Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель взлетающий вертикально вверх ракеты работает в течение

Русский революционер и изобретатель Николай Кибальчич создал первый в мире проект аппарата с реактивным двигателем. Однако ученый был казнен. В начале XX века эту идею стал развивать К.Э. Циолковский. Ученый разработал саму схему реактивного двигателя, который работал на жидком топливе.

Ракета способна обеспечивать собственное движение в пустоте за счет реактивной силы. То есть она самостоятельно толкает себя, подобно осьминогу или кальмару. Процесс воспламенения смеси в двигателе является непрерывным — это пример простого твердотопливного двигателя. Еще один тип ракетного двигателя — жидкостный . В нем используется жидкий кислород или азотная кислота, при окислении этого вещества увеличивается удельный импульс — показатель эффективности реактивного двигателя или ракетного топлива.

Несмотря на всю сложность конструкции современных космических кораблей, ракета — один из самых простых летательных аппаратов. В основе ее устройства лежит принцип, согласно которому всякое действие рождает противодействие. Ракета летит, выбрасывая определенное вещество из своей хвостовой части. Несмотря на всю эту простоту, ракеты разрабатывались и совершенствовались в течение более чем семисот лет.

Луис Блумфилд. «Как все работает. Законы физики в нашей жизни»

Луис Блумфилд в своей книге «Как все работает. Законы физики в нашей жизни» приводит в пример движение по скользкому льду. Единственный способ сдвинуться — получить какой-то толчок от самого себя . Необходимо бросить кроссовок, и вы начнете двигаться в противоположную сторону. Вы передали импульс брошенной обуви, и она обратно передала его вам. «Величина импульса кроссовка равна величине вашего противоположно направленного импульса. Естественно, ваша масса намного больше массы кроссовка, поэтому вы двигаетесь гораздо медленнее, чем он», — объясняет Блумфилд.

Движение ракеты предполагает действие двух равных и противоположно направленных сил

Аналогично этому работает реактивный двигатель. Топливо и окислитель попадают в рабочую камеру, смешиваются, сгорают в зоне горения, выделяя огромное количество тепла, которого достаточно для движения.

eponim2008

Короткие истории о вещах и о людях, давших им свое имя

Как взлетает ракета?

Взлетом космической ракеты сейчас можно полюбоваться и по телевизору, и в кино. Ракета вертикально стоит на бетонном стартовом столе. По команде из пункта управления включаются двигатели, мы видим загорающееся внизу пламя, мы слышим нарастающий рев. И вот ракета в клубах дыма отрывается от Земли и сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее устремляется вверх. Через минуту она уже на такой высоте, куда не могут подняться самолеты, а еще через минуту – Космосе, в околоземном безвоздушном пространстве.

Двигатели ракеты называются реактивными. Почему? Потому что в таких двигателях сила тяги является силой реакции (противодействия) силе, которая отбрасывает в противоположную сторону струю раскаленных газов, получаемых от сгорания топлива в специальной камере. Как известно, согласно третьему закону Ньютона сила этого противодействия равна силе действия. То есть, сила, поднимающая ракету в космическое пространство равна силе, которую развивают раскаленные газы, вырывающиеся из сопла ракеты. Если Вам кажется невероятным, что газ, которому положено быть бесплотным, забрасывает на космическую орбиту тяжеленную ракету, вспомните о том, что сжатый в резиновых баллонах воздух успешно поддерживает не только велосипедиста, но и тяжелые самосвалы. Раскаленный добела газ, вырывающийся из сопла ракеты – тоже полон силы и энергии. Настолько, что после каждого старта ракеты стартовый стол ремонтируют, добавляя выбитый огненным вихрем бетон.

Третий закон Ньютона можно сформулировать иначе, как закон сохранения импульса. Импульсом называется произведение массы на скорость. В терминах закона сохранения импульса старт ракеты можно описать так.
Первоначально импульс космической ракеты, покоящейся на стартовой площадке, был равен нулю (Большая масса ракеты, умноженная на нулевую ее скорость). Но вот включен двигатель. Топливо сгорает, образуя огромное количество газообразных продуктов сгорания. Они имеют высокую температуру и с высокой скоростью истекают из сопла ракеты в одну сторону, вниз. Это создает вектор импульса, направленный вниз, величина которого равна массе истекающего газа, умноженного на скорость этого газа. Однако, в силу закона сохранения импульса, суммарный импульс космической ракеты относительно стартовой площадки должен быть по-прежнему равен нулю. Поэтому тут же возникает вектор импульса, направленный вверх, уравновешивающий систему «ракета – отбрасываемые газы». За счет чего возникнет этот вектор? За счет того, что стоящая до тех пор неподвижно ракета начнет движение вверх. Импульс, направленный вверх, будет равен массе ракеты, умноженной на ее скорость.

Читать еще:  Фольксваген тигуан 2017 дизельный двигатель технические характеристики

Если двигатели ракеты мощные, ракета очень быстро набирает скорость, достаточную для того, чтобы вывести космический корабль на околоземную орбиту. Эта скорость называется первой космической скоростью и равна приблизительно 8 километрам в секунду.

Мощность двигателя ракеты определяется в первую очередь тем, какое топливо сгорает в двигателях ракеты. Чем выше температура сгорания топлива, тем мощнее двигатель. В самых ранних советских ракетных двигателях топливом был керосин, а окислителем – азотная кислота. Сейчас в ракетах используется более активные (и более ядовитые) смеси. Топливом в современных американских ракетных двигателях является смесь кислорода и водорода. Кислородно-водородная смесь очень взрывоопасна, но при сгорании выделяет огромное количество энергии.

Декаданс

С распадом СССР закончилась и конкуренция. Пропал повод для сверхфинансирования космических программ. Многие перспективные и прорывные проекты так и не были реализованы. Время стремления к звездам сменилось настоящим декадансом. Что, как известно, обозначает упадок, регресс и определенную степень деградации. Для того чтобы понять это, не нужно быть гением. Достаточно обратить внимание на медиасети. Секта плоской земли активно ведет свою пропаганду. Люди не знают элементарных вещей. В Российской Федерации астрономия и вовсе не преподается в школах. Если подойти к прохожему и поинтересоваться, как взлетают ракеты, он не ответит на этот простой вопрос.

Люди даже не знают о том, по какой траектории ракеты летают. В таких условиях нет и смысла спрашивать про орбитальную механику. Отсутствие должного образования, «Голливуд» и видеоигры – все это создало ложное представление о космосе как таковом и о полетах к звездам.

Двигатели ракеты запущенной вертикально вверх с поверхности земли работали

Геодезическая ракета стартует с земли без начальной скорости и летит вертикально вверх. В каждый момент времени сила тяги, действующая на ракету, в 2 раза превышает действующую на ракету силу тяжести. Через 5 с после старта двигатель ракеты выключается. На какую максимальную высоту над землёй поднимется ракета в процессе своего полёта?

По условию

Ускорение ракеты в таком случае:

Из уравнения движения, найдем на какую высоту поднимется ракета, когда выключится двигатель:

Используем то, что начальная скорость равна нулю

После того, как двигатель ракеты выключится, она продолжит свое движение по инерции так как обладает ненулевой скоростью. Эту скорость, можем найти, используя уравнение:

Тогда, высота на которую поднимется ракета при дальнейшем движении, может быть вычислена по формуле:

Тут должны принять во внимание, что в точке максимального подъема скорость ракеты равна нулю. Ускорение при этом равно ускорение свободного падения.

Тогда:

Максимальная высота:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях.

Посадка при отсутствии атмосферы [ править | править код ]

Даже сильно разреженная атмосфера позволяет погасить при посадке бо́льшую часть орбитальной скорости. Так, например, посадочная капсула марсохода «Кьюриосити» при входе в атмосферу Марса, в 80 раз менее плотную чем земная [3] , одними корпусом и парашютом погасила скорость с 5800 до 100 м/с [4] .

Читать еще:  Через сколько тысяч менять масло в двигателе лачетти

Но при отсутствии атмосферы, как, например, при посадке на Луну, тормозить приходится одними двигателями. При этом оптимальная по расходу топлива последовательность действий такая:

  1. В точке орбиты, противоположной району посадки космический аппарат притормаживает так, чтобы перицентр оказался несколько выше поверхности.
  2. Достигнув района посадки, аппарат поворачивается в направлении, противоположном движению и в заранее рассчитанный момент времени начинает торможение на максимальной тяге.
  3. По мере того, как аппарат теряет горизонтальную скорость, сила тяжести ускоряет его вниз. Система управления постоянно разворачивает аппарат против направления движения, и он летит по нисходящей дуге.
  4. В идеальном случае, если торможение началось в точно рассчитанный момент, в конце траектории высота и скорость одновременно станут равны нулю. Но тогда даже небольшая задержка с началом торможения приведёт к столкновению с поверхностью на большой скорости, поэтому на практике торможение начинают с запасом, чтобы погасить скорость на некоторой высоте от поверхности, и после этого перейти к вертикальной посадке на небольшой скорости.

Для расчёта траектории посадки можно использовать те же вычисления, что и для траектории подъёма с той лишь разницей, что масса топлива будет увеличиваться по мере набора высоты [5] .

При конструировании лунного модуля программы «Аполлон» инженеры столкнулись с проблемой отсутствия надёжных ориентиров для ориентации корабля во время посадки на Луну. Но им удалось найти очень простое и достаточно точное приближение: посадочный модуль поддерживал постоянное направление относительно командного модуля, который ко времени посадки находился выше на орбите [6] .

4 вариант

А1. Какое тело из перечисленных ниже двигается прямоли­нейно?

1) Конец минутной стрелки
2) Автомобиль на крутом вираже
3) Мальчик на качелях
4) Взлетающая ракета

А2. Поезд длиной 350 м двигается равномерно со скоростью 15 м/с. Он проходит мост за 2 мин. Определите длину моста.

1) 335 м
2) 550 м
3) 1235 м
4) 1450 м

А3. Шарик скатывается по наклонному прямому желобу с постоянным ускорением, по модулю равным 2 м/с 2 . 3а 3 с скорость шарика увеличивается на

1) 1,5 км/ч
2) 5,4 км/ч
3) 6,0 км/ч
4) 21,6 км/ч

А4. Гору длиной 50 м лыжник прошел за 10 с, двигаясь с ускорением 0,4 м/с 2 . Чему равна скорость лыжника в начале и в конце горы?

1) 3 м/с и 6 м/с
2) 2 м/с и 8 м/с
3) 4 м/с и 7 м/с
4) 3 м/с и 7 м/с

А5. На рисунке приведен гра­фик зависимости проекции скорости тела от времени.

Проекция ускорения тела в интервале времени от 8 до 12 с представлена графиком

B1. Скорость материальной точки на пути 60 м увеличилась в 5 раз за 10 с. Определите ускорение тела, считая его постоянным.

В2. На поверхность диска с центром в точке О нанесли две точки А и В (причем ОВ = ВА), и привели диск во вращение с постоянной линей­ной скоростью (см. рис.).

Как из­менятся перечисленные в первом столбце физические величины при переходе от точки В к точке А?

А) угловая скорость
Б) период обращения по окружности
В) центростремительное ускорение

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Отличия ракеты Р-2 от Р-1

В чем же состояло конструктивное отличие ракеты Р-2 от Р-1? Основное – в отделении головной части от корпуса в конце активного участка полета, чем решалось множество задач: снижалось требование к прочности корпуса ракеты, так как исключалась необходимость в нем на пассивном участке траектории, где тепловые нагрузки были значительно больше, чем на активном участке; вышеуказанное, в свою очередь, позволяло применять алюминиевые сплавы вместо стали на баке горючего и использовать его несущим – как корпус, а также отказаться от теплозащиты.

Читать еще:  Высокие обороты при запуске двигателя форд фокус

Это выявило разительные достоинства новой конструктивной схемы: масса незаправленной ракеты Р-2 была только на 350 кг больше массы незаправленной ракеты Р-1, притом стартовый вес первой был на 7 тонн больше, чем достигалась дальность стрельбы 600 км, против 300 у ракеты Р-1.

Компоновка ракеты Р-2 предусматривала расположение приборного отсека непосредственно над хвостовым отсеком, а не возле головной части, как у ракеты Р-1. Это существенно облегчало обслуживание аппаратуры системы управления. Указанные работы были выполнены коллективом ракетчиков С. П. Королева.

Коллективом двигателистов под руководством Валентина Петровича Глушко была проведена работа по форсированию двигателя РД-100 ракеты Р-1 по тяге на 7 тонн и другие изменения, в результате для ракеты Р-2 был изготовлен новый двигатель РД-101, на треть мощнее и на четверть легче предшественника.

Сергей Павлович Королев – конструктор первых советских ракет

Для улучшения точности попадания система управления, коллективом Николая Алексеевича Пилюгина была дополнена системой боковой радиокоррекции, снижающей параллельный снос ракеты, к которому автономная система управления была нечувствительна. Для реализации радиокоррекции требовалось размещение за стартовой позицией на расстоянии 25-30 км от старта, специальной аппаратуры БРК контролировавших поведение ракеты в полёте. Радиопередатчик БРК работал в метровом диапазоне волн.

Его мощность передавалась через специальный антенный коммутатор на две директорные антенны, разнесенные на 100 м друг от друга. Коммутатор обеспечивал симметричное качание луча, относительно линии прицеливания. В крайних положениях сигнал модулировался разными частотами. Это позволяло бортовому приемнику ракеты определить направление отклонения, а системе управления дать сигнал на коррекцию траектории.

Изменение габаритов ракеты Р-2 по сравнению с Р-1, новая компоновка приборного отсека потребовали от коллектива В. П. Бармина разработки новой системы наземного оборудования, обеспечивающей мобильность и безотказность действия всех агрегатов…. В итоге, Р-2, хотя и базировалась на идее и наработках Р-1, на деле представляла собой совершенно новую ракету, отличную от прародителя по всем параметрам. На основе осмысления чужого опыта, советским ученым действительно удалось создать собственную ракету.

25 мая 1949 года на полигоне был впервые в СССР проведен вертикальный пуск экспериментальной ракеты Р-1А, с целью отработки для ракеты Р-2 принципов отделения головной части ракеты: определения характера изменения тяги двигателя после его выключения для выбора момента отделения головной части и расчета необходимой отталкивающей силы.

В головной части ракеты, кроме того, устанавливались два контейнера с научной аппаратурой для исследования параметров верхних слоев атмосферы и прохождения в них дециметровых и сантиметровых радиоволн. Контейнеры спасались при помощи парашютных систем. Всего было четыре пуска на высоту 110 и 210 км.

Ракета Р-2: первая ракета полностью «домашней» разработки созданная в СССР. При внешней схожести с Р-1, отличалась от неё почти каждой деталью

Серийное производство и экспорт

МиГ-29 эксплуатируется не только в России, но и в других странах мира. Постепенно старые модели выводятся из вооружения. Их заменяют новые версии — МиГ-29СМТ и другие. Алжир закупил 24 авиамашины, но потом вернул их назад. Бангладеш в 1999 г. купил 8 самолётов. В Белоруссии, Туркмении, Узбекистане, Украине и других бывших республиках СССР МиГи остались после развала Союза.

Египет заказал 46 летательных аппаратов. Малайзия уже получила 18 машин. Судан получил более 12 самолётов. Сирия получила 62 МиГа. Иран — 36, Индия — около 80 самолётов. Всего на экспорт в 30 стран мира было поставлено 800 истребителей. Стоимость одного МиГа на мировом рынке — 22 млн. долларов.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector