چه چیزی باعث پرواز موشک می شود؟ ایمپالس و اصل رانش جت

در سال 1738، دانشمند سوئیسی، دانیل برنولی، نامی را به نام او ساخت. بر این اساس وقتی دبی مایع یا گاز افزایش می یابد، فشار استاتیکی در آنها کاهش می یابد و برعکس، با کاهش سرعت، افزایش می یابد.

در سال 1904، دانشمند N.E. ژوکوفسکی قضیه ای را در مورد نیروی بالابرنده ای که بر جسمی که در اطراف جریان موازی گاز یا مایع حرکت می کند، ایجاد کرد. بر اساس این قضیه، جسمی (بال) که در یک مایع متحرک یا گاز قرار دارد، تحت نیروی بالابری قرار می گیرد که به پارامترهای محیط و جسم بستگی دارد. نتیجه اصلی کار ژوکوفسکی ضریب بالابر بود.

نیروی بالابرنده

مشخصات بال نامتقارن است، قسمت بالایی آن محدب تر از پایین است. هنگامی که هواپیما حرکت می کند، سرعت جریان هوا که از بالای بال عبور می کند بیشتر از سرعت جریان عبوری از پایین است. در نتیجه (طبق قضیه برنولی)، فشار هوای زیر بال هواپیما بیشتر از فشار بالای بال می شود. به دلیل تفاوت در این فشارها، نیروی بالابر (Y) ایجاد می شود که بال را به سمت بالا هل می دهد. ارزش آن عبارت است از:
Y = Cy*p*V²*S/2، که در آن:
- Cy – ضریب بالابر.
- p - چگالی محیط (هوا) بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب؛
- S - مساحت در متر مربع؛
- V – سرعت جریان بر حسب متر بر ثانیه.

تحت تاثیر نیروهای مختلف

چندین نیرو در حریم هوایی در حال حرکت هستند:
- نیروی رانش موتور (پروانه یا جت) که هواپیما را به جلو می راند.
- مقاومت جلویی به سمت عقب.
- نیروی گرانش زمین (وزن هواپیما) که به سمت پایین هدایت می شود.
- نیروی بالابر که هواپیما را به سمت بالا هل می دهد.

مقدار لیفت و درگ به شکل بال، زاویه حمله (زاویه برخورد جریان با بال) و چگالی جریان هوا بستگی دارد. دومی به نوبه خود به سرعت و فشار اتمسفرهوا

با افزایش سرعت هواپیما و افزایش سرعت، نیروی بالابر افزایش می یابد. به محض اینکه از وزن هواپیما بیشتر شود، به سمت بالا پرواز می کند. هنگامی که هواپیما به صورت افقی با سرعت ثابت حرکت می کند، همه نیروها متعادل هستند، نتیجه آنها (نیروی کل) صفر است.
شکل بال به گونه ای انتخاب می شود که درگ تا حد امکان کم و بالابر تا حد امکان بالا باشد. لیفت را می توان با افزایش سرعت و مساحت بال ها افزایش داد. هرچه سرعت بالاتر باشد، مساحت بال کوچکتر می شود و بالعکس.

ویدیو در مورد موضوع

توصیه مفید

قضیه N.E. ژوکوفسکی به قضیه کوتا-ژوکوفسکی نیز معروف است. این به خاطر این واقعیت است که به موازات روسی دانشمندان تحقیق می کنندمارتین کوت، دانشمند آلمانی، نیروی بالابر را نیز مورد مطالعه قرار داد.

دانشمندان و محققان حتی قبل از کشف قضیه ژوکوفسکی از وجود نیروی بالابر می دانستند. با این حال، ماهیت آن به طور متفاوتی توضیح داده شد - در نتیجه تأثیر ذرات هوا بر بدن طبق نظریه نیوتن. با در نظر گرفتن این موضوع، حتی فرمولی برای محاسبه نیروی بالابر ایجاد شد، اما استفاده از آن مقدار نیروی بالابر را دست کم برآورد کرد.

منابع:

• هیدرودینامیک و آیرودینامیک. بالابر بال و پرواز هواپیما.
• چرا هواپیماها پرواز می کنند

تقریباً بلافاصله پس از ظهور آنها، موشک ها شروع به استفاده در امور نظامی کردند. تحول در موشک های نظامی منجر به ظهور سیستم های قدرتمند مجهز به موشک های فوق دوربرد شده است. در روسیه، برخی از موثرترین آنها هستند سیستم های موشکیکلاس "توپول".

«توپل» و «توپل-ام» سامانه های موشکی هستند هدف استراتژیککه به ترتیب شامل موشک های بالستیک قاره پیما 15Zh58 و 15Zh65 می شود. موشک های هر دو مجموعه دارای سه مرحله با موتورهای سوخت جامد و کلاهک های مجهز به کلاهک هسته ای هستند. مجموعه Topol فقط در نسخه موبایل وجود دارد و مجموعه Topol-M در هر دو نسخه متحرک و ثابت (مبتنی بر معدن) وجود دارد.

عملیات موشک های توپول و توپول ام از زمان پرتاب آنها. تا این لحظه، موشک ها در کانتینرهای حمل و نقل و پرتاب مهر و موم شده هستند و از آسیب دیدن آنها و همچنین آلودگی تصادفی جلوگیری می کنند. محیط زیستمواد رادیواکتیو قبل از پرتاب موشک های مجتمع های متحرک، سیستم های حمل و نقل و پرتاب به موقعیت عمودی منتقل می شوند. این برای تاسیسات مبتنی بر معدن مورد نیاز نیست. پرتاب موشک های کلاس توپول با استفاده از "پرتاب خمپاره" انجام می شود - موشک با فشار پودر از ظرف خارج می شود و پس از آن موتورهای آن شروع به شتاب دادن به آن می کنند.

مسیر پرواز این موشک به سه بخش فعال و جوی تقسیم می شود. در قسمت فعال سرعت به دست می آید و کلاهک از جو خارج می شود. در این فاز موتورهای تمامی مراحل به صورت متوالی روشن می شوند (پس از سوختن سوخت، مرحله جدا می شود). همچنین در این مرحله موشک مانورهای فشرده ای را برای فرار از موشک های ضد موشکی و ورود دقیق به مسیر انجام می دهد. روی موشک های مجتمع توپول، کنترل مسیر با استفاده از سکان های آیرودینامیکی شبکه ای نصب شده در مرحله اول انجام می شود. تمام مراحل موشک های توپول-ام مجهز به نازل های چرخشی هستند که به همین دلیل مانور انجام می شود.

در ابتدای قسمت مسیر، قسمت سر از آخرین مرحله موشک جدا می شود. مانور می دهد تا رهگیری را دشوار کند، اهداف را برای حداکثر دقت هدف قرار می دهد و برای مقابله با سیستم ها، فریب ها را پراکنده می کند. دفاع موشکی. برای این منظور سر موشک توپول دارای یک سامانه رانش است. کلاهک های موشک های توپول ام حاوی ده ها موتور اصلاحی و بسیاری از اهداف فعال و فریبنده است.

در مرحله نهایی، کلاهک ها از کلاهک های موشکی جدا می شوند. قسمت سر، فضا را با قطعاتی پر می کند که به عنوان طعمه نیز عمل می کنند. بخش جوی مسیر شروع می شود. کلاهک ها وارد جو می شوند و پس از 60 تا 100 ثانیه در نزدیکی اهداف منفجر می شوند.

یکی از جذاب ترین و البته گران ترین انواع حمل و نقل هوایی- هلیکوپتری که بر خلاف هواپیما نیازی به باند طولانی ندارد. هلیکوپترهای خصوصی در حال تبدیل شدن به مهمانان مکرر در آسمان روسیه هستند، اما قبل از اینکه سکان هدایت را به دست بگیرید، باید نحوه کنترل این ماشین پیچیده را یاد بگیرید.

دستورالعمل ها

برای یادگیری نحوه پرواز با هلیکوپتر حداقل در سطح یک خلبان آماتور، باید یک دوره از سخنرانی های تئوری شامل سخنرانی در مورد آیرودینامیک، تکنیک های ناوبری، آشنایی با اصل پرواز و ساختار هلیکوپتر را گوش دهید. طبیعتاً نمی توان بدون آن کار کرد کلاس های عملی. طبق مقررات هوانوردی، برای دریافت گواهینامه خلبانی خصوصی صادره دولتی، باید 42 ساعت پرواز داشته باشید. چنین گواهینامه ای به شما این حق را می دهد که برای نیازهای خود با هلیکوپتر پرواز کنید، یعنی نمی توانید به عنوان خلبان برای استخدام کار کنید. این گواهی برای مدت دو سال صادر می شود و پس از آن با قبولی در آزمون های کمیسیون صلاحیت قابل تمدید است.

در روسیه، بسیاری از سازمان ها مجوزهایی دارند که اجازه آموزش خلبانی را می دهد هوانوردی غیرنظامی. علاوه بر دانشگاه ها و مؤسساتی که به آموزش خلبانان برای حمل و نقل هوایی می پردازند، باشگاه های هوانوردی مختلف نیز آموزش هایی را ارائه می دهند. به عنوان مثال، در مسکو 5 باشگاه و شرکت هوانوردی وجود دارد که می توانید در آنها دوره هایی را برای دریافت گواهینامه خلبانی بگذرانید. طول دوره حدود چهار ماه می باشد. آموزش برای یک نوع هلیکوپتر انجام می شود و برای بازآموزی برای نوع دیگر، حدود 15-20 ساعت آموزشی بیشتر طول می کشد.

متأسفانه، یادگیری پرواز با هلیکوپتر بسیار دشوار است لذت گران قیمت. بسته به سطح سازمان، هزینه یک دوره کامل می تواند از 500 هزار روبل تا یک میلیون متغیر باشد. سهم شیراین مبلغ برای ساعات پرواز پرداخت خواهد شد. با این حال، برای چنین پولی، برخی از شرکت ها تعدادی خدمات اضافی از جمله سفارش یک مربی با هلیکوپتر «در خانه» ارائه می دهند. همچنین از این سازمان ها می توانید هلیکوپترهایی را برای استفاده شخصی خریداری کنید یا آنها را اجاره کنید.

گاهی اوقات به نظر می رسد که زمان سریعتر از آنچه که واقعاً می گذرد. علاوه بر این، با افزایش سن این احساس تشدید می شود. گذر زمان هیچ اشکالی ندارد: عقربه های ساعت شروع به چرخش سریع تر نمی کنند، همه اینها به درک شما بستگی دارد.

ساعات خوشی را تماشا نکن

شما در یک کافه با یک دوست قدیمی ملاقات کردید و حتی وقت نداشتید در مورد نیمی از آنچه می خواهید صحبت کنید، زمانی که شب دیر شده بود و زمان رفتن به خانه فرا رسیده بود. در کنسرت مورد انتظار ، به نظر می رسد این گروه فقط چند آهنگ را اجرا کرد ، اما در حال حاضر شروع به جمع آوری سازها کرده است. شما عزیزان خود را به تولد خود دعوت کردید. فقط چند نان تست درست شده است و مردم در حال حاضر از روی میز بلند می شوند. حال خوبزمان را تسریع می کند هنگام تجربه لحظات شاد، مردم آنقدر مجذوب اتفاقات می شوند که به ساعت نگاه نمی کنند، احساس بی حوصلگی نمی کنند، بلکه از آنچه اتفاق می افتد لذت می برند. زمان به سادگی بدون توجه می گذرد، زیرا شما زمانی برای جاسوسی از او نداشتید.

روال مخرب

کارشناسان متوجه یک اثر خنده دار شده اند: برای فردی که روزهایش محروم است رنگ های روشنو پر از روال، زمان نسبتا کند می گذرد. چنین افرادی که در محل کار خود می نشینند، می توانند خمیازه بکشند، مرتب به ساعت نگاه کنند و بی صبرانه منتظر باشند تا عقربه ها شش را نشان دهند و بتوانند به خانه بروند. در خانه، هنگام نظافت یا آشپزی، آرزو دارند همه چیز را تمام کنند و هر چه زودتر به رختخواب بروند. به نظر می رسد که روزهایشان در حال دراز شدن است، اما بعداً، وقتی سالی را که زندگی کرده اند به یاد می آورند، به نظرشان می رسد که در یک لحظه گذشت. دلیل آن دقیقاً زندگی و کمبود یکنواخت است رویدادهای مهمو احساسات قوی: چیزی برای چسبیدن به حافظه وجود ندارد و همه روزها در یک توده خاکستری مشترک ادغام می شوند.

زمان، برو!

بسیاری از مردم متوجه می شوند که سرعت زمان برای آنها بسته به سن آنها تغییر می کند. در کودکی، ماه ها به سرعت حلزون می گذشت. به نظر می رسید این سه ماهه هرگز تمام نمی شود، اما سه ماه تعطیلات تابستانیبودند تمام زندگی، که در طی آن می توانید کارهای جالب زیادی انجام دهید. با افزایش سن، زمان سریعتر و سریعتر می گذشت: قبل از شروع دسامبر، سال نو، تعطیلات در یک نفس پرواز کرد، بچه ها بدون توجه بزرگ شدند. دانشمندان معتقدند که ممکن است دو دلیل برای چنین تغییراتی در سرعت زمان وجود داشته باشد. نسخه ای وجود دارد که این تحت تأثیر به اصطلاح اثر تناسب است، زیرا برای یک کودک ده ساله یک سال 10٪ از زندگی او است، اما برای یک فرد پنجاه ساله فقط 2٪ است.

دلیل دوم در این واقعیت نهفته است که برای یک کودک هر روز پر حادثه است. او در مورد جهان یاد می گیرد، بسیاری از چیزها برای او جدید هستند، رویدادها اغلب احساسات قوی را برمی انگیزند، در حالی که تجربه انباشته شده باعث می شود تجربیات شدت کمتری داشته باشد. به دلیل این تفاوت در درک، به نظر می رسد که زمان برای کودکان و بزرگسالان با سرعت های متفاوتی در جریان است.

هر ICBM، از جمله Topol-M، دارای سرعتی بین 6 تا 7.9 کیلومتر بر ثانیه است. حداکثر مسافتی که Topol-M می تواند اهداف را در آن هدف قرار دهد 11000 کیلومتر است. انحراف و حداکثر سرعت ICBM در لحظه پرتاب به هدف داده شده بستگی دارد.

سامانه دفاع موشکی آمریکا علیه توپول ام

هنگامی که یک ژنرال ارتش ایالات متحده اعلام کرد که اولین آزمایشات یک موشک رهگیر انرژی جنبشی کامل شده است و انتظار نمی رود تا دهه آینده وارد خدمت شود، V.V. پوتین در این باره اظهار نظر کرد. وی خاطرنشان کرد که این سامانه‌های دفاع موشکی بسیار جالب هستند، اما فقط برای اشیایی که در امتداد حرکت می‌کنند مؤثر هستند مسیر بالستیک. برای ICBM ها، این رهگیرها چه هستند و چه نیستند.

آزمایشات پرواز توپول-ام در سال 2005 به پایان رسید. نیروهای موشکی استراتژیک قبلاً سامانه‌های موشکی متحرک زمینی را دریافت کرده‌اند. ایالات متحده در تلاش است تا دارایی های رهگیری خود را تا حد امکان نزدیک به مرزهای فدراسیون روسیه قرار دهد. آنها معتقدند که موشک ها باید در لحظه پرتاب شناسایی و حتی قبل از جدا شدن کلاهک منهدم شوند.

Topol-M دارای سه موتور محرکه سوخت جامد است که به لطف آنها سرعت بسیار بیشتری نسبت به پیشینیان خود می گیرد و این باعث می شود آسیب پذیری آن بسیار کمتر شود. علاوه بر این، این ICBM می تواند نه تنها در سطح افقی، بلکه در عمودی نیز مانور دهد، بنابراین پرواز آن کاملا غیرقابل پیش بینی است.

"Topol-M" چیست؟

ICBM مدرن Topol-M به یک واحد هسته ای مافوق صوت مانور مجهز است. این یکی موشک کروزیک موتور رم جت که می تواند آن را تا سرعت مافوق صوت شتاب دهد. در مرحله بعد موتور اصلی روشن می شود که ICBM پرواز کروز را با سرعتی بالاتر از سرعت صوت 4 یا 5 برابر فراهم می کند. ایالات متحده زمانی توسعه چنین موشک هایی را کنار گذاشت و آنها را بسیار گران می دانست.

روسیه در سال 1992 توسعه موشک های فوق سریع را متوقف کرد، اما به زودی آن را از سر گرفت. وقتی مطبوعات درباره پرتاب این موشک بحث کردند، توجه ویژهبه رفتار غیرمعمول کلاهک از نقطه نظر قوانین بالستیک کشیده شد. سپس پیشنهاد شد که به موتورهای اضافی مجهز شده است که به کلاهک اجازه می دهد به طور غیرقابل پیش بینی در اتمسفر با سرعت بسیار بالا مانور دهد.

جهت پرواز، چه در هواپیماهای افقی و چه در سطوح عمودی، به راحتی تغییر می کرد، بدون اینکه دستگاه از بین برود. برای از بین بردن چنین ICBM، محاسبه دقیق مسیر پرواز آن ضروری است، اما انجام این کار غیرممکن است. بنابراین، به لطف سرعت و مانور بسیار زیاد، Topol-M به راحتی قادر به دور زدن است سیستم های مدرندفاع موشکی، حتی آنهایی که ایالات متحده فقط امروز در حال توسعه آنهاست.

از به تصویب رسید موشک های بالستیک"Topol-M" از این نظر متفاوت است که می تواند مسیر پرواز خود را به طور مستقل و در آخرین لحظه تغییر دهد. همچنین می توان آن را بر فراز قلمرو دشمن هدف قرار داد.

توپول-ام ICBM می تواند دارای یک کلاهک چندگانه باشد که سه بار حمل می کند که 100 کیلومتر پس از نقطه جداسازی به اهداف اصابت می کند. قسمت هایی از کلاهک پس از 30-40 ثانیه جدا می شود. هیچ سیستم شناسایی واحدی قادر به ثبت واحدهای رزمی یا لحظه جدایی آنها نیست.

بلافاصله پس از پرتاب اولین ماهواره زمین مصنوعی در اتحاد جماهیر شوروی در سال 1957، مدل سازان در سراسر جهان شروع به ساخت مدل های نیمکتی از موشک کردند. چنین است مدلپرواز نمی کند، بلکه به سادگی فضای داخلی اتاقی را که در آن نصب شده است تزئین می کند.

مرحله شهرداری مسابقات کودکان سراسر روسیه

کارهای پژوهشی و خلاقانه

« من یک محقق هستم»

کار تحقیقاتی

کوکسا دیمیتری

دانش آموز 3 کلاس "الف".

موسسه آموزشی شهرداری مدرسه متوسطه شماره 7

سرپرست:

آلکسیفکا

آنها در مدرسه به ما اعلام کردند که مسابقه "من یک محقق هستم" برگزار خواهد شد. من تصمیم گرفتم: "من شرکت خواهم کرد!" به خانه آمدم و شروع کردم به فکر کردن در مورد اینکه چه موضوعی را انتخاب کنم. و پدربزرگ که خدمت می کرد نیروهای موشکیگفت: «بیا دیما، بیا موشک را پرتاب کنیم. به محض اینکه بگویید چه نیرویی موشک را به حرکت وا می دارد، به قولم عمل می کنم.» این ایده را دوست داشتم. و من از چنین کاری نمی ترسیدم. من خیلی دوست داشتم پرواز موشک را تماشا کنم.

وظایفی را تعیین کردم

1. ساختار یک موشک را مطالعه کنید

2. دریابید که چه نیرویی باعث حرکت موشک می شود

روش تحقیق:

نظری: مطالعه منابع اطلاعاتی

عملی: آزمایش.

موضوع مطالعه: موشک

موضوع تحقیق:پرواز موشک

نتیجه مورد انتظار:تحقیقات افق‌های من را گسترش می‌دهد و به من کمک می‌کند تا بفهمم آیا می‌توان موشک را در خانه به هوا برد.

فرضیه:من فکر می کنم ساخت یک موشک مدل در خانه امکان پذیر است، اما نمی توان آن را به هوا پرتاب کرد. او پرواز نخواهد کرد

برای اثبات یا رد این فرضیه، ابتدا ادبیات را مطالعه کردم. این چیزی است که من یاد گرفتم.

کلمه روسی "راکت" از کلمه آلمانی "راکت" گرفته شده است. و این خلاصه‌ای از کلمه ایتالیایی rocca است که به معنای دوک است. این موشک مانند یک دوک با دماغه‌ای تیز است که مقاومت هوا را هنگام پرواز در جو کاهش می‌دهد و این همان فیرینگ موشک است (1)

2 مخزن سوخت- این بخشی از ساختار موشک است که سوخت آن را تامین می کند. برای موشک های سوخت مایع، مخزن سوخت به یک مخزن با سوخت و یک مخزن با یک اکسید کننده تقسیم می شود که برای موشک های سوخت جامد، مخزن سوخت به محفظه احتراق وصل می شود خود سوخت عملکرد یک محفظه احتراق را انجام می دهد.

3 محفظه احتراق- برای سوزاندن سوخت و انتشار گازهای حاصل از آن استفاده می شود.

4. در پشت راکت وجود دارد تثبیت کننده. به نظر می رسد که فلش یک فلش یا دم هواپیما. هنگام حرکت در جو، از "لرزش" موشک از سمتی به سمت دیگر جلوگیری می کند.

5. و یک سوراخ در پایین موشک وجود دارد. تماس گرفت نازل. گازها از این نازل در یک جریان قوی خارج می شوند. از آنهاست که یک دم آتشین پشت موشک باقی می ماند.

من در کلاس نظرسنجی با موضوع: چرا یک موشک بلند می شود؟

بسیاری از همکلاسی‌های من نوشتند که موشک‌ها به این دلیل بلند می‌شوند که از زمین پرتاب می‌شوند. برخی که آن را بسیار سوال سختبرای آنها و آنها نمی توانند پاسخ دهند. اما این چیزی است که من یاد گرفتم: طبق قانون سوم مکانیک، اجسام با نیروهایی برابر و در جهت مخالف بر یکدیگر عمل می کنند. در یک موتور موشک، این قانون توسط نابغه کشف شد دانشمند اسحاقنیوتن، این کار بسیار ساده انجام می شود: محصولات احتراق گازی به عقب پرتاب می شوند تا موشک به جلو حرکت کند.
قانون نیوتن را می توان به راحتی تأیید کرد، برای مثال با استفاده از یک بالون پر از هوا. اگر هوا از آن خارج شود، توپ شروع به حرکت می کند

توپ را رها کن

نظر: (هر چند بسیار آشفته) در جهت مخالف جهت هوای آزاد شده. عکس با توپ:

سعی کردم حرکت توپ را ثابت کنم.

من به نخ، نی کوکتل و نوار نیاز داشتم. تجربه کنید. نظر: پرواز بالون هوای گرمصاف شد هوا از توپ خارج می شود و در امتداد طناب در جهت مخالف پرواز می کند.

انسان مدت ها پیش موشک ها را اختراع کرد. آنها صدها سال پیش در چین اختراع شدند. چینی ها از آنها برای آتش بازی استفاده می کردند.

سلاح های موشکی" href="/text/category/raketnoe_oruzhie/" rel="bookmark">سلاح های موشکی. این یک سلاح بسیار قدرتمند است. موشک های مدرنمی تواند با دقت به هدفی در هزاران کیلومتر دورتر ضربه بزند. موشک های نظامی معمولا دارای موتورهای سوخت جامد هستند.

https://pandia.ru/text/80/331/images/image004_3.jpg" alt="MLRS کاتیوشا" width="216" height="141 src=">!}

برخاستن یک موشک زمین به هوا. موشک انداز"کاتیوشا"

و در قرن بیستم، معلم فیزیک مدرسه کنستانتین ادواردوویچ تسیولکوفسکی ایده موشک را مطرح کرد. حرفه جدید. او در خواب دید که چگونه یک فرد به فضا پرواز می کند. او سیاره ما را مهد بشریت نامید. برای خارج شدن از این گهواره و شروع به راه رفتن در فضای بیرونی، موشک مورد نیاز است.

تسیولکوفسکی موشکی را پیشنهاد کرد که از هیدروژن مایع یا نفت سفید نیرو می گرفت و جزء دوم سوخت جت را معرفی کرد - یک اکسید کننده که برای آن اکسیژن مایع انتخاب شد.
موشک هایی که در حال حاضر پرواز می کنند به باروت، نفت سفید، اکسیژن مایع و فلزات وابسته هستند.

اخیرا استفاده شده است موشک های چند مرحله ای. آنها مجهز به چندین سیستم محرکه (مرحله) هستند. اولین قدم بزرگترین است. مراحل به صورت متوالی یکی پس از دیگری نصب می شوند. آخرین مرحله می تواند به طور قابل توجهی برسد ارتفاع بیشتراز یک موشک تک مرحله ای
در لحظه استارت فقط موتور مرحله اول کار می کند پس از پایان کار مرحله اول جدا شده و موتور مرحله دوم و سپس سوم شروع به کار می کند.

نتیجه گیری: همه موشک ها مانند کوچکترین ها هستند تولید صنعتییا طراحی شده توسط آماتورها و بزرگ ها که تولید آنها مستلزم تلاش و هزینه زیادی است، یک ویژگی مشترک دارند. - آنها بر اساس اصل هستند نیروی محرکه جت.

و من به پدربزرگم گفتم: "نیروی واکنشی باعث حرکت موشک می شود."

موشک پدربزرگم را به هوا بردیم. او سوخت جامد بود. این چیزی است که ما به دست آوردیم.

این فرضیه تایید نشد، زیرا موشک به هوا بلند شد. به زیبایی در سطح خانه بالا رفت.

در نتیجه این مطالعه، مشخص شد که پرتاب موشک به جو سیاره زمین آسیب می رساند، زیرا آنها گازهای مضری را منتشر می کنند.

من واقعاً می خواستم مردم هنوز زمین و منظومه شمسی را مطالعه کنند، پیش بینی آب و هوا را انجام دهند و با استفاده از موشک و ماهواره ارتباط برقرار کنند، اما به جو ما آسیب نرسانند. امیدوارم بتوانم در مورد این موضوع تحقیق کنم و راه حلی ساده اما قابل اعتماد پیدا کنم.

همچنین متوجه شدم که برخی مواد و سرعت برخاستن چقدر می تواند خطرناک باشد. من معتقدم که فقط باید با والدین خود موشک یا آتش بازی پرتاب کنید. من این مشاهدات و تجربیات را با بچه های کلاس در میان گذاشتم.

حتی در میان افرادی که فیزیک خوانده‌اند، اغلب توضیحی کاملاً اشتباه برای پرواز یک موشک می‌شنوید: این موشک به این دلیل پرواز می‌کند که توسط گازهایش که هنگام سوختن باروت در آن ایجاد می‌شود، از هوا دفع می‌شود. این همان چیزی است که آنها در قدیم فکر می کردند (موشک ها یک اختراع قدیمی هستند). با این حال، اگر بخواهید موشکی را در فضای بدون هوا پرتاب کنید، بدتر یا حتی بهتر از هوا پرواز نمی کند. دلیل واقعیحرکت موشک کاملا متفاوت است. این را کیبالچیچ انقلابی مارس اول در یادداشت خودکشی خود در مورد ماشین پرنده ای که اختراع کرده بود، بسیار واضح و ساده بیان کرد. وی در توضیح طراحی موشک های رزمی نوشت:

"در یک استوانه حلبی که در یک پایه بسته و در پایه دیگر باز است، یک استوانه باروت فشرده محکم وارد شده است که دارای یک فضای خالی به شکل یک کانال در امتداد محور خود است. احتراق باروت از سطح این کانال شروع می شود و در مدت زمان معینی به سطح بیرونی باروت فشرده گسترش می یابد. گازهای تشکیل شده در حین احتراق در همه جهات فشار ایجاد می کنند. اما فشارهای جانبی گازها متقابلاً متعادل است، در حالی که فشار روی ته پوسته قلع باروت که با فشار مخالف متعادل نمی شود (از آنجایی که گازها در این جهت خروجی آزاد دارند)، موشک را به جلو می راند.

در اینجا همان اتفاقی می افتد که یک توپ شلیک می شود: پرتابه به جلو پرواز می کند و خود توپ به عقب رانده می شود. "پس زدن" اسلحه و به طور کلی همه چیز را به خاطر دارید؟ سلاح گرم! اگر توپی در هوا آویزان می شد و هیچ چیزی آن را پشتیبانی نمی کرد، پس از شلیک با سرعت معینی به سمت عقب حرکت می کرد، یعنی همان مقدار. سرعت کمترپرتابه، پرتابه چند بار سبکتر از خود تفنگ است. در رمان فانتزیآمریکایی‌ها در فیلم «وارونه» ژول ورن حتی قصد داشتند از نیروی پس‌کش توپ غول‌پیکر برای انجام یک تعهد بزرگ - برای «صاف کردن محور زمین» استفاده کنند.

موشک همان توپ است، فقط گلوله نیست، بلکه گازهای پودری به بیرون پرتاب می کند. به همین دلیل، به اصطلاح "چرخ چینی" می چرخد، که احتمالاً هنگام برپایی آتش بازی آن را تحسین می کنید: هنگامی که باروت در لوله های متصل به چرخ می سوزد، گازها در یک جهت بیرون می روند و خود لوله ها (و با آنها چرخ) حرکت مخالف را دریافت می کنند. در اصل، این فقط اصلاح یک دستگاه فیزیکی شناخته شده - چرخ Segner است.

جالب است بدانید که قبل از اختراع قایق بخار، طراحی یک کشتی مکانیکی بر اساس همان آغاز وجود داشت. قرار بود منبع آب کشتی با استفاده از یک پمپ فشار قوی در قسمت عقب آزاد شود. در نتیجه، کشتی باید به جلو حرکت می کرد، مانند آن قلع های شناور که برای اثبات اصل مورد بحث در کلاس های درس فیزیک مدرسه در دسترس هستند. این پروژه (پیشنهاد شده توسط رمسی) اجرا نشد، اما نقش شناخته شده ای در اختراع قایق بخار داشت، زیرا ایده خود را به فولتون داد.

ما همچنین می دانیم که قدیمی ترین موتور بخار، که توسط هرون اسکندریه در قرن دوم قبل از میلاد اختراع شد، بر اساس همان اصل طراحی شد: بخار از دیگ بخار از طریق یک لوله به توپی که روی یک محور افقی نصب شده بود، جریان می یافت. سپس بخار از لوله های میل لنگ به بیرون جاری شد، این لوله ها را در جهت مخالف هل داد و توپ شروع به چرخش کرد.

متأسفانه، توربین بخار هرون در دوران باستان فقط یک اسباب بازی کنجکاو باقی مانده بود، زیرا ارزان بودن نیروی کار برده کسی را تشویق نمی کرد استفاده عملیماشین ها اما خود این اصل توسط فناوری رها نشده است: در زمان ما از آن در ساخت توربین های جت استفاده می شود.

نیوتن، نویسنده قانون کنش و واکنش، یکی از اولین طرح‌های ماشین بخار را بر اساس همین اصل نسبت می‌دهد: بخار از یک دیگ که روی چرخ‌ها قرار می‌گیرد به یک جهت بیرون می‌آید و خود دیگ به داخل می‌غلتد. جهت مخالف به دلیل پس زدن

ماشین‌های موشکی، آزمایش‌هایی که در سال 1928 درباره آن‌ها به طور گسترده در روزنامه‌ها و مجلات نوشته شد، اصلاح مدرنی از کالسکه نیوتن است.

برای کسانی که دوست دارند کاردستی کنند، در اینجا نقاشی یک بخارشوی کاغذی است که بسیار شبیه به کالسکه نیوتن است: در دیگ بخار، بخار از یک تخم مرغ خالی تولید می شود که با پشم پنبه آغشته به الکل در یک انگشتانه گرم می شود. که به صورت یک جریان در یک جهت می گریزد، کل کشتی بخار را مجبور می کند در جهت مخالف حرکت کند. با این حال ساخت این اسباب بازی آموزنده نیازمند دستان بسیار ماهری است.

اکنون می توانید تیک آف یک موشک فضایی را در تلویزیون و فیلم تحسین کنید. این موشک به صورت عمودی روی سکوی پرتاب بتنی قرار دارد. با دستور مرکز کنترل، موتورها روشن می شوند، شعله ای را می بینیم که در زیر شعله ور می شود، صدای غرش رو به رشد می شنویم. و به این ترتیب موشک، در پف دود، از زمین بلند می شود و ابتدا به آرامی، و سپس سریعتر و سریعتر به سمت بالا می تازد. یک دقیقه بعد او در حال حاضر در ارتفاعی است که هواپیماها نمی توانند به آن برسند، و یک دقیقه دیگر او در فضا، در فضای بدون هوا نزدیک به زمین است.

موتورهای راکتی را موتورهای جت می گویند. چرا؟ زیرا در چنین موتورهایی نیروی کشش یک نیروی واکنش (تقابل) به نیرویی است که جریانی از گازهای داغ حاصل از احتراق سوخت را در محفظه ای خاص در جهت مخالف پرتاب می کند. همانطور که می دانید، طبق قانون سوم نیوتن، نیروی این واکنش برابر با نیروی عمل است. یعنی نیرویی که موشک را به فضای بیرون می برد برابر با نیرویی است که توسط گازهای داغ خارج شده از نازل موشک ایجاد می شود. اگر برای شما باورنکردنی به نظر می رسد که گازی که قرار است غیرجسمی است، به آن پرتاب شود. مدار فضاییموشک سنگین، به یاد داشته باشید که هوای فشرده در سیلندرهای لاستیکی با موفقیت نه تنها دوچرخه سوار، بلکه کامیون های کمپرسی سنگین را نیز پشتیبانی می کند. گاز سفید داغ خارج شده از نازل موشک نیز پر از قدرت و انرژی است. به طوری که پس از هر پرتاب موشک، سکوی پرتاب با اضافه کردن ناک اوت تعمیر می شود گردباد آتشبتن.

قانون سوم نیوتن را می توان به صورت متفاوتی به عنوان قانون بقای تکانه فرموله کرد. تکانه حاصل ضرب جرم و سرعت است. از نظر قانون بقای حرکت، پرتاب موشک را می توان به صورت زیر توصیف کرد.

در ابتدا، حرکت موشک فضایی در حالت استراحت روی سکوی پرتاب صفر بود ( توده بزرگموشک ضرب در سرعت صفر آن). اما الان موتور روشن است. سوخت می سوزد و تشکیل می شود مقدار زیادیمحصولات احتراق گازی آنها دارند دمای بالاو با سرعت زیاد موشک ها از نازل در یک جهت به سمت پایین سرازیر می شوند. این یک بردار حرکت رو به پایین ایجاد می کند که اندازه آن برابر با جرم گاز فرار ضرب در سرعت آن گاز است. با این حال، با توجه به قانون بقای حرکت، تکانه کل موشک فضایی نسبت به سکوی پرتاب همچنان باید صفر باشد. بنابراین، بلافاصله یک بردار ضربه به سمت بالا ایجاد می شود و سیستم "گازهای پرتاب شده موشک" را متعادل می کند. این بردار چگونه بوجود خواهد آمد؟ با توجه به اینکه موشکی که تا آن زمان بی حرکت ایستاده بود شروع به حرکت به سمت بالا خواهد کرد. حرکت رو به بالا برابر با جرم موشک ضرب در سرعت آن خواهد بود.

اگر موتورهای موشک قدرتمند باشند، موشک خیلی سریع سرعت خواهد گرفت که برای پرتاب فضاپیما به مدار پایین زمین کافی است. این سرعت اولین سرعت فرار نامیده می شود و تقریباً 8 کیلومتر در ثانیه است.

قدرت موتور موشک در درجه اول با سوختی که در موتورهای موشک سوزانده می شود تعیین می شود. هرچه دمای احتراق سوخت بیشتر باشد، موتور قدرتمندتر است. در اولین موتورهای موشک شوروی، سوخت نفت سفید و اکسید کننده اسید نیتریک بود. اکنون موشک ها از مخلوط های فعال تر (و سمی تر) استفاده می کنند. سوخت موتورهای موشک مدرن آمریکایی مخلوطی از اکسیژن و هیدروژن است. مخلوط اکسیژن-هیدروژن بسیار انفجاری است، اما وقتی می سوزد مقدار زیادی انرژی آزاد می کند.

فضا مرموزترین و نامطلوب ترین فضا است. با این وجود، تسیولکوفسکی معتقد بود که آینده بشریت دقیقاً در فضا نهفته است. دلیلی برای بحث با این دانشمند بزرگ وجود ندارد. فضا چشم انداز بی حد و حصری برای توسعه تمام تمدن بشری و گسترش فضای زندگی است. علاوه بر این، پاسخ بسیاری از سوالات را در درون خود پنهان می کند. امروزه مردم به طور فعال از فضای بیرونی استفاده می کنند. و آینده ما به نحوه پرتاب موشک ها بستگی دارد. به همان اندازه درک مردم از این فرآیند مهم است.

مسابقه فضایی

چندی پیش، دو ابرقدرت قدرتمند در وضعیتی قرار داشتند جنگ سرد. مثل یک مسابقه بی پایان بود. بسیاری از مردم ترجیح می دهند که این دوره زمانی را به عنوان یک مسابقه تسلیحاتی عادی توصیف کنند، اما مطلقاً اینطور نیست. این یک مسابقه علمی است. بسیاری از ابزارها و مزایای تمدن را مدیون او هستیم که بسیار به آن عادت کرده ایم.

مسابقه فضایی تنها یکی از آنها بود عناصر ضروریجنگ سرد تنها در چند دهه، انسان از پروازهای معمولی جوی به فرود روی ماه رفت. این پیشرفت باورنکردنی در مقایسه با سایر دستاوردها است. در آن زمان شگفت انگیز، مردم فکر می کردند که اکتشاف مریخ کار بسیار نزدیک تر و واقعی تر از آشتی اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده است. در آن زمان بود که مردم بیشتر به فضا علاقه داشتند. تقریباً هر دانش آموز یا دانش آموزی فهمیده بود که موشک چگونه پرتاب می شود. این دانش پیچیده ای نبود، برعکس. این اطلاعات ساده و بسیار جالب بود. نجوم در میان سایر علوم اهمیت فوق العاده ای یافته است. در آن سال ها هیچکس نمی توانست بگوید زمین صاف است. آموزش در دسترس جهل را در همه جا از بین برده است. با این حال، آن روزها خیلی گذشته است و امروز همه چیز کاملاً متفاوت است.

انحطاط

با فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی، رقابت نیز پایان یافت. دلیل تامین مالی بیش از حد از بین رفته است برنامه های فضایی. بسیاری از پروژه های امیدوارکننده و موفق هرگز اجرا نشدند. زمان رسیدن به ستاره ها جای خود را به انحطاط واقعی داده است. که همانطور که می دانید به معنای زوال، پسرفت و درجه خاصی از انحطاط است. برای فهمیدن این موضوع نیازی به یک نابغه نیست. فقط به شبکه های رسانه ای توجه کنید. فرقه زمین مسطح به طور فعال تبلیغات خود را انجام می دهد. مردم چیزهای اساسی را نمی دانند. در فدراسیون روسیهاصلاً نجوم در مدارس تدریس نمی شود. اگر به رهگذری نزدیک شوید و بپرسید موشک ها چگونه بلند می شوند، او به این سوال ساده پاسخ نمی دهد.

مردم حتی نمی‌دانند موشک‌ها چه مسیری را دنبال می‌کنند. در چنین شرایطی، سوال در مورد مکانیک مداری فایده ای ندارد. عدم آموزش مناسب، «هالیوود» و بازی های ویدیویی همگی ایجاد کرده است ارائه نادرستدر مورد فضا و در مورد پرواز به ستاره ها.

این پرواز عمودی نیست

زمین صاف نیست و این یک واقعیت غیر قابل انکار است. زمین حتی یک کره هم نیست، زیرا در قطب ها کمی صاف شده است. موشک ها در چنین شرایطی چگونه بلند می شوند؟ به تدریج و در چند مرحله و نه عمودی.

بزرگترین تصور غلط زمان ما این است که موشک ها به صورت عمودی بلند می شوند. این اصلا درست نیست. چنین طرحی برای ورود به مدار ممکن است، اما بسیار ناکارآمد است. سوخت موشک خیلی سریع تمام می شود. گاهی در کمتر از 10 دقیقه. به سادگی سوخت کافی برای چنین تیک آف وجود ندارد. موشک های مدرن فقط در مرحله اولیه پرواز به صورت عمودی بلند می شوند. سپس اتوماسیون شروع به چرخش جزئی به موشک می کند. علاوه بر این، هر چه ارتفاع پرواز بیشتر باشد، زاویه چرخش موشک فضایی بیشتر قابل توجه است. بنابراین، اوج و حضیض مدار به صورت متعادل شکل می گیرند. این امر راحت ترین تعادل بین راندمان و مصرف سوخت را تضمین می کند. معلوم می شود که مدار نزدیک به یک دایره کامل است. هرگز ایده آل نخواهد بود.

اگر موشک به صورت عمودی به سمت بالا پرواز کند، نتیجه یک اوج فوق العاده بزرگ خواهد بود. قبل از ظاهر شدن حضیض، سوخت تمام می شود. به عبارت دیگر، موشک نه تنها به مدار پرواز نخواهد کرد، بلکه به دلیل کمبود سوخت، به صورت سهمی به سیاره بازمی گردد.

در قلب همه چیز موتور است.

هیچ جسمی به تنهایی قادر به حرکت نیست. باید چیزی وجود داشته باشد که او را به این کار وادار کند. در این مورد موتور موشک است. موشکی که به فضا پرتاب می شود، توانایی حرکت خود را از دست نمی دهد. برای بسیاری، این غیرقابل درک است، زیرا در خلاء واکنش احتراق غیرممکن است. پاسخ تا حد امکان ساده است: کمی متفاوت.

بنابراین، موشک به داخل پرواز می کند در مخازن آن دو جزء وجود دارد. این یک سوخت و یک اکسید کننده است. مخلوط کردن آنها باعث می شود که مخلوط شعله ور شود. با این حال، این آتش نیست که از نازل ها خارج می شود، بلکه گاز داغ است. در این مورد هیچ تناقضی وجود ندارد. این تنظیمات در خلاء عالی کار می کند.

موتورهای موشکی انواع مختلفی دارند. اینها مایع، سوخت جامد، یون، پیشران الکتریکی و هسته ای هستند. دو نوع اول بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا قادر به ارائه بیشترین کشش هستند. مایعات در موشک های فضایی، سوخت جامد - در موشک های بالستیک قاره پیما بار هسته ای. پیشرانه های الکتریکی و اتمی برای کارآمدترین حرکت در خلاء طراحی شده اند و حداکثر امیدها بر روی آنها است. در حال حاضر از آنها در بیرون از میزهای تست استفاده نمی شود.

با این حال، Roscosmos اخیراً دستور توسعه یک یدک کش مداری با انرژی هسته ای را صادر کرده است. این امر امید به توسعه فناوری را ایجاد می کند.

گروه کوچکی از موتورهای مانور مداری از هم جدا هستند. آنها برای کنترل در نظر گرفته شده اند، اما در راکت ها استفاده نمی شوند سفینه های فضایی. آنها برای پرواز کافی نیستند، اما برای مانور کافی هستند.

سرعت

متاسفانه امروزه مردم با هم برابری می کنند پروازهای فضاییبه واحدهای پایهاندازه گیری ها موشک با چه سرعتی بلند می شود؟ این سوال در رابطه با اینکه با چه سرعتی بلند می شوند کاملاً صحیح نیست.

تعداد بسیار زیادی موشک وجود دارد و همه آنها نیز دارند سرعت متفاوت. آنهایی که برای پرتاب فضانوردان به مدار طراحی شده‌اند، کندتر از فضاپیماهای باری پرواز می‌کنند. یک شخص، بر خلاف یک بار، با اضافه بار محدود می شود. راکت های باری، به عنوان مثال فوق سنگین فالکون هوی، خیلی سریع بلند می شود.

محاسبه واحدهای دقیق سرعت دشوار است. اول از همه، به این دلیل که آنها به بار محموله وسیله نقلیه پرتاب (وسایل نقلیه پرتاب) بستگی دارند. کاملاً منطقی است که یک پرتابگر با بار کامل بسیار کندتر از یک پرتابگر نیمه خالی بلند می شود. با این حال، یک ارزش مشترک وجود دارد که همه موشک ها برای رسیدن به آن تلاش می کنند. به این سرعت فرار می گویند.

سرعت فرار اول، دوم و سوم وجود دارد.

اولین مورد سرعت لازم است که به شما امکان می دهد در مدار حرکت کنید و روی سیاره نیفتید. 7.9 کیلومتر در ثانیه است.

دومی برای خروج از مدار زمین و رفتن به مدار یک جرم آسمانی دیگر مورد نیاز است.

مورد سوم به دستگاه اجازه می دهد بر گرانش غلبه کند منظومه شمسیو او را رها کن در حال حاضر Voyager 1 و Voyager 2 با این سرعت در حال پرواز هستند. با این حال، بر خلاف گزارش رسانه ها، آنها هنوز از مرزهای منظومه شمسی خارج نشده اند. از نقطه نظر نجومی، حداقل 30000 سال طول می کشد تا به ابر اورتا برسند. هلیوپوز مرز منظومه ی ستاره ای نیست. این تنها جایی است که باد خورشیدی با محیط بین سیستمی برخورد می کند.

ارتفاع

موشک تا چه ارتفاعی پرواز می کند؟ اونی که لازمه پس از رسیدن به مرز فرضی فضا و جو، اندازه گیری فاصله بین کشتی و سطح سیاره نادرست است. کشتی پس از ورود به مدار در محیط متفاوتی قرار می گیرد و فاصله بر حسب واحد فاصله اندازه گیری می شود.