Ma az Orosz Föderáció rendelkezik a világ legerősebb űriparával. Oroszország vitathatatlanul vezető szerepet tölt be az emberes űrhajózás területén, és ráadásul az Egyesült Államokkal egyenlő az űrnavigáció terén. Némi lemaradás hazánkban csak a távoli bolygóközi terek kutatásában, valamint a Föld távérzékelésének fejlesztésében van.
Sztori
Az űrrakétát először Ciolkovszkij és Mescserszkij orosz tudósok alkották meg. 1897-1903-ban megalkották a repülés elméletét. Sokkal később külföldi tudósok kezdték elsajátítani ezt az irányt. Ezek voltak a német von Braun és Oberth, valamint az amerikai Goddard. A háborúk közötti békeidőben a világon mindössze három ország foglalkozott a sugárhajtás kérdéseivel, illetve az erre a célra szolgáló szilárd- és folyékony hajtóművek megalkotásával. Ezek Oroszország, az USA és Németország voltak.
Hazánk már a 20. század 40-es éveiben büszke lehetett a szilárd tüzelésű motorok létrehozásában elért sikerekre. Ez lehetővé tette olyan félelmetes fegyverek használatát, mint a Katyushas a második világháború alatt. A folyékony hajtóművekkel felszerelt nagy rakéták létrehozásában Németország volt a vezető. Ebben az országban fogadták el a V-2-t. Ezek az első rövid hatótávolságú ballisztikus rakéták. A második világháború idején a V-2-t használták Anglia bombázására.
A Szovjetunió náci Németország felett aratott győzelme után Wernher von Braun főcsapata az ő közvetlen vezetése alatt kezdte meg tevékenységét az Egyesült Államokban. Ugyanakkor a legyőzött országból magukkal vitték mindazokat a korábban kidolgozott rajzokat, számításokat, amelyek alapján az űrrakétát meg akarták építeni. A német mérnökök és tudósok csapatának csak egy kis része folytatta munkáját a Szovjetunióban az 1950-es évek közepéig. Számítások és rajzok nélkül álltak rendelkezésükre a technológiai berendezések és rakéták különálló részei.
Később mind az USA-ban, mind a Szovjetunióban reprodukálták a V-2 rakétákat (esetünkben R-1), ami előre meghatározta a repülési távolság növelését célzó rakétatudomány fejlődését.
Ciolkovszkij elmélete
Ezt a nagyszerű orosz autodidakta tudóst és kiváló feltalálót az űrhajózás atyjának tartják. Még 1883-ban írta a "Szabad tér" című történelmi kéziratot. Ciolkovszkij ebben a művében fogalmazta meg először azt az elképzelést, hogy lehetséges a bolygók közötti mozgás, és ehhez speciális rakétára van szükség, amelyet "űrrakétának" neveznek. A reaktív eszköz elméletét 1903-ban támasztotta alá. Ezt a "Világtér vizsgálata" című mű tartalmazza. Itt a szerző bizonyítékot idézett arra, hogy az űrrakéta az a készülék, amellyel elhagyhatja a Föld légkörét. Ez az elmélet valódi forradalmat jelentett a tudomány területén. Végül is az emberiség régóta álmodik arról, hogy a Marsra, a Holdra és más bolygókra repüljön. A szakértők azonban nem tudták meghatározni, hogyan kell elhelyezni egy repülőgépet, amely egy abszolút üres térben fog mozogni, anélkül, hogy a támaszték gyorsulna. Ezt a problémát Ciolkovszkij oldotta meg, aki erre a célra javasolta a felhasználást, csak egy ilyen mechanizmus segítségével lehetett meghódítani a világűrt.
Működési elve
Az akkori Ciolkovszkij által javasolt rakétahajtóművek segítségével Oroszország, az USA és más országok űrrakétái továbbra is a Föld pályájára lépnek. Ezekben a rendszerekben az üzemanyag kémiai energiája mozgási energiává alakul, amelyet a fúvókából kilökődő sugár birtokol. Az ilyen motorok égésterében speciális folyamat megy végbe. Az oxidálószer és az üzemanyag reakciója következtében hő szabadul fel bennük. Ebben az esetben az égéstermékek kitágulnak, felmelegednek, felgyorsulnak a fúvókában, és nagy sebességgel kilökődnek. Ebben az esetben a rakéta a lendület megmaradásának törvénye miatt mozog. Gyorsulást kap, amely az ellenkező irányba irányul.
A mai napig léteznek olyan motorprojektek, mint az űrliftek stb. A gyakorlatban azonban nem használják őket, mivel még fejlesztés alatt állnak.
Az első űrhajó
A tudós által javasolt Ciolkovszkij rakéta hosszúkás fémkamra volt. Külsőleg léggömbnek vagy léghajónak tűnt. A rakéta elülső, fejtere az utasok számára készült. Itt vezérlőberendezéseket is telepítettek, valamint szén-dioxid-elnyelőket és oxigéntartalékokat tároltak. Az utastérben világítást biztosítottak. A rakéta második, fő részében Ciolkovszkij éghető anyagokat helyezett el. Amikor összekeverték őket, robbanásveszélyes tömeg keletkezett. A rakéta közepén, a számára kijelölt helyen meggyújtották, és forró gázok formájában nagy sebességgel kidobták a táguló csőből.
Ciolkovszkij nevét sokáig nem csak külföldön, hanem Oroszországban is kevesen ismerték. Sokan álmodozó idealistának és különc álmodozónak tartották. Ennek a nagyszerű tudósnak a munkái csak a szovjet hatalom megjelenésével kaptak valódi értékelést.
Rakétakomplexum létrehozása a Szovjetunióban
A bolygóközi tér feltárásában jelentős lépések történtek a második világháború befejezése után. Ez volt az az idő, amikor az Egyesült Államok, mint az egyetlen atomhatalom, politikai nyomást kezdett gyakorolni hazánkra. A kezdeti feladat, amelyet tudósaink elé állítottak, Oroszország katonai erejének kiépítése volt. Az ezekben az években felszabaduló hidegháború körülményei között méltó visszavágáshoz egy atomi létrehozására volt szükség, majd a második, nem kevésbé nehéz feladat az elkészített fegyverek célba juttatása volt. Ehhez harci rakétákra volt szükség. Ennek a technikának a megalkotása érdekében a kormány már 1946-ban kinevezte a giroszkópos műszerek, sugárhajtóművek, vezérlőrendszerek stb. főtervezőit. S.P. feladata lett az összes rendszer egyetlen egésszé összekapcsolása. Koroljev.
Már 1948-ban sikeresen tesztelték a Szovjetunióban kifejlesztett ballisztikus rakétákat. Néhány évvel később hasonló járatokat hajtottak végre az Egyesült Államokban.
Mesterséges műhold felbocsátása
A katonai potenciál kiépítése mellett a Szovjetunió kormánya a világűr fejlesztését tűzte ki célul. Ebben az irányban sok tudós és tervező végzett munkát. Már azelőtt, hogy egy interkontinentális hatótávolságú rakéta felszállt volna a levegőbe, az ilyen technológia fejlesztői számára világossá vált, hogy egy repülőgép hasznos terhelésének csökkentésével űrsebességet meghaladó sebességet lehet elérni. Ez a tény arról beszélt, hogy mekkora a valószínűsége annak, hogy mesterséges műholdat küldjenek a Föld pályájára. Erre a mérföldkőnek számító eseményre 1957. október 4-én került sor. Ez egy új mérföldkő kezdete lett a világűr felfedezésében.
A levegőtlen földközeli űr fejlesztése hatalmas erőfeszítéseket igényelt számos tervezői, tudósi és munkáscsoporttól. Az űrrakéták megalkotóinak programot kellett kidolgozniuk egy repülőgép pályára állítására, a földi szolgálat munkájának hibakeresésére stb.
A tervezők nehéz feladat elé néztek. Szükség volt a rakéta tömegének növelésére és a második elérésére, ezért 1958-1959-ben hazánkban kifejlesztették a sugárhajtómű három fokozatú változatát. Találmányával lehetővé vált az első űrrakéták elkészítése, amelyekben az ember pályára emelkedhetett. A háromfokozatú motorok a Holdra történő repülés lehetőségét is megnyitották.
Továbbá az erősítőket egyre jobban fejlesztették. Tehát 1961-ben létrehozták a sugárhajtómű négylépcsős modelljét. Ezzel a rakéta nemcsak a Holdat érhetné el, hanem a Marsra vagy a Vénuszra is.
Első emberes repülés
1961. április 12-én indult először űrrakéta emberrel a fedélzetén. A Jurij Gagarin által irányított Vosztok űrszonda felszállt a Föld felszínéről. Ez az esemény korszakos volt az emberiség számára. 1961 áprilisában az űrkutatás új fejlesztést kapott. Az emberes repülésre való áttérés megkövetelte a tervezőktől, hogy olyan repülőgépeket hozzanak létre, amelyek biztonságosan leküzdve a légkör rétegeit, visszatérhetnek a Földre. Ezen kívül emberi életfenntartó rendszert kellett biztosítani az űrrakétán, beleértve a levegő regenerálódását, élelmet és még sok mást. Mindezeket a feladatokat sikeresen megoldották.
További űrkutatás
A Vostok típusú rakéták hosszú ideig segítettek fenntartani a Szovjetunió vezető szerepét a Föld-közeli levegőtlen űrkutatás területén. Használatuk a mai napig tart. 1964-ig a Vostok repülőgépek teherbírásukat tekintve minden létező analógot felülmúltak.
Valamivel később erősebb hordozók jöttek létre hazánkban és az USA-ban. Az ilyen típusú, hazánkban tervezett űrrakéták neve Proton-M. Amerikai hasonló eszköz - "Delta-IV". Európában a nehéz típushoz tartozó Ariane-5 hordozórakétát tervezték. Mindezek a repülőgépek lehetővé teszik 21-25 tonna rakomány felszállását 200 km magasságba, ahol az alacsony Föld körüli pálya található.
Új fejlesztések
Az emberes Holdra repülés projekt részeként a szupernehéz osztályba tartozó hordozórakétákat hoztak létre. Ezek olyan amerikai űrrakéták, mint a Saturn-5, valamint a szovjet H-1. Később a Szovjetunióban létrehozták a szupernehéz Energia rakétát, amelyet jelenleg nem használnak. Az Space Shuttle erős amerikai hordozórakétává vált. Ez a rakéta lehetővé tette 100 tonnás űrhajók pályára állítását.
Repülőgépgyártók
Az űrrakétákat az OKB-1-nél (Speciális Tervező Iroda), a TsKBEM-nél (Kísérleti Mérnöki Központi Tervező Iroda), valamint az NPO-nál (Tudományos és Termelési Egyesület) Energiánál tervezték és gyártották. Itt láttak fényt minden típusú hazai ballisztikus rakéta. Tizenegy stratégiai komplexum jött ki innen, amelyeket a hadseregünk átvett. E vállalkozások alkalmazottainak erőfeszítései révén az R-7 is létrejött - az első űrrakéta, amelyet jelenleg a világ legmegbízhatóbbnak tartanak. A múlt század közepe óta ezek a gyáregységek kezdeményeztek és végeztek minden kapcsolódó területen munkát, 1994-től a vállalkozás új nevet kapott, RSC Energia OJSC néven.
Űrrakéta-gyártó ma
RSC Energia im. S.P. A királynő Oroszország stratégiai vállalkozása. Vezető szerepet játszik az emberes űrrendszerek fejlesztésében és gyártásában. A vállalatnál nagy figyelmet fordítanak az új technológiák létrehozására. Itt speciális automata űrrendszereket, valamint repülőgépeket pályára állító hordozórakétákat fejlesztenek ki. Ezenkívül az RSC Energia aktívan alkalmaz csúcstechnológiás technológiákat olyan termékek előállításához, amelyek nem kapcsolódnak a levegő nélküli tér fejlesztéséhez.
Ennek a vállalkozásnak a részeként a vezető tervezőirodán kívül vannak:
CJSC "Kísérleti mérnöki üzem".
CJSC PO Cosmos.
CJSC "Volzhskoye KB".
Fiók "Baikonur".
A vállalkozás legígéretesebb programjai a következők:
A további űrkutatás és a legújabb generációs emberes szállító űrrendszer létrehozásának kérdései;
A bolygóközi tér elsajátítására alkalmas, emberes repülőgépek fejlesztése;
Energetikai és távközlési térrendszerek tervezése, kialakítása speciális kisméretű reflektorok és antennák felhasználásával.
Kutatási projekt
"Rakéta tudomány:
múlt jelen jövő"
Tudományos tanácsadó: Daria Vladimirovna
1. Bemutatkozás. 3
2. A rakétatudomány keletkezésének története. 4
3. Első lépések az űrben. 7
4. Modern vívmányok az űrhajózásban. 14
5. Otthoni rakétakilövés utánzása. tizenhat
6. Következtetés. 17
7. Felhasznált irodalom jegyzéke: 18
Bevezetés
Ismerje meg, hogyan kezdődött a rakétatudomány;
Az első lépések tanulmányozásához az űrben,
Ismerje meg a kozmonautika legújabb vívmányait
Szimulálj egy rakétakilövést otthon.
A rakétatudomány születésének története
A 9. század végén a kínaiak feltalálták a puskaport, amit kezdetben petárdák készítésére használtak, amelyeket nyilak hegyére rögzítettek és ellenségekre lőttek. A robbanások megijesztették a lovakat és pánikot keltettek. A kínai fegyverkovácsok nagyon hamar észrevették, hogy a lazán megerősített petárdák maguktól repülnek: így fedezték fel a rakéta kilövésének elvét. Hamarosan a puskaport széles körben használták katonai ügyekben, gránátok, ágyúk, fegyverek. A katonai stratégák jobban támaszkodtak a közvetlen tüzelésű fegyverekre, mint a nem irányított rakétákra, de a légi lövedékek hatékonynak bizonyultak nagy célpontok ellen. A puskapor feltalálása volt az alapja a valódi rakéták megjelenésének. A rakéták fejlődésnek indultak. Idővel különböző tudósok kiszámították, hogy mennyi puskaporra van szükség egy rakéta Holdra való kilövéséhez. És mivel ősidők óta az ember arról álmodozott, hogy elszakad a Földtől és más világokat ér el, arra a következtetésre jutottunk, hogy elkezdtünk feltalálni egy űrrakétát. Még 400 évvel ezelőtt is bebizonyosodott az űrrepülés lehetősége, de egészen a 20. század közepéig az űrrepülés csak a tudósok és tudományos-fantasztikus írók fejében járt. És csak két tervező, S. Korolev és V. von Braun váltotta valóra az álmot.
1931-ben létrehoztak egy csoportot a sugárhajtás tanulmányozására Szergej Pavlovics Koroljev vezetésével. A tudós azonnal a cirkáló rakéták létrehozására összpontosította figyelmét. 1933. augusztus 17 hibrid üzemanyagú rakéta, a GIRD-09 felszállt az égbe, a rakéta 400 méter fölé emelkedett, majd néhány hónappal később fellőtték az első folyékony sugárhajtómű-üzemanyaggal működő rakétát, a GIRD-X-et. Hamarosan két eszköz jelent meg és sikeresen tesztelték: RNII-212 és RNII-217. A sugárhajtás tanulmányozása nemcsak a szovjet tudósokat érdekelte. Hasonló munkát végeztek Németországban. 1933-ban Németországban a német tudós von Braun - A-1 rakétájának első kilövése történt.
Ennek a rakétának a kialakítása instabilnak bizonyult, amelyet figyelembe vettek egy új rakéta létrehozásakor: A-2. 1934 végén két ilyen típusú rakéta sikeresen elindult a tesztterületről. Mindkét rakéta folyékony hajtóanyagú rakétamotorral (LPRE) volt. Már 1936-ban megalkották az A-3 rakétát, majd a náci Németország parancsnoksága zöld utat adott a rakétaprogram fejlesztésének, a következő évben pedig megkezdődtek az A-3 tesztelései. A rakéta az elődeitől eltérően többet nyomott és gázkormányokkal rendelkezett, ami lehetővé tette, hogy az indítóállásról függőlegesen indítsák el. A tesztek azonban kudarccal végződtek, és von Braun megkezdte a munkát az A-5-ön.
Az A-5 sikeres kilövése után a tervezők hozzáláttak a nagy A-4 rakétához, amely a háború alatt V-2 néven vált ismertté. Egy 13 tonnás és 14 méter magas rakéta akár 300 km távolságban is célokat talált el, 5 perc alatt legyőzve, később a rakéta mintául szolgált az összes háború utáni rakétához. Németország feladása után a német tudósok tovább dolgoztak a rakétatechnológia fejlesztésén. Von Braun megadta magát az amerikaiaknak, és az amerikai űrprogram egyik vezető specialistája lett.
A Szovjetunió és az USA megkezdte a versenyt a német rakétatitkok birtoklásáért. Az amerikaiak von Braunnal együtt nemcsak dokumentációt kaptak, hanem azokat a gyárakat is, ahol a V-2-t gyártották. Néhány hónappal később azonban ezt a területet átengedték a Szovjetuniónak, és a tudósok egy csoportja Koroljev vezetésével azonnal megérkezett oda. A rakétatudósok feladata az A-4 rakéta reprodukálása volt. 1948-ban
Koroljev sikeresen tesztelte az R-1 rakétát, a V-2 kissé modernizált másolatát. Később, 1953-ban a tervezők azzal a feladattal szembesültek, hogy olyan rakétát hozzanak létre, amely 5 tonnás levehető robbanófejet képes akár 8000 km távolságra is eljuttatni. S. P. Koroljev úgy döntött, hogy feladja a német örökséget, egy teljesen új rakétát kellett kifejlesztenie, ami még nem létezett. Annak ellenére, hogy az új katonai rendet egy új típusú nukleáris fegyverhez tervezték, Koroljevnek lehetősége volt egy ilyen rakétát létrehozni, amely képes hajót indítani az űrbe. Mivel az a hajtómű, amely ekkora terhelést tudott volna pályára állítani, nem is létezett a projektekben, Koroljev forradalmi rakétatervet javasolt. Az első fokozat négy blokkjából és a második egy blokkjából állt, párhuzamosan kapcsolva. Az ilyen rendszert "linknek" nevezték. Sőt, a motorok a földről kezdtek dolgozni. 1957. május 15-én megtörtént egy új rakéta első kilövése, amely az R-7 nevet kapta. A siker és ennek eredményeként a tervezés megbízhatósága és a ballisztikus rakéták nagyon nagy teljesítménye lehetővé tette az R-7 hordozórakétaként történő használatát. A hordozórakéták nyitották meg az űrkorszakot az ember előtt.
Az első lépések az űrben
Koroljev rakétákat készített a katonaság számára, de arról álmodozott, hogy segítségükkel elkezdheti az űrkutatást. 1954 tavaszán M. V. Keldysh akadémikussal és a Tudományos Akadémia tudósainak egy csoportjával együtt meghatározta azokat a feladatokat, amelyeket a Föld mesterséges műholdjainak meg kell oldaniuk. Koroljev azzal a kéréssel fordult a kormányhoz, hogy engedélyezze egy új rakéta használatát egy űrműhold kilövésére. Hruscsov beleegyezett, és 1956 elején határozatot fogadtak el a Föld 1000-1400 kg tömegű mesterséges műholdjának létrehozásáról, 200-300 kg tömegű tudományos kutatási berendezésekkel. A tudósok egyszerre két műholdon kezdtek el dolgozni. Az első, úgynevezett "D objektum" több mint 1,3 tonnát nyomott, és 12 tudományos műszert szállított a fedélzetén. Ezenkívül napelemekkel is felszerelték, amelyekről a Mayak rádióadó és magnó táplálta a telemetria rögzítését a pálya azon részein, amelyek a földi nyomkövető állomások számára elérhetetlenek. Igaz, a kezdés előtt megbukott. Annak elkerülésére, hogy az űrhajó túlmelegedjen a napon, egy rendszert fejlesztettek ki a műhold belsejében lévő gáz szabályozására. Ráadásul az eredeti hűtőrendszert is feltalálták. Így a „D objektum”, amelynek az űrkorszakot kellett volna megnyitnia, a modern űrhajók összes rendszerével rendelkezett. Ez egy teljes értékű űrtudományi állomás volt.
A második műhold biológiai volt. Ez egy P-7-es burkolat volt, amelyben a tudósok nyomás alatti kabint helyeztek el az állat számára, valamint konténereket tudományos és mérőberendezésekkel. A műhold tömege több mint fél tonna volt, és a „D objektum” után kellett volna pályára állnia. A labda kilövésének célja meglehetősen egyszerű - annak bizonyítása, hogy egy élőlény képes az űrbe repülni és életben maradni.
Elsőként azonban nem egy tudományos berendezéssel megrakott műhold repült az űrbe, hanem egy egyszerű rádióadóval felszerelt kis fémgolyó. Ezt az eszközt "a legegyszerűbb műholdnak" vagy PS-nek hívták. Egy alig több mint fél méter átmérőjű, két, 36 csavarral rögzített félgömbből álló fémgolyó tömege mindössze 83 kg.
4 db 2,5 és 2,4 méter hosszú antennával volt felszerelve. A hermetikusan záródó alumínium tokot nitrogénnel töltötték fel, aminek az volt a célja, hogy megvédje a készüléket a túlmelegedéstől. Benne volt még két 3,5 kg tömegű adó és három elem. Az általa továbbított rádiójelek lehetővé tették az ionoszféra felső rétegeinek feltárását.
A legegyszerűbb műholdat rekordidő alatt állították össze. Létrehozásáról 1957. február 15-én döntöttek, és ugyanezen év október 4-én pályára állt. Az összes rádióamatőr által kapott „bip-bip” jel egy új űrkorszak kezdetét jelentette. A PS-1 92 napot töltött a pályán, és november 4-én, pontosan egy hónappal a kilövés után, a PS-2 a Laika kutyával a fedélzetén került az űrbe. Az első élőlénynek egy hétig kellett volna a pályán élnie, de a készülék túlmelegedett, és a kutya gyorsan meghalt. Ennek ellenére a fő célt sikerült elérni - Koroljev bebizonyította, hogy egy élőlény az űrbe repülhet.
Laika volt az első élőlény, aki az űrbe utazott, de nem az első állat, aki rakétával repült. A Szovjetunió és az Egyesült Államok tudósai állatokat használtak a repülés közbeni g-erők tanulmányozására. Az amerikaiak inkább majmokat dobtak vízre, mi pedig a kutyákat, amelyeket a Repülésgyógyászati Intézet udvarán találtunk. A tudósok megtanították a kutyákat speciális ruházat viselésére, megnedvesített táplálékot enni egy automata etetőből, mert nulla gravitációban nem lehet ölelni. A kutyákat betanították, felkészítették a túlterhelésre és a kilökődésre.
Ugyanebben az évben S.P. Koroljev kutatásokat kezdett egy emberes műhold űrhajó létrehozásával kapcsolatban. A hordozórakétának az R-7-esnek kellett volna lennie. A számítások azt mutatták, hogy képes 5 tonnánál nagyobb rakományt alacsony Föld körüli pályára bocsátani.
Ezzel egy időben Koroljev irodája megkezdte a munkát a Vostok űrszondán. Összesen háromféle hajó készült: a Vostok-1k prototípus, amelyen a rendszereket tesztelték, a Vostok-2k felderítő műhold és a Vostok-3k, amelyet emberi űrrepülésre terveztek.
A leendő Vostok űrszondán végzett munka befejezése után eljött a tesztelés ideje. A műholdhajón elsőként a manöken repült, őt követték a kutyák. 1960. augusztus 19-én a Bajkonuri űrhajóról a világűrbe bocsátották a Szputnyik-5 űrszondát, amely a Vostok űrszonda prototípusa volt. Belka és Strelka kutyák felmentek a hajóra.
Körülbelül egy napot töltöttek a pályán, és épségben visszatértek a Földre. Több hónapig még mindig próbálkoztak kutyákkal az űrbe juttatni, de mindegyik sikertelen volt, a kutyák elpusztultak. S.P. Koroljev addig nem küldhetett embert az űrbe, amíg meg nem bizonyosodott a hajó megbízhatóságáról, és az űrhajós épségben visszatér a Földre, ezért folytatódtak a kutyakilövések. 1961. március 9-én felbocsátották a Szputnyik-9 űrrepülőgépet, amely egy próbababot, egy kutya Chernushkát, egy egeret és egy tengerimalacot szállított a fedélzetén. A légkör sűrű rétegeibe való belépés után visszatérve a próbababa sikeresen kilökődött, és az állatok a leszálló járműben landoltak.
Zvezdochka volt a következő, aki kiment az űrbe. Március 25-én az űrszonda egy kutyával és egy próbabábuval a fedélzetén pályára állt, tesztsorozatot hajtott végre és visszatért a Földre. Az űrrepülőgép biztonsága bebizonyosodott, és most Koroljev nyugodt szívvel engedélyt adott az emberi repülésre. Az együléses Vostok űrszonda egy űrhajóst állított pályára, aki szkafanderben repült. Az életfenntartó rendszert 10 napos repülésre tervezték. A kutatási program befejezése után a leszálló járművet leválasztották a hajóról, amely a földre juttatta az űrhajóst. 7 km-es magasságban az űrhajós a leszálló járműtől külön katapult és landolt. Vészhelyzetben azonban nem tudta elhagyni a készüléket. Az űrhajó össztömege elérte a 4,73 tonnát, hossza (antennák nélkül) 4,4 m, maximális átmérője 2,43 m. A rekeszeket fémszalagokkal és pirotechnikai zárakkal mechanikusan kötötték össze egymással. A hajó rendszerekkel volt felszerelve: automatikus és kézi vezérlés, automatikus tájolás
Nap, kézi tájolás a Földre, életfenntartás, amely a paramétereiben a Föld légköréhez közeli belső atmoszférát tart fenn 10 napig, parancs-logikai vezérlés, tápellátás, hőszabályozás és leszállás.
Az űrrepülőgépek tömege a hordozórakéta utolsó fokozatával együtt 6,17 tonna, hosszuk kötegben 7,35 m, különböző mozgási sebességekkel. Ez a megoldás lehetővé tette a berendezés hővédelmének elfogadható tömegének biztosítását és a legegyszerűbb ballisztikai séma megvalósítását a deorbitáláshoz.
Ugyanakkor a ballisztikus süllyedési séma megválasztása meghatározta azokat a nagy túlterheléseket, amelyeket a hajó fedélzetén dolgozó személynek meg kellett tapasztalnia. A leszálló járműnek két ablaka volt, amelyek közül az egyik a bejárati nyíláson, közvetlenül az űrhajós feje fölött, a másik pedig, speciális tájékozódási rendszerrel felszerelt, a lábánál a padlóban volt.
1961. április 12-én egy 8k78-as hordozórakétát indítottak a Vostok űrrepülőgéppel a Bajkonuri kozmodromról. A hajó fedélzetén Jurij Gagarin űrhajós tartózkodott, aki elsőként győzte le szülőbolygója gravitációját és lépett alacsony földi pályára. A „Vostok” egy fordulatot tett a Föld körül, a repülés 108 percig tartott. A Vostok űrszonda egy emberrel a fedélzetén a szovjet tudósok, mérnökök, orvosok és a technológia különböző ágain dolgozó szakemberek kemény munkájának eredménye volt. 1961. augusztus 6-án egy Vostok-2 nevű hajót bocsátottak vízre G. S. Titov pilóta-űrhajóssal. A repülés 25 órán át tartott, a körrepülés és a leszállás jól sikerült. A Vostok-2 hajóra professzionális riportkamerát szereltek fel, amelyet fedélzeti filmezésre alakítottak át. A kamera segítségével a hajó nyílásain keresztül 10 perces felmérést végeztek a Földről.
Az űrhajós maga választotta ki a tárgyakat a felvételhez, igyekezett a repülés közben megfigyelt képeket illusztráló anyagokhoz jutni. Az így elkészült jó minőségű felvételeket széles körben vetítették a televízió filmvásznán, megjelentek az országos újságokban, és felkeltették a tudományos közösség érdeklődését a Földről készült képek tanulmányozása iránt. A következő lépés a Voskhod program volt az ember űrsétájára. Ennek érdekében a kialakítást megváltoztatták. A "Voskhod-2" kettős hajót felfújható légzsilippel szerelték fel, amelyet használat után kilőttek. A kamerán kívül a tervezők filmkamerát, felfújáshoz levegőellátással és oxigénellátással ellátott hengereket szereltek fel. A repüléshez speciális Berkut szkafandert fejlesztettek ki. Az öltönynek többrétegű, tömített héja volt, mellyel nyomást tartottak, kívül pedig speciális, napfénytől védő bevonat volt. 1965. március 18-án a Voskhod-2 Beljajev és Leonov űrhajósokkal együtt felbocsátott. Másfél órával a repülés megkezdése után Leonov kinyitotta a külső ajtót, és kiment a világűrbe.
Az űrhajók kilövése új korszakot jelentett az űrkutatásban. 1962-ben a tervezők elkezdték a Szojuz űrhajó tervezését a Hold körüli repülésre. A szovjet tudósokkal egyidőben az amerikai űrkutatási hivatal elkezdett egy holdprogramot kidolgozni, ők akartak elsőként elsajátítani a Hold felszínét. A holdjárókat a Hold felszínének tanulmányozására hozták létre. Új hordozórakéták és űrhajók, például az Apollo, amelyeket a NASA tudósai építettek, hogy űrhajósokat szállítsanak a Hold felszínére. 1969. július 16-án indult az Apollo 11. A holdmodul leszállt. Neil Armstrong 1969. július 21-én ereszkedett le a Hold felszínére, és az emberiség történetében először szállt le a Holdon. Az űrhajók nem tudtak hosszú pályán maradni, ezért a tudósok egy orbitális állomás létrehozásán kezdtek gondolkodni. 1971-ben a Proton hordozórakéta segítségével pályára állították a Szaljut orbitális állomást. 2 év után az Egyesült Államok elindította a Skylab állomást.
Az orbitális állomásokat (OS) az emberek hosszú távú Föld-közeli pályán való tartózkodására tervezték, tudományos kutatások végzésére a világűrben, a bolygó felszínének és légkörének megfigyelésére. Az operációs rendszer különbözött a mesterséges műholdaktól a legénység jelenlétében, amelyet időszakonként szállítóhajók segítségével cseréltek le. A hajók személyzetcserét, üzemanyag- és anyagok utánpótlást szállítottak az állomásra, és még életmentést is biztosítottak a legénységnek. Az orbitális állomáson való tartózkodás időtartama attól függött, hogy sikerült-e időben tankolni és megjavítani. Ezért a Szaljut harmadik generációs orbitális állomás fejlesztésekor úgy döntöttek, hogy a Szojuz emberes űrhajó alapján egy teherhajót hoznak létre, amely később a Haladás nevet kapta. A tervezés során a Szojuz űrhajó fedélzeti rendszereit és szerkezeteit használták. A „Haladás” három fő rekeszből állt: egy nyomás alatti rakományrekeszből egy dokkolóegységgel, amelyben az állomásra szállított anyagok és berendezések voltak, egy üzemanyagtöltő rekesz és egy műszer-összeszerelő rekesz.
1979-ben a szovjet tervezők új típusú, hosszú távú orbitális állomásokon kezdtek el dolgozni. 280 szervezet dolgozott a Mir-en. Az alapegységet 1986. február 20-án bocsátották pályára. Aztán 10 év alatt egymás után további hat modult dokkoltak. 1995 óta külföldi személyzet látogatta meg az állomást. Az állomást 15 expedíció is meglátogatta, ebből 14 nemzetközi.
Az állomás 5511 napot töltött pályán. Az 1990-es évek végén számos probléma kezdődött az állomáson a különféle műszerek és rendszerek állandó meghibásodása miatt. Egy idő után úgy döntöttek, hogy elárasztják a Mirt. 2001. március 23-án elöntötte a Csendes-óceánt a pályaudvar, amely háromszor tovább működött, mint az ideje. Ugyanebben 1979-ben amerikai tervezők megépítették az első Shuttle-t, egy űrsiklót, egy újrafelhasználható szállító űrhajót. Az űrsikló elindul az űrbe, űrhajóként manőverez a pályán, és repülőgépként tér vissza a Földre. Megértették, hogy a siklók siklók módjára száguldanak a Föld körüli pálya és a Föld között, és mindkét irányba szállítanak hasznos terheket. A hajókat kezdték használni rakomány 200-500 km magasságú pályára bocsátására, kutatások végzésére és orbitális űrállomások kiszolgálására.
| 1.1. | A rakéta- és rakétatechnológia fejlődési szakaszai…………………………………………. | |
| 1.2. | A változó tömegű testek elmélete az űrhajózás alapja. A kozmonautika és a gyakorlati rakétatechnika fejlesztése………………………………… | |
| 1.3. | Az űrszolgáltatások piacának kialakulása és az RKT fejlődése a jelenlegi szakaszban……………………………………………………………………………………. | |
| 1.3.1. | A rakéta- és űrtechnológia által megoldott főbb feladatok……………….. | |
| 1.3.2. | A rakéta- és űrkomplexumban végzett munkák a hordozórakéták kilövésre való felkészítése során és a kilövés szakaszában…………………………………………… | |
| 1.3.3. | A rakéta- és űrkomplexum összetétele, valamint a hordozórakéták tesztelésének és rendszeres indításának hatótávolsága…………………………………………………. | |
| A hordozórakéta fejlesztésének kilátásai………………………………………….. | ||
| Irodalom………...…………………………………………………..…………. |
1. fejezet
Bevezetés a rakéta- és űrtechnológiába
A rakéták és a rakétatechnológia fejlődési szakaszai
A rakéták fejlődésének története az ókorba nyúlik vissza. A rakéták megjelenése elválaszthatatlanul összefügg a lőpor feltalálásával, amelynek égéstermékei olyan reaktív erőt hoznak létre, amely viszonylag nagy sebességet képes átadni a rakétának. A szakirodalom azt jelzi, hogy a puskapor készítésének receptje ismert volt Kínában, Indiában, az arab országokban, de a puskapor első megjelenési helye máig ismeretlen. Úgy tartják, hogy Kínában már a 10-12. században használták a rakétákat („tüzes nyilakat”).
A rakéták fegyverként való alkalmazását mindig is a rakéták viszonylag magas energiaképessége szabta meg, ami a rakétákat hatékony harci felhasználásra tette. A más típusú lövedékdobások állandó rivalizálása azonban általában a rakéták létrehozásának számos szakaszában az utóbbi használatának elhagyásához vezetett. A kudarc fő oka az volt, hogy a konkurens rendszerekhez képest alacsony volt a rakéták célba találásának pontossága. Ennek az az oka, hogy a nem rakétás rendszerekben a lövedéknek, golyónak stb. a szükséges sebesség üzenete a lövedék mozgásának egy rövid szakaszában valósul meg a vezető mentén, ami elég pontosan ráirányítható a lövedékre, golyóra stb. cél.
Ennek eredményeként a lövedék csőben való mozgása során kialakuló lövedéksebesség-vektor többé-kevésbé pontosan orientálható, és viszonylag kevéssé befolyásolják a lövedék repülésének külső körülményei. Ugyanezek a feltételek azonban megkövetelik, hogy a lövedéket nagy gyorsulásokkal, és ennek következtében a hajtószerkezetre ható reakciók által okozott nagy terhelésekkel kell megtenni. Ez szükségessé teszi egy nem rakéta lövedékrendszer gyártását, amely sokkal nehezebb, mint a lövedék tömege (több százszor).
A rakétarendszerben a lövedék sebességét főként az indítószerkezeten kívül, a repülési útvonal viszonylag hosszú szakaszán közlik. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a lövedék gyorsulása kicsi, ezért a dobórendszer terhelése is kicsi. A rakétavető súlya a rakéta súlyához lesz hasonlítható, és csak néhányszor térhet el egymástól.
A "tűznyilakat" széles körben használták Indiában. Az európaiak (brit) India gyarmatosítása során találkoztak először "tüzes nyilakkal". Egy katonai mérnök, William Congreve ezredes foglalkozott velük. A rakétákat Angliába vitte, továbbfejlesztette őket, és elérte, hogy a brit hadsereg átvegye a rakétákat. A rakétákat széles körben és sikeresen használták a brit hadsereg harcaiban. Így 1807-ben, a Napóleonnal vívott háború idején az angol flotta Koppenhága ostroma alatt rakéták segítségével szinte teljesen elpusztította a várost. 2. szám 152. oldal fig. 7; oldal 159 ábra. 11. A rakéták megjelenése az angliai fegyvertárban arra kényszerítette őket, hogy más országokban is felvegyék őket.
Oroszországban a rakétákat Anisim Mihajlov „Chartája” írja le, amelyet ő írt 1607-1621 között.I. Péter alatt a rakétákat széles körben használták az orosz hadseregben. A 17. század 80-as éveinek elején Moszkvában megalapították a Rakéta Intézetet, amelyet aztán áthelyeztek Szentpétervárra. A 18. század elején jelzőrakétát hoztak létre benne, amely több mint másfél évszázadon át szolgált az orosz hadseregnél. probléma 2, 159. oldal 11. ábra.
Az orosz hadsereg katonai rakétáinak egyik első megalkotója Alekszandr Dmitrijevics Zaszjadko tábornok (1779-1837) volt, sikeres ricochet és gyújtórakétákat készített, amelyeket az orosz hadsereg rakétagyáraiban és ütegeiben használtak.
A múlt század 40-es éveiben Konstantinov K. I. orosz tudós tábornok kidolgozta a porrakéták számításának és tervezésének tudományos alapját. 2. szám 160. o. 12. Módszereit felhasználva 4-5 km-es lőtávolságú rakétákat hoztak létre, amelyek az orosz hadsereg hatékony fegyverévé váltak.
A 19. század második felében azonban a puskás tüzérség fejlődése, amely nagyobb lőtávolságot és nagyobb pontosságot és kisebb becsapódási szórást tesz lehetővé, felváltotta a rakétákat. Mint már említettük, a külső terhelések (aerodinamikus, a lövedék gyártási pontatlansága, dobóberendezés stb.) hatása a lövedékre repülés közben a gyorsulási szakaszban reaktív erő hatására a lövedék nagy szögeltéréseihez vezet. a lövedék sebességvektorát a kívánt értéktől, és ezáltal a paraméterek eltéréseihez a lövedék mozgását a pálya mentén. Ezek az eltérések jelentősen meghaladták a 19. század második felében kifejlesztett tüzérségi lövegek hasonló eltéréseit, a rakéták kilövésének pontossága jóval alacsonyabb volt, mint a lövedékek pontossága ezekből a lövegekből. Ez volt az oka annak, hogy megtagadták a rakéták lövedékként való felhasználását a célok eléréséhez.
A 19. század végén - 20. század elején a tudomány és a technika rohamos fejlődésének időszakában a fegyveres harc módszereinek fejlődése során átmenet következett be a helyzeti háborúkra, amelyek lebonyolítása az egész gazdaságot hatalmas megterhelést követelte meg. Az ellenséges országok erkölcsi és erkölcsi potenciálja és a nagy humán erőforrások ráfordítása, ezen országok gazdasági irányításának megszervezése, manőverező erők és eszközök országszerte.
Az ilyen háborúk során folyamatosan nőtt a harcoló seregek fegyveres harcának frontvonalától jelentős távolságra lévő ellenséges célpontok eltalálásának lehetőségére vonatkozó követelmények. Ilyen létesítmények voltak az irányító központok, minden típusú kommunikációs központ, az energiaellátás, az ipari termelés, a csapatok felhalmozásának, a katonai felszerelések legfontosabb központjai, valamint a különféle készletek fő raktárai. Az ország lakosságának erkölcsi károkozása és munkaerő-forrásainak csökkentése érdekében lehetségesnek tartották a nagy ellenséges települések elleni csapást.
Az egyik első kísérlet arra, hogy egy élő lövedéket mélyen az ellenséges vonalak mögé szállítsanak (az akkori elképzelések szerint) az volt, hogy Németországban az első világháború alatt létrehoztak egy ultra-nagy hatótávolságú fegyvert, amelyet célpontok tüzelésére terveztek. a fegyvertől 200-250 km távolságra található.
A fegyver használatának egyedülálló tapasztalata azt mutatta, hogy egy ilyen dobórendszer hatékonysága rendkívül alacsony. Egy 7 kilogramm súlyú lövedék célba juttatásához egy 350 tonnás, alacsony tűzsebességű fegyvert kellett létrehozni, amely nagyon alacsony túlélőképességgel rendelkezik a cső rendkívül nagy terhelése miatt.
Ezenkívül a lövedék körkörös eltérése a célponttól, 2 km-nek megfelelő volt, olyan nagy volt, hogy valóban lehetett lőni olyan területi célpontokra, mint például egy nagyváros, például Párizs. Ez azt mutatta, hogy ilyen diszperziós paraméterekkel a hatékonyság elfogadható szintre történő növelése csak a robbanófej tömegének éles (százszoros) növelésével érhető el. Vagyis lehetetlen volt a vevőrendszerek használatával ilyen töltést eljuttatni a célponthoz.
A repülés fejlődése a 20. század első két évtizedében arra utalhat, hogy a repülőgépek alkalmazása megoldja a problémát. Már az első világháború végén minden nagyobb hadviselő ország olyan bombázókat hozott létre, amelyek 300-350 km távolságra akár tonna vagy annál is nagyobb bomba rakomány szállítására voltak képesek (Fridrichshafen G-IV, Gotha GV Németországban), ( Handley Page H-12, Handley Page H-15 Angliában), (Ilya Muromets Oroszországban), (Martin MB az USA-ban). Igaz, az első világháború alatt gyakorlatilag egyetlen légitámadást sem hajtottak végre az ellenség mély hátsó célpontjaira, kivéve a német léghajók által végrehajtott több bombatámadást. De az ellenséges szárazföldi csapatok élvonalbeli és közeli katonai hátországi támadására felhalmozott tapasztalatok, a repülés fejlődési tendenciája (a repülési hatótáv, sebesség, teherbírás növelése, repülőgép-fegyverzet fejlesztése) lehetővé tette repüléselméletek megalkotását. háborúk, amelyek alapítói bebizonyították, hogy az ilyen háborúkban gyakorlatilag csak a légierő képes elnyomni az ellenséges ellenállást, helyrehozhatatlan károkat okozni az ellenség gazdaságában és demoralizálni a lakosságot. De ezen elméletek szerzői nem vették figyelembe a fejlődő légvédelmi rendszerek harci képességeit, amelyek a modern vadászrepülőgépek, a légelhárító tüzérség, a támadó ellenséges repülőgépek korai felismerésére, a kommunikációra és az irányításra épülnek. A légvédelem fejlődése korlátozott erőkkel is lehetővé tette a manőverezést, helyi ellenintézkedéseket biztosítva védekező eszközökkel.
Ennek megértése oda vezetett, hogy a fejlett tudományos és műszaki bázissal rendelkező országokban (USA, Szovjetunió, Németország) felmerült az ötlet olyan harci robotrepülőgépek létrehozására, amelyek kombinálják a repülőgépek távoli célpontok elérésében rejlő képességeit jelentős hasznos teherrel a fedélzeten. a feladat megbízhatóságának növelése az ilyen eszközök létrehozásához és gyártásához szükséges anyagi erőforrások összehasonlítható költségeivel, akár viszonylag olcsó változatban való tömeges használatuk miatt, akár az ilyen pályákon és ilyen sebességgel történő repülés során a sebezhetetlenség növelése miatt, ami hozzáférhetetlenné tette őket az akkori légvédelmi rendszerek számára. Ennek az ötletnek a megvalósításában a német tudósok és mérnökök érték el a legnagyobb sikert. Ez nagyrészt annak volt betudható, hogy az európai országokban - az első világháború győztesei (Anglia, Franciaország, Olaszország), az USA-ban és a Szovjetunióban - nagy befolyást gyakoroltak a katonai repülés fejlődésére. igazolta magát. Németországban pedig a versailles-i békeszerződés megtiltotta az ilyen repülőgépek birtoklását és fejlesztését, és a tudósok erőit nem konvencionális támadási eszközök létrehozására, a hátsó célpontok elnyomásának eszközére irányították, amelyekre nem vonatkoztak a béke korlátozásai. szerződés. Ilyen eszköznek bizonyult a V-1 (FZG-76) pilóta nélküli cirkálórakéta és a V-2 (A4) ballisztikus rakéta.
Németországban, amely nagyrészt megőrizte tudományos és műszaki potenciálját, és a 30-as évek közepén gazdasági lehetőségeket kapott új fegyverrendszerek létrehozására, lehetővé vált a többi országnál sokkal erősebb és hatékonyabb pilóta nélküli ballisztikus jármű létrehozása, valamint földi berendezések tervezése. egységeket, megszervezi tömeggyártását, valamint a földi felszerelési egységek gyártását, a teljes harci rakétarendszer tesztelésére, az alkalmazás szervezeti és működési elveinek felkutatására, megalkotására és tesztelésére.
A pilóta nélküli légi járművek, mint például a V-1 lövedékek és a V-2 irányított ballisztikus rakéták létrehozása, valamint a tapasztalatok felhasználása az üzemeltetésükben és a harci felhasználásukban élesen felerősítette a hasonló hadviselési rendszerekkel kapcsolatos munkát a világ különböző országaiban, különösen a Szovjetunió és az USA.
A ballisztikus rakéta fedélzetére egy vezérlőrendszer telepítése tette lehetővé a rakéta kis célpontokra történő kilövésének pontosságát, és versenyképessé tette a hatékonyságot bármely rakétarendszerrel.
A Szovjetunióban 1946 márciusában, a Szovjetunió Legfelsőbb Tanácsának háború utáni első ülésén, az ország fejlesztésének egyéb elsődleges feladatai mellett, a sugárhajtású technológia fejlesztésére irányuló munka biztosítását nevezték ki. 1946-ban az SZKP Központi Bizottságának és a Szovjetunió Minisztertanácsának rendeletével új kutatási, fejlesztési és tesztelő szervezetek létrehozásáról és fejlesztéséről döntöttek, amelyek tevékenysége különböző osztályú rakéták létrehozására irányul. és célú, elsősorban nagy hatótávolságú ballisztikus rakéták, ezek előkészítését, kilövést, repülésirányítást és repülési paraméterek mérését biztosító földi berendezések.
Az 1950-es évek elején a Szovjetunió élen járt az erős rakéták fejlesztésében és használatában. 1957-ben ez lehetővé tette az emberiség számára, hogy megtegye az első lépést a világűr gyakorlati feltárásában - a Föld mesterséges műholdját, majd 1961-ben az első űrhajóst.
A rakétatechnológia továbbfejlesztésével alkotói két problémát oldottak meg:
A rakéták, mint a fegyveres harc eszközeinek fejlesztése, az ellenséges befolyással szembeni sebezhetetlenségük növelése és a rakéták harci erejének növelése. Ennek a problémának a megoldása mindig is a rakéta méreteinek csökkentésével járt, miközben megtartja vagy akár növeli a robbanófej erejét és hatékonyságát. Ez pedig lehetővé tenné vagy a silókilövők védelmi tulajdonságainak növelését, amelyek méretének növelését nemzetközi megállapodások nem engedték meg, vagy különböző típusú, elfogadható méretű mobil rakétarendszerek létrehozását. Az ezeknek a követelményeknek megfelelő rakéták általában szilárd tüzelőanyagból készülnek;
A rakéták képességeinek növelése a közeli és távoli űr felfedezésének eszközeként. Ezen az úton pedig a kezdeti időszakban folyamatosan megfigyelhető volt a rakétaméret növekedésének tendenciája, hiszen a rakétatechnika számára kitűzött és kitűzött feladatok megkövetelik a nehezebb tárgyak kilövésének lehetőségét.
A fejlesztés első szakaszában az űrkutatás szinte minden feladatát úgy oldották meg, hogy harci rakétákat és azok fokozatait űrobjektumok kilövésének eszközeként alkalmazták. A jövőben speciális űrjárművek hordozói jöttek létre az űrkutatás problémáinak megoldására.
Az erre a célra használt közepes és nehéz rakétákat főleg folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművekkel szerelték fel. A modern harci rakéták (kettős technológiájú rakéták) fokozatainak felhasználásával pedig jelenleg az űrkutatási feladatoknak csak nagyon kis része oldható meg. Vagyis egyre inkább nyomon követhető a harci rakéták és a rakéták - az űrobjektumok hordozóinak - bizonyos megkülönböztetése.
1.2. A változó tömegű testek elmélete az űrhajózás alapja.
Az űrhajózás és a gyakorlati rakétatechnika fejlesztése.
A rakéták használatának elméletének és gyakorlatának középpontjában a változó tömegű testek mechanikájának alapvető rendelkezései állnak. A változó tömegű testek mechanikája a XX. század tudománya. A modern rakétatechnika egyre több új problémát vet fel az elméleti mechanika e viszonylag új keletű ága számára.
A különféle típusú rakétákat, rakétákat, torpedókat mára a világ szinte minden országának ipara elsajátította. Minden rakéta test, amelynek tömege mozgás közben jelentősen megváltozik. Általánosságban elmondható, hogy a testek mozgásának esetei, amelyek tömege az időben változik, számos természeti jelenségben megfigyelhető. Például a légkörben mozgó zuhanó meteorit tömege csökken amiatt, hogy a meteorit részecskék a légellenállás miatt leszakadnak vagy kiégnek.
A változó tömegpont dinamikájának alaptörvényét egy orosz tudós, a Szentpétervári Politechnikai Intézet professzora, I. V. Mescserszkij fedezte fel 1897-ben. Kimutattuk, hogy két tényező különbözteti meg a változó tömegű pont mozgásegyenleteit a Newton-egyenletektől: a tömeg változékonysága és a részecskék szétválásának hipotézise, amelyek meghatározzák azt a járulékos vagy reaktív erőt, amely a mozgást létrehozza. pont.
A változó tömegű pont mozgástörvénye kimondja: "A sugárzó középpont tömegének és gyorsulásának szorzata bármely időpillanatban egyenlő a rá ható külső erők és a reaktív erők eredőjének geometriai összegével. Kényszerítés."
d(m×V)/dt = F + R
A IV. Meshchersky által kapott változó tömegű pont mozgásegyenlete lehetővé tette kvantitatív minták felállítását különféle problémákra. A Meshchersky-módszer alapjául szolgáló egyik lényeges hipotézis a rövid távú hatás (a test és a kilökött részecskék érintkezési hatása) hipotézise. Feltételezzük, hogy a részecskének a testtől való elválása pillanatában becsapódáshoz hasonló jelenség lép fel, a részecske nagyon rövid idő alatt V 2 relatív sebességet vesz fel, és további kölcsönhatás lép fel a részecske és a fő test között. megáll.
K. E. Ciolkovszkij orosz tudós jelentős mértékben hozzájárult a változó tömeg mechanikájához. 1903-ban publikálta a "Világterek vizsgálata rakétaműszerekkel" című munkáját, amelyben részletesen tanulmányozta a változó tömegű testek (rakéták) egyenes vonalú mozgásának számos érdekes esetét. A Ciolkovszkij tanulmányában megoldott legegyszerűbb probléma a sugárhajtás elvére vonatkozik. Ciolkovszkij külső erők nélküli közegben egy pont mozgását vizsgálva kimutatta, hogy kellően nagy részecske kilökési sebességgel és a pont kezdeti tömegének a végső tömeghez viszonyított arányával nagyon nagy (kozmikus) sebességek érhetők el.
A változó tömegű testek mechanikájában Ciolkovszkij azzal az ötlettel állt elő, hogy egy változó tömegű pont ilyen mozgásait tanulmányozza, amikor bizonyos időközönként a pont tömege folyamatosan, bizonyos időpillanatokban pedig hirtelen változik. Ez lehetővé tette a többlépcsős rakéták elméletének megalkotását.
Az asztronautika mint tudomány, majd mint gyakorlati ág a 20. század közepén alakult ki. De ezt megelőzte az űrbe repülés gondolatának megszületésének és fejlődésének lenyűgöző története, amelyet a fantázia indított el, és csak ezután jelentek meg az első elméleti munkák és kísérletek. Tehát kezdetben az emberi álmokban az űrbe repülést mesés eszközök vagy természeti erők (tornádók, hurrikánok) segítségével hajtották végre. A 20. századhoz közelebb a tudományos-fantasztikus írók leírásaiban már jelen voltak a technikai eszközök erre a célra - léggömbök, szupererős ágyúk és végül maguk a rakétahajtóművek és rakéták. A fiatal romantikusok nem egy generációja nőtt fel J. Verne, G. Wells, A. Tolsztoj, A. Kazancev művein, amelyek alapját az űrutazás leírása képezte.
Minden, amit a tudományos-fantasztikus írók állítanak, felizgatta a tudósok elméjét. Tehát K. E. Ciolkovszkij azt mondta: „Először elkerülhetetlenül jön egy gondolat, egy fantázia, egy tündérmese, és egy pontos számítás halad mögöttük.”
A 20. század elején a kozmonautika úttörőinek, K. E. Ciolkovszkij, F. A. Zander, Yu. V. Kondratyuk elméleti munkáinak publikálása, 8. o., R. Kh. 2 oldal 174 ábra. 9, G. Ganswindt, R. Eno Peltri, G. Oberth vol. 2, 175. o., V. Gomana bizonyos mértékig képzeletbeli repülést szervezett, ugyanakkor új irányokat hívott életre a tudományban – voltak kísérletek annak meghatározására, hogy mit adhat az űrhajózás a társadalomnak, és hogyan hat rá.
A rakéta- és űrtechnológia egyik úttörője Robert Einaut Pelterie francia tudós, mérnök és feltaláló.
A repüléstechnika iránti szenvedélye után került az asztronautikába. Az egyik első, aki felhívta a figyelmet az atomenergia űrtechnológiai felhasználásának lehetőségére.
1912-1913-ban Robert Goddard (Goddard) az Egyesült Államokban kidolgozta a rakétahajtás elméletét. Goddard levezette a rakéta mozgásának differenciálegyenletét, és kidolgozott egy közelítő módszert a megoldására, meghatározta a minimális kilövési tömeget egy font hasznos teher különböző magasságokba emeléséhez, és megkapta a rakéta hatásfokának értékét. Megmutatták egy többlépcsős rakéta indításának lehetőségét, és meghatározták használatának előnyeit. 1915 óta szilárd tüzelőanyagú rakétákkal végzett próbapadi kísérleteket. 1920-ban jelent meg Washingtonban Goddard alapvető munkája, a The Method of Reaching the Ultimate Heights (A végső magasságok elérésének módszere). Ez a mű a rakéta- és űrtechnika történetének egyik klasszikusa.
1921-ben Goddard kísérleti vizsgálatokat kezdett folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművekkel, oxidálószerként folyékony oxigént és üzemanyagként szénhidrogéneket használva. A rakétamotor első indítására a standon 1922 márciusában került sor. A Goddard által létrehozott folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművel végzett rakéta sikeres repülése először 1926. március 16-án történt. 2 oldal 189 ábra. 26-án egy 4,2 kg-os rakéta elérte a 12,5 m magasságot és 56 métert repült.
Azt kell mondanunk, hogy az emberi tevékenység űrbeli és földi irányának egyesítésének ötlete az elméleti asztronautika megalapítója, K. E. Ciolkovszkijé. Amikor a tudós azt mondta: „A bolygó az elme bölcsője, de nem élhetsz örökké a bölcsőben”, nem terjesztett elő alternatívát - sem a Földet, sem az űrt. Ciolkovszkij soha nem tekintette a világűrbe jutást a földi élet valamiféle kilátástalanságának a következménye. Ellenkezőleg, bolygónk természetének az értelem erejével való racionális átalakulásáról beszélt. A tudós érvelése szerint az emberek „meg fogják változtatni a Föld felszínét, az óceánokat, a légkört, a növényeket és önmagukat. Ők fogják irányítani az éghajlatot, és a Naprendszer határain belül helyezkednek el, valamint magán a Földön, amely meghatározatlan ideig az emberiség lakhelye marad.
Yu. V. Kondratyuk tehetséges kutató dolgozott az asztronutika és a bolygóközi utazás kérdéseinek elméleti kidolgozásában, aki KE Ciolkovszkijtól függetlenül „Azoknak, akik olvasni fognak, hogy építeni” (1919) és „a bolygóközi terek meghódítása” (1929) megkapta a rakéta mozgásának alapegyenleteit. Számos, munkáiban figyelembe vett rendelkezésben kiegészítették a Ciolkovszkij munkáiban megfogalmazott főbb rendelkezéseket. Kondratyuk például azt javasolta a Holdra való repülések során, hogy egy űrrendszert indítsanak egy mesterséges műhold pályájára, majd egy fel- és leszálló járművet, és irányítsák azt a Holdra. A Holdra irányított rakomány ilyen kilövésének energiahatékonysága látható.
F. A. Zander a nemzeti űrhajós iskola másik kiemelkedő képviselője volt. Az 1932-ben megjelent Repülés problémái sugárhajtóművek segítségével című könyv a rakétatervezésről, a rakétarepülés elméletéről, valamint egyes fémek és ötvözetek rakétahajtóművek üzemanyagaként való felhasználására vonatkozó javaslatokat gyűjtött össze.
1921-ben NI Tikhomirov kezdeményezésére és vezetésével, az RSFSR Forradalmi Katonai Tanácsa alá tartozó Katonai Kutatási Bizottság részeként létrehozták a Gázdinamikai Laboratóriumot (GDL), amely ballisztikus rakéták fejlesztésével foglalkozott. puskapor. E fejlesztések alapján több rakétavetőt hoztak létre, amelyeket a Vörös Hadsereg sikeresen tesztelt és átvett, amelyek jelentős szerepet játszottak a Khalkhin Gol-i csatákban és a Nagy Honvédő Háborúban.
1929 májusában az GDL-ben V. P. Glushko kezdeményezésére egy osztályt hoztak létre, amelyben 1930-31-ben ORM-1 és ORM-2 (kísérleti sugárhajtóművek) folyékony hajtóanyagú sugárhajtóműveket fejlesztettek ki.
A motorok tüzelőanyagaként négyes nitrogén-oxidot (oxidálószert) és toluolt vagy benzin és toluol keverékét (üzemanyag) használtak. A motorok tolóerejét 20 kg-ig fejlesztették ki. Az 1931-32-es teszteredmények alapján ORM-52-ig folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek sorozatát hoztak létre és tesztelték 250-300 kg tolóerővel.
1931-ben Moszkvában és Leningrádban Osoviahim vezetésével csoportokat hoztak létre a sugárhajtás tanulmányozására (Mos GIRD és Leningrád), amelyek önkéntes alapon egyesítették a rakétatudomány rajongóit.
F. A. Tsander, S. P. Korolev, Yu. A. Pobedonostsev, M. K. Tikhonravov és mások a Mos GIRD-nél dolgoztak.
Mos GIRD-ben S. P. Korolev vezetésével létrehozták az első GIRD-09 rakétát Tikhonravov M.K. projektje szerint. 2. A rakétát 1933 augusztusában tesztelték. Ugyanezen év novemberében S. P. Koroljev vezetésével létrehozták a GIRD-X rakétát, amely folyékony üzemanyag-alkohollal és folyékony oxigénnel működött. A rakétamotor tolóerejét 65 kg-ig fejlesztették ki. A rakétát F.A. Zander tervezte.
1933-ban a GDL és a Mos GIRD alapján a Honvédelmi Népbiztosság rendszerében létrehozták a Vörös Hadsereg Reaktív Kutatóintézetét (RNII RKKA), amelyet néhány hónappal később az iparba helyeztek át. Az Intézetben 1934-38-ban számos LRE-t készítettek (ORM-53-tól ORM-102-ig), az 1936-ban készült ORM-65 pedig 175 kg-ig fejlesztette a tolóerőt, és akkoriban a legfejlettebb motor volt.
1939-ben VP Glushko kezdeményezésére és vezetése alatt létrehozták a folyékony rakétahajtóművek kísérleti tervezőirodáját (OKB-GDL), ahol a negyvenes években kifejlesztették a repülőgépek folyékony-hajtóanyagú rakétamotorjainak családját, amely prototípusként szolgált. nagy teljesítményű rakétahajtóművek fejlesztésében.
A Szovjetunióban közvetlenül a második világháború után az űrprogramokkal kapcsolatos gyakorlati munka S. P. Koroljev és M. K. Tikhonravov nevéhez fűződik. 1945 elején M. K. Tikhonravov szakértői csoportot szervezett az RNII-ből, hogy dolgozzanak ki egy projektet egy emberes nagy magasságú rakétajármű (egy kabin két űrhajóssal) számára a felső légkör tanulmányozására. Úgy döntöttek, hogy a projektet egy egyfokozatú folyékony hajtóanyagú rakéta alapján hozzák létre, amelyet függőleges repülésre terveztek 200 km-es magasságig (BP-190 projekt). A projekt a következő feladatok megoldását tartalmazta:
Súlytalansági állapotok vizsgálata egy személy rövid távú repülése során túlnyomásos kabinban;
A pilótafülke tömegközéppontjának mozgásának és a tömegközéppont körüli mozgásának tanulmányozása a hordozórakétáról való leválasztás után;
Adatok beszerzése a légkör felső rétegeiről;
A magashegyi kabin kialakításában szereplő rendszerek (leválasztás, süllyedés, stabilizálás, leszállás stb.) teljesítményének ellenőrzése.
A VR-190 projektben először javasoltak olyan megoldásokat, amelyeket a modern űrhajókban használtak:
Ejtőernyős ereszkedő rendszer, fékező rakétamotor lágy leszálláshoz, piroboltokat használó elválasztó rendszer;
Elektrokontakt rúd a lágy landolású motor prediktív gyújtásához, nem kilökődéses, túlnyomásos kabin életfenntartó rendszerrel;
Fülke stabilizáló rendszer a légkör sűrű rétegein kívül alacsony tolóerős fúvókákkal.
Általánosságban elmondható, hogy a BP-190 projekt új műszaki megoldások és koncepciók komplexuma volt, amit a hazai és külföldi rakéta- és űrtechnológia fejlődése is megerősít. 1946-ban Tyihonravov jelentette I. V. Sztálinnak a VR-190 projekt anyagait. 1947 óta Tyihonravov és csoportja a rakétarepülés gondolatán dolgozik, a negyvenes évek végén és az ötvenes évek elején pedig megmutatta annak lehetőségét, hogy a Szovjetunióban kifejlesztett rakétabázis segítségével megszerezzék az első űrsebességet és indítsák el a műholdakat. . 1950-53-ban a M. K. Tikhonravov csoport tagjainak erőfeszítései az összetett rakéták és műholdak létrehozásának problémájának tanulmányozására irányultak.
A kormánynak 1954-ben egy mesterséges műhold kifejlesztésének lehetőségéről szóló jelentésében S. P. Korolev ezt írta: „Az Ön utasítására benyújtom az elvtárs memorandumát. Tikhonravova M. K. "A Föld mesterséges műholdján." Az 1954-es tudományos tevékenységről szóló jelentésében S. P. Koroljev megjegyezte: „Lehetővé tartjuk magának a műholdnak a projektjének előzetes fejlesztését, figyelembe véve a folyamatban lévő munkát (M. K. Tikhonravov munkája különösen figyelemre méltó).
Megkezdődött az első PS-1 műhold fellövésének előkészítése. Létrehozták az első S. P. Korolev vezette Főtervezők Tanácsát, amely később az űrkutatásban vezető szerepet betöltő Szovjetunió űrprogramjának irányítását végezte. Az S. P. Korolev vezetésével létrehozott OKB-1-TsKBEM-NPO Energia az 1950-es évek eleje óta a Szovjetunió űrtudományának és űriparának központja lett. A kozmonautika egyedülálló abban, hogy abból, amit először a tudományos-fantasztikus írók, majd a tudósok jósoltak, az kozmikus gyorsasággal valóra vált. Valamivel több mint 40 év telt el az első mesterséges földi műhold felbocsátása óta, 1957. október 4., 37. o. 8, és a kozmonautika története már egy sor figyelemre méltó eredményt tartalmaz, amelyeket kezdetben a Szovjetunió és az USA, majd más űrhatalmak értek el.
Már sok ezer műhold kering a Föld körül, a járművek elérték a Holdat, a Vénuszt, a Marsot; tudományos berendezéseket küldtek a Jupiternek, a Merkúrnak, a Szaturnusznak, hogy ismereteket szerezzenek a Naprendszer e távoli bolygóiról.
Yu. A. Gagarin első űrhajósának a „Vostok” űrszondán való kilövése óta, az űrhajó kilövése után p. 9 „Szaljut”, „Mir”, a Szovjetunió sokáig a világ vezető országa lett a személyi űrhajózásban. Nagyszabású űrrendszerek a feladatok széles körének érdekében (beleértve a társadalmi-gazdasági és tudományos feladatokat is), a különböző országok űriparának integrációja.
Az első nagy teljesítményű folyékony hajtóanyagú rakétamotorok (amelyeket Glushko V.P. vezetésével hoztak létre), új tudományos ötletek és sémák megvalósítása, amelyek gyakorlatilag kiküszöbölték a TPU hajtásából származó veszteségeket, az orosz motorházat az űrtechnológia élvonalába emelték. Termo-hidrodinamika, hőátadás- és szilárdságelmélet, anyagkohászat, tüzelőanyagok kémiája, mérőberendezések, vákuum- és plazmatechnika fejlesztése.
Komplex űrrendszerek tervezése, űrkikötő építés, távmeteorológiai létesítmények nagy pontosságú és megbízható vezérlőrendszerei, műholdas geodézia, információs tér kialakítása.
Harc folyik az űrszennyezés ellen.
A fegyveres harc eszközeinek hatékonysága 1,5-2-szeresére nő.
Az 1920-as években Németországban gyakorlati munkát végeztek egy folyékony hajtóanyagú rakétamotor megalkotásán, és ballisztikus rakéták projektjeit dolgozták ki. A munkában kiemelkedő német tudósok és mérnökök vettek részt G. Oberth, R. Nebel, V. Riedel, K. Riedel. Hermann Oberth rakétákon dolgozott. Még 1917-ben készített egy projektet egy folyékony tüzelőanyagú (alkohol és folyékony oxigén) harci rakétához, amelynek több száz kilométeres hatótávolságra kell szállítania egy robbanófejet. 1923-ban Oberth megírta értekezését „Rakéta a bolygóközi térben”. G. Oberth gondolatait továbbfejlesztette a Ways of Space Flight (1929) című könyv, amely különösen a napsugárzás energiájának a bolygóközi repülések során történő felhasználásának lehetőségét vizsgálta.
1957-ben jelent meg Oberth "People in Space" című könyve, ahol ismét visszatér a napsugárzás energiájának felhasználásához az űrben elhelyezett tükrök segítségével.
Oberth több projektet is kidolgozott rakétahajtóműves űrrakétákhoz, amelyekben alkoholt, szénhidrogéneket, folyékony hidrogént üzemanyagként és folyékony oxigént kínált oxidálószerként.
R. Nebel egy repülőgépről földi célpontokra indított rakéta projektjén dolgozott.
V. Riedel kísérleti vizsgálatokat végzett rakétahajtóművekkel. 1927-ben megalapították Breslaut. Bolygóközi Kommunikációs Társaság, amelynek tagjai egy rakétakocsit készítettek és teszteltek Rousselchemben.
Az 1920-as évek végén a folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművekkel működő rakéták létrehozására irányuló kísérleti munkák elvégzése érdekében V. Dornberger vezetésével egy csoportot hoztak létre a folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek tanulmányozására a ballisztikai és lőszertani osztályon. a versenyző fegyverzetirányításáról. 1932-ben a Berlin melletti Künelsdorfban egy speciálisan szervezett kísérleti laboratóriumban megkezdték a ballisztikus rakéták rakétamotorjának fejlesztését.
Ebben a laboratóriumban Wirner von Braun lesz a vezető tervező. 1933-ban egy Dornberger és Brown vezette mérnökcsoport ballisztikus rakétát tervezett A-1 rakétahajtóművel, 150 kg kilövőtömeggel, 1,4 m hosszúsággal, 0,3 m átmérővel. A hajtómű tolóereje 295 kg. A tervezés ugyan nem járt sikerrel, de az A-2 továbbfejlesztett változatát, amelyet az A-1 alapján készítettek, 1934 decemberében sikeresen elindították Borkum szigetén (Északi-tenger). A rakéta 2,2 km magasságot ért el.
1936-ban a Reichswehr-parancsnokság teljes támogatásával a Dorberger-Brown csoport elkezdett 275 km-re becsült hatótávolságú és 1 tonna robbanófej tömegű ballisztikus rakétát fejleszteni. Ezzel egy időben döntés született a Peenemünde Research Rocket Center két részből álló Usedom szigetének megépítéséről a Balti-tengerben. Peenemünde-West a légierő új típusú fegyvereinek és Peenemünde-Ost-nak, ahol a munkát végezték, egy rakétán a szárazföldi erők számára.
Az A-3 rakéta sikertelen kilövése után megkezdődött a munka az A-4 rakétán rakétahajtóművel, amely a következő teljesítményjellemzőkkel rendelkezett: kilövés tömege 12 tonna, hossza 14 m, testátmérője 1,6 m, stabilizátor fesztávolsága 3,5 m, motor tolóerő Föld 25 tonna, repülési hatótáv körülbelül 300 km. A rakéta körkörös eltérésének 0,002-0,003 km-en belül kell lennie. A fejrész robbanótöltete 1 tonna volt.
Az A-4 rakéta első kísérleti kilövésére 1942. június 13-án került sor, és kudarccal végződött, a rakéta 1942. október 3-i kilövés után 1,5 perccel leesett, a rakéta 190 km-t repült, 96 km-es magasságot ért el és eltért. a számított esési ponttól 4 km-rel.
1944 szeptembere és 1945 márciusa között a német fegyveres erők parancsnoksága mintegy 5,8 ezer V-2 rakétát küldött a rakétaegységek leküzdésére. Csaknem 1,5 ezer rakéta nem érte el a kilövőket. Körülbelül 4,3 ezer rakétát indítottak Anglia és Belgium felé. Ezek 15%-a érte el a célt. A sikeres kilövések ilyen alacsony százaléka a V-2 tervezési hibáinak köszönhető. Tapasztalatot szereztek azonban a nagy hatótávolságú rakétafegyverek használatában, amelyeket azonnal alkalmaztak az USA-ban és a Szovjetunióban.
1.3. Az űrszolgáltatások piacának kialakulása és az RCT fejlesztése a jelenlegi szakaszban
Ha a rakétatechnika rohamos fejlődésének első időszakában az űrben felmerülő problémák megoldását bármi áron elvégezték, minden új probléma megoldására új, általában fejlettebb rakétát fejlesztettek ki, akkor már a 60-as évek végén a a rakétatechnika gazdasági hatékonyságának kérdése.
Gyakorlati hatékonyságának növekedésével az emberi tevékenység különböző területein való visszatérése is nő az űrben. A fejlett országokban a világ legtöbb országában megjelent az érdeklődés az eredmények felhasználása iránt. Felmerült a kérdés, hogy az ilyen berendezésekkel rendelkező országok hordozórakétáit és űreszközeit lízingbe használják-e, vagy saját űrtechnológiáikat hozzanak létre és sajátítsanak el. Az első út az űrszolgáltatások piacának megteremtéséhez vezetett. Az űrkommunikációs vonalak, meteorológiai, navigációs és egyéb űrrendszerek bérbeadásának magas költségei miatt azonban sok országban felmerült a kérdés, hogy saját hordozórakétákat és űrjárműveket hozzanak létre.
De gyakran még a nagy államoknak sem volt elegendő saját forrásuk ezekre a célokra, így nemzetközi űrszövetségek jöttek létre nagy űrprojektek megvalósítására, például az Európai Űrügynökség és számos más.
Az űrszolgáltatások piaca a hetvenes évek végétől a világgazdasági rendszer eszköze és intenzíven fejlődő ágazata. Ennek oka a rakéta- és űrrendszerek felhasználásával kereskedelmi forgalomba hozott szolgáltatások iránti növekvő kereslet: távközlés, a Föld felszínének távérzékelésére szolgáló termékek és szolgáltatások, repülőgépek űrbe juttatása, geodéziai és navigációs szolgáltatások stb. az állami szabályozás gyengüléséhez vezetett az űrtevékenység területén a magánkezdeményezés fejlesztésében. Az ígéretes technológiák megalkotása, valamint a hordozórakéták és űrjárművek fejlesztése következtében új lehetőségek nyíltak meg a kereskedelmi alapon végzett űrkutatásban.
megvitattuk a mélyűrrepülés legfontosabb összetevőjét - a gravitációs manővert. De összetettsége miatt egy olyan projektet, mint az űrrepülés, mindig sokféle technológia és találmányra le lehet bontani, amelyek ezt lehetővé teszik. A periódusos rendszer, a lineáris algebra, Ciolkovszkij számításai, az anyagok szilárdsága és a tudomány más területei hozzájárultak az első és az összes azt követő emberes űrrepüléshez. A mai cikkben elmondjuk, hogyan és kinek jutott eszébe az űrrakéta, miből áll, és hogyan váltak a rakéták rajzokból és számításokból emberek és áruk világűrbe szállításának eszközévé.A rakéták rövid története
A sugárhajtású repülés általános elve, amely minden rakéta alapját képezte, egyszerű - egyes részek el vannak választva a testtől, és minden mást mozgásba hoz.
Nem ismert, hogy ki alkalmazta először ezt az elvet, de a különféle sejtések és sejtések egészen Arkhimédészig vezetik a rakétatudomány genealógiáját. Az első ilyen találmányokról bizonyosan tudható, hogy a kínaiak aktívan használták őket, lőporral töltötték meg és a robbanás miatt az égbe lőtték. Így hozták létre az elsőt szilárd tüzelőanyag rakéták. A rakéták iránt már az elején nagy érdeklődés mutatkozott az európai kormányok körében
Második rakétaboom
A rakéták a szárnyakban vártak és vártak: az 1920-as években kezdődött a második rakétaboom, amely elsősorban két névhez kötődik.
Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij, a Rjazan tartomány autodidakta tudósa a nehézségek és akadályok ellenére ő maga is számos felfedezést ért el, amelyek nélkül még az űrről sem lehetne beszélni. A folyékony üzemanyag felhasználásának ötlete, Ciolkovszkij képlete, amely a végső és a kezdeti tömegek aránya alapján számítja ki a repüléshez szükséges sebességet, egy többlépcsős rakéta - mindez az ő érdeme. Munkáinak hatására sok tekintetben létrejött és formalizálódott a hazai rakétatudomány. A Szovjetunióban spontán módon kezdtek létrejönni a sugárhajtás tanulmányozásával foglalkozó társaságok és körök, köztük a GIRD - a sugárhajtás tanulmányozásával foglalkozó csoport, és 1933-ban, a hatóságok védnöksége alatt, megjelent a Jet Institute.
Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij.
Forrás: wikimedia.org
A rakétaverseny második hőse Wernher von Braun német fizikus. Brownnak kiváló képzettsége és élénk elméje volt, és miután találkozott a világ rakétatudományának egy másik fényesével, Heinrich Oberthtel, úgy döntött, hogy minden erőfeszítést a rakéták létrehozására és fejlesztésére fordít. A második világháború alatt von Braun valójában a Birodalom "megtorló fegyverének" - a V-2 rakétának - atyja lett, amelyet a németek 1944-ben kezdtek használni a csatatéren. A sajtóban emlegetett „szárnyas horror” sok angol városban pusztítást hozott, de szerencsére ekkor már a nácizmus összeomlása is idő kérdése volt. Wernher von Braun bátyjával együtt úgy döntött, hogy megadja magát az amerikaiaknak, és amint a történelem megmutatta, ez nem csak a tudósok, hanem maguk az amerikaiak számára is szerencsés jegy volt. Brown 1955 óta dolgozik az Egyesült Államok kormányának, és találmányai képezik az amerikai űrprogram alapját.
De vissza az 1930-as évekhez. A szovjet kormány nagyra értékelte a világűr felé vezető ösvényen a rajongók buzgalmát, és úgy döntött, hogy saját érdekei szerint használja fel. A háború éveiben Katyusha tökéletesen megmutatta magát - egy többszörös kilövésű rakétarendszer, amely rakétákat lőtt. Sok szempontból innovatív fegyver volt: megérkezett a Studebaker kisteherautóra épülő Katyusha, megfordult, rálőtt a szektorra és távozott, nem hagyta, hogy a németek észhez térjenek.
A háború vége új feladatot adott vezetésünknek: az amerikaiak bemutatták a világnak az atombomba teljes erejét, és teljesen nyilvánvalóvá vált, hogy csak az tudhat nagyhatalmi státuszt, akinek valami hasonló van. De itt volt a probléma. A helyzet az, hogy magán a bombán kívül olyan szállítójárművekre volt szükségünk, amelyek megkerülhetik az amerikai légvédelmet. A repülők erre nem voltak alkalmasak. És a Szovjetunió úgy döntött, hogy rakétákra fogad.
Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij 1935-ben halt meg, de helyébe fiatal tudósok egész generációja érkezett, akik egy embert küldtek az űrbe. E tudósok közé tartozott Szergej Pavlovics Koroljov is, akinek az volt a sorsa, hogy a szovjetek "ütőkártyája" legyen az űrversenyben.
A Szovjetunió minden szorgalommal megkezdte saját interkontinentális rakéta létrehozását: intézeteket szerveztek, a legjobb tudósokat összegyűjtötték, a Moszkva melletti Podlipkiben rakétafegyver-kutatóintézetet hoznak létre, és a munka javában folyik.
Csak az erők, eszközök és elmék kolosszális megerőltetése tette lehetővé a Szovjetunió számára, hogy a lehető legrövidebb időn belül megépítse saját rakétáját, amelyet R-7-nek neveztek. Az ő módosításai indították el a Szputnyikot és Jurij Gagarint az űrbe, Szergej Koroljev és társai indították el az emberiség űrkorszakát. De miből áll egy űrrakéta?
A rakéta eddig az egyetlen jármű, amely képes űrhajót az űrbe juttatni. És akkor K. Ciolkovszkij felismerhető az első űrrakéta szerzőjeként, bár a rakéták megjelenésének eredete a távoli múltba tartozik. Innentől kezdjük el mérlegelni a kérdésünket.
A rakéta feltalálásának története
A legtöbb történész úgy véli, hogy a rakéta feltalálása a kínai Han-dinasztia idejére nyúlik vissza (i. e. 206-220), a puskapor felfedezéséig, valamint a tűzijátékok és szórakoztatás céljára való használatának kezdetén. Amikor egy porhéj felrobbant, olyan erő keletkezett, amely különféle tárgyakat mozgathatott. Később ennek az elvnek megfelelően alkották meg az első ágyúkat és muskétákat. A lőporos lövedékek nagy távolságokat repülhettek, de nem voltak rakéták, mivel nem rendelkeztek saját üzemanyagtartalékkal, hanem a puskapor feltalálása lett az igazi rakéták megjelenésének fő előfeltétele. A kínaiak által használt repülő "tűznyilak" leírása azt mutatja, hogy ezek a nyilak rakéták voltak. Tömörített papírból készült tubus volt rájuk rögzítve, csak a hátsó végén volt nyitva, és éghető kompozícióval töltötték meg. Ezt a töltetet felgyújtották, majd egy íj segítségével kilőtték a nyilat. Az ilyen nyilakat számos esetben használták erődítmények ostrománál, hajók, lovasság ellen.
A XIII. században a mongol hódítókkal együtt rakéták érkeztek Európába. Ismeretes, hogy a zaporozsjei kozákok rakétákat használtak a XVI-XVII. A 17. században litván hadmérnök Kazimir Szemenovics többlépcsős rakétát írt le.
A 18. század végén Indiában a brit csapatokkal vívott csatákban rakétafegyvereket használtak.
század elején a hadsereg is átvette a katonai rakétákat, amelyek gyártását a William Congreve (Congreve rakétája). Ugyanakkor egy orosz tiszt Alexander Zasyadko kidolgozta a rakéták elméletét. Nagy sikereket ért el a rakéták fejlesztésében a múlt század közepén az orosz tüzérségi tábornok Konsztantyin Konsztantyinov. Oroszországban kísérleteket tettek a sugárhajtás matematikai magyarázatára és hatékonyabb rakétafegyverek létrehozására. Nyikolaj Tikhomirov 1894-ben.
megalkotta a sugárhajtás elméletét Konsztantyin Ciolkovszkij. Felvetette a rakéták űrrepüléshez való felhasználásának ötletét, és azzal érvelt, hogy számukra a leghatékonyabb üzemanyag a folyékony oxigén és a hidrogén kombinációja lenne. 1903-ban rakétát tervezett a bolygóközi kommunikációhoz.
német tudós Hermann Oberth az 1920-as években a bolygóközi repülés alapelveit is lefektette. Emellett rakétahajtóművek próbapadi tesztjeit is elvégezte.
amerikai tudós Robert Goddard 1926-ban elindította az első folyékony hajtóanyagú rakétát, amelyet benzin és folyékony oxigén hajtott.
Az első hazai rakétát GIRD-90-nek hívták (a "Jet Propulsion Study Group" rövidítése). 1931-ben kezdték építeni, és 1933. augusztus 17-én tesztelték. A GIRD élén akkoriban S.P. Koroljev. A rakéta 400 méter magasságban szállt fel, és 18 másodpercig repült. A rakéta tömege az induláskor 18 kilogramm volt.
1933-ban, a Szovjetunióban a Reaktív Intézet befejezte egy alapvetően új fegyver - a rakéták - létrehozását, az indításhoz szükséges telepítést, amely később a becenevet kapta. "Katyusha".
A peenemündei (Németország) rakétaközpontban a A-4 ballisztikus rakéta 320 km-es hatótávval. A második világháború idején, 1942. október 3-án került sor ennek a rakétának az első sikeres kilövésére, majd 1944-ben megkezdődött a harci alkalmazása V-2 néven.
A V-2 katonai alkalmazása megmutatta a rakétatechnológiában rejlő óriási lehetőségeket, és a háború utáni legerősebb hatalmak – az Egyesült Államok és a Szovjetunió – is elkezdték ballisztikus rakéták fejlesztését.
1957-ben a Szovjetunióban vezetése alatt Szergej Koroljov nukleáris fegyverek szállításának eszközeként létrehozták a világ első interkontinentális ballisztikus rakétáját, az R-7-et, amellyel még ugyanebben az évben felbocsátották a világ első mesterséges földi műholdját. Így kezdődött a rakéták használata űrrepülésekhez.
N. Kibalchich projektje
Ezzel kapcsolatban lehetetlen nem felidézni Nyikolaj Kibalcsics orosz forradalmárt, a népakarat tagját és feltalálót. Részt vett a II. Sándor elleni merényletekben, ő találta fel és gyártotta a „robbanó zselével” ellátott dobóhéjakat, amelyeket I. I. használt. Grinevitsky és N. I. Rysakov a Katalin-csatornán elkövetett merénylet során. Halálraítélt.
Felakasztották A.I-vel. Zhelyabov, S.L. Perovskaya és más Pervomartovtsy. Kibalchich előterjesztette egy oszcilláló égéskamrával rendelkező rakétarepülőgép ötletét a tolóerővektor szabályozására. Néhány nappal a kivégzés előtt Kibalchich kidolgozott egy eredeti tervet egy olyan repülőgéphez, amely képes űrrepülésre. A projekt ismertette a porrakéta hajtóművét, a repülésvezérlést a hajtómű dőlésszögének változtatásával, a programozott égési módot és még sok mást. Kérését, hogy a kéziratot a Tudományos Akadémiához adják át, a vizsgálóbizottság nem teljesítette, a projektet először csak 1918-ban tették közzé.
Modern rakétahajtóművek
A legtöbb modern rakéta vegyi rakétamotorokkal van felszerelve. Egy ilyen motor használhat szilárd, folyékony vagy hibrid hajtóanyagot. A tüzelőanyag és az oxidálószer közötti kémiai reakció az égéstérben kezdődik, a keletkező forró gázok kilépő sugársugarat képeznek, a sugárfúvókában (vagy fúvókákban) felgyorsulnak, és kilökődnek a rakétából. Ezeknek a gázoknak a felgyorsulása a motorban tolóerőt, tolóerőt hoz létre, amely mozgásba hozza a rakétát. A sugárhajtás elvét Newton harmadik törvénye írja le.
De nem mindig használnak kémiai reakciókat a rakéták meghajtására. Vannak gőzrakéták, amelyekben a fúvókán átáramló túlhevített víz nagy sebességű gőzsugárrá alakul, amely légcsavarként szolgál. A gőzrakéták hatásfoka viszonylag alacsony, de ezt kompenzálja egyszerűségük és biztonságuk, valamint a víz olcsósága és elérhetősége. Egy kis gőzrakéta működését 2004-ben tesztelték az űrben az UK-DMC műhold fedélzetén. Vannak projektek gőzrakéták alkalmazására bolygóközi áruszállításra, nukleáris vagy napenergia miatt vízmelegítéssel.
Az olyan rakétákat, mint a gőz, amelyekben a munkafolyadék felmelegedése a motor munkaterületén kívül történik, néha külső égésű motorral rendelkező rendszerként írják le. A legtöbb nukleáris rakétamotor példaként szolgálhat külső égésű rakétamotorokra.
Jelenleg alternatív módszereket fejlesztenek ki az űrhajók pályára emelésére. Köztük van az "űrlift", az elektromágneses és a hagyományos fegyverek, de egyelőre tervezési szakaszban vannak.
Betöltés...
