Άμυνα & Στρατιωτικά

Rockets 101: Πώς ακριβώς λειτουργούν οι Rockets;

Rockets 101: Πώς ακριβώς λειτουργούν οι Rockets;


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.

Τα ανθρώπινα όντα χρησιμοποιούν ελεγχόμενες εκρήξεις για την προώθηση αντικειμένων για πολλούς αιώνες. Συχνά ονομάζονται πύραυλοι, σήμερα αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται συνήθως ως πυροτεχνήματα, φωτοβολίδες, όπλα πολέμου και για εξερεύνηση του διαστήματος.

Αλλά πώς λειτουργούν πραγματικά; Ας ρίξουμε μια πολύ σύντομη ματιά.

Αυτό το άρθρο δεν προορίζεται να είναι ένας ολοκληρωμένος οδηγός, καθώς η επιστήμη πυραύλων είναι, τελικά, η «επιστήμη πυραύλων».

Πώς ακριβώς λειτουργούν οι πύραυλοι;

Ίσως να μπείτε στον πειρασμό να σκεφτείτε ρουκέτες που ενεργούν απλώς «σπρώχνοντας τον αέρα». Αλλά επειδή οι πύραυλοι μπορούν επίσης να λειτουργήσουν τέλεια στο κενό του διαστήματος, αυτό δεν συμβαίνει πραγματικά.

Λειτουργούν, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, χρησιμοποιώντας την αρχή του τρίτου νόμου της κίνησης του Νεύτωνα, που συχνά αναφέρεται ως «για κάθε δράση, υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση». Οι πύραυλοι, λοιπόν, λειτουργούν πραγματικά εκμεταλλευόμενοι την ορμή - τη δύναμη που έχει ένα κινούμενο αντικείμενο.

Όλα τα πράγματα είναι ίδια, χωρίς εξωτερικές δυνάμεις, μια συνδυασμένη ορμή μιας ομάδας αντικειμένων πρέπει να παραμείνει σταθερή με την πάροδο του χρόνου. Αυτό ενσωματώνεται στον περίφημο τρίτο νόμο της κίνησης του Νεύτωνα.

Για να το φανταστείτε αυτό, φανταστείτε να στέκεστε σε ένα skateboard κρατώντας ένα μπάσκετ στα χέρια σας.

Εάν επρόκειτο να ρίξετε το μπάσκετ προς μια κατεύθυνση, εσείς (και το skateboard) θα κυλήσατε προς την αντίθετη κατεύθυνση με την ίδια δύναμη. Όσο περισσότερη δύναμη ασκείται στη ρίψη της μπάλας, τόσο μεγαλύτερη δύναμη θα ωθεί το skateboard στην αντίθετη κατεύθυνση.

Οι πύραυλοι λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο. Με την αποβολή καυτών καυσαερίων από το ένα άκρο του πυραύλου, ο πύραυλος προωθείται προς την αντίθετη κατεύθυνση - όπως και στο παράδειγμα του skateboard.

Οι κινητήρες αυτοκινήτων ή αεροπλάνων, συμπεριλαμβανομένων των κινητήρων jet, χρειάζονται αέρα για να λειτουργήσουν (καλά, χρειάζονται το οξυγόνο που περιέχει), και για το λόγο αυτό, δεν μπορούν να λειτουργήσουν στο κενό του χώρου. Οι πύραυλοι, από την άλλη πλευρά, λειτουργούν τέλεια στο διάστημα.

Αλλά πως?

Σε αντίθεση με τους κινητήρες καύσης ή jet, οι πύραυλοι μεταφέρουν οξειδωτικά μαζί τους. Ακριβώς όπως το καύσιμο, αυτά μπορούν να είναι είτε σε στερεά, υγρή ή υβριδική μορφή (περισσότερα σε αυτά αργότερα).

Ο οξειδωτής και το καύσιμο αναμιγνύονται στον θάλαμο καύσης του πυραύλου και τα καυσαέρια αποβάλλονται με υψηλή ταχύτητα από το πίσω μέρος του πυραύλου. Όλα αυτά γίνονται απουσία αέρα - στην πραγματικότητα, σε αντίθεση με τα αυτοκίνητα και τα αεροπλάνα, οι πύραυλοι δεν έχουν εισροές αέρα.

ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΜΕ: SPINLAUNCH: ΠΟΙΟΣ ΧΡΕΙΑΖΕΤΑΙ ΡΟΚΕΤΕΣ ΠΟΤΕ ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΝΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΕΤΕ ΤΙΣ ΚΑΤΑΠΟΥΛΕΣ ΧΩΡΟΥ

Τα μόρια της εξάτμισης του πυραύλου είναι ξεχωριστά πολύ μικρά, αλλά βγαίνουν από το ακροφύσιο του πυραύλου πολύ γρήγορα (δίνοντάς τους μεγάλη ορμή). Αρκετά, στην πραγματικότητα, για να δοθεί σε ένα αντικείμενο πολλών τόνων η ορμή που χρειάζεται για να ξεφύγει από τη βαρύτητα της Γης.

Ποια είναι τα κύρια μέρη ενός πυραύλου;

Οι περισσότεροι σύγχρονοι πύραυλοι αποτελούνται από τουλάχιστον δύο στάδια. Αυτά είναι τμήματα του πυραύλου που στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο σε ένα κυλινδρικό κέλυφος (γνωστό και ως σειριακή στάση).

Ένα παράδειγμα αυτής της μορφής στάσης πυραύλων είναι η σειρά Saturn V της NASA.

Άλλοι τύποι πυραύλων χρησιμοποιούν παράλληλη σταδιοποίηση. Σε αυτήν την περίπτωση, τα μικρότερα πρώτα στάδια είναι δεμένα στο σώμα ενός κεντρικού πυραύλου "υποστηρικτή". Οι πύραυλοι όπως το Titan III της NASA και το Delta II χρησιμοποιούν τέτοιου είδους σκηνοθεσία.

Κάθε στάδιο έχει το δικό του σετ κινητήρων, οι οποίοι ποικίλλουν σε αριθμό ανάλογα με τη σχεδίαση. Για παράδειγμα, το πρώτο στάδιο του Falcon 9 του SpaceX διαθέτει εννέα κινητήρες, ενώ ο πύραυλος Northrop Grumman's Antares έχει δύο.

Η δουλειά του πρώτου σταδίου είναι να βγάλει τον πύραυλο από την κατώτερη ατμόσφαιρα. Μπορεί να υπάρχουν ή να μην υπάρχουν επιπλέον ενισχυτές για να βοηθήσουν επίσης.

Επειδή αυτό το αρχικό στάδιο πρέπει να φέρει το βάρος ολόκληρου του πυραύλου (με ωφέλιμο φορτίο και ανεπανόρθωτο καύσιμο), είναι συνήθως το μεγαλύτερο και πιο ισχυρό τμήμα.

Καθώς ο πύραυλος επιταχύνεται, αντιμετωπίζει αρχικά μια αύξηση στην αντίσταση του αέρα. Αλλά καθώς κινείται ψηλότερα, η ατμόσφαιρα γίνεται λεπτότερη και η αντίσταση του αέρα μειώνεται.

Αυτό σημαίνει ότι το άγχος που βιώνει ο πύραυλος κατά τη διάρκεια μιας τυπικής εκτόξευσης ανεβαίνει αρχικά, σε μια κορυφή και στη συνέχεια πέφτει πίσω. Η μέγιστη πίεση είναι γνωστή ως max q.

Για το SpaceX Falcon 9 και το United Launch Alliance Atlas V, το max q συνήθως εμφανίζεται μεταξύ τους 80 και 90 δευτερόλεπτα μιας εκτόξευσης, σε υψόμετρο μεταξύεπτά (11 χλμ.) προς το εννέα μίλια (14,5 χλμ.).

Μόλις το πρώτο στάδιο ολοκληρώσει το καθήκον του, οι πύραυλοι συνήθως πέφτουν σε αυτό το τμήμα και ανάβουν το δεύτερο τους στάδιο. Το δεύτερο στάδιο έχει λιγότερη δουλειά να κάνει (επειδή έχει λιγότερη μάζα για κίνηση) και έχει το πλεονέκτημα να έχει μια λεπτότερη ατμόσφαιρα για να αντιμετωπίσει.

Για το λόγο αυτό, το δεύτερο στάδιο αποτελείται μόνο από έναν κινητήρα. Οι περισσότεροι πύραυλοι θα απομακρύνουν επίσης τις εκθέσεις τους και σε αυτό το στάδιο (αυτό είναι στραμμένο στην κορυφή του πυραύλου που προστατεύει το ωφέλιμο φορτίο).

Στο παρελθόν, τα απορριπτόμενα κάτω τμήματα του πυραύλου θα κάηκαν απλώς στην ατμόσφαιρα. Αλλά ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1980, οι μηχανικοί άρχισαν να σχεδιάζουν αυτά τα τμήματα ώστε να είναι ανακτήσιμα και να επαναχρησιμοποιούνται.

Ιδιωτικές εταιρείες όπως το SpaceX και το Blue Origin έχουν προωθήσει αυτήν την αρχή περαιτέρω και τις έχουν σχεδιάσει ώστε να μπορούν να επιστρέψουν στη Γη και να προσγειωθούν. Αυτό είναι ευεργετικό, καθώς όσο περισσότερα ανταλλακτικά μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν, γίνονται πιο φθηνές εκτοξεύσεις πυραύλων.

Ποιο καύσιμο χρησιμοποιείται σε έναν πύραυλο;

Οι σύγχρονοι πύραυλοι τείνουν να χρησιμοποιούν υγρά, στερεά ή υβριδικά καύσιμα. Οι υγρές μορφές καυσίμου τείνουν να ταξινομούνται ως πετρέλαιο (όπως κηροζίνη), κρυογόνα (όπως υγρό υδρογόνο) ή υπεργολικά (όπως υδραζίνη).

Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί αλκοόλη, υπεροξείδιο του υδρογόνου ή οξείδια του αζώτου.

Τα στερεά προωθητικά τείνουν να έρχονται σε δύο μορφές: ομοιογενή και σύνθετα. Και τα δύο είναι πολύ πυκνά, σταθερά σε θερμοκρασία δωματίου και αποθηκεύονται εύκολα.

Η πρώτη μπορεί να είναι είτε μια απλή βάση (όπως νιτροκυτταρίνη) είτε μια διπλή βάση (όπως ένα μείγμα νιτροκυτταρίνης και νιτρογλυκερίνης). Τα σύνθετα στερεά προωθητικά, από την άλλη πλευρά, χρησιμοποιούν ένα κρυσταλλικό ή λεπτά αλεσμένο ορυκτό άλας ως οξειδωτικό.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, το πραγματικό καύσιμο τείνει να βασίζεται σε αλουμίνιο. Το καύσιμο και οξειδωτής συγκρατούνται συνήθως μαζί με ένα πολυμερικό συνδετικό που καταναλώνεται επίσης κατά τη διάρκεια της καύσης.

Πώς λειτουργούν τα μαξιλάρια εκτόξευσης πυραύλων;

Launchpads, όπως υποδηλώνει το όνομα, είναι πλατφόρμες από τις οποίες εκτοξεύονται ρουκέτες. Τείνουν να αποτελούν μέρος ενός μεγαλύτερου συγκροτήματος, μιας εγκατάστασης ή ενός διαστημικού λιμένα.

Ένα τυπικό launchpad θα αποτελείται από ένα pad ή mount mount, το οποίο συνήθως θα είναι μια μεταλλική δομή που υποστηρίζει τον πύραυλο σε όρθια θέση πριν από την έκρηξη. Αυτές οι δομές θα έχουν ομφαλικά καλώδια που τροφοδοτούν τον πύραυλο και παρέχουν ψυκτικό πριν από την εκτόξευση, μεταξύ άλλων λειτουργιών.

Θα τείνουν επίσης να έχουν κεραυνούς για να προστατεύουν τον πύραυλο κατά τη διάρκεια καταιγίδων.

Τα συγκροτήματα εκτόξευσης θα ποικίλλουν στο σχεδιασμό, ανάλογα με το σχεδιασμό του πυραύλου και τις ανάγκες του χειριστή. Για παράδειγμα, το Διαστημικό Κέντρο της NASA Kennedy σχεδίασε το διαστημικό λεωφορείο για να προσκολλάται κάθετα σε έναν πύραυλο και να το μετακινεί στο μαξιλάρι εκτόξευσης σε ένα τεράστιο όχημα τύπου δεξαμενής που ονομάζεται "Crawler"

Στη Ρωσία, οι πύραυλοι συναρμολογήθηκαν και μεταφέρθηκαν οριζόντια στο μαξιλάρι εκτόξευσης πριν ανυψωθούν σε όρθια θέση επί τόπου.


Δες το βίντεο: Kawhi Leonard WARNS Draymond Green After He Wanna Injure Him MidAir Thru Dirty Plays (Σεπτέμβριος 2022).


Σχόλια:

  1. Nadim

    Είναι δύσκολο να πούμε.

  2. Mokasa

    In my opinion this is already discussed

  3. Julien

    Η φράση χωρίς αγώνα είναι ευχάριστη για μένα :)

  4. Acaiseid

    Θα οδηγηθώ όταν επιλέγω μόνο στο γούστο μου. Δεν θα υπάρχουν άλλα κριτήρια για τη μουσική που ανεβάζεται εδώ. Κάτι κατά τη γνώμη μου είναι πιο κατάλληλο για πρωινή ακρόαση. Κάτι - για το βράδυ.

  5. Albaric

    Λυπάμαι, αλλά, κατά τη γνώμη μου, γίνονται λάθη. Είμαι σε θέση να το αποδείξω. Γράψε μου στο PM.



Γράψε ένα μήνυμα