작동 방식: 우주 로켓. 뱅가드 로켓을 이용한 위성 발사 계획 (1단계 엔진이 A지점에서 작동을 멈춤) 우주엘리베이터에 비해 단점

19.09.2019

다단 로켓의 구조는 무엇입니까로켓 과학의 창시자인 치올코프스키의 작품에 설명된 우주 비행용 로켓의 고전적인 예를 살펴보겠습니다. 다단 로켓 제조의 기본 아이디어를 최초로 발표 한 사람은 바로 그 사람이었습니다.

로켓의 작동 원리.

로켓이 중력을 극복하려면 많은 양의 연료가 필요하며, 더 많은 연료를 섭취할수록 로켓의 질량이 커집니다. 따라서 로켓의 질량을 줄이기 위해 다단계 원리를 기반으로 제작되었습니다. 각 단계는 자체 로켓 엔진과 비행용 연료 공급 장치를 갖춘 별도의 로켓으로 간주될 수 있습니다.

우주 로켓 무대 건설.

우주 로켓의 첫 번째 단계가장 큰 비행용 로켓의 경우 1단 엔진의 공간은 최대 6개까지 가능하며, 우주로 발사해야 하는 부하가 무거울수록 로켓의 1단 엔진은 더 많아집니다.

클래식 버전에는 마치 로켓의 둘레를 둘러싸는 것처럼 이등변 삼각형의 가장자리를 따라 대칭으로 위치한 세 개가 있습니다. 이 단계는 가장 크고 가장 강력하며, 로켓을 발사하는 단계입니다. 로켓의 첫 번째 단계의 연료가 모두 소모되면 전체 단계가 폐기됩니다.

그 후, 로켓의 움직임은 2단계 엔진에 의해 제어됩니다. 로켓이 지구 저궤도에 진입하기에 충분한 첫 번째 탈출 속도에 도달하는 것은 2단계 엔진의 도움으로 이루어지기 때문에 부스터라고도 불립니다.

지구의 중력은 고도에 따라 감소하기 때문에 각 로켓 단계의 무게는 이전 단계보다 가벼워지면서 여러 번 반복될 수 있습니다.

이 과정이 반복되는 횟수는 우주 로켓이 포함하는 단계의 수입니다. 로켓의 마지막 단계는 조종(비행 수정을 위한 추진 엔진이 로켓의 각 단계에 있음)을 위해 설계되었으며 페이로드와 우주비행사를 목적지까지 전달합니다.

우리는 장치를 검토했고 로켓 작동 원리, 핵무기를 탑재한 끔찍한 무기인 탄도 다단 로켓은 정확히 같은 방식으로 제작되었으며 우주 로켓과 근본적으로 다르지 않습니다. 그들은 지구 전체의 생명체와 생명체 자체를 완전히 파괴할 수 있습니다.

다단 탄도 미사일그들은 지구 저궤도에 진입하고 거기에서 핵탄두가 장착된 분할 탄두로 지상 목표물을 공격합니다. 게다가 가장 먼 지점까지 비행하는 데에는 20~25분이 소요됩니다.

우주로의 비행은 오랫동안 흔한 일이었습니다. 하지만 우주 발사체에 대한 모든 것을 알고 있나요? 그것을 하나씩 분해하여 그것이 무엇으로 구성되어 있고 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

로켓 엔진

엔진은 발사체의 가장 중요한 구성 요소입니다. 그들은 로켓을 우주로 추진하는 견인력을 생성합니다. 그러나 로켓 엔진의 경우 자동차 후드 아래에 있거나 헬리콥터의 로터 블레이드를 돌리는 엔진을 기억해서는 안됩니다. 로켓 엔진은 완전히 다릅니다.

로켓 엔진의 작동은 뉴턴의 제3법칙에 기초합니다. 이 법칙의 역사적 공식에 따르면 모든 행동에는 항상 동등하고 반대되는 반응, 즉 반응이 있습니다. 이것이 바로 이러한 엔진을 제트 엔진이라고 부르는 이유입니다.

작동 중에 제트 로켓 엔진은 물질(소위 작동유체)을 한 방향으로 배출하는 반면, 물질 자체는 반대 방향으로 움직입니다. 이것이 어떻게 일어나는지 이해하기 위해 로켓을 직접 조종할 필요는 없습니다. 가장 가까운 "세상적인" 예는 총기를 발사할 때 발생하는 반동입니다. 여기서 작동유체는 총신에서 빠져나오는 총알과 분말가스입니다. 또 다른 예는 부풀렸다가 풀린 풍선입니다. 묶어두지 않으면 공기가 나올 때까지 날아갑니다. 여기의 공기는 바로 작동하는 유체입니다. 간단히 말해서, 로켓 엔진의 작동유체는 로켓 연료의 연소 생성물입니다.

RD-180 로켓 엔진 모델

연료

로켓 엔진 연료는 일반적으로 2성분으로 이루어져 있으며 연료와 산화제를 포함합니다. 프로톤 발사체는 헵틸(비대칭 디메틸히드라진)을 연료로 사용하고 사산화질소를 산화제로 사용합니다. 두 구성 요소 모두 독성이 매우 높지만 이는 미사일의 원래 전투 목적에 대한 "기억"입니다. 프로톤의 시조인 UR-500 대륙간탄도미사일은 군사적 목적을 갖고 있어 발사되기까지 오랜 시간 전투 준비 상태를 유지해야 했다. 그리고 다른 유형의 연료는 장기 보관을 허용하지 않았습니다. Soyuz-FG 및 Soyuz-2 로켓은 등유와 액체 산소를 연료로 사용합니다. Angara 발사체 제품군, Falcon 9 및 Elon Musk의 유망한 Falcon Heavy에도 동일한 연료 구성 요소가 사용됩니다. 일본 H-IIB 발사체(H-to-bee)의 연료쌍은 액체수소(연료)와 액체산소(산화제)이다. New Shepard 준궤도 우주선을 발사하는 데 사용된 민간 항공우주 회사 Blue Origin의 로켓과 같습니다. 그러나 이것들은 모두 액체 로켓 엔진입니다.

고체추진 로켓엔진도 사용되나 원칙적으로 아리안 5호 발사체의 시동가속기, 안타레스 발사체의 2단 부스터, 측면 부스터 등 다단 로켓의 고체추진제 단계에 사용된다. 우주 왕복선.

단계

우주로 발사되는 탑재량은 로켓 질량의 극히 일부에 불과합니다. 발사체는 주로 자체 구조, 즉 연료 탱크와 엔진, 그리고 이를 작동하는 데 필요한 연료를 "운송"합니다. 연료 탱크와 로켓 엔진은 로켓의 여러 단계에 위치하며 연료가 소진되면 불필요해집니다. 추가 하중을 운반하지 않기 위해 분리되어 있습니다. 본격적인 스테이지 외에 자체 엔진을 탑재하지 않은 외부 연료탱크도 사용된다. 비행 중에도 재설정됩니다.

Proton-M 발사체의 첫 번째 단계

다단계 로켓을 구성하는 데는 두 가지 고전적인 방식이 있습니다. 즉, 단계를 가로 및 세로로 분리하는 것입니다. 첫 번째 경우에는 단계가 서로 위에 배치되고 이전의 하위 단계가 분리된 후에만 켜집니다. 두 번째 경우에는 여러 개의 동일한 로켓 단계가 두 번째 단계 본체 주위에 위치하며 동시에 켜지고 떨어집니다. 이 경우 시동 중에도 2단 엔진이 작동할 수 있다. 그러나 종횡 결합 방식도 널리 사용됩니다.

미사일 레이아웃 옵션

올해 2월 플레세츠크 우주 비행장에서 발사된 로코트(Rokot) 경급 발사체는 가로로 단이 분리된 3단 로켓이다. 그러나 올해 4월 새로운 보스토크니 우주기지에서 발사된 소유즈 2호 발사체는 종횡 분할이 있는 3단 로켓이다.

세로로 분리된 2단계 로켓의 흥미로운 설계는 우주왕복선 시스템입니다. 이것이 미국 셔틀과 Buran의 차이점입니다. 우주 왕복선 시스템의 첫 번째 단계는 측면 고체 연료 부스터이고, 두 번째 단계는 로켓 모양의 분리 가능한 외부 연료 탱크가 있는 셔틀 자체(궤도선)입니다. 이륙 중에는 셔틀 엔진과 부스터 엔진이 모두 작동합니다. Energia-Buran 시스템에서 2단 초중형 발사체 Energia는 독립적인 요소였으며 Buran MTSC를 우주로 발사하는 것 외에도 다음과 같은 자동 및 유인 탐험을 지원하는 등 다른 목적으로 사용될 수 있습니다. 달과 화성.

가속 블록

로켓이 우주로 나가자마자 목표가 달성된 것처럼 보일 수도 있습니다. 그러나 항상 그런 것은 아닙니다. 우주선이나 탑재체의 목표 궤도는 우주가 시작되는 선보다 훨씬 높을 수 있습니다. 예를 들어, 통신 위성을 호스팅하는 정지 궤도는 해발 35,786km 고도에 위치합니다. 이것이 바로 로켓의 또 다른 단계인 상부 단계가 필요한 이유입니다. 우주는 이미 무중력이 시작되는 고도 100km에서 시작되는데, 이는 기존 로켓 엔진에 심각한 문제입니다.

러시아 우주 비행술의 주요 "일꾼" 중 하나인 Proton 발사체는 Breeze-M 상단 스테이지와 짝을 이루어 최대 3.3톤의 페이로드를 정지 궤도로 발사합니다. 그러나 초기 발사는 낮은 기준 궤도에서 수행됩니다( 200km). 상부 스테이지는 선박의 스테이지 중 하나로 불리지만, 엔진의 일반적인 스테이지와는 다릅니다.

조립 중인 Breeze-M 상단 스테이지가 있는 Proton-M 발사체

우주선이나 차량을 목표 궤도로 이동하거나 아웃바운드 또는 행성 간 궤도로 향하게 하려면 상단 스테이지에서 비행 속도를 변경하는 하나 이상의 기동을 수행할 수 있어야 합니다. 그리고 이를 위해서는 매번 엔진을 켜야 합니다. 또한, 기동 사이에는 엔진이 꺼집니다. 따라서 상단 엔진은 다른 로켓 단계의 엔진과 달리 반복적으로 켜고 끌 수 있습니다. 예외적으로 재사용 가능한 Falcon 9와 New Shepard는 지구에 착륙할 때 제동을 위해 1단계 엔진을 사용합니다.

유효 탑재량

로켓은 무언가를 우주로 발사하기 위해 존재합니다. 특히 우주선과 우주선. 국내 우주 비행에서는 프로그레스 수송 화물선과 ISS로 보내진 소유즈 유인 우주선이 있습니다. 올해 우주선 중 미국 Intelsat DLA2 우주선과 프랑스 Eutelsat 9B 우주선, 국내 항법 우주선 Glonass-M No. 53 그리고 물론 화성 대기에서 메탄을 검색하도록 설계된 ExoMars-2016 우주선이 있습니다.

로켓은 페이로드를 발사하는 다양한 기능을 가지고 있습니다. 낮은 지구 궤도(200km)로 우주선을 발사하기 위한 경량형 Rokot 발사체의 탑재 중량은 1.95톤이며 Proton-M 발사체는 중형 발사체에 속합니다. 저궤도에 22.4톤, 정지궤도에 6.15톤, 정지궤도에 3.3톤을 발사합니다. 소유즈 2호는 수정 및 우주 비행장에 따라 7.5톤에서 8.7톤, 정지 궤도에 2.8톤을 전달할 수 있습니다. 3 t 및 정지 궤도 - 1.3 ~ 1.5 t 로켓은 러시아-유럽 공동 프로젝트의 일부로 사용되는 Vostochny, Plesetsk, Baikonur 및 Kuru와 같은 모든 Roscosmos 사이트에서 발사되도록 설계되었습니다. ISS로 수송 및 유인 우주선을 발사하는 데 사용되는 Soyuz-FG LV는 탑재량 질량이 7.2톤(소유즈 유인 우주선 포함)에서 7.4톤(프로그레스 화물 우주선 포함)입니다. 현재 이것은 우주비행사와 우주비행사를 ISS로 수송하는 데 사용되는 유일한 로켓입니다.

탑재량은 일반적으로 로켓의 맨 위에 위치합니다. 공기역학적 항력을 극복하기 위해 로켓 헤드 페어링 내부에 우주선이나 선박을 배치하고, 대기의 조밀한 층을 통과한 후 폐기됩니다.

역사에 남는 유리 가가린의 말: “지구가 보인다… 참으로 아름답구나!” Vostok 발사체의 헤드 페어링이 출시된 직후에 그들에게 전해졌습니다.

Proton-M 발사체의 헤드 페어링 설치, Express-AT1 및 Express-AT2 우주선의 탑재량

긴급 구조 시스템

승무원과 함께 우주선을 궤도로 발사하는 로켓은 화물선이나 우주선을 발사하는 로켓과 외관으로 거의 항상 구별됩니다. 발사체에 긴급 상황이 발생할 경우 유인 우주선 승무원의 생존을 보장하기 위해 비상 구조 시스템(ESS)이 사용됩니다. 본질적으로 이것은 발사체의 머리 부분에 있는 또 다른 (작지만) 로켓입니다. 외부에서 보면 SAS는 로켓 위에 올려진 특이한 모양의 포탑처럼 보입니다. 그 임무는 긴급 상황에서 유인 우주선을 꺼내 사고 현장에서 멀리 가져가는 것입니다.

발사 시 또는 비행 시작 시 로켓 폭발이 발생하는 경우 복구 시스템의 주 엔진이 유인 우주선이 위치한 로켓 부분을 분리하여 사고 현장에서 멀리 이동시킵니다. 그 후 낙하산 하강이 이루어집니다. 정상적으로 비행이 진행되면 안전고도에 도달한 후 발사체에서 비상구조시스템이 분리된다. 높은 고도에서는 SAS의 역할이 그다지 중요하지 않습니다. 여기서 우주선의 하강 모듈이 로켓에서 분리되어 승무원은 이미 탈출할 수 있습니다.

로켓 상단에 SAS가 장착된 Soyuz LV

우리는 심우주 비행의 가장 중요한 구성 요소인 중력 조종을 조사했습니다. 그러나 복잡성으로 인해 우주 비행과 같은 프로젝트는 항상 이를 가능하게 하는 수많은 기술과 발명으로 나눌 수 있습니다. 주기율표, 선형 대수학, Tsiolkovsky의 계산, 재료의 강도 및 기타 전체 과학 분야는 최초 및 이후의 모든 인간 우주 비행에 기여했습니다. 오늘 기사에서는 우주 로켓에 대한 아이디어를 어떻게, 누가 생각해 냈는지, 그것이 무엇으로 구성되어 있는지, 그리고 도면과 계산을 통해 로켓이 어떻게 사람과 화물을 우주로 운반하는 수단으로 변했는지 알려줄 것입니다.

로켓의 간략한 역사

모든 로켓의 기초가 되는 제트 비행의 일반 원리는 간단합니다. 일부 부품이 본체에서 분리되어 다른 모든 것이 작동하도록 설정하는 것입니다.

이 원리를 처음으로 구현한 사람이 누구인지는 알 수 없지만 다양한 추측과 추측을 통해 로켓 과학의 계보가 아르키메데스로 다시 돌아갑니다. 최초의 발명품에 대해 확실히 알려진 것은 화약을 장전하고 폭발로 인해 하늘로 발사 한 중국인이 적극적으로 사용했다는 것입니다. 그리하여 그들은 첫 번째를 만들었습니다. 고체 연료로켓. 유럽 정부는 일찍부터 미사일에 큰 관심을 보였습니다.

두 번째 로켓 붐

로켓은 옆에서 기다리고 기다렸습니다. 1920년대에 두 번째 로켓 붐이 시작되었으며 이는 주로 두 가지 이름과 관련이 있습니다.

Ryazan 지방의 독학 과학자 인 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky는 어려움과 장애물에도 불구하고 많은 발견에 도달했으며 이것이 없었다면 우주에 대해 이야기하는 것조차 불가능했을 것입니다. 액체 연료를 사용한다는 아이디어, 최종 질량과 초기 질량의 비율을 기준으로 비행에 필요한 속도를 계산하는 Tsiolkovsky의 공식, 다단계 로켓-이 모든 것이 그의 장점입니다. 그의 작품의 영향을 크게 받아 국내 로켓과학이 탄생하고 공식화되었다. 소련에서는 제트 추진 연구 그룹인 GIRD를 포함하여 제트 추진 연구를 위한 학회와 동아리가 자발적으로 발생하기 시작했으며 1933년 당국의 후원으로 제트 연구소가 등장했습니다.

콘스탄틴 에두아르도비치 치올콥스키.
출처: Wikimedia.org

로켓 경주의 두 번째 영웅은 독일의 물리학자 베르너 폰 브라운(Wernher von Braun)입니다. 브라운은 훌륭한 교육을 받았고 활기찬 마음을 가지고 있었으며 또 다른 세계 로켓 과학의 권위자인 하인리히 오베르트(Heinrich Oberth)를 만난 후 로켓을 만들고 개선하는 데 모든 노력을 기울이기로 결정했습니다. 제2차 세계대전 동안 폰 브라운은 실제로 제국의 "보복 무기", 즉 독일군이 1944년에 전장에서 사용하기 시작한 V-2 로켓의 아버지가 되었습니다. 언론에서 불리는 "날개 달린 공포"는 영국의 많은 도시를 파괴했지만 다행히 그 당시 나치즘의 붕괴는 이미 시간 문제였습니다. Wernher von Braun은 그의 형제와 함께 미국인들에게 항복하기로 결정했으며 역사가 보여 주듯이 이것은 과학자들뿐만 아니라 미국인들에게도 행운의 티켓이었습니다. 1955년부터 브라운은 미국 정부를 위해 일해 왔으며 그의 발명품은 미국 우주 프로그램의 기초를 형성했습니다.

하지만 1930년대로 돌아가 보겠습니다. 소련 정부는 우주로 향하는 길에 대한 열정을 높이 평가하고 이를 자신의 이익을 위해 사용하기로 결정했습니다. 전쟁 기간 동안 로켓을 발사하는 다연장 로켓 시스템인 카츄샤(Katyusha)는 그 가치를 보여주었습니다. 그것은 여러 면에서 혁신적인 무기였습니다. Studebaker 경트럭을 기반으로 한 Katyusha가 도착하여 돌아서 해당 구역에 발사하고 떠났기 때문에 독일군이 정신을 차리는 것을 허용하지 않았습니다.

전쟁이 끝나자 우리 지도부는 새로운 임무를 부여받았습니다. 미국인들은 핵폭탄의 완전한 위력을 세계에 보여 주었고, 비슷한 것을 가진 사람들만이 초강대국의 지위를 주장할 수 있다는 것이 매우 분명해졌습니다. 하지만 문제가 있었습니다. 사실 우리는 폭탄 자체 외에도 미국 방공망을 우회할 수 있는 수송 차량이 필요했습니다. 비행기는 이에 적합하지 않았습니다. 그리고 소련은 미사일에 의존하기로 결정했습니다.

Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky는 1935년에 사망했지만 인간을 우주로 보낸 모든 세대의 젊은 과학자들로 대체되었습니다. 이들 과학자 중에는 우주 경쟁에서 소련의 "트럼프 카드"가 될 운명을 지닌 Sergei Pavlovich Korolev가 있었습니다.

소련은 모든 열정을 다해 대륙간 미사일을 만들기 시작했습니다. 연구소가 조직되고 최고의 과학자가 모였으며 모스크바 근처 Podlipki에 미사일 연구소가 설립되었으며 작업이 본격화되었습니다.

엄청난 노력, 자원 및 정신의 노력으로 소련은 가능한 한 최단 시간에 R-7이라고 불리는 자체 로켓을 만들 수 있었습니다. 스푸트니크와 유리 가가린을 우주로 발사한 것은 바로 그 개조였고, 인류의 우주 시대를 연 것은 세르게이 코롤레프와 그의 동료들이었다. 그런데 우주 로켓은 무엇으로 구성되어 있나요?

작가 Aulus Gellius (lat. 아울루스 겔리우스) 최초의 제트 장치 중 하나는 2000년 전, 즉 기원전 400년에 사용되었습니다. 이자형. , 그의 도시의 놀란 주민들의 눈앞에서 나무 비둘기가 깃털이 달린 철사를 따라 움직이게 만든 그리스 피타고라스 철학자 Tarentum의 Archytas. Tarentum의 Archytas는 17세기에야 과학적으로 설명된 작용-반작용 원리를 사용했습니다.

그러나 대부분의 역사가들은 로켓의 기원을 중국 한 왕조(기원전 206년~서기 206년), 즉 화약의 발견과 불꽃 놀이 및 오락용으로 사용되기 시작한 것으로 추정합니다. 화약의 폭발로 발생하는 힘은 다양한 물체를 이동시키기에 충분했습니다. 나중에 이 원리는 최초의 대포와 소총을 만드는 데 사용되었습니다. 화약무기 포탄은 장거리 비행이 가능했지만, 자체 연료 비축량이 없었기 때문에 로켓이 아니었습니다. 그러나 실제 로켓 출현의 주요 전제 조건이 된 것은 화약의 발명이었습니다. 중국인이 사용하는 날아다니는 "불화살"에 대한 설명은 이 화살이 로켓임을 나타냅니다. 압축 된 종이로 만든 튜브가 부착되어 뒤쪽 끝만 열리고 가연성 성분으로 채워졌습니다. 이 충전물에 불이 붙은 다음 활을 사용하여 화살을 발사했습니다. 이러한 화살은 요새를 포위하는 동안 배와 기병대를 상대로 여러 경우에 사용되었습니다.

로켓은 16세기와 17세기부터 자포로제 코사크(Zaporizhye Cossacks)에 의해 사용된 것으로 알려져 있습니다. 17세기에 리투아니아의 군사 기술자 카지미르 세메노비치(Kazimir Semenovich)는 다단계 로켓을 기술했습니다.

16세기의 2단 로켓.

로켓포는 19세기 말까지 널리 사용되었습니다. 로켓은 포병보다 더 가볍고 이동성이 뛰어났습니다. 미사일 발사의 정확도와 정확도는 낮았지만 당시 포병 총과 비슷했습니다. 그러나 19세기 후반에는 소총 포병이 등장하여 사격의 정확성과 정확성이 향상되었으며 로켓포는 모든 곳에서 사용되지 않았습니다. 불꽃 놀이와 신호탄 만 살아 남았습니다.

19세기 말에는 제트 추진력을 수학적으로 설명하고 보다 효과적인 로켓 무기를 만들려는 시도가 있었습니다. 러시아에서는 니콜라이 티코미로프(Nikolai Tikhomirov)가 1894년에 이 문제를 처음으로 다루었습니다.

제트 추진 이론은 Konstantin Tsiolkovsky가 연구했습니다. 그는 우주 비행을 위해 로켓을 사용한다는 아이디어를 제시하고 로켓에 가장 효율적인 연료는 액체 산소와 수소의 조합이 될 것이라고 주장했습니다. 그는 1903년에 행성 간 통신을 위한 로켓을 설계했습니다.

1933년 8월 17일, 소련 최초의 대공 미사일로 간주될 수 있는 GIRD 9 미사일이 발사되었습니다. 그것은 1.5km의 높이에 도달했습니다. 그리고 1933년 11월 25일에 발사된 다음 로켓인 GIRD 10은 이미 고도 5km에 도달했습니다.

독일에서는 독일 행성 간 통신 협회(VfR)가 유사한 작업을 수행했습니다. 1931년 3월 14일, VfR 회원인 요하네스 윙클러(Johannes Winkler)는 유럽에서 최초로 액체 추진 로켓 발사에 성공했습니다.

1957년 소련에서는 세르게이 코롤료프(Sergei Korolev)의 지휘 하에 핵무기 운반 수단으로 세계 최초의 대륙간 탄도 미사일 R-7이 만들어졌으며, 같은 해 세계 최초의 인공 지구 위성을 발사하는 데 사용되었습니다. 이것이 우주 비행에 로켓 사용이 시작된 방법입니다.

로켓 엔진

대부분의 현대 로켓은 화학 로켓 엔진으로 구동됩니다. 이러한 엔진은 고체, 액체 또는 하이브리드 로켓 연료를 사용할 수 있습니다. 연료와 산화제 사이의 화학 반응은 연소실에서 시작되고, 그 결과 발생하는 뜨거운 가스는 빠져나오는 제트 기류를 형성하고 제트 노즐(또는 노즐)에서 가속되어 로켓에서 배출됩니다. 엔진에서 이러한 가스의 가속은 추력, 즉 로켓을 움직이게 하는 추진력을 생성합니다. 제트 추진의 원리는 뉴턴의 제3법칙으로 설명됩니다.

그러나 로켓을 추진하는 데 화학 반응이 항상 사용되는 것은 아닙니다. 증기 로켓에서는 노즐을 통해 흐르는 과열된 물이 추진력 역할을 하는 고속 증기 제트로 변환됩니다. 증기 로켓의 효율성은 상대적으로 낮지만 이는 단순성과 안전성, 물의 저렴함과 가용성으로 상쇄됩니다. 소형 증기 로켓의 작동은 UK-DMC 위성의 우주 공간에서 테스트되었습니다. 핵이나 태양 에너지를 사용하여 물을 가열하면서 물품을 행성 간 운송하기 위해 증기 로켓을 사용하는 프로젝트가 있습니다.

작동 유체의 가열이 엔진 작업 영역 외부에서 발생하는 증기 로켓과 같은 로켓은 때때로 외연 기관이 있는 시스템으로 설명됩니다. 외부 연소 로켓 엔진의 다른 예로는 대부분의 핵 로켓 엔진 설계가 있습니다.

애플리케이션

전쟁

로켓은 목표물에 무기를 전달하는 방법으로 사용됩니다. 미사일의 크기가 작고 속도가 빠르기 때문에 취약성이 낮습니다. 전투미사일을 조종하는 데는 조종사가 필요하지 않기 때문에 핵무기를 포함해 엄청난 파괴력을 지닌 폭탄을 탑재할 수 있다. 현대식 유도 및 항법 시스템은 미사일의 정확성과 기동성을 향상시킵니다.

비행 범위는 물론 발사 지점과 목표물 타격 위치(“지상” - “공중”)가 다른 다양한 유형의 군용 미사일이 있습니다. 탄도 미사일 방어 시스템은 군용 미사일과 싸우는 데 사용됩니다.

플레어와 플레어도 있습니다.

과학적 연구

지구 대기를 연구하기 위해 발사된 비행기와 풍선의 고도 상한선은 30~40km입니다. 로켓에는 그러한 천장이 없으며 대기의 상층부, 주로 중간권과 전리층을 조사하는 데 사용됩니다.

로켓은 한 세트의 장비를 약 100km의 고도까지 들어 올릴 수 있는 경량 기상 로켓과 여러 세트의 장비를 운반할 수 있고 비행 고도가 사실상 무제한인 무거운 지구물리학 로켓으로 구분됩니다.

일반적으로 과학 로켓에는 대기압, 자기장, 우주 방사선 및 공기 구성을 측정하는 장비와 측정 결과를 무선으로 지상으로 전송하는 장비가 장착되어 있습니다. 상승 중에 얻은 데이터가 포함된 장비를 낙하산을 사용하여 지상으로 내리는 로켓 모델이 있습니다.

로켓 기상 연구가 위성 연구에 선행했기 때문에 최초의 기상 위성은 기상 로켓과 동일한 장비를 갖추고 있었습니다. 로켓은 대기 환경의 매개변수를 연구하기 위해 4월 11일에 처음으로 발사되었지만, 정기적인 로켓 발사는 일련의 특수 과학 로켓이 만들어진 1950년대에 시작되었습니다. 소련에서는 기상 미사일 MR-1, M-100, MR-12, MMR-06과 "수직" 유형의 지구물리학 미사일이 있었습니다. 현대 러시아에서는 M-100B 미사일이 9월에 사용되었습니다. 러시아 이외의 지역에서는 Aerobi, Black Brant 및 Skylark 미사일이 사용되었습니다.

우주 비행술

Hermann Oberth는 로켓 발사 중에 발생하는 과부하와 무중력 상태를 견딜 수 있는 인체의 물리적 능력을 처음으로 입증한 과학으로서의 우주 비행의 창시자로 간주됩니다.

1897년 5월 10일 K. E. Tsiolkovsky는 "Rocket" 원고에서 제트 추진의 여러 가지 문제를 탐구합니다. 여기에서 그는 로켓 엔진의 추력의 영향으로 항공기가 방향이 변하지 않고 모든 것이 없는 상태에서 발전하는 속도를 결정합니다. 다른 세력; 최종 의존성은 "치올코프스키 공식"이라고 불렸습니다(이 기사는 1903년 Scientific Review 저널에 게재되었습니다).

1903 K. E. Tsiolkovsky는 제트 항공기를 사용하여 행성 간 비행 가능성을 이론적으로 입증하는 데 전념하는 세계 최초의 작품인 "로켓"인 "제트 장비를 사용한 세계 공간 탐험"이라는 작품을 출판했습니다. 이 작품의 두 번째 부분은 1911~1912년에 출판되었으며, 1914년에 추가판이 출판되었습니다. K. E. Tsiolkovsky와 그와 독립적으로 F. A. Tsander는 당시 이미 알려진 에너지 원을 사용하여 우주 비행이 가능하다는 결론에 도달했으며 구현을위한 실제 계획 (로켓 모양, 엔진 냉각 원리, 액체 가스를 연료로 사용)을 나타 냈습니다. 쌍 등).

연료 연소 생성물의 높은 소진율(종종 10보다 높음)로 인해 우주선을 지구 궤도로 발사하는 경우와 같이 극도로 빠른 속도가 필요한 지역에서 로켓을 사용할 수 있습니다(1차 탈출 속도 참조). 로켓을 사용하여 달성할 수 있는 최대 속도는 배기 속도와 장치의 초기 질량과 최종 질량 비율의 자연 로그의 곱으로 속도 증가를 설명하는 Tsiolkovsky 공식을 사용하여 계산됩니다.

로켓은 지금까지 우주선을 우주로 발사할 수 있는 유일한 차량이다. "우주 엘리베이터", 전자기 및 재래식 총과 같은 우주선을 궤도로 들어 올리는 대체 방법은 아직 설계 단계에 있습니다.

우주에서는 로켓의 주요 특징이 가장 명확하게 드러납니다. 즉, 이동을 위한 환경이나 외부 힘이 필요하지 않다는 것입니다. 그러나 이 기능을 사용하려면 추진력을 생성하는 데 필요한 모든 구성 요소가 로켓 자체에 탑재되어 있어야 합니다. 따라서 액체 산소, 등유와 같은 밀도가 높은 성분을 연료로 사용하는 로켓의 경우 연료 중량과 구조물 중량의 비율이 20/1에 이릅니다. 산소와 수소로 구동되는 로켓의 경우 이 비율은 약 10/1로 더 작습니다. 로켓의 질량 특성은 사용된 로켓 엔진의 유형과 설정된 설계 신뢰성 한계에 따라 크게 달라집니다.

구조물의 전체 중량과 연료 연소를 줄임으로써 복합 로켓의 가속도는 시간이 지남에 따라 증가합니다. 사용한 단계를 폐기하고 다음 단계의 엔진 작동을 시작하는 순간에만 약간 감소할 수 있습니다. 우주선을 발사하도록 설계된 이러한 다단 로켓을 발사체라고 합니다.

우주 비행에 사용되는 로켓은 페이로드를 운반하기 때문에 발사체라고 불립니다. 대부분의 경우 다단 탄도 미사일이 발사체로 사용됩니다. 발사체는 지구에서 발사되거나 장거리 비행의 경우 인공 지구 위성의 궤도에서 발사됩니다.

비행 중인 로켓에 작용하는 힘

로켓이나 다른 우주선에 작용하는 힘을 연구하는 과학을 천체역학이라고 합니다.

비행 중인 로켓에 작용하는 주요 힘:

엔진 추력
천체의 매력
대기권에서 이동할 때 - 드래그하세요.
리프팅 힘. 일반적으로 작지만 로켓 비행기에는 중요합니다.

또한보십시오

노트

문학

로켓 // 우주 비행술 : 작은 백과사전; 편집장 V. P. Glushko. 2판, 추가 - 모스크바: "소련 백과사전", - P. 372
보리스 라우센바흐. 헤르만 오베르트 1894-1989. Über die Erde hinaus - eine 전기: - Der. Böttiger Verlags - GmbH - ISBN 3-925725-27-7
하랄드 트레스프, 카를하인츠 로르와일드. - Am Anfang war die Idee… Hermann Oberth - Vater der Raumfahrt: Herman E. Sieger GmbH, Lorh/Württemberg. 1994년
헤르만 오베르트. Mein Beitrag zur Weltraumfahrt: - Hermann - Oberth - Raumfahrt - 박물관, Druck Center Meckencheim. 뉘른베르크/Feucht. 1994. ISBN 3-925103-71-6
마샤 프리먼. Hin zu neuen Welten. Die Geschichte der deutschen Raumfahrtpioniere: - Der. Böttiger Verlags - GmbH, 비스바덴. 1995. ISBN 3-925725-22-9
Walter Dornberger, V2 - Der Schuß ins Weltall, Bechtle Verlag, Esslingen 1952.

연결

Znamensk.info - 최초의 미사일 시험장 Kapustin Yar의 역사
곤차르 A.S.최고의 로켓공학 시간(회고록). // Kharkov: Fakt, 2008. - 400 p.: 아픈. ISBN 978-966-637-633-9.

화염을 방출하는 로켓 엔진은 우주선을 지구 주위의 궤도로 추진합니다. 다른 로켓은 태양계 너머로 배를 데려갑니다.

어쨌든 로켓에 대해 생각할 때 우리는 우주 비행을 상상합니다. 하지만 생일 축하 행사 등을 통해 로켓이 방으로 날아갈 수도 있습니다.

집에서 로켓

일반 풍선도 로켓이 될 수 있습니다. 어떻게? 풍선을 부풀리고 목을 꼬집어 공기가 빠져나가는 것을 방지하세요. 이제 공을 놓습니다. 그는 그에게서 빠져나가는 공기의 힘에 밀려 완전히 예측할 수 없고 통제할 수 없게 방 주위를 날기 시작할 것입니다.

여기 또 다른 간단한 로켓이 있습니다. 철도 차량에 대포를 장착하자. 그녀를 다시 보내자. 레일과 바퀴 사이의 마찰이 매우 작고 제동도 최소화된다고 가정해 보겠습니다. 대포를 발사해 봅시다. 총을 쏘는 순간 트롤리가 앞으로 움직입니다. 촬영을 자주 시작하면 트롤리가 멈추지 않고 촬영할 때마다 속도가 빨라집니다. 대포 배럴에서 뒤로 날아가는 포탄이 트롤리를 앞으로 밀어냅니다.

로켓 운동과 뉴턴의 법칙

뉴턴의 제2법칙은 움직이는 물체의 힘을 질량 및 가속도(단위 시간당 속도 변화)와 연관시킵니다. 따라서 강력한 로켓을 만들기 위해서는 엔진이 대량의 연소된 연료를 고속으로 분출해야 합니다. 뉴턴의 세 번째 법칙은 작용력이 반작용력과 동일하고 반대 방향으로 향한다고 명시합니다. 로켓의 경우 작용력은 로켓 노즐에서 빠져나가는 뜨거운 가스이며, 반력은 로켓을 앞으로 밀어냅니다.

	문 "우주 비행술"
	로켓위키낱말사전
	로켓위키미디어 공용에
	프로젝트 "우주 비행술"