თავდაცვა და სამხედრო

რაკეტები 101: რამდენად მუშაობს რაკეტა?

რაკეტები 101: რამდენად მუშაობს რაკეტა?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

მრავალი საუკუნის განმავლობაში ადამიანები იყენებდნენ კონტროლირებად აფეთქებებს საგნების განდევნაზე. ხშირად რაკეტებს უწოდებენ, დღეს ამ მოწყობილობებს იყენებენ როგორც ფეიერვერკი, სიგნალის სროლები, საომარი იარაღები და კოსმოსური საძიებო სამუშაოები.

როგორ მუშაობს სინამდვილეში? მოკლედ გადავხედოთ.

ეს სტატია არ არის გამიზნული ყოვლისმომცველი სახელმძღვანელო, რადგან სარაკეტო მეცნიერება არის, ბოლოს და ბოლოს, "სარაკეტო მეცნიერება".

ზუსტად როგორ მუშაობს რაკეტები?

შეიძლება ცდუნება გქონდეთ იფიქროთ რაკეტების მოქმედებაზე უბრალოდ "ჰაერის გაწოვით". მაგრამ რადგან რაკეტებს ასევე შეუძლიათ შესანიშნავად იმუშაონ სივრცის ვაკუუმში, ეს ნამდვილად არ ხდება.

ისინი მოქმედებენ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ნიუტონის მოძრაობის მესამე კანონის პრინციპის გამოყენებით, რომელიც ხშირად აღნიშნულია, როგორც ”ყველა მოქმედებისათვის არსებობს თანაბარი და საწინააღმდეგო რეაქცია”. ამიტომ რაკეტები რეალურად მუშაობენ იმპულსის უპირატესობით - ძალა, რომელიც მოძრავ ობიექტს აქვს.

ყველაფერი თანაბარია, გარეშე ძალების გარეშე, ობიექტების ჯგუფის კომბინირებული იმპულსი დროთა განმავლობაში მუდმივად უნდა დარჩეს. ეს მოცემულია ნიუტონის ცნობილ მესამე მოძრაობის კანონში.

ამის წარმოსადგენად წარმოიდგინეთ სკეიტბორდზე დგომა, ხოლო ხელში კალათბურთი გიჭირავთ.

თუ კალათბურთს ერთი მიმართულებით გადააგდებდით, თქვენ (და სკეიტბორდი) იგივე რაოდენობის ძალით მოტრიალდებოდით საპირისპირო მიმართულებით. რაც უფრო მეტი ძალაა ბურთის სროლაში, მით უფრო მეტი ძალა გამოაქვს სკეიტბორდი საპირისპირო მიმართულებით.

რაკეტები დაახლოებით იგივენაირად მუშაობენ. რაკეტის ერთი ბოლოდან ცხელი გამონაბოლქვის გაძევებით, სარაკეტო იწევს საწინააღმდეგო მიმართულებით - ისევე, როგორც სკეიტბორდის მაგალითზე.

მანქანის ან თვითმფრინავის ძრავებს, რეაქტიული ძრავების ჩათვლით, მუშაობისთვის საჭიროა ჰაერი (კარგად, მათ სჭირდებათ მასში არსებული ჟანგბადი) და ამ მიზეზით, ისინი ვერ მუშაობენ სივრცის ვაკუუმში. სამაგიეროდ, რაკეტები შესანიშნავად მუშაობენ სივრცეში.

Მაგრამ როგორ?

წვის ან რეაქტიული ძრავებისგან განსხვავებით, რაკეტებს თან აქვთ ოქსიდიზატორები. ისევე, როგორც საწვავი, ეს შეიძლება იყოს როგორც მყარი, თხევადი ან ჰიბრიდული ფორმით (ამის შესახებ მოგვიანებით).

ოქსიდიზატორი და საწვავი შერეულია რაკეტის წვის კამერაში და გამონაბოლქვი აირები დიდი სიჩქარით გამოიდევნება რაკეტის უკანა მხრიდან. ეს ყველაფერი ჰაერის არარსებობის შემთხვევაში ხდება - სინამდვილეში, მანქანებისა და თვითმფრინავებისგან განსხვავებით, რაკეტებს არ აქვთ ჰაერის მიღება.

დაკავშირებული: SPINLAUNCH: ვის სჭირდება რაკეტები, როდესაც თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ სივრცეში კატაპულტები?

რაკეტის გამონაბოლქვის მოლეკულები ინდივიდუალურად ძალიან მცირეა, მაგრამ ისინი ძალიან სწრაფად გამოდიან რაკეტის საქშენთან (მათ დიდ იმპულსს აძლევს). სინამდვილეში საკმარისია მრავალტონიანი ობიექტის იმპულსის უზრუნველსაყოფად, რაც დედამიწის სიმძიმისგან თავის დასაღწევად საჭიროა.

რა არის რაკეტის ძირითადი ნაწილები?

თანამედროვე რაკეტების უმეტესობა შედგება მინიმუმ ორი ეტაპისგან. ეს არის რაკეტის მონაკვეთები, რომლებიც ერთმანეთზეა განლაგებული ცილინდრული გარსით (ანუ სერიული დადგმა).

სარაკეტო ინსცენირების ამ ფორმის მაგალითია ნასას Saturn V სერია.

სხვა ტიპის რაკეტები იყენებენ პარალელურ დადგმას. ამ შემთხვევაში, უფრო მცირე პირველი ეტაპები ეყრდნობა ცენტრალური "შემანარჩუნებელი" რაკეტის სხეულს. NASA– ს ტიტან III– ისა და დელტა II– ის მსგავსი რაკეტები ამ ტიპის დადგმას იყენებენ.

თითოეულ ეტაპს აქვს საკუთარი ძრავების ნაკრები, რომელთა რაოდენობა დამოკიდებულია დიზაინის მიხედვით. მაგალითად, SpaceX– ის Falcon 9 – ის პირველ ეტაპზე ცხრა ძრავაა, ხოლო Northrop Grumman– ის სარაკეტო Antares– ს ორი.

პირველი ეტაპის საქმეა რაკეტის ქვედა ატმოსფეროდან გამოყვანა. შეიძლება დაეხმაროს ან არ არსებობდეს გვერდითი დამატებითი გამაძლიერებლები.

იმის გამო, რომ ამ საწყის ეტაპზე უნდა იყოს მთლიანი რაკეტის წონა (დატვირთვა და დაუხარჯავი საწვავი), ეს, ჩვეულებრივ, ყველაზე დიდი და ყველაზე ძლიერი მონაკვეთია.

რაკეტის დაჩქარებასთან ერთად თავდაპირველად მას ჰაერის წინააღმდეგობის ზრდა ექმნება. რაც უფრო მაღლა მოძრაობს, ატმოსფერო წვრილი ხდება და ჰაერის წინააღმდეგობა მცირდება.

ეს ნიშნავს, რომ ტიპიური გაშვების დროს რაკეტა განიცდის სტრესს თავდაპირველად, პიკს აღწევს და შემდეგ ისევ ეცემა. პიკური წნევა ცნობილია როგორც max q.

SpaceX Falcon 9-სა და United Launch Alliance Atlas V- სთვის, max q ჩვეულებრივ განიცდება შუალედში 80 და 90 წამი დაწყების, სიმაღლეზე შორისშვიდი (11 კმ) რომ ცხრა მილი (14.5 კმ).

მას შემდეგ, რაც პირველმა ეტაპმა მოვალეობა შეასრულა, რაკეტები ჩვეულებრივ ჩამოაგდებენ ამ მონაკვეთს და ანთებენ მეორე ეტაპს. მეორე ეტაპს ნაკლები სამუშაო აქვს გასაკეთებელი (რადგან მასა ნაკლები მოძრაობისთვის) და აქვს უპირატესობა იმაში, რომ აქვს უფრო თხელი ატმოსფერო, რომელთანაც სადავოა.

ამ მიზეზით, მეორე ეტაპი ხშირად მხოლოდ ერთი ძრავისგან შედგება. რაკეტების უმეტესობა ასევე ამ ეტაპზე იფეთქებს თავის ფერს (ეს არის რაკეტის წვერის წვეტიანი თავსახური, რომელიც იცავს ტვირთამწეობას).

ადრე რაკეტის გადაგდებული ქვედა ნაწილები უბრალოდ იწვებოდა ატმოსფეროში. დაახლოებით 80-იანი წლებიდან ინჟინრებმა დაიწყეს ამ მონაკვეთების შექმნა, რომ იყოს ამოსაღები და მრავალჯერადი გამოყენება.

კერძო კომპანიებმა, როგორიცაა SpaceX და Blue Origin, ეს პრინციპი კიდევ უფრო გაითვალისწინეს და შექმნეს მათ, რომ შეეძლოთ დედამიწაზე დაბრუნება და თვითონ დაეშვათ. ეს სასარგებლოა, რადგან რაც უფრო მეტი ნაწილის გამოყენება შეიძლება, უფრო იაფი ხდება რაკეტის გაშვება.

რომელი საწვავი გამოიყენება რაკეტაში?

თანამედროვე რაკეტები იყენებენ თხევად, მყარ ან ჰიბრიდულ საწვავს. საწვავის თხევადი ფორმები კლასიფიცირდება როგორც ნავთობი (ნავთის მსგავსად), კრიოგენული ნივთიერებები (თხევადი წყალბადის მსგავსად) ან ჰიპერგოლიკა (ჰიდრაზინი).

ზოგიერთ შემთხვევაში, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ალკოჰოლი, წყალბადის ზეჟანგი ან აზოტის ოქსიდები.

მყარი ძრავები ორი ფორმისაა: ჰომოგენური და კომპოზიტური. ორივე ძალიან მკვრივია, ოთახის ტემპერატურაზე სტაბილურია და ადვილად ინახება.

პირველი შეიძლება იყოს როგორც უბრალო ფუძე (ნიტროცელულოზის მსგავსად), ან ორმაგი ბაზა (როგორც ნიტროცელულოზისა და ნიტროგლიცერინის ნარევი). მეორეს მხრივ, კომპოზიტური მყარი propellants იყენებენ კრისტალიზებულ ან წვრილად დაფქულ მინერალურ მარილს, როგორც დაჟანგვის საშუალებას.

უმეტეს შემთხვევაში, რეალურ საწვავს ალუმინის ბაზა აქვს. საწვავი და ოქსიდიზატორი ჩვეულებრივ იკავებს ერთად პოლიმერულ შემკვრელს, რომელიც ასევე იხმარება წვის დროს.

როგორ მუშაობს სარაკეტო ბალიშები?

Launchpads, როგორც სახელი გვთავაზობს, პლატფორმებია, საიდანაც რაკეტები იშლება. ისინი ქმნიან უფრო დიდი კომპლექსის, ობიექტის ან კოსმოსური აპარატის ნაწილს.

ტიპიური სავარძელი შედგება ბალიშისაგან ან გაშვების დასაყრდენისგან, რომელიც ჩვეულებრივ იქნება მეტალის კონსტრუქცია, რომელიც მხარს უჭერს რაკეტას ვერტიკალურ მდგომარეობაში აფეთქებამდე. ამ სტრუქტურებს, სხვა ფუნქციებთან ერთად, ექნება ჭიპლარის კაბელები, რომლებიც იწვის რაკეტს და უზრუნველყოფს გამაგრილებელს გაშვებამდე.

მათ ასევე აქვთ ელვისებური წნელები, რომ დაიცვან რაკეტა ელვისებური შტორმის დროს.

გაშვების კომპლექსები განსხვავდება დიზაინის მიხედვით, რაც დამოკიდებულია რაკეტის დიზაინზე და ოპერატორის საჭიროებებზე. მაგალითად, NASA- ს კენედის კოსმოსურმა ცენტრმა შეიმუშავა Space Shuttle- ი, რომ ვერტიკალურად მიამაგროს რაკეტა და გადაიტანოს საჰაერო ხომალდზე მასიური ტანკის მსგავსი სატრანსპორტო საშუალებით, რომელსაც ეწოდება "მცოცავი".

რუსეთში რაკეტებს აწყობდნენ და ჰორიზონტალურად აზიდავდნენ საჰაერო ხომალდზე, სანამ ვერტიკალურად აიღებდნენ ადგილზე.


Უყურე ვიდეოს: პუტინი ჰიპერხმოვანი ბირთვული რაკეტების განლაგებას იწყებს (აგვისტო 2022).