Чем совершеннее космические технологии, тем сложнее будет становиться конструкция и эксплуатация ракет. Возможно, уже через несколько лет будут созданы новые транспортные средства, способные преодолевать земное притяжение. А следующая статья будет посвящена принципам работы более совершенных ракет.
Конструктивные особенности современных ракет
Сегодня существует множество различных типов ракет. Большинство из них оснащены системами управления, которые гарантируют полет по требуемой траектории. Среди управляемых ракет есть баллистические ракеты. Они следуют за свободнопадающим корпусом (баллистическая траектория), за исключением относительно короткого участка управляемого полета с функциональным пропеллером. В эту группу входят оперативно-тактические и стратегические ракеты класса «поверхность-поверхность» и «корабль-корабль» дальностью от нескольких сотен до нескольких тысяч километров.
В зависимости от количества ступеней ракеты делятся на одноступенчатые и многоступенчатые. Одноступенчатые баллистические ракеты состоят из полезной нагрузки и ракетного модуля, который обычно состоит из ракетной двигательной установки с отсеком для хранения ракетного топлива, системы подачи топлива, системы управления и компонентов двигательной установки. Основной особенностью баллистических ракет является идеальная скорость, которая может быть достигнута в конце активной части полета при движении по прямой (за пределами атмосферы и гравитационного поля Земли) под действием только двигателя ракетной тяги.
Композитные ракеты могут иметь различную конструкцию. Различают поперечное структурное представление (блоки ступеней ракеты расположены в ряд по высоте ракеты и работают последовательно) и продольное деление (так называемая пакетная форма, позволяющая блокам разных ступеней работать одновременно. ). Первые две функции объединены.
Конструкция ракеты зависит от ее назначения и типа используемого ракетного двигателя. Большинство современных ракет оснащены РДТТ. Более старые ракеты оснащены жидкостными ракетными двигательными гранатами, включая дожигатель генераторного газа, который вращает турбину в турбонасосном агрегате. Для ракетных блоков первой ступени используются многокамерные ракетные двигатели с общими мощными реактивными струями для двух или четырех камер сгорания, что позволяет уменьшить высоту блока в фазе тяги.
Основным движителем ракеты является тонкостенная оболочка, изготовленная из легких высокопрочных сплавов или композитов. В жидкостных гранатометах основную часть объема занимает отсек жидкого топлива, в котором находятся баки окислителя и топлива. Резервуары соединены с FRE через главный трубопровод и оснащены устройствами для заполнения и слива компонентов и контроля уровня компонентов. Бак может быть оснащен переборкой для гашения продольных и поперечных колебаний топлива во время полета.
Наиболее экономичными и распространенными являются системы питания топливного отсека с несущими баками, стенки которых одновременно выполняют роль оболочки корпуса ракеты. Создавая относительно низкое внутреннее упорное давление в таком резервуаре, можно устранить опасную потерю устойчивости тонкостенной оболочки и в то же время облегчить работу насоса THA без кавитации. Когда топливный отсек выполнен в виде единой оболочки, его длина немного меньше, а объем разделен на топливный отсек и отсек окислителя водонепроницаемым сепаратором. Для стабилизации ракеты промежуточная мембрана может быть разделена на половины полостью, занятой одним и тем же компонентом, так что компоненты могут расходоваться сначала снизу бака, а затем сверху.
В системах топливных отсеков с подвесными баками (цилиндрическими, сферическими, тороидальными или других более сложных форм) они соединены с силовым агрегатом в несущем корпусе. Такие корпуса также соединяются с другими отсеками экстремальными изгибами. Подобная конструкция имеет хвостовой отсек, в котором размещены несколько компонентов системы FRE и топливной системы.
Способы получения управляющих усилий
Система управления состоит из датчиков, преобразователей и рулевого механизма. Как правило, в качестве датчика используется гироскопически неподвижная платформа. Датчики сохраняют неизменное положение относительно звезд и позволяют измерять угол отклонения корпуса ракеты относительно координатной системы, связанной с этими платформами. HSP оснащен приборами, реагирующими на продольное и два поперечных линейных ускорения. После завершения необходимого количества циклов сигналы от этих приборов дают общую картину кинематики ракеты, в частности, боковую скорость и отклонение орбиты.
Руль представляет собой сложный электромеханический (гидравлический) механизм, который поворачивает основную силовую установку или специальную рулевую силовую установку в соответствии с сигналами, генерируемыми инвертором. Помимо основных задач системы управления, она выполняет и другие функции, такие как подача питания на необходимые устройства, программно-логическое управление ракетным комплексом во время подготовки и пуска ракеты, а также отстрел детонатора. Высокие требования к надежности МК приводят к необходимости избыточности и избыточности наиболее важных контуров управления.
Работа системы управления обеспечивается встроенным цифровым компьютером. Он предназначен для решения таких задач, как управление движением и стабилизация, автономная и инерциальная навигация и программное управление на движущихся объектах (ракетах). Различают выделенные и универсальные серверы.
(b) Стрелки, занимающиеся высокоточной стрельбой, могут использовать пули с небольшими отверстиями в носовой части (не на большой площади), так как доказано, что они отлично влияют на траекторию.
Ракета
Сегодня ракеты — это летательные аппараты, которые перемещаются в пространстве благодаря пропульсивной силе своих реактивных двигателей. Ракетный полет возможен как в космосе, так и в атмосфере, поскольку для него не обязательно нужна среда с воздухом или газом. Ракетные технологии позволили людям освоить пространство за пределами земной атмосферы.
Как работает ракета?
Сегодня почти все ракеты являются многоразовыми. Конструктивно каждая ступень представляет собой отдельную ракету с собственным двигателем и запасом топлива. На первом этапе ракеты удаляются от Земли. Как только топливо в баках заканчивается, они отбрасываются, и дальнейшие полеты продолжаются с ускорением, так как вес ракеты уменьшается после выхода из первой ступени. Работает двигатель второй ступени.
Этот процесс повторяется столько раз, сколько ступеней ракеты. Последняя ступень доставляет космический корабль к месту назначения. Поскольку в космосе нет твердой, влажной или газовой опоры, ускорение ракете могут придать только силы реакции двигателя. В камере сгорания ракетное топливо смешивается и сгорает. В результате образуется газ, который запускается высокоскоростным соплом. В то же время ракета ускоряется назад в соответствии с законом сохранения импульса.
Ракетное топливо, представляющее собой промотор (например, жидкий водород) и окислитель (жидкий кислород), содержится в отдельных топливных баках.
Грузоподъемность ракет-носителей
С каждым новым поколением ракет увеличивается мощность полезной нагрузки. Так, советская межконтинентальная баллистическая ракета Р7 в 1957 году доставила в мир первый спутник весом 84 кг.
Советская ракетная энергетика является одной из самых мощных в мире. Весом 105 тонн он использовался для вывода в космос орбитальных контейнеров многоразового использования Blanc.
Мы надеемся, что эта статья сможет привлечь внимание к вопросам образования и в то же время послужит стимулом/средством обучения для некоторых людей.
Теоретическое описание
Прежде всего, стоит немного подробнее разобраться в особенностях объекта — кучево-дождевого облака. Обычно они имеют сложные внутренние воздушные потоки, достигают высоты облаков 8-12 км, анализируют основные атмосферные маркеры и делают выводы о развитии облаков и о том, стоит ли беспокоиться об этом или «пропустить это мимо ушей».
Поэтому наши ракеты должны быть очень стабильными в полете. Для этого необходимо, чтобы воздушные потоки в облаке отклонили траекторию и увели в сторону от объекта съемки или, что еще хуже, перенаправили ее в потенциально опасном направлении.
В откровениях молодых людей рассматривается не модель ракеты, а система эвакуации НЛО. Вот некоторые цифры для вас:.
Ракета весом 5 кг, падающая с высоты около 1 км, свободно достигая скорости около 150 м/с, высвобождает при ударе 56250 джоулей. Для сравнения, шар АКМ обладает мощностью всего 2000 джоулей. Для понимания риска некоторые снаряды зенитного оружия обладают аналогичной энергией. Так что… Помните о безопасности.
Стабилизация
Прислушайтесь к тому, что происходит в стабилизации. Их много видов, классические стабилизаторы недостаточно эффективны (вспомните о хаотичном потоке воздуха), использовать стабилизацию можно только при вращении, а вопросов всего два.
Что должно вращаться: сама ракета или что-то в ней?
Как включить это вращение.
В данном случае я опишу метод, который кажется мне более эффективным и интересным, но сначала немного теории.
Вращательная стабилизация — это самый старый способ стабилизации чего-либо. Полосатый ротор или пуля в пистолете.
Экономика (как действия, так и деньги)
Одноосевая стабилизация
Отсутствие управления машиной
Сложности с использованием некоторого оборудования (например, фотоаппаратов)
1) Аэродинамическая стабилизация вращением
Ракета должна иметь стабилизаторы, чтобы полет не был хаотичным. Стабилизаторы необходимы даже для того, чтобы полет был хаотичным. Что произойдет, если входящий поток воздуха изменит форму так, что ракете также будет придано вращение? Я не верю, что эта идея впервые пришла мне в голову. Судя по отсутствию успешных проектов, это не так уж и хорошо (подобные принципы были успешно применены в Бреннеке, но такая стабилизация требует больших затрат энергии сфер), кроме того, поскольку это образовательный проект, мы найти.
Сферы Бреннеке выглядят следующим образом.
2) Стабилизация с помощью гироскопического эффекта
Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что это устройство способствует стабилизации массы, и мы можем ему доверять.
Вот видео, показывающее, как гироскоп стабилизируется на тончайшей нити и как он стабилизирует объект, помещая его внутрь.
Отражение.: Я хотел бы поделиться своей идеей (или попросить оценить ее осуществимость). Что произойдет, если одновременно создать набор свободно вращающихся стабилизаторов (возможно, пару, небольших, которые можно установить около носа) и прикрепить к корпусу ракеты маховик, вращающийся в противоположном направлении? Важно то, что система стабилизации передает по крайней мере некоторый крутящий момент на объект стабилизации, тем самым также вращая объект, но что если эта комбинация разнонаправленных систем используется для компенсации этого вращения? Такой метод потребует большого количества параметров для синхронизации двух систем, и, возможно, его необходимость в современном мире управляемых ракет является спорной, но я хотел бы услышать мнение тех, кто более глубоко погружен в космическую инженерию.
Теперь, когда мы не говорим о топливе и соплах, наши ракеты могут не бояться непреднамеренных изменений траектории и страха, если она не оторвется от земли (что, кстати, едва ли не важнее), чем топливо).
(Для большего интереса прилагаю сравнительную формулу для расчета сопротивления. (Если вам интересно, я также могу опубликовать более подробную статью с детальным описанием «математики полета»).
Как работает обычная космическая ракета
Освоение космоса уже давно стало обычным делом для людей. Но выход на орбиту Земли или других звезд немыслим без устройства для преодоления земного притяжения — ракеты. Многие из нас знают: как работают ракеты, как их запускают и как быстро они могут преодолеть гравитацию планет в космосе. Давайте рассмотрим эти вопросы более подробно.
Чтобы понять, как работают ракеты, необходимо понять их структуру. Начните с описания групп сверху вниз.
Ракету-носитель, выводящую на орбиту спутник или грузовой склад, всегда следует отличать от ракеты-носителя, предназначенной для перевозки экипажа. Последние имеют специальную систему аварийного выхода наверху, которая помогает эвакуироваться из квартиры астронавтам в случае отказа ракеты. Эта нестандартная башня на вершине представляет собой небольшую ракету, которая «вытягивает» капсулу с людьми на безопасное расстояние от места аварии в случае чрезвычайной ситуации. Это важно на ранних стадиях полета, когда капсула может быть сброшена на парашюте. В аэрокосмической отрасли роль CAS становится все менее важной. Вблизи Земли возможность отсоединить спускаемую капсулу от ракеты может спасти астронавтов.
Грузовой отсек
Под САС находятся полезные грузы, то есть полезные транспортные средства, спутники, грузовые отсеки и другие квартиры. В зависимости от типа и категории ракеты-носителя масса груза на грузовике составляет от 1,95 до 22,4 тонны. Все грузы, перевозимые космическими аппаратами, защищены кожухом полезного груза, который запускается после прохождения через слой атмосферы.
Маршевый двигатель
Те, кто далек от космоса, считают, что если ракета будет обнаружена на высоте 100 километров в воздухе, где начинается отсутствие гравитации, то ее миссия закончена. На самом деле, в зависимости от миссии, целевая орбита запускаемого из космоса груза может быть гораздо длиннее. Например, спутник связи должен быть переведен на орбиту высотой более 35 000 км. Для достижения требуемого расстояния необходимы усилители. Чтобы достичь запланированной межпланетной или летучей траектории, двигатель должен быть неоднократно заварен и погашен, так как скорость полета должна быть многократно изменена путем выполнения определенных действий. Это отличие от других подобных ракетных установок.
Многоступенчатость
В ракете-носителе лишь небольшая часть массы занята полезной нагрузкой, а остальную часть занимают двигатель и топливные баки на различных этапах движения. Одной из конструктивных особенностей этих комплексов является возможность их разделения после производства топлива. Затем они сгорают в атмосфере, не достигая земли. Однако в последние годы была разработана технология, позволяющая возвращать разделенные уровни в заданную точку и запускать их в космос. Ракетная механика включает две системы, используемые для создания многоступенчатых космических аппаратов.
- Первая – продольная, позволяет размещать вокруг корпуса несколько одинаковых двигателей с топливом, одновременно включающихся и синхронно сбрасывающихся после использования.
- Вторая – поперечная, дает возможность располагать ступени по возрастающей одну выше другой. В этом случае их включение происходит исключительно после сброса нижней, отработанной ступени.
С какой скоростью летит ракета в космосе
В зависимости от задачи, которую должна выполнить ракета-носитель, ее скорость может варьироваться и делиться на четыре размера.
- Первая космическая. Она позволяет подняться на орбиту где она становиться спутником Земли. Если перевести на привычные значения, она равняется 8 км/с.
- Вторая космическая. Скорость в 11,2 км/с. дает возможность преодолеть кораблю земное притяжение для исследований планет нашей солнечной системы.
- Третья космическая. Придерживаясь скорости 16,650 км/с. можно преодолеть тяготение солнечной системы и покинуть её пределы.
- Четвертая космическая. Развив скорость 550 км/с. ракета способна улететь за пределы галактики.
Однако более высокие скорости космических аппаратов очень малы для межпланетных путешествий. При таких ценах, чтобы достичь ближайшей звезды, потребуется 18 000 лет.
Как называется место откуда запускают в космос ракеты
Для успешного освоения космоса необходимы специальные пусковые платформы, способные запускать ракеты в космос. На повседневном языке это называется запуском космического корабля. Однако это простое название включает в себя целый комплекс зданий, занимающих огромную территорию, в том числе стартовые платформы, финальные испытания и связанные с ними узлы и здания служебных ракет. Все эти сооружения находятся на большом расстоянии друг от друга, так что в случае аварии ни одна конструкция на космическом корабле не будет разрушена.
Чем совершеннее космические технологии, тем сложнее будет становиться конструкция и эксплуатация ракет. Возможно, уже через несколько лет будут созданы новые транспортные средства, способные преодолевать земное притяжение. А следующая статья будет посвящена принципам работы более совершенных ракет.
