Kā lido raķetes? Kā paceļas raķete: astronautika vienkāršos vārdos Kā un kāpēc paceļas raķete.

Raķete ir cilvēka pārvietošanās līdzeklis gaisā, atmosfērā. Lidošanai kalpo arī lidmašīnas un citi lidaparāti. Bet tie ir no...

Raķete ir cilvēka pārvietošanās līdzeklis gaisā, atmosfērā.. Lidošanai kalpo arī lidmašīnas un citi lidaparāti. Bet tie atšķiras viens no otra. Raķete paceļas, lidmašīnas un transportlīdzekļi lido. Bet lidojuma likumi ir atšķirīgi. Raķete ir vairāk kā liels lādiņš, kas izšauts gaisā. Raķete ir paredzēta lidošanai kosmosā. Un tas paceļas strūklas vilces dēļ.

Kā raķete pārvietojas? Strūklas vilces dēļ.
Vai viņa var lidot ne tikai gaisā? Var būt. Viņa var lidot pat vakuumā. Kosmosā nav gaisa, bet raķete joprojām lido. Un vēl labāk nekā gaisā.

Raķešu lidojumu sistēma darbojas saskaņā ar Ņūtona likumu. Gāzes dzinējā tiek paātrinātas, radot vilci, kas rada spēku. Ar šī spēka palīdzību raķete kustas. Lai kustētos, no kaut kā ir jāsāk. Kad automašīna brauc vai cilvēks iet, viņi atgrūžas no zemes virsmas un nokrīt atpakaļ uz tās. Izrādās kustība uz priekšu, jo iedarbojas Zemes vilces spēks. Raķete paceļas kosmosā, bet nekrīt atpakaļ. Ar reaktīvo gāzu palīdzību tas tiek atgrūsts no Zemes, bet neatgriežas atpakaļ, pārvarot vilces spēku. Ūdens objekti darbojas aptuveni vienādi: zemūdene, kalmārs, haizivs peld.

Degviela, lai raķete paceltos, izmantojiet dažādas lietas. Tas var būt šķidrs un ciets. Dedzinot degvielu, raķete paceļas gaisā. Pēc degvielas sadegšanas kameras ir sprauslas. No tiem izplūst sadegusi gāze, kas paceļ raķeti kosmosā. Raķeti, kas iet uz augšu, var salīdzināt ar vulkāna izvirdumu. Kad tas uzlido gaisā, var novērot lielus dūmu mākoņus, deguma smaku, uguni. Tāpat kā vulkāns vai lielais sprādziens.

Raķete sastāv no vairākiem posmiem. Viņas lidojuma laikā šie soļi tiek atdalīti. Pašā kosmosā jau daudz vieglāk lido kosmosa kuģis, kurš izmetis visu lieko kravu, kas bija raķete.

Iestudējuma piemērs

Jāpiebilst, ka lidmašīna nevar lidot kosmosā. Arī balons. No visiem zināmajiem gaisa ceļošanas līdzekļiem raķete ir vienīgā, kas nonāk kosmosā un spēj lidot tālāk par planētu Zeme.

Tas ir interesanti: raķete līdz šim nav slavenākā lidmašīna. Zināms, ka vimanas savulaik lidojušas kosmosā. Lidojuma princips atgādina mūsdienu raķetes lidojumu. Raķetes augšdaļa atgādina vimanu, taču tai ir nedaudz atšķirīga forma.

Kā un kāpēc paceļas raķete

Lai redzētu, kā raķete paceļas, jāskatās speciālas televīzijas reportāžas vai jāatrod internetā atbilstoši video. Tikai šajā procesā iesaistītās personas var kļūt par tiešiem pacelšanās lieciniekiem un savām acīm no neliela attāluma redzēt, kurp ierīce virzās, kamēr viņiem jāatrodas kosmodroma teritorijā.

Kā notiek pacelšanās

Kosmosa kuģis nevar startēt pats, jo tam ir jāsaņem komanda no vadības centra. Raķete kosmodromā atrodas vertikālā stāvoklī, tad dzinēji sāk izdalīt spēcīgu skaņu. Vispirms apakšā parādās iespaidīga izmēra spoža liesma, dzirdama pieaugoša dārdoņa. Tad šī raķete uzlido: vispirms ar salīdzinoši mazu ātrumu, tad ātrāk. Ar katru sekundi tas attālinās no Zemes arvien tālāk, skaņa kļūst spēcīgāka.

Diezgan drīz kosmosa kuģis atrodas augstumā, kurā gan civilās, gan kaujas lidmašīnas nespēj uzkāpt. Šādā augstumā lido tikai transportlīdzekļi, kas paredzēti darbībai Visuma plašumos, kas atrodas ārpus debess ķermeņu atmosfēru robežām. Burtiski pēc minūtes pacelšanās aparāts nonāk kosmosā, tas ir, bezgaisa telpā. Pēc tam viņš turpina savu ceļu atkarībā no maršruta, kas tika plānots uz Zemes. Šo ierīci, tāpat kā iepriekš, kontrolē no komandpunkta.

reaktīvie dzinēji

Skaņa, ko rada raķete, paceļoties, norāda, ka tā ir aprīkota ar reaktīvo dzinēju. Motorus darbina spēks, kas rodas, parādoties spēcīgai karstu gāzu strūklai. Šīs gāzes veidojas īpašā kamerā, degot degvielai. Var šķist neticami, ka viņiem ir iespēja viegli palaist vairākas tonnas smagu raķeti kosmosa orbītā, savukārt raksturīgā skaņa ir dzirdama diezgan lielā attālumā no palaišanas vietas.

Vienlaikus jāņem vērā, ka velosipēdu vai automašīnu kamerās esošais gaiss veiksmīgi iztur gan divriteņu transportlīdzekļus braucošo, gan automašīnu vadītāju, kā arī viņu pasažieru un kravas masu. Tāpēc nav nekā pārsteidzoša apstāklī, ka pārāk karsta gāze, ar lielu spēku izplūstot no raķetes sprauslas, spēj to uzgrūst lielā ātrumā. Praktiski pēc katras raķetes palaišanas ir jāremontē tās palaišanas platforma, kas uzbūvēta, izmantojot īpaši izturīgus materiālus, jo raķetēm nevajadzētu pacelties no bojātas virsmas.

Ņūtona trešais likums

Mēs runājam par likumu, kas nozīmē impulsa saglabāšanas likumu. Sākotnēji raķetei, kas pirms palaišanas bija nekustīga uz palaišanas platformas, ir nulle impulss. Pēc dzinēju ieslēgšanas skaņa pieaug, degvielas sadegšanas laikā veidojas augstas temperatūras gāzveida produkti, kas lielā ātrumā izplūst no lidmašīnas sprauslas. Tā rezultātā tiek izveidots impulsa vektors, kas vērsts uz leju.

Tomēr pastāv impulsa saglabāšanas likums, saskaņā ar kuru kopējam impulsam, ko pacelšanās transportlīdzeklis iegūst attiecībā pret palaišanas platformu, joprojām ir jābūt vienādam ar nulli. Šeit rodas vēl viens impulsa vektors, kura darbība ir vērsta uz produkta līdzsvarošanu attiecībā pret izejošajām gāzēm. Šķiet, ka kosmosa kuģis, kas bija nekustīgs, sāk kustēties. Augšupvērstais impulss ir vienāds ar produkta svaru un tā ātrumu.

Ja raķešu dzinēji ir pietiekami jaudīgi, tas ātri uzņem ātrumu. Šis ātrums ir pietiekams, lai kosmosa kuģis uz diezgan īsu laiku nonāktu Zemes orbītā. Pacelšanās transportlīdzeklim ir jauda, ​​kas tieši atkarīga no tajā iepildītās degvielas. Padomju laikā raķešu dzinēji darbojās ar aviācijas petroleju. Pašlaik tiek izmantots sarežģītāks ķīmiskais maisījums, kas, sadedzinot, izdala milzīgu enerģijas daudzumu.

Raķetes paceļas kosmosā, sadedzinot šķidros vai cietos propelentus. Pēc aizdedzināšanas augstas stiprības sadedzināšanas kamerās šie propelanti, kas parasti sastāv no degvielas un oksidētāja, izdala milzīgu daudzumu siltuma, radot ļoti augstu spiedienu, kas sadegšanas produktus virza uz zemes virsmu caur izplešanās sprauslām.

Tā kā sadegšanas produkti plūst uz leju no sprauslām, raķete paceļas uz augšu. Šo parādību izskaidro Ņūtona trešais likums, saskaņā ar kuru katrai darbībai ir vienāda un pretēja reakcija. Tā kā šķidrās degvielas dzinējus ir vieglāk vadīt nekā cietās degvielas dzinējus, tos parasti izmanto kosmosa raķetēs, jo īpaši Saturn V raķetē, kas parādīta attēlā pa kreisi. Šī trīspakāpju raķete sadedzina tūkstošiem tonnu šķidrā ūdeņraža un skābekļa, lai virzītu kosmosa kuģi orbītā.

Lai ātri paceltos, raķetes vilces spēkam ir jāpārsniedz tās svars par aptuveni 30 procentiem. Tajā pašā laikā, lai kosmosa kuģis dotos Zemes orbītā, tam jāattīsta ātrums aptuveni 8 kilometri sekundē. Raķešu vilces spēks var sasniegt pat vairākus tūkstošus tonnu.

1. Pieci pirmā posma dzinēji paceļ raķeti 50-80 kilometru augstumā. Pēc pirmās pakāpes degvielas izlietošanas tā atdalīsies un ieslēgsies otrā posma dzinēji.
2. Aptuveni 12 minūtes pēc palaišanas otrais posms nogādā raķeti vairāk nekā 160 kilometru augstumā, pēc tam tā atdalās ar tukšām tvertnēm. Atdalās arī avārijas evakuācijas raķete.
3. Paātrinot ar vienu trešās pakāpes dzinēju, raķete nodod Apollo kosmosa kuģi pagaidu orbītā tuvu Zemei, aptuveni 320 kilometru augstumā. Pēc neliela pārtraukuma dzinēji atkal ieslēdzas, palielinot kosmosa kuģa ātrumu līdz aptuveni 11 kilometriem sekundē un pavēršot to Mēness virzienā.

Pirmā posma F-1 dzinējs sadedzina degvielu un izdala sadegšanas produktus vidē.

Pēc palaišanas orbītā kosmosa kuģis Apollo saņem paātrinātu impulsu Mēness virzienā. Pēc tam atdalās trešais posms un kosmosa kuģis, kas sastāv no komandas un Mēness moduļiem, ieiet 100 kilometrus garā orbītā ap Mēnesi, pēc kura Mēness modulis nolaižas. Pēc astronautu, kas atradās uz Mēness, nogādāšanas komandas modulī, Mēness modulis atdalās un pārstāj darboties.

Un mēs zinām, ka, lai notiktu kustība, ir nepieciešama noteikta spēka darbība. Ķermenim ir vai nu jāatgrūž sevi no kaut kā, vai arī trešās puses ķermenim ir jāatstumj dotais. Tas mums ir labi zināms un saprotams no dzīves pieredzes.

Ko atstumt kosmosā?

Uz Zemes virsmas jūs varat atstumties no virsmas vai no objektiem, kas atrodas uz tās. Kustībai pa virsmu tiek izmantotas kājas, riteņi, kāpuri utt. Ūdenī un gaisā cilvēks var atgrūst sevi no pašiem ūdens un gaisa, kuriem ir noteikts blīvums, un tāpēc ļauj ar tiem mijiedarboties. Daba tam ir pielāgojusi spuras un spārnus.

Cilvēks ir radījis dzinējus, kuru pamatā ir dzenskrūves, kas rotācijas dēļ daudzkārt palielina saskares laukumu ar vidi un ļauj izspiest ūdeni un gaisu. Bet kā ir bezgaisa telpas gadījumā? Ko atstumt kosmosā? Nav gaisa, nav nekā. Kā lidot kosmosā? Šeit palīgā nāk impulsa saglabāšanas likums un reaktīvās piedziņas princips. Apskatīsim tuvāk.

Impulss un reaktīvās piedziņas princips

Impulss ir ķermeņa masas un tā ātruma produkts. Kad ķermenis stāv, tā ātrums ir nulle. Tomēr ķermenim ir zināma masa. Ja nav ārējas ietekmes, ja daļa masas tiek atdalīta no ķermeņa ar noteiktu ātrumu, tad saskaņā ar impulsa nezūdamības likumu arī pārējam ķermenim ir jāiegūst kāds ātrums, lai kopējais impulss paliktu vienāds. uz nulli.

Turklāt atlikušās galvenās ķermeņa daļas ātrums būs atkarīgs no ātruma, ar kādu mazākā daļa atdalīsies. Jo lielāks šis ātrums, jo lielāks būs galvenā korpusa ātrums. Tas ir saprotams, ja atceramies ķermeņu uzvedību uz ledus vai ūdenī.

Ja tuvumā ir divi cilvēki, un tad viens no viņiem pagrūda otru, tad viņš ne tikai dos šo paātrinājumu, bet arī pats lidos atpakaļ. Un jo vairāk viņš kādu pagrūdīs, jo ātrāk viņš pats nolidos.

Noteikti esat bijis līdzīgā situācijā un varat iedomāties, kā tas notiek. Tātad šeit tas ir Tas ir reaktīvās piedziņas pamatā..

Raķetes, kas īsteno šo principu, lielā ātrumā izgrūž daļu savas masas, kā rezultātā tās pašas iegūst zināmu paātrinājumu pretējā virzienā.

Karstu gāzu plūsmas, kas rodas degvielas sadegšanas rezultātā, tiek izvadītas caur šaurām sprauslām, lai nodrošinātu tām lielāko iespējamo ātrumu. Tajā pašā laikā raķetes masa samazinās par šo gāzu masas daudzumu, un tā iegūst noteiktu ātrumu. Tādējādi tiek realizēts strūklas piedziņas princips fizikā.

Raķešu lidojuma princips

Raķetes izmanto daudzpakāpju sistēmu. Lidojuma laikā apakšējā pakāpe, iztērējusi visu degvielas krājumu, atdalās no raķetes, lai samazinātu tās kopējo masu un atvieglotu lidojumu.

Pakāpju skaits samazinās, līdz darba daļa paliek satelīta vai cita kosmosa kuģa formā. Degviela ir aprēķināta tā, ka pietiek tikai ar došanos orbītā.

Kas ir kosmosa raķete? Kā tas tiek organizēts? Kā tas lido? Kāpēc cilvēki ceļo kosmosā ar raķetēm?

Šķiet, ka mēs to visu zinām jau sen un labi. Bet katram gadījumam pārbaudīsim paši. Atkārtosim alfabētu.

Mūsu planētu Zeme klāj gaisa slānis – atmosfēra. Uz Zemes virsmas gaiss ir diezgan blīvs, biezs. Virs - tiev. Simtiem kilometru augstumā tas nemanāmi "izgaist", pāriet bezgaisa kosmosā.

Salīdzinot ar gaisu, kurā dzīvojam, tas ir tukšs. Bet, stingri zinātniski runājot, tukšums nav pilnīgs. Visu šo telpu caurstrāvo Saules un zvaigžņu stari, no tiem lidojošie atomu fragmenti. Tajā peld kosmiskās putekļu daļiņas. Jūs varat satikt meteorītu. To atmosfēras pēdas ir jūtamas daudzu debess ķermeņu tuvumā. Tāpēc bezgaisa kosmosu mēs nevaram saukt par tukšumu. Mēs to vienkārši sauksim par kosmosu.

Gan uz Zemes, gan kosmosā darbojas viens un tas pats universālās gravitācijas likums. Saskaņā ar šo likumu visi objekti piesaista viens otru. Milzīgā globusa pievilcība ir ļoti jūtama.

Lai atrautos no Zemes un lidotu kosmosā, vispirms kaut kā jāpārvar tās pievilcība.

Lidmašīna to pārvar tikai daļēji. Paceļoties, tas balsta spārnus gaisā. Un tas nevar pacelties tur, kur gaiss ir ļoti reti sastopams. It īpaši kosmosā, kur gaisa nemaz nav.

Jūs nevarat uzkāpt kokā augstāk par pašu koku.

Ko darīt? Kā "uzkāpt" kosmosā? Uz ko paļauties tur, kur nekā nav?

Iedomāsimies sevi kā milzīga auguma milžus. Mēs stāvam uz Zemes virsmas, un atmosfēra ir līdz jostasvietai. Mums rokās ir bumba. Mēs to atbrīvojam no rokām – tas nolido uz Zemi. Nokrīt mums pie kājām.

Tagad mēs metam bumbu paralēli Zemes virsmai. Paklausot mums, bumbai vajadzētu lidot virs atmosfēras, uz priekšu, kur mēs to metām. Bet Zeme nepārstāja viņu vilkt sev pretī. Un, viņai paklausot, viņam, tāpat kā pirmo reizi, ir jānolido. Bumba ir spiesta pakļauties abiem. Un tāpēc tas lido kaut kur pa vidu starp diviem virzieniem, starp "uz priekšu" un "uz leju". Bumbiņas ceļš, tās trajektorija tiek iegūta izliektas līnijas veidā, kas liecas pret Zemi. Bumba nokrīt, iegremdējas atmosfērā un nokrīt uz Zemes. Bet ne vairs pie mūsu kājām, bet kaut kur tālumā.

Raidīsim bumbu stiprāk. Viņš lidos ātrāk. Zemes gravitācijas ietekmē tā atkal sāks griezties uz to. Bet tagad – saudzīgāk.

Metīsim bumbu vēl spēcīgāk. Tas lidoja tik ātri, sāka tik maigi griezties, ka tam vairs “nav laika” nokrist uz Zemi. Tā virsma "noapaļo" zem tā, it kā tā izietu no apakšas. Bumbiņas trajektorija, lai gan tā liecas pret Zemi, nav pietiekami stāva. Un izrādās, ka, nepārtraukti krītot pret Zemi, bumba tomēr lido apkārt pasaulei. Tā trajektorija noslēdzās gredzenā, kļuva par orbītu. Un bumba tagad visu laiku lidos tai pāri. Nebeidz krist zemē. Bet netuvoties viņai, nesist viņai.

Lai bumbiņu novietotu šādā apļveida orbītā, tā jāmet ar ātrumu 8 kilometri sekundē! Šo ātrumu sauc par apļveida jeb vispirms kosmisko.

Interesanti, ka šis ātrums lidojumā tiks saglabāts pats par sevi. Lidojums palēninās, kad kaut kas traucē lidojumam. Un bumba nav ceļā. Tas lido virs atmosfēras, kosmosā!

Kā var lidot "pēc inerces" neapstājoties? To ir grūti saprast, jo mēs nekad neesam dzīvojuši kosmosā. Mēs esam pieraduši pie tā, ka mūs vienmēr ieskauj gaiss. Mēs zinām, ka kokvilnas bumbiņa, lai cik stipri to mestu, tālu nelidos, tā aizķersies gaisā, apstāsies un nokritīs uz Zemes. Kosmosā visi objekti lido bez pretestības. Netālu ar ātrumu 8 kilometri sekundē var lidot nesalocītas avīžu loksnes, čuguna atsvari, sīkas kartona rotaļlietu raķetes un īsti tērauda kosmosa kuģi. Visi lidos blakus, neatpaliekot un viens otru neapdzenot. Viņi riņķos ap zemi tādā pašā veidā.

Bet atpakaļ pie bumbas. Metīsim to vēl stiprāk. Piemēram, ar ātrumu 10 kilometri sekundē. Kas ar viņu kļūs?

Raķetes riņķo ar dažādiem sākuma ātrumiem.

Šādā ātrumā trajektorija vēl vairāk iztaisnosies. Bumba sāks attālināties no zemes. Tad tas palēnināsies, vienmērīgi pagriezīsies atpakaļ uz Zemi. Un, tuvojoties tam, tas paātrināsies tieši līdz tādam ātrumam, ar kādu mēs to lidojām, līdz desmit kilometriem sekundē. Šādā ātrumā viņš metīsies mums garām un dosies tālāk. Viss atkārtosies no sākuma. Atkal pacelieties ar palēninājumu, pagriezieties, nokrītiet ar paātrinājumu. Šī bumba arī nekad nenokritīs zemē. Viņš arī devās orbītā. Bet ne apļveida, bet elipsveida.

Ar ātrumu 11,1 kilometrs sekundē raidīta bumbiņa "sasniegs" pašu Mēnesi un tikai tad pagriezīsies atpakaļ. Un ar ātrumu 11,2 kilometri sekundē tas nemaz neatgriezīsies uz Zemes, aizies klīst pa Saules sistēmu. Ātrumu 11,2 kilometri sekundē sauc par otro kosmisko.

Tātad, jūs varat palikt kosmosā tikai ar liela ātruma palīdzību.

Kā paātrināties vismaz līdz pirmajam kosmiskajam ātrumam, līdz astoņiem kilometriem sekundē?

Automašīnas ātrums uz labas šosejas nepārsniedz 40 metrus sekundē. Lidmašīnas TU-104 ātrums nav lielāks par 250 metriem sekundē. Un mums jāpārvietojas ar ātrumu 8000 metri sekundē! Lidojiet vairāk nekā trīsdesmit reizes ātrāk nekā lidmašīna! Steidzoties ar tādu ātrumu gaisā parasti nav iespējams. Gaiss "neļauj". Tā kļūst par necaurejamu sienu mūsu ceļā.

Tāpēc mēs toreiz, iztēlojoties sevi kā milžus, no atmosfēras "izbāzāmies līdz jostasvietai" kosmosā. Gaiss mūs traucēja.

Bet brīnumi nenotiek. Milžu nav. Bet jums joprojām ir "jātiek ārā". Kā būt? Uzcelt simtiem kilometru augstu torni ir smieklīgi pat domāt. Ir jāatrod veids, kā lēnām, “lēnām”, caur biezo gaisu iziet kosmosā. Un tikai tur, kur nekas netraucē, “uz laba ceļa”, lai paātrinātos līdz vajadzīgajam ātrumam.

Vārdu sakot, lai paliktu kosmosā, ir jāpaātrina. Un, lai paātrinātu, vispirms jānokļūst kosmosā un jāpaliek tur.

Turēties - paātrināties! Lai paātrinātu - turies!

Izeju no šī apburtā loka cilvēkiem pamudināja mūsu ievērojamais krievu zinātnieks Konstantīns Eduardovičs Ciolkovskis. Lai dotos kosmosā un paātrinātu tajā, ir piemērota tikai raķete. Mūsu saruna turpināsies par viņu.

Raķetei nav spārnu vai propelleru. Lidojuma laikā viņa nevar ne uz ko paļauties. Viņai nekas nav jāspiež, lai sāktu. Tas var pārvietoties gan gaisā, gan telpā. Gaisā lēnāk, kosmosā ātrāk. Viņa pārvietojas reaktīvā veidā. Ko tas nozīmē? Šeit ir vecs, bet ļoti labs piemērs.

Klusa ezera krasts. Divus metrus no krasta ir laiva. Deguns ir vērsts uz ezeru. Pie laivas pakaļgala stāv puika, gribas izlēkt krastā. Viņš apsēdās, pievilkās, no visa spēka izlēca ... un droši "izkāpa" krastā. Un laiva ... sāka un klusi aizpeldēja prom no krasta.

Kas notika? Kad zēns lēca, viņa kājas darbojās kā atspere, kas tika saspiesta un pēc tam iztaisnota. Šis "pavasaris" vienā galā vīrieti nogrūdis krastā. Citi – laiva ezerā. Laiva un vīrietis atgrūda viens otru. Laiva peldēja, kā saka, pateicoties atsitienam jeb reakcijai. Šis ir strūklas kustības veids.

Daudzpakāpju raķetes shēma.

Atgriešanās mums ir labi zināma. Apsveriet, piemēram, kā izšauj lielgabals. Izšaujot, šāviņš lido uz priekšu no stobra, un pats lielgabals strauji ripo atpakaļ. Kāpēc? Jā, viss viena un tā paša dēļ. Šaujampulveris pistoles stobra iekšpusē, degot, pārvēršas karstās gāzēs. Cenšoties aizbēgt, viņi no iekšpuses izdarīja spiedienu uz visām sienām, gatavi saplēst gabalos pistoles stobru. Viņi izstumj artilērijas lādiņu un, izplešoties, darbojas arī kā atspere - “met” lielgabalu un šāviņu dažādos virzienos. Tikai šāviņš ir vieglāks, un to var mest atpakaļ daudzus kilometrus. Pistole ir smagāka, un to var tikai nedaudz atripināt atpakaļ.

Tagad ņemsim parasto mazo pulvera raķeti, kas simtiem gadu ir izmantota uguņošanai. Tā ir kartona caurule, kas slēgta vienā pusē. Iekšpusē ir šaujampulveris. Ja to aizdedzina, tas sadeg, pārvēršoties sarkani karstās gāzēs. Izlaužoties caur caurules atvērto galu, viņi metās atpakaļ un raķete uz priekšu. Un viņi viņu tik ļoti piespiež, ka viņa lido uz debesīm.

Pulvera raķetes pastāv jau ilgu laiku. Taču lielajām kosmosa raķetēm šaujampulveris, izrādās, ne vienmēr ir ērts. Pirmkārt, šaujampulveris nemaz nav spēcīgākais sprāgstviela. Piemēram, spirts vai petroleja, ja to smalki izsmidzina un sajauc ar šķidra skābekļa pilieniem, uzsprāgst spēcīgāk nekā šaujampulveris. Šādiem šķidrumiem ir kopīgs nosaukums - degviela. Un šķidro skābekli vai šķidrumus, kas to aizstāj un satur daudz skābekļa, sauc par oksidētāju. Degviela un oksidētājs kopā veido raķešu degvielu.

Mūsdienu šķidrās degvielas raķešu dzinējs jeb saīsināti LRE ir ļoti spēcīga, tērauda, ​​pudelei līdzīga degkamera. Tās kakls ar zvaniņu ir sprausla. Caur caurulēm kamerā nepārtraukti tiek ievadīts liels daudzums degvielas un oksidētāja. Notiek vardarbīga sadegšana. Liesma plosās. Caur sprauslu izplūst karstas gāzes ar neticamu spēku un skaļu rūkoņu. Izlaužoties, spiediet kameru pretējā virzienā. Kamera ir piestiprināta pie raķetes, un izrādās, ka gāzes stumj raķeti. Gāzu strūkla ir vērsta atpakaļ, un tāpēc raķete lido uz priekšu.

Mūsdienu lielā raķete izskatās šādi. Zemāk, tā astē, ir dzinēji, viens vai vairāki. Iepriekš gandrīz visu brīvo vietu aizņem degvielas tvertnes. Augšpusē, raķetes galvā, viņi ievieto to, uz ko tā lido. Ka viņai "jāpiegādā uz adresi". Kosmosa raķetēs tas var būt kāds satelīts, kas jānovieto orbītā, vai kosmosa kuģis ar astronautiem.

Pati raķete tiek saukta par nesējraķeti. Un satelīts vai kuģis ir krava.

Tātad šķiet, ka esam atraduši izeju no apburtā loka. Mums ir raķete ar šķidro raķešu dzinēju. Pārvietojoties strūklas veidā, tas var “klusi” iziet cauri blīvai atmosfērai, iziet kosmosā un tur paātrināties līdz vajadzīgajam ātrumam.

Pirmās grūtības, ar kurām saskārās raķešu zinātnieki, bija degvielas trūkums. Raķešu dzinēji ir mērķtiecīgi izveidoti ļoti "rijīgi", lai tie ātrāk sadedzinātu degvielu, ražotu un izmestu pēc iespējas vairāk gāzu. Bet ... raķetei nebūs laika iegūt pat pusi no nepieciešamā ātruma, jo tvertnēs beigsies degviela. Un tas notiek neskatoties uz to, ka mēs burtiski piepildījām visu raķetes iekšpusi ar degvielu. Padarīt raķeti lielāku, lai tajā ietilptu vairāk degvielas? Nepalīdzēs. Lielākai, smagākai raķetei būs nepieciešams vairāk degvielas, lai paātrinātu, un no tā nebūs nekāda labuma.

Ciolkovskis arī ieteica izeju no šīs nepatīkamās situācijas. Viņš ieteica izgatavot daudzpakāpju raķetes.

Mēs ņemam vairākas dažāda izmēra raķetes. Tos sauc par soļiem - pirmais, otrais, trešais. Mēs liekam vienu virs otra. Zemāk ir lielākais. Viņai tas ir mazāk. Augšā - mazākais, ar kravnesību galvā. Šī ir trīspakāpju raķete. Bet var būt vairāk soļu.

Pacelšanās laikā paātrinājums sāk pirmo, visspēcīgāko posmu. Iztērējis degvielu, tas atdalās un nokrīt atpakaļ uz Zemi. Raķete atbrīvojas no liekā svara. Otrais posms sāk darboties, turpinot paātrinājumu. Tā dzinēji ir mazāki, vieglāki, un tie patērē degvielu ekonomiskāk. Nostrādājis, atdalās arī otrais posms, stafeti nododot trešajam. Tas ir diezgan viegli. Viņa pabeidz savu skrējienu.

Visas kosmosa raķetes ir daudzpakāpju.

Nākamais jautājums ir, kāds ir labākais veids, kā raķete nonāk kosmosā? Varbūt kā lidmašīna pacelties pa betona taku, pacelties no Zemes un, pamazām iegūstot augstumu, pacelties bezgaisa telpā?

Tas nav izdevīgi. Lidošana gaisā prasīs pārāk ilgu laiku. Ceļam cauri blīvajiem atmosfēras slāņiem jābūt pēc iespējas īsākam. Tāpēc, kā jūs droši vien pamanījāt, visas kosmosa raķetes, lai kur tās pēc tam lidotu, vienmēr paceļas taisni uz augšu. Un tikai retinātā gaisā tie pamazām pagriežas pareizajā virzienā. Šāda pacelšanās degvielas patēriņa ziņā ir visekonomiskākā.

Daudzpakāpju raķetes palaiž orbītā lietderīgo kravu. Bet par kādu cenu? Spriediet paši. Lai vienu tonnu nogādātu Zemes orbītā, ir jāsadedzina vairāki desmiti tonnu degvielas! 10 tonnu kravai - simtiem tonnu. Amerikāņu raķete Saturn-5, kas Zemes orbītā izlaiž 130 tonnas, pati par sevi sver 3000 tonnas!

Un, iespējams, visbīstamākais ir tas, ka mēs joprojām nezinām, kā atgriezt nesējraķetes uz Zemi. Paveikuši savu darbu, izkliedējuši lietderīgo slodzi, viņi atdalās un ... nokrīt. Avārija uz zemes vai noslīkšana okeānā. Otro reizi mēs tos nevaram izmantot.

Iedomājieties, ka pasažieru lidmašīna tika uzbūvēta tikai vienam lidojumam. Neticami! Taču raķetes, kas maksā vairāk par lidmašīnām, tiek būvētas tikai vienam lidojumam. Tāpēc katra satelīta vai kosmosa kuģa palaišana orbītā ir ļoti dārga.

Bet mēs novirzāmies.

Mūsu uzdevums ne vienmēr ir tikai novietot lietderīgo kravu apļveida orbītā tuvu Zemei. Biežāk tiek izvirzīts grūtāks uzdevums. Piemēram, lai nogādātu lietderīgo kravu uz Mēnesi. Un dažreiz atnesiet to no turienes. Šajā gadījumā pēc nokļūšanas apļveida orbītā raķetei jāveic daudz vairāk dažādu “manevru”. Un tiem visiem ir nepieciešams degvielas patēriņš.

Tagad parunāsim par šiem manevriem.

Lidmašīna vispirms lido ar degunu, jo tai ar aso degunu jāgriežas pa gaisu. Un raķetei pēc tam, kad tā ir nonākusi bezgaisa telpā, nav ko griezt. Viņas ceļā nav nekā. Un tāpēc, ka raķete kosmosā pēc dzinēja izslēgšanas var lidot jebkurā pozīcijā - gan pakaļgalā uz priekšu, gan krītot. Ja šāda lidojuma laikā dzinējs atkal uz īsu brīdi tiek ieslēgts, tas spiedīs raķeti. Un šeit viss ir atkarīgs no tā, kur ir vērsts raķetes deguns. Ja uz priekšu - dzinējs spiedīs raķeti, un tā lidos ātrāk. Ja atgriezīsities atpakaļ, dzinējs to noturēs, palēninās, un tas lidos lēnāk. Ja raķete ar degunu paskatījās uz sāniem, dzinējs to nospiedīs uz sāniem, un tā mainīs lidojuma virzienu, nemainot ātrumu.

Tas pats dzinējs ar raķeti var izdarīt jebko. Paātrināt, bremzēt, pagriezt. Viss atkarīgs no tā, kā mēs tēmējam vai orientējam raķeti pirms dzinēja iedarbināšanas.

Uz raķetes kaut kur astē ir nelielas orientācijas strūklas. Tie tiek virzīti ar sprauslām dažādos virzienos. Ieslēdzot un izslēdzot tos, jūs varat stumt raķetes asti uz augšu un uz leju, pa kreisi un pa labi un tādējādi pagriezt raķeti. Orientējiet to ar degunu jebkurā virzienā.

Iedomājieties, ka mums jālido uz Mēnesi un jāatgriežas. Kādi manevri tam būs nepieciešami?

Pirmkārt, mēs ieejam riņķveida orbītā ap Zemi. Šeit jūs varat atpūsties, izslēdzot dzinēju. Neiztērējot nevienu gramu dārgās degvielas, raķete "klusi" staigās apkārt Zemei, līdz mēs nolemsim lidot tālāk.

Lai nokļūtu uz Mēness, ir jāpāriet no apļveida orbītas uz ļoti iegarenu eliptisku.

Mēs orientējam raķetes degunu uz priekšu un ieslēdzam dzinēju. Viņš sāk mūs grūstīt. Tiklīdz ātrums nedaudz pārsniedz 11 kilometrus sekundē, izslēdziet dzinēju. Raķete nonāca jaunā orbītā.

Jāsaka, ka kosmosā “trāpīt mērķī” ir ļoti grūti. Ja Zeme un Mēness būtu nekustīgi un kosmosā būtu iespējams lidot taisnās līnijās, lieta būtu vienkārša. Mērķē - un lido, visu laiku turot mērķi "kursā", kā to dara jūras kuģu kapteiņi un piloti. Un ātrumam nav nozīmes. Agri vai vēlu jūs ieradīsieties, kāda starpība. Tomēr mērķis, "galamērķa osta", nekur nepazudīs.

Kosmosā tā nav. Nokļūt no Zemes uz Mēnesi ir aptuveni tas pats, kas, strauji griežoties karuselī, trāpot ar bumbu lidojošam putnam. Spriediet paši. Zeme, no kuras mēs paceļamies, griežas. Mēness - mūsu "galamērķa osta" - arī nestāv uz vietas, lido apkārt Zemei, katru sekundi nolidojot kilometru. Turklāt mūsu raķete lido nevis taisnā līnijā, bet gan eliptiskā orbītā, pamazām palēninot tās kustību. Tā ātrums tikai sākumā bija lielāks par vienpadsmit kilometriem sekundē, un tad, pateicoties Zemes gravitācijai, tas sāka samazināties. Un jālido ilgi, vairākas dienas. Un kamēr apkārt nav neviena orientiera. Ceļa nav. Nav un nevar būt nekādas kartes, jo kartē nebūtu ko likt - apkārt nav nekā. Viens melns. Tikai tālu, tālu zvaigznes. Viņi ir virs mums un zem mums, no visām pusēm. Un mums ir jāaprēķina sava lidojuma virziens un tā ātrums tā, lai ceļa beigās mēs nonāktu paredzētajā vietā kosmosā vienlaikus ar Mēnesi. Ja kļūdīsimies ātrumā - nokavēsimies uz "randiņu", Mēness mūs nesagaidīs.

Lai sasniegtu mērķi, neskatoties uz visām šīm grūtībām, uz Zemes un uz raķetes tiek uzstādīti vissarežģītākie instrumenti. Uz Zemes strādā elektroniskie datori, strādā simtiem novērotāju, kalkulatoru, zinātnieku un inženieru.

Un, neskatoties uz to visu, mēs joprojām vienu vai divas reizes ceļā pārbaudām, vai lidojam pareizi. Ja mēs nedaudz novirzāmies, mēs veicam, kā saka, trajektorijas korekciju. Lai to izdarītu, mēs orientējam raķeti ar degunu pareizajā virzienā, ieslēdzam dzinēju uz dažām sekundēm. Viņš nedaudz pastums raķeti, labos tās lidojumu. Un tad lido kā nākas.

Arī nokļūšana uz Mēness ir sarežģīta. Pirmkārt, mums ir jālido tā, it kā mēs plānojam "palaist garām" Mēnesi. Otrkārt, lidojiet atpakaļ. Tiklīdz raķete panāca Mēnesi, mēs uz īsu brīdi ieslēdzam dzinēju. Viņš mūs palēnina. Mēness gravitācijas ietekmē mēs pagriežamies tā virzienā un sākam staigāt tam apkārt riņķveida orbītā. Šeit jūs varat atkal atpūsties. Tad sākam nolaisties. Atkal mēs orientējam raķeti “pakaļgalu uz priekšu” un vēlreiz uz īsu brīdi ieslēdzam dzinēju. Ātrums samazinās, un mēs sākam krist Mēness virzienā. Netālu no mēness virsmas atkal ieslēdzam dzinēju. Viņš sāk aizkavēt mūsu kritienu. Jārēķina tā, lai dzinējs pilnībā nodzēš ātrumu un apstādina mūs tieši pirms nosēšanās. Tad mēs maigi, bez trieciena nolaidīsimies uz Mēness.

Atgriešanās no Mēness jau notiek pazīstamā secībā. Pirmkārt, mēs paceļamies apļveida, riņķveida orbītā. Tad palielinām ātrumu un pārslēdzamies uz iegarenu eliptisku orbītu, pa kuru dodamies uz Zemi. Taču nosēšanās uz Zemes nav tas pats, kas nosēšanās uz Mēness. Zemi ieskauj atmosfēra, un gaisa pretestību var izmantot bremzēšanai.

Tomēr nav iespējams iekļūt atmosfērā. No pārāk asas bremzēšanas raķete uzliesmos, izdegs, sadalīsies gabalos. Tāpēc mēs to mērķējam tā, lai tas nonāk atmosfērā "nejauši". Šajā gadījumā tas ne tik ātri iegremdējas blīvajos atmosfēras slāņos. Mūsu ātrums lēnām samazinās. Vairāku kilometru augstumā atveras izpletnis – un esam mājās. Tik daudz manevru prasa lidojums uz Mēnesi.

Lai taupītu degvielu, dizaineri šeit izmanto arī daudzpakāpju. Piemēram, mūsu raķetēm, kas maigi nolaidās uz Mēness un pēc tam no turienes atnesa Mēness augsnes paraugus, bija pieci posmi. Trīs - pacelšanās no Zemes un lidojumam uz Mēnesi. Ceturtais ir paredzēts nolaišanās uz Mēness. Un piektais – atgriezties uz Zemes.

Viss, ko mēs līdz šim esam teikuši, tā teikt, ir bijusi teorija. Tagad dosimies garīgā ekskursijā uz kosmodromu. Paskatīsimies, kā tas viss izskatās praksē.

Ražot raķetes rūpnīcās. Kur vien iespējams, tiek izmantoti vieglākie un stiprākie materiāli. Lai atvieglotu raķeti, viņi cenšas visus tās mehānismus un visu uz tās stāvošo aprīkojumu padarīt maksimāli "pārnēsājamu". Raķeti dabūt būs vienkāršāk – varēs paņemt līdzi vairāk degvielas, palielināt kravnesību.

Raķete uz kosmodromu tiek nogādāta pa daļām. Tas ir montēts lielā montāžas un pārbaudes ēkā. Tad īpašs celtnis - uzstādītājs - guļus stāvoklī nes raķeti, tukšu, bez degvielas, uz palaišanas platformu. Tur viņš viņu paceļ un noliek vertikālā stāvoklī. No visām pusēm ap raķeti ir aptīti četri palaišanas sistēmas balsti, lai tā nenokristu no vēja brāzmām. Tad uz to tiek atvestas servisa saimniecības ar balkoniem, lai tehniķi, kas sagatavo raķeti palaišanai, varētu pietuvoties jebkurai tās vietai. Degvielas uzpildes masts ar šļūtenēm, caur kurām raķetē tiek ielejama degviela, un troses masts ar elektrības kabeļiem tiek pacelts, lai pirms lidojuma pārbaudītu visus raķetes mehānismus un instrumentus.

Kosmosa raķetes ir milzīgas. Mūsu pašas pirmās kosmosa raķetes "Vostok" augstums bija 38 metri ar desmit stāvu ēku. Un lielākās amerikāņu sešpakāpju raķetes Saturn-5, kas nogādāja amerikāņu astronautus uz Mēness, bija vairāk nekā simts metru augstums. Tās diametrs pie pamatnes ir 10 metri.

Kad viss ir pārbaudīts un degvielas uzpilde ir pabeigta, tiek ievilktas apkopes kopnes, degvielas uzpildes masts un kabeļa masts.

Un šeit ir sākums! Pēc komandpunkta signāla sāk darboties automatizācija. Tas piegādā degvielu sadegšanas kamerām. Ieslēdz aizdedzi. Degviela aizdegas. Dzinēji sāk ātri iegūt jaudu, izdarot arvien lielāku spiedienu uz raķeti no apakšas. Kad beidzot viņi iegūst pilnu jaudu un paceļ raķeti, balsti atkrīt, atlaiž raķeti un ar apdullinošu rūkoņu, it kā uz uguns staba, tā dodas debesīs.

Raķetes lidojuma vadība tiek veikta daļēji automātiski, daļēji ar radio no Zemes. Un, ja raķete nes kosmosa kuģi ar astronautiem, tad viņi paši to var kontrolēt.

Radio stacijas ir izvietotas visā pasaulē, lai sazinātos ar raķeti. Galu galā raķete iet apkārt planētai, un var būt nepieciešams ar to sazināties tieši tad, kad tā atrodas "Zemes otrā pusē".

Raķešu tehnoloģija, neskatoties uz savu jaunību, parāda mums pilnības brīnumus. Raķetes lidoja uz Mēnesi un atgriezās atpakaļ. Viņi nolidoja simtiem miljonu kilometru uz Venēru un Marsu, veicot mīkstu nosēšanos tur. Pilotu kosmosa kuģi veica vissarežģītākos manevrus kosmosā. Ar raķetēm kosmosā ir palaisti simtiem dažādu satelītu.

Ceļos, kas ved uz kosmosu, ir daudz grūtību.

Lai cilvēks ceļotu, teiksim, uz Marsu, mums būtu nepieciešama absolūti neticamu, zvērīgu izmēru raķete. Vairāk grandiozu okeāna kuģu, kas sver desmitiem tūkstošu tonnu! Par tādas raķetes būvēšanu nav ko domāt.

Pirmo reizi, lidojot uz tuvākajām planētām, var palīdzēt dokošanās kosmosā. Milzīgus "tāla darbības attāluma" kosmosa kuģus var uzbūvēt saliekamus, no atsevišķām saitēm. Ar salīdzinoši mazu raķešu palīdzību novietojiet šīs saites vienā un tajā pašā "montāžas" orbītā netālu no Zemes un piestājieties tur. Tātad kosmosā iespējams salikt kuģi, kas būs pat lielāks par raķetēm, kas to pa gabalu pacēla kosmosā. Tas ir tehniski iespējams arī šodien.

Tomēr dokstacija kosmosa iekarošanu īpaši neatvieglo. Jaunu raķešu dzinēju izstrāde dos daudz vairāk. Arī reaģējošas, bet mazāk rijīgas nekā pašreizējie šķidrie. Mūsu Saules sistēmas planētu apmeklēšana dramatiski virzīsies uz priekšu pēc elektrisko un atomu dzinēju izstrādes. Taču pienāks laiks, kad būs nepieciešami lidojumi uz citām zvaigznēm, uz citām saules sistēmām, un tad atkal būs vajadzīgas jaunas tehnoloģijas. Iespējams, līdz tam laikam zinātnieki un inženieri varēs uzbūvēt fotoniskās raķetes. "Uguns strūkla" tiem būs neticami spēcīgs gaismas stars. Ar niecīgu vielas patēriņu šādas raķetes var paātrināties līdz simtiem tūkstošu kilometru sekundē!

Kosmosa tehnoloģijas nekad neapstāsies attīstīties. Cilvēks izvirzīs sev arvien vairāk mērķu. Lai tos sasniegtu - nākt klajā ar arvien modernākām raķetēm. Un, tos izveidojot - izvirzīt vēl majestātiskākus mērķus!

Daudzi no jums, puiši, noteikti veltīs sevi kosmosa iekarošanai. Veiksmi šajā aizraujošajā ceļojumā!

Lai izlauztos no zemes atmosfēras, raķetēm ir nepieciešams milzīgs enerģijas daudzums. Propelentam degot, veidojas karstu gāzu plūsma, kas izplūst caur strūklas sprauslu. Rezultāts ir spēks, kas stumj raķeti uz priekšu, tāpat kā gaiss, kas izplūst no balona, ​​liek tai lidot pretējā virzienā.

Space Shuttle izmanto divas raķetes, lai vienlaicīgi ieietu Zemes orbītā. Kad kuģis atrodas kosmosā, pastiprinātāji un galvenā degvielas tvertne tiek atdalīti un nokrīt atpakaļ uz Zemi.
Shuttle palaiž orbītā satelītus, veic dažādus zinātniskus eksperimentus. Atceļā tas slīd un nolaižas kā parasta lidmašīna.

1. Degvielas tvertnēs ir aptuveni divi miljoni litru (apmēram pusmiljons galonu) degviela.
2. Izpletņi palēnina ātrumu, kādā raķešu pastiprinātāji nokrīt uz Zemi pēc to atdalīšanas.
3. "Shuttle" apkalpē var būt septiņi cilvēki.
4. raķešu pastiprinātājs
5. kravas nodalījums
6. Satelīts
7. Šasija

Kas ir satelīts?

Satelīts ir jebkurš ķermenis, kas riņķo ap planētu. Mēness ir Zemes pavadonis Tādā pašā veidā kosmosa kuģis, kas nonāk savā orbītā, kļūst par Zemes pavadoni. Zemes mākslīgie pavadoņi atrod visdažādāko pielietojumu. Laikapstākļu satelīti uzņem Zemes mākoņu segas attēlus, kas palīdz zinātniekiem paredzēt laikapstākļus. Astronomiskie satelīti pārraida informāciju par zvaigznēm un planētām uz zemi.Sakaru satelīti pārraida telefonsarunas un televīzijas pārraides visā pasaulē.

Attēlā kreisajā pusē ir satelīta fotogrāfija, kurā redzama vētra, kas tikko pagājusi garām Apvienotajai Karalistei un tuvojas Skandināvijai.

Vai tu to zināji?

Kad astronomi skatās uz zvaigznēm, viņi daudzas no tām redz tādas, kādas tās bija pirms tūkstošiem vai pat miljoniem gadu. Dažas no šīm zvaigznēm var vairs nepastāvēt. Zvaigžņu gaismai ir nepieciešams tik ilgs laiks, lai sasniegtu Zemi, jo attālums līdz tām ir neticami liels.