Cilvēka mērķis vienmēr ir bijis zināt tālāk par to, kas pastāv uz mūsu planētas. Lai to visu varētu izmeklēt klātienē, ir kosmosa raķetes. Tā ir ierīce, kas pārvietojas pa gaisu lielā ātrumā un galvenokārt tiek izmantota kā ierocis. Tomēr tas darbojas arī kosmosa izpētē.
Tāpēc mēs veltīsim šo rakstu, lai pastāstītu jums visu, kas jums jāzina par kosmosa raķetēm un to darbību.
Kas ir kosmosa raķetes
Šīm raķetēm parasti ir reaktīvais dzinējs (saukts par raķešu dzinēju), kas rada kustību, izspiežot gāzi no sadegšanas kameras. Tos var arī dzenēt, degot degvielai palaišanas caurulē.
Raķetes ir arī sava veida mašīna, pateicoties iekšdedzes dzinējam, var radīt kinētisko enerģiju, kas nepieciešama, lai paplašinātu daļu no gāzes, kas izplūst caur cauruli. Tāpēc viņiem ir reaktīvā piedziņa. Kosmosa kuģus, kas izmanto šāda veida piedziņu, bieži sauc par raķetēm.
Ar raķešu palīdzību kosmosā var nosūtīt mākslīgās zondes, satelītus un pat astronautus. Šajā ziņā mēs nevaram aizmirst tā saukto kosmosa raķešu esamību. Tā ir iekārta, kas aprīkota ar iekšdedzes dzinēju, kas ģenerē kinētisko enerģiju gāzes izplešanās reaktīvā piedziņai.
Kosmosa raķešu veidi
Ir vairāki kosmosa raķešu veidi, no kuriem svarīgākie ir:
- Ja ņemam vērā posmu skaitu, mēs atradīsim vienfāzes raķetes, ko sauc arī par monolītajām raķetēm un daudzfāzu raķetēm. Kā norāda nosaukums, ir vairāki posmi, kas notiek secīgi.
- Ja ņemam vērā degvielas veidu, mēs atradīsim raķetes cietais kurināmais, kur sadegšanas kamerā cietā stāvoklī tiek sajaukts oksidētājs un degviela, un šķidrās degvielas raķetes. Pēdējais ir raksturīgs ar to, ka oksidētājs un propelents tiek uzglabāti ārpus kameras.
Visā vēsturē ir bijušas svarīgas raķetes, jo tās veiksmīgi nosūtīja cilvēkus kosmosā. Mēs atsaucamies uz sekojošo:
- Vostok-K 8K72K, šī ir pirmā pilotējamā raķete. Tas tika ražots Krievijā un bija atbildīgs par to, lai Jurijs Gagarins būtu pirmais cilvēks, kas sasniedzis kosmosu.
- Atlass LV-3B. Padariet Džonu Glenu par pirmo amerikāņu raķeti, kas sasniedz Zemes orbītu.
- Saturn V, raķete, kas aizveda Nīlu Ārmstrongu, Maiklu Kolinsu un Buzu Oldrinu uz Mēnesi.
Pirotehnisko elementu ar pulvera cauruli sauc arī par raķeti. Cilindra apakšā ir dakts: aizdedzinot, tas sadedzina un iztukšo gāzi, liekot raķetei pacelties ļoti lielā ātrumā, līdz tā gaisā eksplodē un rada skaļu troksni.
Kā viņi strādā
Lai gan kosmosa raķešu darbības princips ir sarežģīts, princips Tas ir tāds pats kā pirmajām šaujampulvera raķetēm, par kurām mēs zinām kopš 1232. gada. Tas ir parādījies dažos ierakstos par Henanas provinces galvaspilsētas aizsardzību XNUMX. gadsimtā. Vēlāk raķetes Eiropā ieveda arābi XNUMX. un XNUMX. gadsimtā, taču tās tika izmantotas kā šaujamieroči visā kontinentā, līdz XNUMX. gadsimtā tās pazuda.
Kosmosa raķetes pamatā ievēro trešo Ņūtona likumu, darbības un reakcijas principu. Būtībā viņi izmanto iekšdedzes dzinēju, lai radītu kinētisko enerģiju, kas nepieciešama gāzes izplešanās procesam.
Iegūtā ķīmiskā sadegšana tas ir ļoti spēcīgs un spiedīs gaisu uz leju ar milzīgu spēku, kā noteikts Ņūtona trešajā likumā: katrs spēks atbilst citam vienāda lieluma spēkam pretējā virzienā. Citiem vārdiem sakot, gaiss spiež raķeti ar tādu pašu spēku kā gāze iedarbojas uz leju. Kad gāze tiek izvadīta, šī procesa radītā enerģija liek reakcijai ne tikai pacelt raķeti, bet arī ļaut tai sasniegt ļoti lielus ātrumus.
Šķidrās degvielas raķetes
Ar šķidro degvielu darbināmo raķešu izstrāde sākās 1920. gadsimta XNUMX. gados. Pirmo ar šķidro kurināmo darbināmo raķeti izgatavoja Goddards un palaida 1926. gadā netālu no Oburnas, Masačūsetsas štatā. Pēc pieciem gadiem pēc privātas iniciatīvas tika uzbūvēta arī pirmā vācu raķete ar šķidro kurināmo. 1932. gada beigās Padomju Savienība pirmo reizi palaida savas raķetes.
Pirmā veiksmīgā liela mēroga šķidrās degvielas raķete bija vācu eksperimentālā V-2, kas tika izstrādāta Otrā pasaules kara laikā raķešu eksperta Vernhera fon Brauna vadībā. V-2 pirmo reizi tika palaists no Pēnemindes pētniecības bāzes Ūzedomas salā 3. gada 1942. oktobrī. Pirmās paaudzes šķidrās degvielas raķetēs uzgalis ir lādiņa daļa, kas var būt kaujas galviņa vai zinātnisks instruments.
Galvas tuvumā esošajā daļā parasti ir vadības ierīces, piemēram, žiroskopi vai žiroskopa kompasi, paātrinājuma sensori vai datori. Zemāk ir divas galvenās tvertnes: vienā ir degviela, bet otrā - oksidētājs. Ja raķetes izmēri nav īpaši lieli, abas sastāvdaļas var novirzīt uz dzinēju, nospiežot tā degvielas tvertni ar nedaudz inertās gāzes.
Lielām raķetēm šī metode nav praktiska, jo tvertne būs nesamērīgi smagāka. Tāpēc lielās ar šķidro degvielu darbināmās raķetēs spiedienu iegūst ar sūkni, kas atrodas starp degvielas tvertni un raķetes motoru. Tā kā sūknējamās degvielas daudzums ir ļoti liels (pat ja V-2 sadedzina 127 kg degvielas sekundē), nepieciešamais sūknis ir lielas jaudas centrifūga, ko darbina gāzturbīna.
Ierīce, kas sastāv no turbīnas un tās degvielas, sūkņa, motora un visa ar to saistītā aprīkojuma, ir šķidrās degvielas raķetes dzinējs. Līdz ar pilotējamo kosmosa lidojumu parādīšanos ir mainījusies lietderīgā slodze un parādījušās vairākas raķetes, piemēram, Mercury, Gemini un Apollo. Visbeidzot, ar kosmosa kuģa starpniecību šķidrā kurināmā raķete un tās krava tiek integrētas vienā vienībā.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par kosmosa raķetēm un to īpašībām.