головна сторінка головна сторінка головна сторінка головна сторінка

Ракети

Наука и техника
 
ru - ua - en - fr - by - de - es

Ракети споконвічно використовувалися в якості зброї. Сьогодні ці потужні, гігантські апарати служать для польотів людини в космос і доставки на орбіту штучних супутників і різного встаткування. Однак ракети з боєголовками як і раніше загрожують життя на Землі

Перші ракети були запущені близько 800 років тому. На початку XIII в. їх використовували китайці проти монголів. Як і в сучасному феєрверку, рушійною силою китайських ракет служив пороховий заряд. Прикріплені до списів або стріл ракети являли собою застрашливе зброю. Монголи були настільки вражені, що створили свої власні ракети для війни з арабами. До середини XIII в. ракети були й в арабів. Французькі хрестоносці привезли їх Вевропу.


Ракети в Європі

В 1429 г. французькі війська під командуванням Жанни д'арк за допомогою ракет відстояли Орлеан у бої проти британців. Але незабаром ракети були витиснуті більш точною зброєю - пушками

феєрверкПочинаючи з XVI в. ракети використовувалися у святкових феєрверках, спочатку в Італії, а потім і в інших європейських країнах. І тільки наприкінці XVIII в. вони знову були застосовані в бойових діях. В 1792 г. британські війська, що воювали в Індії, піддалися обстрілу невеликими металевими ракетами. Їхня ефективність виявилася настільки високої, що полковник Конгрев розв'язав створити ракетна зброя для британських військ. ДО 1804 г. він перетворив просту ракету у вкрай руйнівну зброю з фугасної або запальною бойовою частиною. Але точність влучення цієї зброї залишалася низкою приблизно до 1844 г., коли англієць Вільям Хейл винайшов метод стабілізації: вигнуті лопатки в соплі змушували ракету обертатися під час польоту, що додало їй стійкість


Дальність

Дальність польоту завжди була слабким місцем ракет. Щоб вона летіла далі, можна збільшити розміри для розміщення більшої кількості пороху або іншого виду палива. Але при цьому зростає вага ракети, її стає сутужніше привести в рух, а дальність однаково залишається обмеженої

Рішення даної проблеми запропонував француз Фрезье, а здійснив англійський полковник Боксер в 1855 г. Ідея полягала в послідовнім з'єднанні двох ракет. Коли задня секція вигорала, пирозаряд отстреливал її й запалював паливо передньої секції. Ця багатоступінчаста конструкція забезпечувала більшу дальність польоту, чому одноступінчаста ракета тієї ж маси, тому що лише частина вихідного реактивного снаряда повинна була досягтися мети. Росіянин учений Костянтин Ціолковський усвідомив важливість багатоступеневих ракет і вже в 1883 г. довів, що з їхньою допомогою можна здійснювати польоти в космос. Але до польотів у космос було ще далеко, і ракети використовувалися для інших цілей. Під час першої світової війни (1914-18) Англія збивала німецькі дирижаблі некерованими ракетами. Після закінчення війни, у результаті неослабного інтересу до ракетобудування, викликаного роботами Ціолковського, СРСР першим офіційно підтримав розвиток військової ракетної техніки. В 1929 р. дослідницькі роботи почали проводитися в Ленінградській лабораторії газодинаміки. В 1933 р. ця організація разом з московською Групою вивчення реактивного руху (ГИРД) створила ракету з рідинним ракетним двигуном (ЖРД), що встановила рекорд висоти (5,6 км) в 1936 р. В 1927 р. група німецьких інженерів організувала Суспільство космічних польотів. Під тиском нацистів ця організація була розпущена в 1934 р., але окремі вчені продовжили свої дослідження для військових цілей. Так були закладені основи лідерства Німеччини в ракетній техніці в ході Другої світової війни (1939-45). Найвидатнішим німецьким конструктором ракет у роки війни був Вернер фон Браун, що створив першу у світі балістичну ракету "Фау-1", застосовану для обстрілу Англії в 1944-45 рр.


Дослідження в США

Американським першопрохідником в області ракетної техніки став фізик Роберт Годдард, що очолив в 19209е рр. групу ентузіастів. Їм удалося запустити першу у світі ракету із ЖРД в 1926 р. Група продовжувала вносити вагомий вклад у ракетобудування аж до смерті Годдарда в 1945 р. У тому ж році Друга світова війна закінчилася поразкою Німеччини, у результаті чого СРСР і США одержали доступ до ракетних технологій і допомога з боку їх розроблювачів. Крім "Фау-2", під час Другої світової війни застосовувалися невеликі тактичні ракети, що запускаються з борту літака або із землі. Загострення " холодної війни" між США й СРСР в 19509е рр. привело до створення стратегічних ракет - міжконтинентальних носіїв ядерної зброї


Штучні супутники

Такі ракети дозволяли радянським ученим виводити невеликі об'єкти на орбіту Землі. У жовтні 1957 р. переривчасті звукові сигнали з малюсінького штучного супутника, запущеного СРСР - "Супутника-1", - возвестили про початок космічної ери

Чотири місяці через у США під керівництвом фон Брауна був зроблений відповідний запуск. Вплив ідей цього вченого тривав аж до здійснення програми "Аполлон", у якій була задіяна гігантська триступінчаста ракета "Сатурн-5", що доставила американських астронавтів на Місяць в 19б9г.

Третій закон механіки Ньютона говорить: будь-якій дії завжди відповідає рівна й протилежно спрямована протидія. Це означає, що, якщо ви стрибаєте з невеликого човна на берег, енергія вашого стрибка відштовхує човен від берега. У ракетах використовується той же принцип. Вони рухаються за рахунок викиду потоку речовини (звичайно газу). Дія енергії газу викликає протидія щодо ракети й змушує її летіти. На відміну від реактивних двигунів, яким необхідний забір повітря для спалювання палива, у ракетах є все необхідне для руху - це автономні апарати, здатні рухатися в космічному просторі


Ракетне паливо

Ракетне паливоУ більшості ракет тверде або рідке пальне спалюється в замкненому обсязі, а гази, що утворюються, випускаються через одне або трохи сопів щодо невеликого діаметра. Необхідний для спалювання палива кисень можна одержувати з хімічних сполук - наприклад, калієвої селітри. У сучасних ЖРД рідкий кисень часто використовується для спалювання таких видів пального, як гас, рідкий водень або гидразин (азотно-водневе з'єднання).

Ракетні двигуни твердого палива (РДТТ) широко застосовуються завдяки своїй простоті й надійності. Вони встановлені на більшості бойових ракет, служать прискорювачами деяких космічних апаратів і іноді використовуються як двигуни частин багатоступеневих ракет. Однак для складних космічних польотів ЖРД більш кращі, тому що створювана ними тяга легко регулюється. Крім того, при рівній вазі палива ЖРД забезпечують більшу тягу й прискорення, чому РДТТ.


Альтернативні рішення

Хоча ракети із ЖРД використовуються для відносно коротких польотів на Місяць і інші планети Сонячної системи швидкість, що розвивається ними, недостатня для подорожей в інші зоряні системи. Американський космічний зонд "Вояджер-2" для розвитку високої швидкості використовував силу притягання Юпітера й розвив швидкість приблизно 36 000 км/ч. Але навіть така швидкість занадто мала для польотів до зірок. Найближча до нас зірка (не вважаючи Сонця) - Проксима Центавра - перебуває на відстані близько 40 млн. км, і космічному кораблю, що летить зі швидкістю "Вояджера-2", знадобиться 126 000 років, щоб досягтися її. Тому вчені намагаються створити більш швидкісні ракетні двигуни

Ракети з ядерним двигуном не можна запускати із Землі через радіаційну небезпеку для здоров'я людей, але вони можуть стартувати з космосу. Такі двигуни можуть створювати величезну силу тяги за рахунок серії ядерних вибухів.


Двигуни на елементарних частках

Інші пропоновані варіанти включають перетворення водню в плазму - газоподібний потік заряджених часток. За допомогою магнітного поля плазма витісняється із двигуна й створює тягу. Ще одна ідея полягає у використанні електричного поля для викиду із двигуна іонів (заряджених атомів) ртуті або цезію. Випробування підтвердили працездатність такої системи, хоча створювана при цьому тяга неймовірно мала - лише 1 кг на кожні 4 млн. Вт споживаної електроенергії. Однак при поступовім прискоренні протягом багатьох місяців така ракета, зрештою, може розвити величезну швидкість

Раніше розглядалася ще одна можливість, що полюбився у свій час письменникам-фантастам - фотонний двигун, що створює тягу за рахунок випущення потоку квантів світла. Однак і при гостро сфальцьованому пучку світла створювана фотонами тяга не зможе зрівнятися навіть із мінімальною тягою іонного двигуна

Rambler's Top100