астрономия

Ракета

Главная » Космодромы и освоение космоса » Ракета

РакетаРакета – это летательный аппарат, получивший широкое применение в космонавтике и военном деле. Космические ракеты используются для вывода в космос искусственных спутников, орбитальных станций, космических зондов и так далее. Такие ракеты были названы ракета-носителями.

Для того чтобы поднять ракету в воздух, необходим мощный двигатель. Большинство ракет оснащены несколькими так называемыми ракетными двигателями, количество которых зависит от массы самой ракеты и космического аппарата, который она должна доставить в космос. Ракетный двигатель работает на жидком, твердом или гибком топливе. В камере сгорания происходит химическая реакция между топливом и особым окислителем, в результате чего образуется газ и тепло. Раскаленные газы расширяются в камере сгорания и под большим давлением выбрасываются в сопла двигателя, где происходит их ускорение. Таким образом, выбрасываемый из сопла газ заставляет ракету двигаться в противоположном (движению газа) направлении.         

Принцип строения и запуска ракет был разработан великим русским ученым Константином Эдуардовичем Циолковским. Важнейшие научные результаты получены Циолковским в теории движения ракет. Мысли об использовании принципа реактивного движения для целей летания высказывались Циолковским еще в 1883 году, однако создание им математически строгой теории реактивного движения относится к самому концу 19 века. В 1903 году в статье "Исследование мировых пространств реактивными приборами" на основании общих теорем механики Циолковский дал теорию полета ракеты с учетом изменения ее массы в процессе движения, а также обосновал возможность применения реактивных аппаратов для межпланетных сообщений. Строгое математическое доказательство возможности применения ракеты для решения научных проблем, использования ракетных двигателей для создания движения грандиозных межпланетных кораблей целиком принадлежат Константину Циолковскому. В этой статье и в последовавших продолжениях ее он впервые в мире дал основы теории жидкостного реактивного двигателя, а также элементов его конструкции.

В 1929 году Циолковский разработал весьма плодотворную теорию движения составных ракет. Он предлагал к осуществлению два типа составных ракет. Один из типов — последовательная составная ракета, состоящая из нескольких соединенных одна за другой ракет. При взлете толкающей является последняя (нижняя) ракета. После использования ее топлива она отделяется от общей конструкции и падает на землю. Далее начинает работать двигатель ракеты, оказавшейся последней. Эта ракета для оставшихся является толкающей до момента полного использования своего топлива, а затем также отделяется от общей конструкции. К цели полета доходит лишь головная ракета, достигающая значительно более высокой скорости, чем одиночная ракета, т. к. она разогнана отброшенными в процессе движения ракетами.

Второй тип составной ракеты (параллельное соединение ряда ракет) был назван Циолковским эскадрильей ракет. В этом случае, по мысли ученого, все ракеты работают одновременно, до момента использования половины своего топлива. Затем крайние ракеты сливают оставшийся запас топлива в полупустые баки остальных ракет и отделяются от ракетного поезда. Процесс переливания топлива повторяется до тех пор, пока от общей конструкции останется лишь одна головная ракета, набравшая очень высокую скорость.

Циолковский первым решил задачу о движении ракеты в однородном поле тяготения и подсчитал необходимые запасы топлива для преодоления силы притяжения Земли. Приближенно он рассмотрел влияние атмосферы на полет ракеты и вычислил необходимые запасы топлива для преодоления сил сопротивления воздушной оболочки Земли.

Циолковский является основоположником теории межпланетных сообщений. Вопрос о межпланетных путешествиях интересовал Константина Эдуардовича с самого начала его научных изысканий. Его исследования впервые строго научно показали возможность осуществления полета с космическими скоростями, несмотря на большие технические трудности практического осуществления этих полетов. Он первым изучил вопрос о ракете — искусственном спутнике Земли, и высказал идею о создании внеземных станций как промежуточных баз при межпланетных сообщениях, подробно рассмотрел условия жизни и работы людей на искусственном спутнике Земли и межпланетных станциях. Циолковский выдвинул идею газовых рулей для управления полетом ракеты в безвоздушном пространстве. Он предложил гироскопическую стабилизацию ракеты в свободном полете в пространстве, где нет сил тяжести и сил сопротивления. Циолковский понимал необходимость охлаждения стенок камеры сгорания реактивного двигателя, и его предложение охлаждать стенки камеры компонентами топлива широко используется в современных конструкциях реактивных двигателей.

Чтобы ракета не сгорела, как метеорит, при возвращении из космического пространства на Землю, Циолковский предложил специальные траектории планирования ракеты для погашения скорости при приближении к Земле, а также способы охлаждения стенок ракеты жидким окислителем. Он исследовал большое число различных окислителей и горючих и для жидкостных реактивных двигателей рекомендовал следующие топливные пары: жидкий кислород и жидкий водород; спирт и жидкий кислород; углеводороды и жидкий кислород или озон.  











Это интересно...

19% солнечной энергии поглощается атмосферой, 47% - падает на Землю, а 34% - возвращается в космос.