Ракета

от Уикипедия, свободната енциклопедия
(пренасочване от Ракети)
Направо към навигацията Направо към търсенето

RAKETATA IZLITA

Емблема за пояснителна страница Вижте пояснителната страница за други значения на Ракета.

Изстрелването на Аполо 11 с първите хора, които ще стъпят на Луната
Ракета Атлас на САЩ
Ракета Протон на Русия

Ракета е летателен апарат, движещ се посредством реактивна сила, създавана чрез изхвърляне на част от собствената му маса. За да лети ракетата, не е задължително наличието на въздушна или газова среда – тя може да лети както в атмосферата, така и във вакуум.

Ракетите се задвижват с твърдо или течно ракетно гориво. При изгарянето си горивото образува газова струя, която предизвиква движение на реактивен принцип – виж Трети закон на Нютон.В дадения случай това ще гласи: Теглителната сила на ракетния двигател е равна на скоростта на изгорелите газове умножена по тяхната маса.

В общия случай думата „ракета“ означава различни летящи устройства – от празничния фойерверк до космическа ракета-носител.

Конструкция[редактиране | редактиране на кода]

От конструктивна гледна ракетите притежават някои характерни елементи, които спомагат полета ѝ в и извън атмосферата на Земята.

Обтекател[редактиране | редактиране на кода]

За да се минимализира въздушното съпротивление, от една страна площта на раке­тата, обти­чана от въз­духа, трябва да бъде възможно най-малка (т.е. раке­тата трябва да бъде въз­можно най-тясна), за да бъде и триенето минимално, а от друга – формата на раке­тата трябва да е такава, че да се обтича плавно (лами­нарно) от въз­духа. Ако при обти­ча­нето се обра­зу­ват тур­бу­лен­тни завих­ря­ния, това води до допъл­ни­телно въз­душно съп­ро­тив­ле­ние, което може мно­гок­ратно да над­х­върли съп­ро­тив­ле­ни­ето от три­ене, а освен това и зна­чи­телно вло­шава устой­чи­востта на полета. Обтичането на ракетата се определя до голяма степен именно от формата на предната част, където се поставя и обтекателя.

Оптималната форма на обтекателя се определя от скоростта на движение на ракетата. Ако раке­тата е пред­наз­на­чена за доз­ву­ков полет, то тео­ри­ята и прак­ти­ката показ­ват, че най-добрата форма на обте­ка­теля е пара­бо­лич­ната (объл нос). В свръх­з­ву­ко­вия диа­па­зон обаче пред­по­чи­тана започва да става ост­рата кону­со­об­разна форма. Кол­кото по-бързо се движи раке­тата, тол­кова по-остър трябва да е обте­ка­теля ѝ. Но тъй като при много високи свръх­з­ву­кови ско­рости раке­тата се наг­рява зна­чи­телно, ост­рите ръбове не са желани и затова в този слу­чай отново започ­ват да се изпол­з­ват заоб­лени форми, чрез които топ­ли­ната се раз­п­ре­деля по-плавно.

Корпус[редактиране | редактиране на кода]

Кор­пу­сът на раке­тите е кух цилин­дър, чиято цел е да поме­щава пропелантът на раке­тата и ней­ния дви­га­тел. Към него се пос­та­вят следните изис­к­ва­ния – да е кол­кото се може по-лек и кол­кото се може по-здрав. Кон­с­т­рук­ци­ята на кор­пуса силно зависи от раз­ме­рите на раке­тата – ако раке­тата е малка и лека, е дос­та­тъчно да се изпол­зва тръба в пре­кия сми­съл на думата, която се изра­ботва от поли­мер, ком­по­зи­тен мате­риал или лек метал. Масив­ните ракети имат по-усложнена кон­с­т­рук­ция на кор­пуса, напо­до­бя­ваща тази на фюзе­лажа на само­ле­тите. Фор­мата на кор­пуса се задава от мно­жес­тво здрави рамки с пръс­те­но­видна форма, съе­ди­нени помежду си с метални еле­менти, прос­ти­ращи се над­лъж по раке­тата и нари­чани стрин­гери. От вън­ш­ната страна на този „скелет“се пос­тавя обшив­ката, която пос­реща въз­душ­ното нато­вар­ване и го пре­дава рав­но­мерно на сило­вите еле­менти – рамките.

Типът на раке­тата също оказва вли­я­ние върху кон­с­т­рук­ци­ята на кор­пуса ѝ. Нап­ри­мер раке­тите, изпол­з­ващи твърдо гориво, извър­ш­ват изга­ря­нето му нап­раво в кор­пуса на раке­тата. Това озна­чава, че кор­пу­сът трябва да понася допъл­ни­телно нато­вар­ване от висо­кото наля­гане вътре и сле­до­ва­телно обшив­ката ще бъде по-дебела.

Двигателна установка[редактиране | редактиране на кода]

В мно­зин­с­твото от раке­тите реак­тив­ната сила се съз­дава пос­ред­с­т­вом химическа реакцияизга­ряне на гориво. Затова такива ракети се нари­чат хими­чески. Характерна особеност за този вид раке­ти е, че се зареж­дат както с гориво, така и с окис­ли­тел. Всички оста­нали кон­вен­ци­о­нални горивни дви­га­тели изпол­з­ват за изга­ря­нето на гори­вото кис­ло­род от атмос­фе­рата. Раке­тите обаче летят на висо­чина, където кис­ло­ро­дът е крайно недос­та­тъчно, ако изобщо го има, и затова те се зареж­дат освен с гориво и с кис­ло­род съдър­жащи съединения.

Сопло[редактиране | редактиране на кода]

Соп­лото всъщ­ност е неде­лима част от дви­га­тел­ната уста­новка, но поради важ­ността му, то често се раз­г­лежда отделно. От него­вата кон­с­т­рук­ция зависи с каква ско­рост газо­вете, полу­чени при изга­ря­нето на гори­вото, ще напус­нат раке­тата. Тази ско­рост трябва да бъде кол­кото се може по-висока, за да бъде раке­тата мак­си­мално бърза.

Прин­ци­път при конструиране на соплото е след­ният – в горив­ната камера в резултат на химическата реакция са получени газове с високо наля­гане, което по зако­ните на меха­ни­ката на флу­и­дите, трябва да се пре­об­ра­зу­ва в кине­тична енер­гия – т.е. ско­рост на газа. За целта се изпол­зва ефек­тът на Бер­нули: ако имаме една тръба със стес­ня­ващо се сече­ние и в нея про­тича няка­къв флуид – теч­ност или газ – той неп­ре­къс­нато уве­ли­чава ско­ростта си, докато тръ­бата се стес­нява, а същев­ре­менно наля­га­нето му нама­лява.

Ракет­ните сопла при­ли­чат именно на стес­ня­ваща тръба, в която газът се уско­рява. Но при свръхзвуковите ракети това не е достатъчно. Изго­ре­лите газове се уско­ря­ват до зву­кова ско­рост в стес­ня­ва­щото се сопло и тогава сечението на соп­лото трябва да започне да се раз­ши­рява, което води до допълнително ускоряване на вече свръх­з­ву­ко­вите газове. Това се получава, защото свръх­з­ву­ко­вият поток се държи про­ти­во­по­ложно на доз­ву­ко­вия – ско­ростта му се уве­ли­чава в раз­ши­ря­ваща се тръба и се нама­лява в стес­ня­ваща се. В крайна сметка, за да се уско­рят ракет­ните газове до свръх­з­ву­кова ско­рост, фор­мата на соп­лото (нари­чано в този слу­чай сопло на Лавал) трябва да е пър­во­на­чално стес­ня­ваща се, а след това раз­ши­ря­ваща се.

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Източници[редактиране | редактиране на кода]