Қорғаныс және әскери

Ракеталар 101: Ракеталар қаншалықты дәл жұмыс істейді?

Ракеталар 101: Ракеталар қаншалықты дәл жұмыс істейді?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Адамдар заттарды жылжыту үшін басқарылатын жарылыстарды көптеген ғасырлар бойы қолданып келеді. Жиі зымырандар деп аталатын бұл құрылғылар бүгінде отшашулар, сигналдық оттар, соғыс қаруы және ғарышты игеру ретінде қолданылады.

Бірақ олар шын мәнінде қалай жұмыс істейді? Енді өте қысқаша қарастырайық.

Бұл мақала жан-жақты нұсқаулық болуға арналмаған, өйткені ракета ғылымы, сайып келгенде, «зымыран ғылымы».

Зымырандар дәл қалай жұмыс істейді?

Мүмкін сіз зымырандардың «өздерін ауамен итеріп жіберуімен» әрекет ететінін елестетуіңіз мүмкін. Бірақ зымырандар кеңістіктің вакуумында да жақсы жұмыс істей алатындықтан, бұл іс жүзінде болып жатқан жоқ.

Олар бұрын айтылғандай, Ньютонның Үшінші Қозғалыс Заңы қағидасын қолдана отырып жұмыс істейді, көбінесе «әр іс-қимыл үшін тең және қарама-қарсы реакция болады» деп айтылады. Ракеталар, демек, қозғалатын объектінің күші - импульсты пайдалану арқылы жұмыс істейді.

Барлығы тең, сыртқы күштер болмаса, объектілердің жиынтық импульсі уақыт өте келе тұрақты болып отыруы керек. Бұл Ньютонның әйгілі Үшінші Қозғалыс Заңында қамтылған.

Мұны елестету үшін баскетболды қолыңызға ұстап тұрып, скейтбордта тұрғаныңызды елестетіп көріңіз.

Егер сіз баскетболды бір бағытқа лақтыратын болсаңыз, онда сіз (және скейтборд) бірдей күшпен қарсы бағытта домалақ болар едіңіз. Допты лақтыруға неғұрлым көп күш жұмсалса, соғұрлым көп күш скейтбордты қарсы бағытқа итермелейді.

Ракеталар дәл осылай жұмыс істейді. Зымыранның бір ұшынан ыстық сарқынды шығару арқылы зымыран қарама-қарсы бағытта қозғалады - скейтборд мысалындағыдай.

Автокөлік немесе ұшақ қозғалтқыштары, соның ішінде реактивті қозғалтқыштар жұмыс істеу үшін ауаны қажет етеді (жақсы, олардағы оттегі қажет) және осы себепті олар кеңістік вакуумында жұмыс істей алмайды. Ракеталар ғарышта жақсы жұмыс істейді.

Бірақ қалай?

Жану немесе реактивті қозғалтқыштардан айырмашылығы, ракеталар өздерімен бірге тотықтырғыштарды алып жүреді. Отын сияқты, олар қатты, сұйық немесе гибридті түрінде болуы мүмкін (толығырақ кейінірек).

Тотықтырғыш пен отын зымыранның жану камерасында араласады және пайдаланылған газдар ракетаның артқы жағынан жоғары жылдамдықпен шығарылады. Мұның бәрі ауа жетіспейтін жағдайда жасалады - шын мәнінде, автомобильдер мен ұшақтардан айырмашылығы, зымырандарда ауа кірмейді.

БАЙЛАНЫСТЫ: СПИНЛАНЧ: Ғарыш кеңістігінің катапультациясын қолданған кезде кімге ракеткалар керек?

Зымыранның шығатын молекулалары жеке-жеке өте аз, бірақ олар ракетаның шүмегінен өте тез шығады (оларға үлкен импульс береді). Шын мәнінде, көп тонналық объектіні Жердің тартылыс күшінен қашу үшін оны импульспен қамтамасыз ету жеткілікті.

Зымыранның негізгі бөліктері қандай?

Көптеген заманауи ракеталар кем дегенде екі кезеңнен тұрады. Бұл цилиндрлік қабықшаға бірінің үстіне бірі қойылған ракетаның бөлімдері (ака-сериялық қойылым).

Зымыранды сахналаудың осы түріне мысал ретінде NASA-ның Saturn V сериясын алуға болады.

Зымырандардың басқа түрлері параллельді қоюды қолданады. Бұл жағдайда кішігірім алғашқы сатылар орталық «қолдау» зымыранының корпусына байланған. Мұндай сахналауды NASA Titan III және Delta II сияқты ракеталар қолданады.

Әрбір сатыда дизайнға байланысты сан жағынан өзгеріп отыратын өзіндік қозғалтқыштар жиынтығы бар. Мысалы, SpaceX-тің Falcon 9 бірінші сатысында тоғыз қозғалтқыш бар, ал Northrop Grumman-дың Antares ракетасында екі қозғалтқыш бар.

Бірінші кезеңнің міндеті - ракетаны атмосфераның төменгі қабатынан шығару. Көмектесу үшін қосымша күшейткіштер болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін.

Бұл бастапқы саты бүкіл зымыранның салмағын көтеруі керек болғандықтан (пайдалы және жұмсалмаған отынмен бірге), бұл әдетте ең үлкен және қуатты бөлім.

Зымыран үдеу кезінде әуеде қарсылықтың жоғарылауымен кездеседі. Бірақ ол жоғары қозғалған сайын атмосфера жұқарады және ауаға төзімділік азаяды.

Бұл дегеніміз, ракета әдеттегі ұшыру кезінде бастан кешкен стресс бастапқыда ең жоғары деңгейге көтеріліп, содан кейін қайта құлдырайды. Ең жоғарғы қысым максимум q деп аталады.

SpaceX Falcon 9 және United Atlant V Alliance Alliance Alliance үшін максимум q әдетте арасында болады 80 және 90 секунд арасындағы биіктікте ұшырылымжеті (11 км) дейін тоғыз миль (14,5 км).

Бірінші кезең өз міндетін аяқтағаннан кейін, ракеталар әдетте сол бөлімді құлатып, екінші сатысын тұтатады. Екінші сатыда аз жұмыс бар (өйткені қозғалатын массасы аз) және бұл жерде атмосфера жұқа болатындығымен ерекшеленеді.

Осы себепті екінші саты көбіне тек бір қозғалтқыштан тұрады. Көптеген зымырандар осы кезеңде де өз қоршауларын тастайды (бұл зымыранның ұшында пайдалы жүктемені қорғайтын үшкір қақпақ).

Бұрын ракетаның жойылған төменгі бөліктері атмосферада жай өртенетін еді. Бірақ шамамен 80-ші жылдардан бастап инженерлер бұл бөлімдерді қалпына келтірілетін және қайта пайдалануға болатындай етіп жобалай бастады.

SpaceX және Blue Origin сияқты жеке компаниялар бұл қағиданы әрі қарай жалғастырып, оларды Жерге оралып, өздері қонуға мүмкіндік беретін етіп жасады. Бұл пайдалы, өйткені қайтадан қолдануға болатын бөлшектер көп болған сайын, зымырандардың ұшырылымы арзандауы мүмкін.

Зымыранда қандай жанармай қолданылады?

Қазіргі зымырандар сұйық, қатты немесе гибридті отындарды қолдануға бейім. Отынның сұйық түрлері мұнай (керосин сияқты), криогендер (сұйық сутегі сияқты) немесе гиперголиктер (гидразин сияқты) болып жіктеледі.

Кейбір жағдайларда алкоголь, сутегі асқын немесе азот оксидтерін де қолдануға болады.

Қатты отындар екі түрге келеді: гомогенді және композициялық. Екеуі де өте тығыз, бөлме температурасында тұрақты және оңай сақталады.

Біріншісі не қарапайым негіз (мысалы, нитроцеллюлоза), не қос негіз (нитроцеллюлоза мен нитроглицерин қоспасы сияқты) болуы мүмкін. Ал, композициялық қатты отындар тотықтырғыш ретінде кристалданған немесе ұсақталған минералды тұзды пайдаланады.

Көп жағдайда нақты жанармай алюминийге негізделген. Отын мен тотықтырғышты әдетте жану кезінде тұтынылатын полимерлі байланыстырғыш ұстайды.

Зымыранды ұшыру алаңдары қалай жұмыс істейді?

Іске қосу алаңдары, аты айтып тұрғандай, ракеталар ұшырылатын платформалар. Олар үлкен кешеннің, қондырғының немесе ғарыш айлағының бір бөлігін құруға бейім.

Әдеттегі ұшыру алаңы алаңнан немесе ұшыру қондырғысынан тұрады, ол әдетте зымыранды жарылыс алдында тік күйінде қолдайтын металл құрылым болады. Бұл құрылымдарда зымыранды жанармаймен қамтамасыз ететін кіндік кабельдер болады, және басқа функциялармен қатар, іске қосар алдында салқындату сұйықтығын қамтамасыз етеді.

Найзағай кезінде зымыранды қорғау үшін оларда найзағай болады.

Ұшыру кешендері зымыранның дизайны мен оператордың қажеттілігіне байланысты әр түрлі болады. Мысалы, NASA Кеннеди атындағы ғарыш орталығы «Шатлды» зымыранға тігінен бекітіліп, оны «шынжыр табан» деп аталатын үлкен танк тәрізді массивте ұшыру алаңына жылжыту үшін жасады.

Ресейде ракеталар құрастырылып, тік көтерілмес бұрын ұшыру алаңына көлденең жеткізілді орнында.


Бейнені қараңыз: Maro lathi k hura re tora fat jai Pura re Bojpuri matal dance mix song (Тамыз 2022).