Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель взлетающий вертикально вверх ракеты работает в течение

25 летательных аппаратов, по которым можно изучать историю авиации

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

1. Бамбуковый вертолет

Один из старейших в мире летательных аппаратов, бамбуковый вертолет (также известный как бамбуковая стрекоза или китайская вертушка) — игрушка, которая взлетает вверх, если быстро раскрутить ее основной стержень. Изобретенный в Китае около 400 г. до н.э., бамбуковый вертолет состоял из лопастей-перьев, насаженных на конец бамбуковой палки.

2. Летающий фонарик

Летающий фонарик — небольшой воздушный шар из бумаги и деревянного каркаса с отверстием на дне, под которым разжигается небольшой огонь. Считается, что китайцы экспериментировали с летающими фонариками уже в 3 веке до нашей эры, но традиционно, их изобретение приписывается мудрецу и полководцу Чжугэ Ляну (181-234 г.г. н.э.).

3. Воздушный шар

Воздушный шар — первая успешная технология полета человека на несущей конструкции. Первый пилотируемый полет провели Пилатр де Розье и маркиз д’Арланд в 1783 году в Париже на воздушном шаре (на привязи), созданном братьями Монгольфьер. Современные воздушные шары могут пролетать тысячи километров (самый длительный полет на воздушном шаре — 7672 км от Японии до Северной Канады).

4. Солнечный воздушный шар

Технически этот тип воздушного шара летает за счет нагревания воздуха в нем при помощи солнечного излучения. Как правило, такие аэростаты делают из черного или темного материала. Хотя они в основном используются на рынке игрушек, некоторые солнечные шары достаточно велики для того, чтобы поднять в воздух человека.

5. Орнитоптер

Орнитоптер, который был вдохновлен полетами птиц, летучих мышей и насекомых, представляет собой самолет, который летит, хлопая крыльями. Большинство орнитоптеров беспилотные, но также было построено несколько пилотируемых орнитоптеров. Одна из самых ранних концепций такого летательного аппарата была разработана Леонардо да Винчи еще в 15 веке. В 1894 году Отто Лилиенталь, немецкий пионер авиации, впервые в истории совершил пилотируемый полет на орнитоптере.

6. Парашют

Изготавливаемый из легкой и прочной ткани (подобной нейлону) парашют представляет собой устройство, которое используется, чтобы замедлить движение объекта через атмосферу. Описание самого древнего парашюта было найдено в анонимной итальянской рукописи, датируемой 1470 годом. В современные дни парашюты используются для спуска различных грузов, в том числе людей, продуктов питания, оборудования, космических капсул и даже бомб.

7. Воздушный змей

Первоначально построенный путем растяжения шелка над рамкой из расщепленного бамбука, воздушный змей был изобретен в Китае в 5 веке до нашей эры. В течение длительного времени много других культур переняли это устройство, а некоторые из них даже продолжали дальнейшее усовершенствование этого простого летательного аппарата. Например, воздушные змеи, способные переносить человека, как полагают, существовали в древнем Китае и Японии.

8. Дирижабль

Дирижабль стал первым летательным аппаратом, способным на управляемые взлет и посадку. В начале в дирижаблях использовали водород, но из-за большой взрывоопасности этого газа, в большинстве дирижаблей, построенных после 1960-х годов, начали использовать гелий. Дирижабль также может оснащаться двигателями, а экипажа и/или полезная нагрузка в нем расположены в одной или нескольких «гондолах», подвешенных под баллоном с газом.

9. Планер

Планер — летательный аппарат тяжелее воздуха, который поддерживается в полете динамической реакцией воздуха на его несущие поверхности, т.е. он не зависит от двигателя. Таким образом, большинство планеров не имеют двигателя, хотя некоторые парапланы могут быть оснащены ими, чтобы продлить полет в случае необходимости.

10. Биплан

Биплан — самолет с двумя неподвижными крыльями, которые расположены друг над другом. Бипланы имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными конструкциями крыла (монопланами): они позволяют добиться большей площади крыльев и подъемной силы при меньшем размахе крыла. Биплан братьев Райт в 1903 году стал первым успешно поднявшимся в воздух самолетом.

11. Вертолет

Вертолет — винтокрылый летательный аппарат, который может взлетать и садиться вертикально, парить и лететь в любом направлении. На протяжении последних столетий было много концепций, похожих на современные вертолеты, но только в 1936 году был построен первый рабочий вертолет Фокке-Вульф Fw 61.

12. Аэроцикл

В 1950-х годах Lackner Helicopters придумали необычный летательный аппарат. HZ-1 Aerocycle предназначался для эксплуатации неопытными пилотами в качестве стандартной разведывательной машины в армии США. Хотя раннее тестирование показало, что аппарат может предоставить достаточную мобильность на поле боя, более обширные оценки показали, что его слишком трудно контролировать неподготовленным пехотинцам. В итоге, после пары аварий проект был заморожен.

13. Кайтун

Кайтун — гибрид воздушного змея и воздушного шара. Основным его преимуществом является то, что кайтун может оставаться в достаточно стабильном положении над точкой привязки троса, независимо от силы ветра, в то время как обычные воздушные шары и воздушные змеи менее стабильны.

14. Дельтаплан

Дельтаплан – немоторизованный летательный аппарат тяжелее воздуха, в котором отсутствует хвост. Современные дельтапланы изготовлены из алюминиевого сплава или композитных материалов, а крыло — из синтетической парусины. Эти аппараты имеют высокое соотношение подъемной силы, что позволяет пилотам летать в течение нескольких часов на высоте тысяч метров над уровнем моря в восходящих потоках теплого воздуха и исполнять фигуры высшего пилотажа.

15. Гибридный дирижабль

Гибридный дирижабль представляет собой летательный аппарат, который сочетает в себе характеристики аппарата легче воздуха (т. е. технологии дирижабля) с технологиями летательных аппаратов тяжелее воздуха (либо неподвижное крыло, либо роторный винт). На массовое производство такие конструкции не были поставлены, но на свет появилось несколько пилотируемых и беспилотных прототипов, включая Lockheed Martin P-791 — экспериментальный гибридный дирижабль, разработанный Lockheed Martin.

16. Авиалайнер

Также известный как реактивный лайнер, реактивный пассажирский самолет представляет собой тип самолета, предназначенный для перевозки пассажиров и грузов по воздуху, который передвигается благодаря реактивным двигателям. Эти двигатели позволяют самолету достигать высоких скоростей и генерировать достаточную тягу для передвижения воздушного судна большой массы. В настоящее время A380 Airbus является крупнейшим в мире реактивным пассажирским лайнером со вместимостью до 853 человек.

17. Ракетоплан

Ракетный самолет — летательный аппарат, который использует ракетный двигатель. Ракетопланы могут достигать гораздо более высоких скоростей, чем реактивные самолеты аналогичных размеров. Как правило, двигатель у них работает в течение не более нескольких минут, после чего самолет планирует. Ракетоплан подходит для полетов на очень большой высоте, а также он способен развивать гораздо большее ускорение и имеет более короткий разбег.

Читать еще:  Фотонный двигатель для космических кораблей принцип работы

18. Поплавковый гидросамолет

Это тип самолета с неподвижным крылом, способный взлетать с воды и садиться на нее. Плавучесть гидросамолету обеспечивают понтоны или поплавки, которые устанавливаются вместо шасси под фюзеляжем. Поплавковые гидросамолеты широко использовались до Второй мировой войны, но затем их вытеснили вертолеты и самолеты, применяющиеся с авианосцев.

19. Летающая лодка

Другой тип гидросамолета — летающая лодка — представляет собой самолет с фиксированным крылом и корпусом такой формы, которая позволяет ему садиться на воду. Он отличается от поплавкового гидросамолета тем, что в нем используется специально спроектированный фюзеляж, который может плавать. Летающие лодки были очень распространены в первой половине 20-го века. Подобно поплавковым гидросамолетам, впоследствии их перестали использовать после Второй мировой войны.

20. Грузовой самолет

Также известный под другими названиями (например, грузовое воздушное судно, грузовое судно, транспортный самолет или грузовой самолет), грузовой самолет является самолетом с неподвижным крылом, который предназначен или переоборудован для перевозки грузов, а не пассажиров. В данный момент самым большим и самым грузоподъемным в мире является построенный в 1988 году Ан-225.

21. Бомбардировщик

Бомбардировщик — боевой самолет, предназначенный для атаки наземных и морских целей путем сбрасывания бомб, запуска торпед или пуска крылатых ракет «воздух-земля». Есть два типа бомбардировщиков. Стратегические бомбардировщики в первую очередь предназначены для бомбардировочных миссий дальнего действия — т. е. для атаки стратегических целей, таких как базы снабжения, мосты, заводы, верфи и т.д. Тактические бомбардировщики направлены на противодействие военной деятельности противника и поддержки наступательных операций.

22. Космоплан

Космоплан — аэрокосмический аппарат, который используется в атмосфере Земли. Они могут использовать как только ракеты, так и вспомогательные обычные реактивные двигатели. Сегодня есть пять подобных аппаратов, которые успешно использовались: X-15, Space Shuttle, Буран, SpaceShipOne и Boeing X-37.

23. Космический корабль

Космический корабль представляет собой транспортное средство, предназначенное для полетов в космическом пространстве. Космические аппараты используются для различных целей, в том числе для связи, для наблюдения за Землей, метеорологии, навигации, космической колонизации, исследования планет, а также перевозки людей и грузов.

24. Космическая капсула

Космическая капсула представляет собой особый тип космического аппарата, который был использован в большинстве пилотируемых космических программ. Пилотируемая космическая капсула должна иметь все необходимое для повседневной жизни, включая воздух, воду и пищу. Космическая капсула также защищает космонавтов от холода и космической радиации.

25. Дрон

Официально известный как беспилотный летательный аппарат (БПЛА), дрон часто используется для миссий, которые являются слишком «опасными» или попросту невозможными для людей. Изначально они использовались в основном в военных целях, а сегодня их можно встретить буквально повсюду.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Вариант 3

Проверочная работа включает в себя 18 заданий. На выполнение работы по физике отводится 1 час 30 минут (90 минут).

Прочитайте перечень понятий, с которыми Вы сталкивались в курсе физики.

Полёт самолёта, ампер, таяние льда, ньютон, электромагнитная волна, фарад.

Разделите эти понятия на две группы по выбранному Вами признаку. Запишите в таблицу название каждой группы и понятия, входящие в эту группу.

Название группы понятийПеречень понятий
Название группы понятийПеречень понятий
Физическое явлениеПолёт самолёта, таяние льда, электромагнитная волна
Единица измерения физи­ческой величиныАмпер, ньютон, фарад

Выберите два верных утверждения о физических величинах или понятиях. Обведите их номера.

1. В лифте, движущемся вниз равноускорено из состояния покоя, стоит ящик. Модуль веса ящика равен модулю силы тяжести.

2. Ускорение — физическая величина, определяющая быстроту изменения скорости тела.

3. Сила трения скольжения зависит от площади соприкосновения бруска и поверхности.

4. Закон всемирного тяготения справедлив только для материальных точек.

5. Энергия связи ядра определяется величиной той работы, которую нужно совершить, чтобы расщепить ядро на составляющие его нуклоны без придания им кинетической энергии.

Ракетка прогибается от удара по теннисному мячу. Под действием какой силы прогибается ракетка?

Прочитайте текст и вставьте пропущенные слова:

Слова в ответе могут повторяться.

Ракета стартует с земли и, разгоняясь, поднимается на небольшую высоту над земной поверхностью. Во время полёта кинетическая энергия ракеты __________. В это же время потенциальная энергия ракеты __________. Можно сделать вывод, что при старте ракеты её полная механическая энергия __________.

Воздух в герметичном сосуде поместили в сосуд с водой и начали увеличивать объем. Как изменится масса воздуха, температура и давление в сосуде? Для каждой величины определите характер изменения и поставьте знак «V» в нужной клетке таблицы.

Связанная система элементарных частиц содержит 8 электронов, 8 нейтронов и 8 протонов. Используя фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева, определите ионом или нейтральным атомом какого элемента является эта система?

На рисунках приведены спектры излучения атомарных паров водорода (1), гелия (2), натрия (3), смесь вещества (4). Содержится ли в смеси вещества водород, гелий, натрий? Ответ поясните.

Сколько времени потребуется нагревателю, сопротивление которого 10 Ом, чтобы произвести 250 кДж теплоты, если через него течёт электрический ток силой 10 А?

Запишите формулы и сделайте расчёты.

Возможный ответ

Верно записана формула закона Джоуля — Ленца Q = I 2 Rt и получена формула для расчё­та времени t = Q/(I 2 R) = 250 000 Дж/(10 2 А 2 * 10 Ом) = 250 с.

Расположите виды электромагнитных волн в порядке возрастания их частоты. Запишите в ответе соответствующую последовательность цифр.

3) тепловое излучение

Ответ: _____ → _____ → _____

С помощью вольтметра проводились измерения электрического напряжения. Шкала вольтметра проградуирована в В, Погрешность измерений напряжения равна 0,5 цены деления шкалы вольтметра. Запишите в ответ показания вольтметра в В с учётом погрешности измерений.

Учащийся исследовал зависимость длины пружины L от массы грузов, лежащих в чашке пружинных весов. Какое значение коэффициента жесткости пружины он получил с учетом погрешностей измерений ([math]bigtriangleup m[/math] = ±1г [math]bigtriangleup L[/math] = ±0.2 см)?

Запишите в ответ показания барометра в кПа с учётом погрешности измерений.

Вам необходимо исследовать, как зависит показатель преломления света от вещества, в котором наблюдается явление преломления света. Имеется следующее оборудование:

— полукруглые пластинки из стекла, полистирола и горного хрусталя;

1. Опишите экспериментальную установку.

2. Опишите порядок действий при проведении исследования.

1. Используется установка, изображённая на рисунке. Угол падения и угол преломления измеряются при помощи транспортира.

2. Проводятся два-три опыта, в которых луч лазерной указки направляют на пластинки из разных материалов (стекло, полистирол, горный хрусталь). Угол падения луча на плоскую грань пластинки оставляют неизменным, а угол преломления измеряют.

3. По формуле [math]frac=n[/math] находят показатели преломления и сравнивают.

Читать еще:  В чем разница восьми и шестнадцати клапанного двигателя

Установите соответствие между примерами и физическими явлениями, которые этими примерами иллюстрируются. Для каждого примера проявления физических явлений из первого столбца подберите соответствующее название физического явления из второго столбца.

А) Лыжник, скатившийся с горки на горизонтальный участок, останавливается.

Б) Быстродвижущийся автомобиль не может сразу остановиться.

1) При скольжении одного тела по поверхности другого возникает сила трения скольжения.

2) Инертность тел.

3) При трении друг о друга двух тел происходит их электризация.

4) Сила тяжести всегда направлена к центру Земли.

Электрические нагреватели воздуха бывают четырёх основных типов: электрические конвекторы, инфракрасные обогреватели, масляные обогреватели и тепловентиляторы.

Мы поговорим только об одном из них — об электрическом конвекторе. Конвектор снабжён электрическим нагревательным элементом. Если специально подогревать воздух снизу, то он становится тёплым и перемещается наверх. На его место приходит порция холодного воздуха, который тоже нагревается и поднимается вверх. Это явление называется конвекцией. Его суть заключается в непрерывном перемещении воздушных масс из-за неравномерного нагрева различных слоев. Плотность воздуха зависит от температуры: чем теплее воздух, тем он легче. А по закону Архимеда все менее плотные тела в жидкости или газе всплывают наверх. Поэтому тёплый воздух всегда под потолком, а холодный — над полом. И так происходит до тех пор, пока весь воздух в помещении не станет примерно одинаковой температуры.

Установить нужную температуру воздуха в помещении можно с помощью рукоятки терморегулятора, установив её в положение, соответствующее определённой температуре.

Что же происходит дальше? Чтобы происходил нагрев, электрическая цепь конвектора должна быть замкнута. Терморегулятор должен размыкать её, если температура воздуха стала слишком высокой. Но при понижении температуры воздуха он должен автоматически замкнуть её снова, чтобы воздух продолжал нагреваться. Для этого терморегулятор оснащают подвижным элементом. Поворачивая ручку, мы меняем угол наклона этого элемента.

Датчик температуры конвектора имеет пластинку, выполненную из материала с высоким коэффициентом температурного расширения. Чем сильнее пластинка нагревается, тем сильнее она изгибается. Пока воздух холодный, пластинка контактирует с подвижным элементом терморегулятора. Пластинка меняет своё положение в зависимости от степени нагрева воздуха. Чем жарче, тем сильнее она отклоняется. И отклоняться она будет до тех пор, пока не разомкнёт цепь. Причём это произойдёт быстрее, если установить более низкую температуру.

При разомкнутой цепи нагрев не идёт, поэтому воздух охлаждается. Пластинка на термодатчике тоже охлаждается и возвращается в исходное положение — к элементу терморегулятора, угол наклона которого задаёт пользователь. Цепь снова замыкается, и воздух нагревается.

Какое физическое явление лежит в основе действия электрического конвектора?

Из каких точек Земли удобнее всего запускать ракеты в космос?

Взлетающие ракеты получают дополнительное ускорение от вращения, если запускаются в его направлении. Но этот импульс нужен далеко не всем выводящимся на орбиту Земли космическим аппаратам. Более половины спутников летают сегодня по траекториям, выводу на которые вращение планеты только мешает.

Впрочем, обо всём по порядку. Земля крутится вокруг своей оси вместе с людьми, животными, растениями, океанами и стартовыми площадками. Поначалу ракета взлетает с нёе горизонтально. Вблизи полюсов воздействие движения планеты ощущается не очень сильно, поскольку там Земля движется медленнее. Но ближе к экватору, например, на космодроме у мыса Канаверал (США) или на Байконуре (Казахстан), наша планета придает довольно значительное дополнительное ускорение. Так как она вращается с запада на восток, то направив ракету на восход Солнца, можно убыстрить её, не сжигая дополнительного топлива.

Для некоторых спутников это по-настоящему здорово. Но проблема в том, что для подавляющего их большинства запуск с низких широт в восточном направлении идеальным не является. Это касается, в том числе и МКС. Дело в наклоне орбиты этих аппаратов — угле между плоскостью траектории и плоскостью отсчета, коей принято считать экватор. Спутник, курсирующий непосредственно над нулевой широтой с запада на восток, будет иметь наклон в 0 градусов. Вращаясь с севера на юг, он станет на полярную орбиту, а интересующий нас параметр составит 90 градусов. Можно крутиться и «поперек шерсти» — с востока на запад, в направлении, противоположном вращению Земли. В этом случае орбита будет ретроградной, а наклон — более 90 градусов.

У МКС это значение составляет около 51 градуса, и её орбита считается высокой. Более чем у половины спутников она полярная. Почему они летают по этим траекториям, и чем их не устраивают те, где можно получить ускорение от земного вращения? Тут всё довольно просто. Главная причина заключается в том, что спутник, находящийся на наклонной орбите, может пролетать над большей частью планеты. Экипажу МКС это позволяет, например, видеть огромные участки поверхности по несколько раз за день. Спутник, находящийся на полярной орбите, с течением времени пролетает над всей планетой целиком, без каких-либо исключений. Это отлично подходит для аппаратов, обеспечивающих связь, занимающихся картографированием и проведением научных измерений.

Проблема с выводом спутников на эти траектории заключается в том, что здесь в какой-то момент разгона приходится двигаться против направления вращения планеты. И если ракеты стартуют с площадки, расположенной ближе к экватору, количество приложенных усилий будет больше. Добиться цели не так уж и сложно — нужно просто направить «снаряд» немного на запад. Но, как это часто бывает в инженерном деле, это легче сказать, чем сделать. Топлива для такого маневра требуется больше, из-за чего те же Канаверал и Байконур не очень подходят для запуска спутников с полярной орбитой. Более северный космодром был бы в этом плане предпочтительнее. Впрочем, этот фактор не настолько неприятен, чтобы космические державы пытались избавиться от него любыми способами. Неприятно, конечно, что вместо приборов и инструментов приходится брать на борт горючее, однако перспективы строительства, содержания и эксплуатации космодрома где-нибудь в Арктике оптимизма ни у кого пока не вызывают.

Стартовая площадка космодрома Ванденберг

Ещё одной неприятной проблемой преодоления вращения Земли является потенциальная опасность падения обломков на головы ничего не подозревающих землян. Инциденты подобного рода уже известны, в том числе и с пострадавшими коровами. В США, например, именно по этой причине спутники с полярными орбитами запускают не из Флориды. Для этого используется космодром на военно-воздушной базе Ванденберг в Южной Калифорнии. Он лишь немногим севернее, зато обладает огромным преимуществом в виде гигантского океана, раскинувшегося западнее. Считается, что туда падать может что угодно.

megavolt_lab

  • Зафрендить
  • RSS
Читать еще:  Что может быть в двигателе в масле бензин

Записки сумасшедшего ракетчика

В этом блоге я буду много писать о ракетах и космических аппаратах, но для начала давайте разберемся с тем, что же такое ракета и за счет чего она летает. Ведь кроме ракеты есть еще немало видов техники, умеющей летать.

Самолет летает, опираясь крыльями на воздух (крыло благодаря своей форме создает разницу давлений над собой и под собой, за счет чего более высокое давление снизу толкает крыло вверх в зону низкого давления). Все, что нужно, — набрать скорость, при которой подъемная сила крыла будет больше веса самолета. Для этого можно использовать реактивный двигатель, но в отличие от ракетного двигателя самолетный берет кислород для сжигания топлива из воздуха. Таким образом самолет не может летать выше определенной высоты, где плотности воздуха не хватит для создания крылом подъемной силы, а количества кислорода не хватит для работы двигателя. Для полета в космос непригоден.

Есть тип летательных аппаратов, которые могут обходиться вообще без двигателя. Это аэростаты (воздушные шары). Летают только засчет силы Архимеда. В сети есть много видео, где люди развлечения ради запускают самодельные воздушные шары с камерой, как они пишут, в космос. Вот пример такого видео:

Только это далеко не космос. Шар у этих товарищей взлетел на высоту 33 км, что является стратосферой, а официальная граница космоса — 100 км. Вообще шарики с гелием особо выше 30 — 33 км никогда не поднимутся, потому что воздушный шар не может взлететь выше той высоты, где плотность воздуха равна плотности газа в шаре. Для полета в космос непригоден.

Но как же подняться выше предельных высот для самолетов и воздушных шаров? Вот тут-то нас и выручит ракета. Основное отличие ракеты от других видов летательных аппаратов состоит в том, что полет ракеты практически никак не зависит от внешних условий (плотности воздуха, его состава и т. п.), поскольку все, что ей нужно для полета у нее с собой.

Попробуйте встать на лед на коньках, держа в руках большой тяжелый предмет (например, кирпич). Со всей силы швырните кирпич вперед, — и вы заметите, что сами начнете двигаться назад. Дело в том, что швыряя кирпич, вы сами оттолкнулись от него, поэтому поехали назад. Причем, чем тяжелее кирпич и чем сильнее вы его бросите, тем быстрее и дальше поедете сами.

Точно также делает ракета, только вместо кирпичей она швыряет молекулы продуктов сгорания топлива (они называются рабочим телом) и, отталкиваясь от них, движется в сторону противоположную той, куда летят эти молекулы. Есть интересная зависимость: с увеличением массы рабочего тела, увеличивается сила, с которой ракета от него отталкивается, а с увеличением скорости отбрасывания рабочего тела, сила возрастает в квадратичном порядке. Таким образом гораздо выгоднее отбрасывать небольшую массу с большой скоростью, чем большую массу с меньшей скоростью. Поэтому в качестве рабочего тела ракеты используются газы (исключение — любительские водяные ракеты, где рабочим телом является жидкая вода), а скорость истекания их из ракеты во много раз превышает скорость звука.

Для того, чтобы ракета полетела, нужно чтобы сила, с которой она отталкивается от рабочего тела (эту силу называют тягой двигателя) превышала вес ракеты. Параметр, показывающий, во сколько раз тяга двигателя превышает вес ракеты, называется тяговооруженность ракеты.

Современная ракета Союз очень тяжелая. Ее масса вместе с топливом и поднимаемым ей космическим кораблем составляет 307,7 тонн. Для того, чтобы поднять такую массу, ракете нужно выбрасывать рабочее тело с огромной скоростью: от 2,5 км/с, до 3 км/с, что примерно в 9 раз превышает скорость звука у поверхности Земли.

Вот, как выглядит старт этой ракеты:

Но для успешного полета ракете мало только двигателя и топлива. Нужна еще, как минимум, система стабилизации. Дело в том, что сила тяги двигателя прикладывается к ракете снизу, гораздо ниже ее центра тяжести, поэтому ракета в течение всего полета находится в состоянии неустойчивого равновесия. Чтобы понять смысл этих слов попробуйте удержать карандаш острием на пальце.

Задача системы стабилизации — отслеживать положение ракеты относительно вертикали и если положение начнет изменяться (ракета заваливается), вовремя принять меры к возврату ракеты в первоначальное положение. Звучит это сложно и заумно, но на деле все довольно просто.

Простейшая система стабилизации — аэродинамическая. Это те самые «крылышки», которые нередко рисуют на мультяшных ракетах:

Работает она очень просто: «крылышки» (называются стабилизаторы) увеличивают площадь поверхности корпуса ракеты позади центра тяжести. При отклонении ракеты от курса набегающий поток воздуха давит на боковую поверхность корпуса тем сильнее, чем больше эта поверхность. Поскольку позади центра тяжести поверхность больше, чем впереди, воздух давит на нее сильнее, заставляя ракету повернуться вокруг центра тяжести и вернуться на курс.

Разумеется, такая система работает только в атмосфере. В космосе, где воздуха нет, аэродинамические стабилизаторы бесполезны. Для космических ракет применяется активная система стабилизации. Она состоит из гироскопа, бортовой электроники и маленьких подруливающих двигателей.

Гироскоп — это волчок, быстро вращающееся тело. Его основное свойство — сохранять свое положение в пространстве. Как бы ракета ни поворачивалась, гироскоп внутри нее остается в первоначальном положении, поэтому его можно использовать, как ориентир, относительно которого электроника с помощью датчиков отслеживает, в какой момент в какую сторону и насколько ракета повернулась.

Вот здесь можно посмотреть на то, как работает гироскоп:

Основываясь на показания датчиков, следящих за положением гироскопа относительно ракеты, бортовая электроника выдает команды исполнительным механизмам на изменение положения маленьких подруливающих двигателей, расположенных рядом с основным двигателем. Они изменяют направление вектора тяги, создавая вращательный момент, возвращающий ракету в заданное положение.

На этой фотографии изображен двигатель центрального блока ракеты Союз. Кроме основных четырех сопел видны четыре маленьких сопла, расположенные по краям блока. Это и есть подруливающие двигатели. Они закреплены на кардановом подвесе, поэтому могут поворачиваться.

Бывает, что и основной двигатель может поворачиваться, выполняя роль подруливающего, но такая технология применима для двигателей с небольшой тягой, так как кардановый подвес слабоват для мощных двигателей. Пример применения основного двигателя в качестве подруливающего — маршевый двигатель взлетной ступени лунного модуля космического корабля Аполлон.

На этом пока все. В следующей статье я расскажу о том, как ракеты выводят на орбиту космические аппараты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector