Az emberi lénynek mindig is az volt a célja, hogy többet tudjon a bolygónkon. Hogy mindezt személyesen ki lehessen vizsgálni, ott vannak a űrrakéták. Ez egy olyan eszköz, amely nagy sebességgel halad a levegőben, és főleg fegyverként használják. Azonban űrkutatásnál is működik.
Ezért ezt a cikket annak szenteljük, hogy elmondjunk mindent, amit tudnia kell az űrrakétákról és működésükről.
Mik azok az űrrakéták
Ezeknek a rakétáknak általában van egy sugárhajtóműve (úgynevezett rakétamotor), amely mozgást generál úgy, hogy gázt bocsát ki az égéstérből. Meghajtásuk az indítócsőben lévő hajtóanyag elégetésével is lehetséges.
A rakéták is egyfajta gépek, köszönhetően a belső égésű motornak, elő tudja állítani azt a mozgási energiát, amely a csövön keresztül távozó gáz egy részének kitágításához szükséges. Ezért van sugárhajtásuk. Az ilyen típusú meghajtást használó űrhajókat gyakran rakétának nevezik.
A rakéták segítségével mesterséges szondákat, műholdakat, sőt űrhajósokat is ki lehet juttatni a világűrbe. Ebben az értelemben nem feledkezhetünk meg az úgynevezett űrrakéták létezéséről. Ez egy belső égésű motorral felszerelt gép, amely mozgási energiát állít elő a sugárhajtású gáz expanziójához.
Az űrrakéták típusai
Az űrrakétáknak többféle típusa létezik, amelyek közül a legfontosabbak:
- Ha figyelembe vesszük a szakaszok számát, megtaláljuk egyfázisú rakéták, más néven monolit rakéták és többfázisú rakéták. Ahogy a neve is sugallja, több szakasz van, amelyek egymás után következnek be.
- Ha figyelembe vesszük az üzemanyag típusát, rakétákat találunk szilárd tüzelőanyag, ahol az oxidálószer és a hajtóanyag szilárd halmazállapotban keveredik az égéstérben, és folyékony üzemanyagú rakéták. Ez utóbbira jellemző, hogy az oxidálószert és a hajtóanyagot a kamrán kívül tárolják.
A történelem során voltak olyan rakéták, amelyek fontosak voltak, mert sikeresen küldték az embereket az űrbe. A következőkre hivatkozunk:
- Vostok-K 8K72K, ez az első emberes rakéta. Oroszországban gyártották, és Jurij Gagarin volt az első ember, aki elérte a világűrt.
- Atlas LV-3B. Legyen John Glenn az első amerikai rakéta, amely eléri a Föld pályáját.
- Saturn V, a rakéta, amely Neil Armstrongot, Michael Collinst és Buzz Aldrint a Holdra vitte.
A porcsővel ellátott pirotechnikai elemet rakétának is nevezik. A henger alján egy kanóc található: meggyújtva ég és kimeríti a gázt, aminek következtében a rakéta nagyon nagy sebességgel emelkedik, mígnem felrobban a levegőben, és hangos zajt ad.
Hogyan működnek
Bár az űrrakéták működési elve bonyolult, az elv Ugyanaz, mint az első lőporrakétáké, amelyekről 1232 óta tudunk. Megjelent néhány feljegyzésben Henan tartomány fővárosának védelméről a XNUMX. században. A rakétákat később az arabok hozták be Európába a XNUMX. és XNUMX. században, de lőfegyverként használták őket az egész kontinensen, amíg a XNUMX. században el nem tűntek.
Az űrrakéták alapvetően Newton harmadik törvényét, a cselekvés és reakció elvét követik. Alapvetően belső égésű motorral állítják elő a gáz expanziójához szükséges mozgási energiát.
A keletkező kémiai égés nagyon erős, és hatalmas erővel nyomja le a levegőt, ahogyan azt Newton harmadik törvénye is előírja: minden erő egy másik, azonos nagyságú ellentétes irányú erőnek felel meg. Más szóval, a levegő ugyanolyan erővel löki a rakétát, mint a gáz által kifejtett lefelé irányuló erő. A gáz kilökésekor a folyamat által termelt energia hatására a reakció nem csak felemeli a rakétát, hanem lehetővé teszi, hogy nagyon nagy sebességet érjen el.
Folyékony üzemanyagú rakéták
A folyékony tüzelésű rakéták fejlesztése az 1920-as években kezdődött. Az első folyékony üzemanyagú rakétát a Goddard gyártotta, és 1926-ban bocsátották fel Auburn közelében, Massachusetts államban. Öt évvel később magánkezdeményezésre megépült az első német folyékony üzemanyagú rakéta is. 1932 végén a Szovjetunió először lőtte fel rakétáit.
Az első sikeres nagyméretű folyékony tüzelésű rakéta a német kísérleti V-2 volt, amelyet a második világháború alatt terveztek Wernher von Braun rakétaszakértő irányításával. A V-2-t először 3. október 1942-án indították útnak a Usedom szigeti peenemündei kutatóbázisról. A folyékony tüzelésű rakéták első generációjában a hegy a töltést hordozó rész, ami lehet robbanófej vagy tudományos műszer.
A fej közelében lévő rész általában irányító eszközöket, például giroszkópokat vagy giroszkópokat, gyorsulásérzékelőket vagy számítógépeket tartalmaz. Az alábbiakban két fő tartály található: az egyik üzemanyagot, a másik oxidálószert tartalmaz. Ha a rakéta mérete nem túl nagy, akkor mindkét alkatrészt a motorra lehet irányítani úgy, hogy az üzemanyagtartályt kevés inert gázzal nyomás alá helyezzük.
Nagy rakétáknál ez a módszer nem praktikus, mert a tank aránytalanul nehezebb lesz. Ezért a nagy folyékony tüzelésű rakétákban A nyomást az üzemanyagtartály és a rakétamotor között elhelyezett szivattyú biztosítja. Mivel a szivattyúzandó üzemanyag mennyisége nagyon nagy (még ha a V-2 másodpercenként 127 kg üzemanyagot éget is el), a szükséges szivattyú egy nagy teljesítményű, gázturbinával hajtott centrifuga.
A turbinából és annak üzemanyagából, szivattyúból, motorból és minden kapcsolódó berendezésből álló eszköz alkotja a folyékony üzemanyagú rakéta motorját. Az emberes űrrepülés megjelenésével a hasznos teher eltolódott, és számos rakéta jelent meg, mint például a Mercury, a Gemini és az Apollo. Végül az űrsikló révén a folyékony tüzelésű rakétát és rakományát egyetlen egységbe integrálják.
Remélem, hogy ezen információk birtokában többet megtudhat az űrrakétákról és jellemzőikről.