X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Как нигде, закон сохранения и превращения энергии из одной в другую используется в космической ракете.

В 1903 году в Петербурге была опубликована работа К.Э. Циолковского под названием "Исследование мировых пространств реактивными приборами", автор, который подробно разработал теорию ракеты как единственного двигателя, способного понести человека к другим планетам Солнечной Системы. Как же далеко вперед смотрел замечательный ученый. Уже тогда он сумел дать математически точный расчет ракеты, указать наиболее выгодное топливо для нее, дать идею составной ракеты и еще многое другое, что мы лишь теперь, 50 с лишним лет спустя, претворили это в жизнь. Что же представляет собой ракетный двигатель, на каких физических законов основано его действие? Каждый знает, что выстрел из ружья сопровождается отдачей. Если бы вес пули равнялся весу ружья, они разлетелись бы с одинаковой скоростью и на равные расстояния. Отдача будет и при холостом выстреле, правда, она значительно меньше. Отдача происходит потому, что отбрасываемая масса газов создает реактивную силу, благодаря которой может быть обеспечено передвижение как в воздухе, так и в безвоздушном пространстве. И чем больше масса и скорость истекающих газов, тем большую силу отдачи ощущает наше плечо, тем сильнее реакция ружья, тем больше реактивная сила.

Любая ракета состоит из корпуса, камеры сгорания и сопла. Горючее может располагаться прямо в камере сгорания или в отдельных баках. Циолковский вывел формулу, позволяющую рассчитать максимальную скорость, которую может развить ракета. Это максимально достижимая скорость в первую очередь зависит, конечно, от скорости истечения газов из сопла ракеты. А скорость газов в свою очередь зависит прежде всего от вида топлива и температуры газовой струи. Чем выше температура, тем больше скорость. Значит, для ракеты нужно подбирать самое калорийное топливо, которое при сгорании дает наибольшее количество теплоты,но максимальная скорость ракеты зависит не только от скорости истечения газов из сопла. Она зависит от начальной и конечной массы ракеты.

Конструкция современной ракеты должна отвечать ряду требований. Очень важно чтобы сила тяги всегда проходила через центр тяжести ракеты. По мере сгорания топлива центр тяжести должен перемещаться строго по оси симметрии ракеты .Если не выполнить этого то ракета может отклониться от заданного курса или даже начать вращательное движение. Выравнивания курса осуществляется установкой дополнительных сопел или поворачивать сам двигатель внутри ракеты Каждая ступень ракеты работает в различных условиях, которые определяют ее устройство. Мощность и время работы каждого следующего двигателя должны быть меньше, а значит, и конструкция последущий ступени должна быть проще

Большинство ракет носителей оснащаются химическими ракетными двигателями. Основные компоненты-керосин(топливо),а окислителем выступает жидкий кислород ,а также нессиметричный диметилгидрозин и азотная кислота или сжиженный водород и кислород.На твердом топливе летают американские космические ракеты ,но они не всегда хорошо управляются .Масса топлива в общей массе ракеты на старте составляет до 90 процентов.Как уже говорилось выше, горючие газы выбрасываются из сопла ракеты ,заставляя ее лететь.чтобы преодолеть земное притяжение скорость ракеты должна быть не менее 7,9 км/c,так называемое первой космической скоростью.Для того ,чтобы запустить ракеты к другим планетам солнечной системы, первой скорости уже не достаточно, необходима вторая космическая скорость которая должна быть не менее 11,19 км/c,а чтобы вылететь за пределы солнечной системы(преодолев силы притяжений планет солнца) необходима 3 космическая скорость в 16,7км/с.Современная космическая ракета-это очень сложное сооружение и при их создании используются самые современные технологии. Полет ракеты регулируется бортовой системой управления. В большинстве случаях расположение ступене ракеты комбинированое , то есть продольное и поперечное(поперечное-первая ступень ,продольное 2 и 3).Современные ракеты в основном имеют 4 ступени. В настоящее время уже 6 стран имеют свои собственные космические ракеты -носителти,это-Россия,США,Китай,Индия и Израиль.

Код для цитирования: Скопировать