже точно встановлює параметри свого руху, після чого відокремлює чергову боєголовку. І так — доки не висадить кожну боєголовку на її траєкторію. Процес цей швидкий, набагато швидший, ніж ви читаєте про нього. За півтори-дві хвилини бойовий ступінь розводить десяток боєголовок.

Американські підводні човни класу "Огайо" - єдиний тип ракетоносців, що знаходиться на озброєнні США. Несе на борту 24 балістичних ракетз РГЧ Trident-II (D5). Кількість бойових блоків (залежно від потужності) – 8 або 16.

Безодні математики

Сказаного вище цілком достатньо розуміння, як починається власний шлях боєголовки. Але якщо відкрити двері трохи ширше і кинути погляд трохи глибше, можна помітити, що сьогодні розворот у просторі ступеня розведення, що несе боєголовки, - це область застосування кватерніонного обчислення, де бортова система орієнтації обробляє параметри свого руху з безперервною побудовою на борту кватерніону. Кватерніон - це таке комплексне число (над полем комплексних чисел лежить плоске тіло кватерніонів, як сказали б математики своєю точною мовою визначень). Але не зі звичайними двома частинами, дійсною і уявною, а з однією дійсною і трьома уявними. Разом у кватерніона чотири частини, про що, власне, і каже латинський корінь quatro.

Ступінь розведення виконує свою роботу досить низько, відразу після вимкнення розгінних щаблів. Тобто на висоті 100-150 км. А там ще дається взнаки вплив гравітаційних аномалій поверхні Землі, різнорідностей у рівному полі тяжіння, що оточує Землю. Звідки вони? З нерівностей рельєфу, гірських систем, залягання порід різної щільності, океанічних западин. Гравітаційні аномалії або притягують до себе ступінь додатковим тяжінням, або, навпаки, трохи відпускають її від Землі.

У таких неоднорідностях, складній брижах місцевого гравітаційного поля, ступінь розведення повинен розставити боєголовки з прецизійною точністю. Для цього довелося створити детальнішу карту гравітаційного поля Землі. "Викладати" особливості реального поля краще в системах диференціальних рівнянь, що описують точне балістичне рух. Це великі, ємні (для включення подробиць) системи з кількох тисяч диференціальних рівнянь з кількома десятками тисяч чисел-констант. А саме гравітаційне поле на низьких висотах, у безпосередній навколоземній області, розглядають як спільне тяжіння кількох сотень точкових мас різної «ваги», що розташовані біля центру Землі в певному порядку. Так досягається точніше моделювання реального поля тяжіння Землі на трасі польоту ракети. І точніша робота з ним системи управління польотом. А ще… але повно! — не зазирнемо далі і зачинимо двері; нам цілком вистачить і сказаного.

Корисне навантаження міжконтинентальної балістичної ракети більшу частинупольоту проводить у режимі космічного об'єкта, піднімаючись на висоту, втричі більше за висоту МКС. Величезної довжини траєкторія має бути прорахована з особливою точністю.

Політ без боєголовок

Ступінь розведення, розігнана ракетою у бік того самого географічного району, куди мають впасти боєголовки, продовжує свій політ разом із ними. Адже відстати вона не може, та й навіщо? Після розведення боєголовок ступінь терміново займається іншими справами. Вона відходить убік від боєголовок, заздалегідь знаючи, що летітиме трохи не так, як боєголовки, і не бажаючи їх потривожити. Усі свої подальші дії ступінь розведення теж присвячує боєголовкам. Це материнське бажання всіляко оберігати політ своїх «діток» триває все її недовге життя. Недовгу, але насичену.

Після відокремлених боєголовок настає черга інших підопічних. У сторони від сходинки починають розлітатися найкумедніші штуковини. Немов фокусник, випускає вона в простір безліч повітряних кульок, що надуваються, якісь металеві штучки, що нагадують розкриті ножиці, і предмети будь-яких інших форм. Міцні повітряні кульки яскраво сяють у космічне сонцертутним блиском металізованої поверхні. Вони досить великі, деякі формою нагадують боєголовки, що летять неподалік. Їхня поверхня, покрита алюмінієвим напиленням, відображає радіосигнал радара здалеку майже так само, як і корпус боєголовки. Наземні радари противника сприймуть ці надувні боєголовки нарівні із реальними. Зрозуміло, у перші миті входу в атмосферу ці кульки відстануть і негайно луснуть. Але до цього вони відволікатимуть на себе і завантажуватимуть обчислювальні потужності наземних радарів і далекого виявлення, і наведення протиракетних комплексів. Мовою перехоплювачів балістичних ракет це називається «ускладнювати поточну балістичну обстановку». А все небесне воїнство, що невблаганно рухається до району падіння, включаючи бойові блоки справжні та хибні, надувні кульки, дипольні та кутові відбивачі, вся ця різношерста зграя називається «множинні балістичні цілі в ускладненій балістичній обстановці».

Металеві ножиці розкриваються і стають електричними дипольними відбивачами — їх безліч, і вони добре відбивають радіосигнал обмацуючого променя радара далекого протиракетного виявлення. Замість десяти шуканих жирних качок радар бачить величезну розмиту зграю маленьких горобців, у якій важко щось розібрати. Пристрої будь-яких форм і розмірів відбивають різні довжини хвиль.

Крім цієї мішури, ступінь теоретично може сама випускати радіосигнали, які заважають наводитися протиракетам противника. Або відволікати їх на себе. Зрештою, мало чим вона може бути зайнята — адже летить цілий щабель, великий і складний, чому б не навантажити його гарною сольною програмою?

На фото — пуск міжконтинентальної ракети Trident II (США) із підводного човна. На даний момент Trident («Трезубець») — єдина родина МБР, ракети якої встановлюються на американських підводних човнах. Максимальна вага, що закидається, — 2800 кг.

Останній відрізок

Проте з погляду аеродинаміки ступінь не боєголовка. Якщо та - маленька і важка вузька морквина, то ступінь - порожнє велике відро, з гулкими спорожнілими паливними баками, великим необтічним корпусом і відсутністю орієнтації в потоці, що починає набігати. Своїм широким тілом з пристойною парусністю ступінь набагато раніше відгукується на перші подихи зустрічного потоку. Боєголовки ще й розвертаються вздовж потоку, з найменшим аеродинамічний опором пробиваючи атмосферу. Ступінь же навалюється в повітря своїми великими боками і днищами як доведеться. Боротися з силою потоку, що гальмує, вона не може. Її балістичний коефіцієнт — «сплав» масивності та компактності — набагато гірший від боєголовного. Відразу і сильно починає вона сповільнюватись і відставати від боєголовок. Але сили потоку наростають невблаганно, водночас температура прогріває тонкий незахищений метал, позбавляючи його міцності. Залишки палива весело киплять у баках, що розжарюються. Нарешті, відбувається втрата стійкості конструкції корпусу під аеродинамічною навантаженням, що обжала її. Перевантаження допомагає трощити перебирання всередині. Крак! Хрясь! Тіло, що зміялося, відразу охоплюють гіперзвукові ударні хвилі, розриваючи щабель на частини і розкидаючи їх. Пролетівши трохи в повітрі, що ущільнюється, шматки знову розламуються на більш дрібні фрагменти. Залишки палива реагують миттєво. Осколки конструктивних елементів з магнієвих сплавів, що розлітаються, запалюються розпеченим повітрям і миттєво згоряють із сліпучою спалахом, схожою на спалах фотоапарата — недарма в перших фотоспалахах підпалювали магній!

Все зараз горить вогнем, все обтягнуте розпеченою плазмою і добре світить навколо помаранчевим кольором вугілля з багаття. Більш щільні частини йдуть гальмуватися вперед, легші і вітрильні здуваються хвіст, що розтягується по небу. Всі компоненти, що горять, дають щільні димові шлейфи, хоча на таких швидкостях цих самих щільних шлейфів бути не може через жахливе розведення потоком. Але здалеку їх видно чудово. Викинуті частки диму розтягуються слідом польоту цього каравану шматків і шматочків, наповнюючи атмосферу широким білим слідом. Ударна іонізація породжує нічне зелене свічення цього шлейфу. Через неправильну форму фрагментів їх гальмування стрімко: все, що не згоріло, швидко втрачає швидкість, а з нею і міцну дію повітря. Надзвук - сильне гальмо! Ставши в небі, ніби поїзд, що розвалюється на коліях, і відразу охолодившись висотним морозним дозвуком, смуга фрагментів стає візуально нерозрізненою, втрачає свою форму і стрій і переходить у довге, хвилин на двадцять, тихе хаотичне розсіювання в повітрі. Якщо опинитися в потрібному місці, можна почути, як тихо брякне об стовбур берези маленький обгорілий шматочок дюралю. Ось ти прибула. Прощавай, ступінь розведення!

Щоб вирватися за межі земної атмосфери, ракетам потрібна величезна кількість енергії. При згорянні ракетного палива утворюється потік гарячих газів, що виривається назовні через реактивне сопло. В результаті виникає сила, що штовхає ракету вперед - так само як повітря, що виривається з повітряної кульки, змушує його летіти в протилежному напрямку.

"Спейс Шаттл" для виходу на навколоземну орбіту використовує відразу дві ракети. Коли корабель опиняється у космосі, ракети-носії та головний паливний бак від'єднуються та падають назад на Землю.
"Шаттл" виводить на орбіту супутники, проводить різні наукові експерименти. По дорозі назад він планує і приземляється, як звичайний літак.

Паливні баки містять близько двох мільйонів літрів (близько півмільйона галонів) ракетного палива.
Парашути уповільнюють швидкість падіння ракетних прискорювачів на Землю після їхнього від'єднання.
Екіпаж "Шаттла" може складатися із семи осіб.
Ракетний прискорювач
Вантажний відсік
Супутник
Шасі

Що таке супутник?

Супутником називається будь-яке тіло, що обертається навколо планети. Місяць — супутник Землі Так само супутником Землі стає космічний апарат, що вийшов на її орбіту. Штучні супутники Землі знаходять різноманітне застосування. Метеорологічні супутники фотографують хмарний покрив Землі, що допомагає вченим прогнозувати погоду. Астрономічні супутники передають на землю інформацію про зірки та планети Супутники зв'язку ретранслюють по всьому світу телефонні розмовита телевізійні передачі.

На малюнку ліворуч — зроблена супутником фотографія бурі, яка щойно минула Велику Британію і наближається до Скандинавії.

Ви це знали?

Коли астрономи дивляться на зірки, вони бачать багато з них такими, якими були тисячі або навіть мільйони років тому. Деякі з цих зірок, мабуть, давно вже не існують. Світло зірок йде до Землі так довго тому, що відстань до них неймовірно велика.

А ми знаємо, що щоб відбувався рух, необхідний вплив певної сили. Тіло або саме повинно відштовхнутися від чогось, або стороннє тіло має штовхнути це. Це добре відомо і зрозуміло нам із життєвого досвіду.

Від чого відштовхнутись у космосі?

У поверхні Землі можна відштовхнутися від поверхні або від предметів, що на ній знаходяться. Для пересування по поверхні використовують ноги, колеса, гусениці тощо. У воді та повітрі можна відштовхуватися від самих води та повітря, що мають певну щільність, і тому дозволяють взаємодіяти з ними. Природа для цього пристосувала плавці та крила.

Людина створила двигуни на основі пропелерів, які у багато разів збільшують площу контакту з середовищем за рахунок обертання і дозволяють відштовхуватися від води та повітря. А як бути у разі безповітряного простору? Від чого відштовхуватись у космосі? Там немає повітря, там немає нічого. Як здійснювати польоти у космосі? Ось тут і приходить на допомогу закон збереження імпульсу та принцип реактивного руху. Розберемо докладніше.

Імпульс та принцип реактивного руху

Імпульс це добуток маси тіла на його швидкість. Коли тіло нерухоме, його швидкість дорівнює нулю. Однак тіло має деяку масу. За відсутності сторонніх впливів, якщо частина маси відокремиться від тіла з деякою швидкістю, то за законом збереження імпульсу, решта тіла теж має придбати деяку швидкість, щоб сумарний імпульс залишився, як і раніше, рівним нулю.

Причому швидкість основної частини тіла, що залишилася, буде залежати від того, з якою швидкістю відокремиться менша частина. Чим ця швидкість буде вищою, тим вищою буде і швидкість основного тіла. Це зрозуміло, якщо згадати поведінку тіл на льоду чи воді.

Якщо дві людини будуть поруч, а потім одна з них штовхне іншу, то вона не тільки додасть того прискорення, а й сама відлетить назад. І що сильніше він штовхне когось, то з більшою швидкістю відлетить сам.

Напевно, вам доводилося бувати в подібної ситуації, і ви можете уявити, як це відбувається. Так ось, саме на цьому і засновано реактивний рух.

Ракети, в яких реалізований цей принцип, викидають деяку частину своєї маси на великій швидкості, внаслідок чого самі набувають деякого прискорення у протилежному напрямку.

Потоки розпечених газів, що виникають в результаті згоряння палива, викидаються через вузькі сопла для надання їм максимально великої швидкості. При цьому, на величину маси цих газів зменшується маса ракети, і вона набуває певної швидкості. Таким чином реалізовано принцип реактивного руху у фізиці.

Принцип польоту ракети

У ракетах застосовують багатоступінчасту систему. Під час польоту нижній щабель, витративши весь свій запас палива, відокремлюється від ракети, щоб зменшити її загальну масу та полегшити політ.

Кількість ступенів зменшується, доки залишається робоча частина як супутника чи іншого космічного апарату. Паливо розраховують таким чином, щоб його вистачило для виходу на орбіту.

Ракета – засіб пересування людини у повітрі, атмосфері. Літаки та інші літальні апарати також служать для того, щоб літати. Але вони один від одного...

Ракета - засіб пересування людини в повітрі, в атмосфері. Літаки та інші літальні апарати також служать для того, щоб літати. Але вони один від одного відрізняються. Ракета злітає, літаки та апарати літають. Але закони польоту різні. Ракета більше схожа на випущений у повітря великий снаряд. Ракета призначена для польотів у космос. І злітає вона за рахунок реактивної тяги.

Як рухається ракета?За рахунок реактивної тяги.
Чи може вона літати не лише у повітрі?Може. Вона може летіти навіть у вакуумі. У космосі повітря немає, але ракета, проте, летить. І навіть краще, ніж у повітрі.

Працює система польоту ракети за законом Ньютона. Гази у двигуні прискорюються, створюється тяга, що створює силу. З допомогою цієї сили ракета рухається. Щоб рухатись, потрібно від чогось відштовхуватися. Коли їде машина чи йде людина, вони відштовхуються від земної поверхні і знову опускаються на неї. Виходить рух уперед, оскільки діє сила тяги Землі. Ракета піднімається до космосу, але назад не опускається. За допомогою реактивних газів вона відштовхується від Землі, але не повертається назад, долаючи силу тяги.. Приблизно також діють водні об'єкти: плаває підводний човен, кальмар, акула.

Паливо, для того, щоб ракета злетіла, використовують найрізноманітніші. Воно може бути рідким та твердим. За рахунок спалювання палива ракета піднімається у повітря. Після камери згоряння палива знаходяться сопла. З них викидається згорілий газ, який піднімає ракету до космосу. Ракету, що піднімається вгору, можна порівняти з вулканом, що вивергається. Коли вона злітає у повітря, можна спостерігати великі клуби диму, запах гару, вогонь. Саме як при вулкані чи великому вибуху.

Ракета складається з кількох щаблів. По ходу її польоту ці щаблі відокремлюються. У самому космосі, вже набагато легше, летить космічний корабель, який викинув увесь зайвий тягар, те, що було ракетою.

Приклад відділення сходів

Слід зазначити те, що літак у космос вилетіти не може. Повітряна кулятеж. З усіх відомих засобів пересування повітрям ракета єдина піднімається в космос і може літати за межами планети Земля.

Це цікаво:ракета не найвідоміший літальний апарат на сьогоднішній день. Відомо, що у космосі колись літали вімани. Принцип польоту нагадує політ сьогоднішньої ракети. Верхня частина ракети нагадує вімана, але вона трохи іншої форми.

Як і чому злітає ракета

Щоб побачити, як злітає ракета, необхідно подивитися спеціальні телевізійні репортажі або відшукати відповідні відеозаписи в інтернеті. Стати безпосередніми свідками зльоту та на власні очі з невеликої відстаніпобачити, куди прямує апарат, можуть лише окремі особи, причетні до цього процесу, при цьому вони повинні знаходитись на території космодрому.

Як відбувається зліт

Стартувати космічний апарат не може, для цього йому необхідно отримати команду з пункту управління. Ракета знаходиться у вертикальному положенні на космодромі, а потім двигуни починають видавати потужний звук. Спочатку внизу з'являється яскраве полум'я значних розмірів, чути наростаючий гул. Потім ця ракета злітає нагору: спочатку із відносно невеликою швидкістю, потім швидше. З кожною секундою вона віддаляється від Землі все далі, звук при цьому стає сильнішим.

Незабаром космічний апарат розташовується на висоті, на яку не в змозі піднятися як цивільні, так і бойові літаки. На такій висоті літають лише апарати, призначені для роботи у просторах Всесвіту, що знаходяться поза межами атмосфер небесних тіл. Буквально через хвилину апарат, що злітає, опиняється в космосі, тобто в безповітряному просторі. Далі він продовжує свій шлях залежно від маршруту, що був намічений Землі. Цей апарат, як і раніше, управляється із командного пункту.

Реактивні двигуни

Звук, який видає ракета під час зльоту, говорить про те, що вона обладнана реактивними двигунами. Мотори приводяться в дію силою, яка виникає в результаті появи потужного струменя розпечених газів. Ці гази утворюються у спеціальній камері тоді, коли згоряє паливо. Може здатися неймовірним, що вони мають здатність запросто виводити на космічну орбіту ракету вагою кілька тонн, при цьому характерний звук чутний на досить великій відстані від місця запуску.

Разом з тим слід мати на увазі, що повітря, що міститься в камерах велосипедів або автомобілів, успішно витримує масу як людей, які керують двоколісними. транспортними засобами, так і водіїв машин, а також їх пасажирів та вантажів. Тому немає нічого дивного в тому, що надто розпечений газ, з величезною силоющо виривається із сопла ракети, здатний штовхати її нагору з великою швидкістю. Практично після кожного запуску ракети майданчик для її старту, споруджений з використанням особливо міцних матеріалів, потребує ремонту, адже ракети не повинні злетіти з пошкодженої поверхні.

Третій закон Ньютона

Йдеться закон, під яким мають на увазі закон збереження імпульсу. Спочатку ракета, нерухомо розташована на стартовому майданчику перед запуском, має імпульс, що дорівнює нулю. Після включення двигунів наростає звук, при згорянні палива утворюються газоподібні продукти високої температури, які на високій швидкості вириваються із сопла літального апарату. Це призводить до створення вектора імпульсу, спрямованого вниз.

Однак існує закон збереження імпульсу, згідно з яким сумарний імпульс, придбаний злітаючим апаратом щодо стартового майданчика, повинен як і дорівнювати нулю. Тут виникає інший вектор імпульсу, дія якого спрямована на врівноваження виробу по відношенню до газів, що йдуть. Він з'являється завдяки тому, що космічний апарат, який стояв нерухомо, починає рух. Імпульс, спрямований нагору, дорівнює вазі виробу, помноженому на його швидкість.

Якщо двигуни ракети досить потужні, вона набирає швидкість швидко. Цієї швидкості достатньо, щоб вивести космічний корабель на навколоземну орбіту протягом досить нетривалого часу. Апарат, що злітає, має потужність, яка безпосередньо залежить від заправленого в нього палива. У радянський періодракетні двигуни працювали на авіаційній гасі. В даний час використовується складніша хімічна суміш, яка при згорянні виділяє величезну кількість енергії.

Можливо, буде корисно почитати: