Как ракета взлетает » Мальчик Яша

Почему ракета взлетает?

Дата
Категория: Физика

Ракеты поднимаются в космическое пространство за с

Ракеты поднимаются в космическое пространство за счет сжигания жидких или твердых топлив. После воспламенения в высокопрочных камерах сгорания эти топлива, обычно состоящие из горючего и окислителя, выделяют огромное количество тепла, создавая очень высокое давление, под действием которого продукты сгорания движутся в сторону земной поверхности через расширяющиеся сопла.

Так как продукты сгорания истекают из сопел вниз, ракета поднимается вверх. Это явление объясняется третьим законом Ньютона, в соответствии с которым для каждого действия существует равное по величине и противоположное по направлению противодействие. Поскольку двигателями на жидком топливе легче управлять, чем твердотопливными, их обычно используют в космических ракетах, в частности, в показанной на рисунке слева ракете Сатурн-5. Эта трехступенчатая ракета сжигает тысячи тонн жидкого водорода и кислорода для вывода космического корабля на орбиту.

Преодоление земного притяжения

Преодоление земного притяжения

Для быстрого подъема вверх тяга ракеты должна прев

Для быстрого подъема вверх тяга ракеты должна превышать ее вес примерно на 30 процентов. При этом, если космический корабль должен выйти на околоземную орбиту, он должен развить скорость около 8 километров в секунду. Тяга ракет может доходить до нескольких тысяч тонн.

  1. Пять двигателей первой ступени поднимают ракету на высоту 50—80 километров. После того как топливо первой ступени будет израсходовано, она отделится и включатся двигатели второй ступени.
  2. Примерно через 12 минут после старта вторая ступень доставляет ракету на высоту более 160 километров, после чего отделяется с пустыми баками. Также отделяется ракета аварийного спасения.
  3. Разгоняемая единственным двигателем третьей ступени, ракета переводит космический корабль «Аполлон» на временную околоземную орбиту, высотой около 320 километров. После непродолжительного перерыва двигатели включаются снова, увеличивая скорость космического корабля примерно до 11 километров в секунду и направляя его в сторону Луны.

Полет на Луну

После запуска на орбиту космический корабль «Аполл

После запуска на орбиту космический корабль «Аполлон» получает разгонный импульс в сторону Луны. Затем третья ступень отделяется и космический корабль, состоящий из командного и лунного модулей, выходит на 100-километровую орбиту вокруг Луны, после чего лунный модуль совершает посадку. Доставив побывавших на Луне космонавтов на командный модуль, лунный модуль отделяется и прекращает свое функционирование.

Пресс-конференция

Фото: © Михаил Котов

На третий день основное событие — пресс-конференция космонавтов перед стартом. Народу много, почти всё руководство, жёны, дети и родственники космонавтов. Помещение небольшое, всё свободное пространство заставлено камерами. Космонавты — основной и дублирующий экипаж — появляются за стеклянной перегородкой. Это из-за карантина. Дело в том, что последние две недели космонавты находятся в строжайшем карантине, чтобы не заболеть перед самым отлётом.

Члены экипажа будущей миссии МКС 55/56 — Олег Артемьев, Эндрю Фойстел и Ричард Арнольд — отвечают на вопросы прессы, рассказывают о запланированных экспериментах и выходах в космос, много шутят.

Фото: © Михаил Котов

Журналисты информационных агентств ищут ближайший интернет, с ходу договариваясь о времени эмбарго, начиная с которого можно будет публиковать эти новости, чтобы все оказались в равных условиях.

Тем временем на Байконур приходит внезапная весна. Солнце сияет изо всех сил, воздух прогревается до 16 градусов. Выдернутые из московской и питерской зимы журналисты после конференции стоят и ловят эти моменты тепла и спокойствия. Завтра будет работа на вылете и станет не до этого.

Видео

Декаданс

С распадом СССР закончилась и конкуренция. Пропал повод для сверхфинансирования космических программ. Многие перспективные и прорывные проекты так и не были реализованы. Время стремления к звездам сменилось настоящим декадансом. Что, как известно, обозначает упадок, регресс и определенную степень деградации. Для того чтобы понять это, не нужно быть гением. Достаточно обратить внимание на медиасети. Секта плоской земли активно ведет свою пропаганду. Люди не знают элементарных вещей. В Российской Федерации астрономия и вовсе не преподается в школах. Если подойти к прохожему и поинтересоваться, как взлетают ракеты, он не ответит на этот простой вопрос.

Люди даже не знают о том, по какой траектории ракеты летают. В таких условиях нет и смысла спрашивать про орбитальную механику. Отсутствие должного образования, «Голливуд» и видеоигры – все это создало ложное представление о космосе как таковом и о полетах к звездам.

Скорость

К сожалению, в наше время люди приравнивают космические полеты к базовым единицам измерения. С какой скоростью взлетает ракета? Это вопрос не совсем корректен по отношению к космическим ракетам-носителям. Совершенно неважно, с какой скоростью они взлетают.

Ракет существует довольно-таки много, и все из них имеют разную скорость. Те, что предназначены для вывода космонавтов на орбиту, летят медленнее грузовых. Человек, в отличие от груза, ограничен перегрузками. Грузовые же ракеты, например сверхтяжелая Falcon Heavy, взлетает слишком быстро.

Точные единицы скорости посчитать трудно. Прежде всего потому, что они зависят от полезной нагрузки РН (ракеты-носителя). Вполне логично, что РН с полной загрузкой взлетает гораздо медленнее полупустой РН. Однако есть общая величина, которую все ракеты стремятся достигнуть. Это называется космической скоростью.

Существует первая, вторая и, соответственно, третья космическая скорости.

Первая — необходимая скорость, которая позволит двигаться по орбите и не падать на планету. Она составляет 7,9 км в секунду.

Вторая нужна для того, чтобы покинуть земную орбиту и отправиться к орбите другого небесного тела.

Третья же позволит аппарату преодолеть притяжение Солнечной системы и покинуть ее. В настоящее время с такой скоростью летят аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Однако вопреки словам СМИ, они все еще не покинули границы Солнечной системы. С астрономической точки зрения им потребуется не менее 30 000 лет, чтобы достигнуть облака Орта. Гелиопауза же не является границей звездной системы. Это лишь место, в котором солнечный ветер сталкивается с межсистемной средой.

Траектория полета

Многие убеждены, что ракеты взлетают вертикально, однако это не так. Ракетное топливо может закончиться через 10 минут, а при вертикальном взлете этого времени просто не хватит для выхода на орбиту.

Современные ракеты взлетают вертикально на самом первом этапе, а далее меняют траекторию и двигаются под углом по отношению к Земле. Чем выше высота полета, тем заметнее угол. Ракета совершает гравитационный разворот — маневр, при котором направление тяги совпадает или противоположно направлению движения, изменяющемуся под действием силы тяжести. Этот маневр используется в момент выведения на орбиту или при посадке с нее.

  Ускорение ракеты, взлетающей под углом к горизон

Ускорение ракеты, взлетающей под углом к горизонту: g — ускорение свободного падения, ae — вклад двигателя в ускорение, a — итоговое ускорение ракеты

Переезд

Фото: © Михаил Котов1 / 2

Поездка ракеты до стартовой площадки занимает несколько часов. Невысокая скорость следования, дважды приходится разворачиваться на специальных тупиках. Следующая точка съёмки — переезд в степи. Опять холодно, но уже не темно. В байконурской степи занимается оранжево-красный рассвет. Спустя полтора часа мы наконец видим ракету, медленно ползущую по рельсам неподалёку от стенда динамических испытаний для советской сверхтяжёлой ракеты-носителя «Энергия».

Сразу становятся понятны циклопические размеры этого здания — его высота более ста метров. В настоящее время оно, а также находящиеся рядом объекты — стартовая площадка «Энергии» и ракеты Н-1 — не используются, эти проекты закрыты. Медленно разрушающиеся здания так и останутся памятниками советским свершениям и возможностям.

Когда тепловоз с ракетой проходит мимо нас по переезду, становится слышно, как «поёт» ракета — она гудит и погромыхивает пустыми баками для топлива и окислителя. Весь путь ракету сопровождают полицейские с собаками.

Специальные ионные двигатели для космических кораблей

 

Электроны и ионы в специальных ускорителях могут разгоняться до быстроты, приближенной к скорости света, а именно 300 тыс. км в секунду. Но такие ускорители – это пока ее массивные сооружения, которые не подходят для летательных аппаратов. Однако установки, у которых скорость истечения заряженных частиц примерно 100 км в секунду, могут быть установлены на ракетах. В результате, они могут сообщить соединенному с ними телу большую быстроту перемещения, чем способна достигнуть ракета с химическим топливом. К сожалению, у разработанных к настоящему времени ионных космических двигателях мала сила тяги, и вывести на орбиту многотонную ракету с кораблем они пока не могут.

Но их есть смысл устанавливать на корабле с тем, ч

Но их есть смысл устанавливать на корабле с тем, чтобы они работали, как только корабль летает по орбите. Располагаясь на корпусе корабля, они могут постоянно поддерживать его ориентацию и постепенно незначительным воздействием увеличить скорость корабля выше той, которую ему сообщили посредством химического горючего.

 

Разработка таких электрореактивных двигателей, действующих на орбите, ведется, применяя разные физические явления. Одна из главных задач, стоящих перед создателями ионных космических двигателей – адаптировать их для полетов на другие планеты.

 

Возможность достижения значительных скоростей полета ракеты в космосе с такими двигателями, чем с химическим топливом, делает более реальной разработку кораблей для полетов на ближайшие планеты.

Теги

Adblock
detector