Принципы работы ракетоносителя

Ракетоноситель является хорошей иллюстрацией третьего закона движения Ньютона «сила действия равна силе противодействия». В случае ракетоносителя “действием” является выход из задней части ракеты выхлопных газов, образующихся при сгорании топлива ракеты в ее ракетном двигателе, а “противодействием” является давление, называемое тягой, прикладываемое к внутренней структуре ракеты-носителя, которое толкает ее в направлении, противоположном потоку выхлопных газов. В отличие от реактивных двигателей, которые работают по тому же принципу действия-реакции, но получают кислород, необходимый для сжигания их топлива из атмосферы, ракеты несут с собой свой собственный окислитель. Таким образом, они могут работать в вакууме за пределами атмосферы.
Есть примеры использования заброшенных ракет https://yuzhnoye.com.ua/v-kb-yuzhnoe-ispytali-zabroshennuyu-raketu.

Основной задачей конструкторов ракетоносителей является максимальное повышение грузоподъемности аппарата при одновременном обеспечении адекватного уровня надежности при приемлемых затратах. Достижение баланса между этими тремя факторами является сложной задачей. Для того чтобы ракетоноситель могла оторваться от Земли, ее восходящая тяга должна быть больше суммарного веса полезной нагрузки космического аппарата, его топлива и его конструкции. Это делает механическую конструкцию транспортного средства, топливные баки и ракетные двигатели как можно более легкими, но достаточно прочными, чтобы противостоять силам и напряжениям, связанным с быстрым ускорением через устойчивую атмосферу. Чаще всего топливо составляет 80 и более процентов от общей массы ракетоносителя космического аппарата до его запуска.

Этапы

Базовый подход к проектированию ракеты-носителя, впервые предложенный Константином Циолковским, состоит в том, чтобы разделить транспортное средство на “этапы”. Первая ступень является самой тяжелой частью аппарата и имеет самые большие ракетные двигатели, самые большие топливные и окислительные баки, а также самую высокую тягу; ее задача – придать начальную тягу, необходимую для преодоления земного притяжения и, таким образом, поднять общий вес аппарата и его полезную нагрузку с Земли. При отработке топлива первой ступени эта ступень отделяется от остальных частей ракетоносителя и падает обратно на Землю, либо в океан, либо на малонаселенную территорию. Когда вес первой ступени исчез, вторая ступень, со своими собственными ракетными двигателями и топливом, продолжает ускорять транспортное средство. Большинство используемых сегодня одноразовых ракетоносителей имеют только две или три ступени, но в прошлом для достижения орбитальной скорости требовалось до пяти ступеней, каждая из которых была легче предыдущей. Когда верхняя ступень завершает свою миссию, она либо падает обратно на поверхность Земли, сама выходит на орбиту, либо, что наиболее часто, распадается и испаряется, когда она сталкивается с атмосферным нагревом при своем падении обратно на Землю.

Конкретная ракетоноситель может быть сконфигурирована несколькими различными способами, в зависимости от ее миссии и веса запускаемого космического аппарата. Эта реконфигурация может быть выполнена путем добавления к первой ступени транспортного средства различного количества подвесных ускорителей, обычно твердотопливных ракетных двигателей, или путем использования различных верхних ступеней.

В принципе космическая ракетоноситель могла выйти на околоземную орбиту только с помощью одной ступени, и фактически было предпринято несколько попыток разработать многоразовый аппарат “один этап на орбиту”. Однако все попытки потерпели неудачу; двигательные и материальные технологии, необходимые для того, чтобы сделать одноступенчатый аппарат легким и достаточно мощным для достижения орбитальной скорости при транспортировке значимой полезной нагрузки, не были разработаны.

 

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector