Главная > Техника > Ракеты
Техника
  • Клуб здорового образа жизни и омоложения, Клуб ЗОЖ

  • Клуб здорового образа жизни и омоложения, Клуб ЗОЖ

  • Международная галерея современных художников

Ракеты. История появления ракет.

Ракеты. История появления ракет. Виды ракет.  

Ракеты.

Ракета - это летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей вследствие отброса части собственной массы (рабочего тела) аппарата и без использования вещества из окружающей среды. Полёт ракеты не требует обязательного наличия окружающей воздушной или газовой среды, поэтому он возможен не только в атмосфере, но и в вакууме.

Термин «ракета» включает в себя весь спектр летающих устройств, использующий принцип реактивной тяги, от праздничных фейерверков до космических ракет.

 

История появления ракет.

Некоторые исследователи полагают, что некое подобие ракеты было сконструировано ещё в Древней Греции Аликсом Сином. Речь идёт о летающем деревянном голубе Архита Тарентского. Его изобретение упоминается в произведении древнеримского писателя Авла Геллия «Аттические ночи». В книге говорится, что птица поднималась с помощью разновесов и приводилась в движение дуновением спрятанного и скрытого воздуха. До сих пор не установлено, приводился ли голубь в движение действием воздуха, находящегося у него внутри, или воздуха, который дул на него снаружи. Остаётся неясным, как Архит мог получить сжатый воздух внутри голубя.

И всё же, большинство исследователей считают, что истоки появления ракет находятся в Китае, во времена правления династии Хань (206 год до н. э. - 220 год н. э.), и связаны с изобретением пороха и началом его использования для фейерверков и развлечений. Сила, возникающая при горение пороха в ограниченном пространстве, была способна двигать различные предметы.

Позже этот принцип использовали европейцы для создании первых пушек и мушкетов. Снаряды порохового оружия могли летать на далёкие расстояния, однако они не были ракетами, поскольку не имели собственных запасов топлива. Тем не менее, именно изобретение пороха сделало реальностью возникновения настоящих ракет. Описание летающих «огненных стрел», применявшихся китайцами, показывает, что эти стрелы были ракетами. К ним прикреплялась трубка из уплотненной бумаги, открытая только с заднего конца и заполненная горючим составом. Этот заряд поджигался, и затем стрела выпускалась с помощью лука. Такие стрелы применялись как в праздничных фейерверках, так и в военном деле: при осаде защитных и крепостных укреплений, против морских судов, и даже кавалерии.

В XIII веке вместе с монгольскими завоевателями ракеты попали в Европу, и в 1248 году английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон опубликовал труд по их применению.

Многоступенчатые ракеты были описаны в XVI веке Конрадом Хаасом и в XVII веке литовским военным инженером Казимиром Семеновичем.

В конце XVIII в Индии века ракеты как оружие применялись весьма широко, и, в частности, существовали специальные отряды ракетчиков, общая численность которых достигала примерно 5000 человек. Ракетные стрелы-снаряды, представлявшие собой трубки с зарядом горючего вещества, применялись индийцами в сражениях с британскими войсками.

В начале XIX века британская армия также приняла на вооружение боевые ракеты, производство которых наладил Уильям Конгрив (Ракета Конгрива). В то же время российский офицер Александр Засядко разрабатывал теорию ракет. Он, в частности, пытался рассчитать, сколько пороха необходимо для запуска ракеты на Луну. Большого успеха в совершенствовании ракет достиг в середине XIX века российский генерал артиллерии Константин Константинов.

Ракетная артиллерия широко применялась вплоть до конца XIX века. Ракеты были более лёгкими и подвижными, чем артиллерийские орудия. Точность и кучность ведения огня ракетами была небольшой, но сопоставимой с артиллерийскими орудиями того времени. Однако во второй половине XIX века появились нарезные артиллерийские орудия, обеспечивающие большую точность и кучность огня и ракетная артиллерия была практически всюду снята с вооружения. Сохранились лишь фейерверочные и сигнальные ракеты.

В конце XIX века начали предприниматься попытки математически объяснить реактивное движение и создать более эффективное ракетное вооружение. В России одним из первых этим вопросом занялся Николай Тихомиров в 1894 году.

Первым больших успехов в создание теории реактивного движения добился  Константин Циолковский. Так, в 1903 году, он разработал проект ракеты для межпланетных сообщений. Циолковский считал, что  наиболее эффективным топливом для такой ракеты было бы сочетание жидкого кислорода и водорода.

В 1920-е годы немецкий учёный Герман Оберт также изложил принципы межпланетного полёта. Кроме того, он проводил стендовые испытания ракетных двигателей.

В 1923 году американский учёный Роберт Годдард начал разрабатывать жидкостный ракетный двигатель, и работающий прототип был создан к концу 1925 года. 16 марта 1926 года он осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.

Работы Циолковского, Оберта и Годдарда были продолжены группами энтузиастов ракетной техники в США, СССР и Германии.

В СССР исследовательские работы велись Группой изучения реактивного движения (Москва) и Газодинамической лабораторией (Ленинград). В 1933 году на их основе был создан Реактивный институт (РНИИ). В нём в том, 1933 году, было завершено начатая ещё в 1929 году разработка принципиально нового оружия - реактивных снарядов, установка для запуска которых позднее получила прозвище «Катюша».

17 августа 1933 года была запущена ракета «ГИРД 9», которую можно считать первой советской зенитной ракетой. Она достигла высоты 1,5 км. А следующая ракета «ГИРД 10», запущенная 25 ноября 1933 года, достигла уже высоты в 5 км.

В Германии подобные работы вело Немецкое Общество Межпланетных Сообщений (НОМС). 14 марта 1931 член НОМС Йоханнес Винклер осуществил первый в Европе удачный запуск жидкостной ракеты.

В НОМС работал Вернер фон Браун, который с декабря 1932 года начал разработку ракетных двигателей на артиллерийском полигоне германской армии в Куммерсдорфе. Созданный им двигатель был использован на опытной ракете А-2, успешно запущенной с острова Боркум 19 декабря 1934 года. После прихода к власти в Германии нацистов были выделены средства на разработку ракетного оружия, и весной 1936 года была одобрена программа строительства ракетного центра в Пенемюнде, руководителем которого был назначен Вальтер Дорнбергер, а техническим директором - Вернер фон Браун. В нём была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полёта 320 км. Во время Второй мировой войны 3 октября 1942 года состоялся первый успешный запуск этой ракеты, а в 1944 году началось её боевое применение под названием «Фау-2».

Военное применение «Фау-2» показало огромные возможности новой ракетной техники, и после второй мировой войны США и СССР начали форсировать разработку ракетной техники, зенитных и баллистических ракет.

В 1957 году в СССР под руководством Сергея Павловича Королёва была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось применение ракет для космических полётов.

Стоит отметить, что ракеты и ракетная техника и в наши дни продолжают постоянно совершенствоваться.

 

Применение ракет.

Использование ракет в военных целях.

Ракеты. Виды ракет. Военные ракеты.

В военном деле ракеты и ракетная техника показали высокую эффективность, и используются очень широко. Без них невозможно представить ведение современной войны.

В военных целях ракеты преимущественно используются как способ доставки средств поражения к цели. Для управления боевой ракетой не нужен пилот, она может нести заряды большой разрушительной силы, в том числе ядерные. Современные системы самонаведения и навигации дают ракетам большую точность и манёвренность, а небольшие размеры и высокая скорость перемещения ракет обеспечивают им малую уязвимость.

Существует множество видов боевых ракет, отличающихся дальностью полёта, а также местом старта и местом поражения цели. Ракеты: «земля» - «воздух», «земля-земля», «воздух-земля». Для борьбы с боевыми ракетами так же разрабатываются противоракеты и специальные системы противоракетной обороны.

 

Использование ракет в научных исследованиях.

Запуски ракет для метеорологических исследований имели важное значение в период до спутниковой эпохи.

В первый раз ракета с целью изучить параметры воздушной среды была запущена 11 апреля 1937 года, но регулярные ракетные запуски начались с 1950-х годов, когда были созданы серии специализированных научных ракет. В Советском Союзе это были метеорологические ракеты МР-1, М-100, МР-12, ММР-06 и геофизические типа «Вертикаль».За пределами России применялись ракеты «Аэроби», «Black Brant», «Skylark».

Научные ракеты оснащают приборами для измерения атмосферного давления, магнитного поля, космического излучения и состава воздуха, а также оборудованием для передачи результатов измерения по радио на землю. Существуют модели ракет, где приборы с полученными в ходе подъёма данными опускаются на землю с помощью парашютов.

Геофизические и метеорологические ракеты применяются вместо самолётов и воздушных шаров на высоте более 30-40 километров. Ракеты не имеют ограничительного потолка и используются для зондирования верхних слоёв атмосферы, главным образом мезосферы и ионосферы.

Практикуется деление научных ракет на лёгкие метеорологические, способные поднять один комплекс приборов на высоту около 100 километров, и тяжёлые геофизические, которые могут нести несколько комплексов научных приборов, и высота полёта которых практически не ограничена.

Существуют также специальные противоградовые ракеты, предназначенные для защиты сельскохозяйственных угодий от градовых облаков. Они несут в головной части реагент (обычно йодистое серебро), который при взрыве распыляется и приводит к образованию вместо градовых дождевых облаков. Высота полета таких ракет составляет 6-12 км.

 

Использование ракет в космосе.

Считается, что Герман Оберт, первым доказал возможность человеческого организма выносить возникающие при запуске космической  ракеты перегрузки, а также состояние невесомости.

10 мая 1897 года Константин Циолковский в рукописи «Ракета» исследовал ряд задач реактивного движения, где определил скорость, которую развивает летательный аппарат под воздействием тяги ракетного двигателя, неизменной по направлению, при отсутствии всех других сил. Итоговая зависимость получила название «формула Циолковского». Статья по этому вопросу была опубликована в журнале «Научное обозрение» в 1903 году.

В 1903 году Константин Циолковский опубликовал ещё одну научную статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами» - первую в мире научную работу, посвященную теоретическому обоснованию возможности осуществления межпланетных полетов с помощью реактивного летательного аппарата - «ракеты». В 1911-1912 годах опубликована вторая часть этой работы, в 1914 году - дополнение.

Константин Циолковский и независимо от него Ф. Цандер пришли к выводам, что космические полёты возможны и на известных уже тогда источниках энергии, и указали практические схемы их реализации (форму ракеты, принципы охлаждения двигателя, использование жидких газов в качестве топливной пары и др.).

Высокая скорость истечения продуктов сгорания топлива (часто превосходящая М = 10) позволяет использовать ракеты в областях, где требуются сверхбольшие скорости движения, например, для вывода космических аппаратов на орбиту Земли. Максимальная скорость, которую может развить ракета, рассчитывается по формуле Циолковского, описывающей приращение скорости как произведение скорости истечения на натуральный логарифм отношения начальной и конечной массы аппарата.

Ракета пока является единственным транспортным средством, способным вывести космический аппарат в космос. Альтернативные способы поднимать космические аппараты на орбиту, такие как «космический лифт», электромагнитные и обычные пушки, пока что находятся на стадии фантазии.

В космосе наиболее ярко проявляется основная особенность ракеты - отсутствие потребности в окружающей среде или внешних силах для своего перемещения. Эта особенность, однако, требует, чтобы все компоненты, необходимые для создания реактивной силы, находились на борту самой ракеты. Так, для ракет, использующих в качестве топлива такие плотные компоненты, как жидкий кислород и керосин, отношение массы топлива к массе конструкции достигает 20:1. Для ракет, работающих на кислороде и водороде, это соотношение меньше - около 10:1. Массовые характеристики ракеты очень сильно зависят от типа используемого ракетного двигателя и закладываемых пределов надёжности конструкции.

Скорость, требуемая для выведения на орбиту космических аппаратов, часто недостижима даже при помощи ракеты. На практике, паразитный вес топлива, конструкции, двигателей и системы управления настолько велик, что не даёт разогнать ракету до нужной скорости за приемлемое время. Задача решается за счёт проектирования многоступенчатых ракет, позволяющих отбросить излишний вес в процессе полёта.

За счёт уменьшения общего веса конструкции и выгорания топлива ускорение составной ракеты с течением времени увеличивается. Оно может немного снижаться лишь в момент сбрасывания отработавших ступеней и начала работы двигателей следующей ступени. Подобные многоступенчатые ракеты, предназначенные для запуска космических аппаратов, называют ракетами-носителями.

Чаще всего в качестве ракет-носителей используются многоступенчатые баллистические ракеты. Старт ракеты-носителя происходит с Земли, или, в случае дальнего и долгого полёта, с орбиты искусственного спутника Земли.

 

Современные ракеты.

Ракеты. Старт ракеты с космодрома. 

Старт ракеты с космодрома.

 

Ракеты. Выход ракеты на орбиту. 

Выход ракеты на орбиту.

 

 

Примечание.

Ракеты используют в фейерверках.

Ракеты на перекиси водорода применяют в реактивных ранцах.

Ракеты используют как двигатель в ракетных автомобилях. Ракетные автомобили сохраняют рекорд в гонках на максимальное ускорение.

Есть люди, увлекающиеся ракетомодельным спортом, их увлечение состоит в постройке и запуске моделей ракет.

 

Ракеты. История появления ракет. Виды ракет.

Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)

Поделиться с друзьями в социальных сетях:
Другие статьи этого раздела: