Ракета
Ракета | |
---|---|
Модельный элемент | ракета-носитель |
Медиафайлы на Викискладе |
Раке́та (от итал. rocchetta — маленькое веретено, через нем. Rakete или нидерл. raket) — летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей только вследствие отброса части собственной массы (рабочего тела) аппарата и без использования вещества из окружающей среды. Поскольку полёт ракеты не требует обязательного наличия окружающей воздушной или газовой среды, то он возможен не только в атмосфере, но и в вакууме. Словом ракета обозначают широкий спектр летающих устройств от праздничной забавы до космической ракеты-носителя.
В военной терминологии слово ракета обозначает класс, как правило, беспилотных летательных аппаратов, применяемых для поражения удалённых целей и использующих для полёта принцип реактивного движения.
История
Существует предположение, что некое подобие ракеты было сконструировано ещё в Древней Греции. Речь идёт о летающем деревянном голубе Архита Тарентского (др.-греч. Ἀρχύτας ὁ Ταραντίνος). Его изобретение упоминается в произведении древнеримского писателя Авла Геллия (лат. Aulus Gellius) «Аттические ночи» (лат. «Noctes Atticae»). 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. В античной традиции пневматики нет аналогов такого использования сжатого воздуха[1].
Истоки возникновения ракет большинство историков относят ко временам
В XIII веке вместе с монгольскими завоевателями ракеты попали в Европу, и в 1248 г. английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон опубликовал труд по их применению[3].
Фейерверки и зажигательные ракеты производились в России начиная с XVII века[4].
В Индии в конце XVIII века ракетное оружие применялось весьма широко, и, в частности, существовали особые 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 (майсурские ракеты).
В начале XIX веке британская армия также приняла на вооружение боевые ракеты, производство которых наладил
Ракетная артиллерия широко применялась вплоть до конца XIX века. Ракеты были более лёгкими и подвижными, чем артиллерийские орудия. Точность и
В конце XIX века стали 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. Параллельно в США Никола Тесла проектирует первые устройства на реактивной тяге, принципы которых разработал ещё в период обучения в колледже (то есть в 70-е годы XIX века)[7].
Теорией реактивного движения занимался выдающийся учёный, основоположник космологии Константин Циолковский (1857—1935). Он выдвигал идею об использовании ракет для космических полётов и утверждал, что наиболее эффективным топливом для них было бы сочетание жидких кислорода и водорода. Ракету для межпланетных сообщений он спроектировал в 1903 году.
Немецкий учёный Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы межпланетного полёта. Кроме того, он проводил стендовые испытания ракетных двигателей.
Американский учёный
Работы Циолковского, Оберта и Годдарда были продолжены группами энтузиастов ракетной техники в
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[8].
В Германии подобные работы вело Общество межпланетных сообщений[англ.](VfR). 14 марта 1931 года член VfR Иоганн Винклер осуществил первый в Европе удачный запуск жидкостной ракеты.
В VfR работал
Военное применение V-2 показало огромные возможности ракетной техники, и наиболее мощные послевоенные державы — США и СССР — также начали разработку баллистических ракет.[3]
К 1957 году в СССР под руководством Сергея Павловича Королёва как средство доставки ядерного оружия была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая 4 октября 1957 года была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось применение ракет для космических полётов.
3 ноября 1957 года в космос впервые отправили животное — собаку Лайку. Она погибла через 5—7 часов.
19 августа 1960 года в космос отправили собак Белку и Стрелку, они вернулись на Землю благополучно.
12 апреля 1961 года в космос на корабле «Восток-1» полетел первый космонавт — Ю. А. Гагарин.
Ракетные двигатели
Большинство современных ракет оснащаются
Однако не всегда для движения ракет используются химические реакции. В
Ракеты наподобие паровой, в которых нагрев рабочего тела происходит вне рабочей зоны двигателя, иногда описывают как системы с двигателями внешнего сгорания. Другими примерами ракетных двигателей внешнего сгорания может служить большинство конструкций ядерных ракетных двигателей.
Силы, действующие на ракету в полёте
Наука, исследующая силы, действующие на ракеты или другие космические аппараты, называется астродинамикой.
Основные силы, действующие на ракету в полёте:
- Тягадвигателя.
- При движении в атмосфере — лобовое сопротивление.
- Подъёмная сила. Обычно мала, но значительна для ракетопланов.
- Сила тяжести.
Органы управления ракетой
Для управления ракетами используются аэродинамические рули (на больших углах атаки зачастую используются решетчатые рули).
Также для управления ракетами используется
Используются также имупульсные двигатели так называемого газодинамического пояса, способные очень быстро разворачивать ракету почти на месте[9].
Применение
Ракеты используются как способ доставки средств поражения к цели[10]. Небольшие размеры и высокая скорость перемещения ракет обеспечивает им малую уязвимость. Так как 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.
Существует множество видов боевых ракет, отличающихся дальностью полёта, а также местом старта и местом поражения цели («земля» — «воздух»). Для борьбы с боевыми ракетами используются системы
Существуют также сигнальные и осветительные ракеты.
Научные исследования
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.
Существует деление ракет на лёгкие метеорологические, способные поднять один комплекс приборов на высоту около 100 километров, и тяжёлые геофизические, которые могут нести несколько комплексов приборов и чья высота полёта практически не ограничена.
Обычно 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.
Ракетные метеорологические исследования предшествовали спутниковым, поэтому на первых метеоспутниках стояли те же приборы, что и на метеорологических ракетах. В первый раз ракета была запущена с целью изучить параметры воздушной среды 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
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 дождевых облаков вместо градовых. Высота полёта ограничивается 6—12 км.
Космонавтика
Создателем космонавтики как науки считается Герман Оберт, впервые доказавший физическую возможность человеческого организма выносить возникающие при запуске ракеты перегрузки, а также состояние невесомости.
10 мая 1897 года К. Э. Циолковский в рукописи «Ракета» исследует ряд задач реактивного движения, где определяет скорость, которую развивает летательный аппарат под воздействием тяги ракетного двигателя, неизменной по направлению, при отсутствии всех других сил; конечная зависимость получила название «формула Циолковского» (статья опубликована в журнале «Научное обозрение» в 1903 году).
В 1903 году К. Э. Циолковский опубликовал работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами» — первую в мире, посвящённую теоретическому обоснованию возможности осуществления межпланетных полётов с помощью реактивного летательного аппарата — «ракеты». В 1911—1912 годах опубликована вторая часть этой работы, в 1914 году — дополнение. К. Э. Циолковский и независимо от него Ф. А. 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 Число Маха в 10 раз) позволяет использовать ракеты в областях, где требуются сверхбольшие скорости движения, например, для вывода космических аппаратов на орбиту Земли (см. Первая космическая скорость). Максимальная скорость, которая может быть достигнута при помощи ракеты, 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 проектирования.
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. 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 использования составных 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[13].
Чаще всего в качестве ракет-носителей используются многоступенчатые баллистические ракеты. Старт ракеты-носителя происходит с Земли, или, в случае долгого полёта, с орбиты искусственного спутника Земли.
В настоящее время
и многие другие.Хобби, спорт и развлечения
Есть люди, увлекающиеся
Ракеты на
В геральдике
В классической геральдике
Со временем для изображения ракеты на гербах муниципальных образований и на эмблемах структур и организаций стали использовать стрелу, а позже — наконечник стрелы, отделив военные и наземные ракетные технологии от космических.
Наконечник стрелы как символ ракетно-космических технологий также широко используется в мировой эмблематике.
-
Мирный
См. также
Примечания
- ↑ Carl A. Huffman. Archytas of Tarentum: Pythagorean, Philosopher and Mathematician King. Cambridge: University Press. 2005.
- ↑ 1 2 К. А. Гильзин. Путешествие к далеким мирам. Государственное издательство детской литературы Министерства просвещения РСФСР.Москва 1956 Архивная копия от 26 октября 2011 на Wayback Machine.
- ↑ 1 2 Ракета. Историческая справка.
- ↑ Я. Голованов «Дорога на космодром» Архивная копия от 19 января 2012 на Wayback Machine.
- ↑ Проект воздухоплавательного прибора Н. И. Кибальчича . www.runivers.ru. Дата обращения: 8 марта 2018. Архивировано 9 марта 2018 года.
- ↑ Николай Иванович Кибальчич - Изобретения и изобретатели России . www.inventor.perm.ru. Дата обращения: 8 марта 2018. Архивировано 17 марта 2018 года.
- ↑ Никола Тесла. Автобиография (продолжение) : НОВЫЙ МИР . nowimir.ru. Дата обращения: 11 мая 2019. Архивировано 11 мая 2019 года.
- ↑ Фернисс Т. — История завоевания космоса. Энциклопедия космических аппаратов. — Москва: Эксмо: 2007 — ISBN 5-699-19747-8.
- ↑ Управление полётом ракеты . Дата обращения: 5 августа 2022. Архивировано 5 августа 2022 года.
- ↑ Ракета военная // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- ↑ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИСЗ В. С. Агалаков, А. Ш. Сире Архивная копия от 15 сентября 2008 на Wayback Machine.
- ↑ «На Земле Франца-Иосифа возобновлено ракетное зондирование атмосферы». Российская газета Архивная копия от 3 ноября 2011 на Wayback Machine.
- ↑ ракета Архивная копия от 24 января 2021 на Wayback Machine // Словарь ударений.
- ↑ THE ROCKET BELT Архивная копия от 8 февраля 2009 на Wayback Machine.
- ↑ Sammy Miller Архивная копия от 2 июня 2013 на Wayback Machine.
Литература
- Ракета // Космонавтика : Маленькая энциклопедия; Главный редактор 1970— C. 372.
- Boris Rauschenbach. Hermann Oberth 1894—1989. Über die Erde hinaus — eine Biographie: — Der. Böttiger Verlags — GmbH — ISBN 3-925725-27-7
- Harald Tresp, Karlheinz Rohrwild. — Am Anfang war die Idee… Hermann Oberth — Vater der Raumfahrt: Herman E. Sieger GmbH, Lorh/Württemberg. 1994
- Hermann Oberth. Mein Beitrag zur Weltraumfahrt: — Hermann — Oberth — Raumfahrt — Museum, Druck Center Meckencheim. Nürnberg/Feucht. 1994. ISBN 3-925103-71-6
- Marsha Freeman. Hin zu neuen Welten. Die Geschichte der deutschen Raumfahrtpioniere: — Der. Böttiger Verlags — GmbH, Wiesbaden. 1995. ISBN 3-925725-22-9
- Walter Dornberger, V2 — Der Schuß ins Weltall, Bechtle Verlag, Esslingen 1952.
- «Испытание ракетно-космической техники — дело моей жизни» События и факты — А. И. Осташев, Королёв, 2001 г.;
Ссылки
- Znamensk.info — история первого ракетного полигона Капустин Яр
- БГ-Знание. Ру — Создатели ракетной техники
- Гончар А. С. Звёздные часы ракетной техники (Воспоминания). // Харьков: Факт, 2008. — 400 с: iл. ISBN 978-966-637-633-9.