Zašto rakete ne lete u svemir. Zašto leti i kako radi raketa? Moment i princip mlaznog pogona
A znamo da je za nastanak kretanja potrebno djelovanje određene sile. Tijelo se mora ili odgurnuti od nečega, ili tijelo treće strane mora odgurnuti dano. To nam je dobro poznato i razumljivo iz životnog iskustva.
Što odgurnuti u svemiru?
Na površini Zemlje možete se odgurnuti od površine ili od objekata koji se nalaze na njoj. Za kretanje po površini koriste se noge, kotači, gusjenice i tako dalje. U vodi i zraku čovjek se može odbiti od same vode i zraka, koji imaju određenu gustoću, te stoga dopuštaju interakciju s njima. Priroda je za to prilagodila peraje i krila.
Čovjek je stvorio motore temeljene na propelerima, koji zbog rotacije višestruko povećavaju područje kontakta s okolinom i omogućuju vam da odgurnete vodu i zrak. Ali što je u slučaju bezzračnog prostora? Što odgurnuti u svemiru? Nema zraka, nema ničega. Kako letjeti u svemiru? Tu u pomoć priskaču zakon održanja količine gibanja i princip mlaznog pogona. Pogledajmo pobliže.
Moment i princip mlaznog pogona
Impuls je umnožak mase tijela i njegove brzine. Kada tijelo miruje, njegova brzina je nula. Međutim, tijelo ima određenu masu. U nedostatku vanjskih utjecaja, ako se dio mase odvoji od tijela određenom brzinom, tada, prema zakonu održanja količine gibanja, i ostatak tijela mora postići određenu brzinu tako da ukupni zamah ostane jednak na nulu.
Štoviše, brzina preostalog glavnog dijela tijela ovisit će o brzini kojom će se manji dio odvojiti. Što je ova brzina veća, to će biti veća brzina glavnog tijela. To je razumljivo ako se prisjetimo ponašanja tijela na ledu ili u vodi.
Ako su dvije osobe u blizini, a onda jedna od njih gurne drugu, onda će on ne samo dati to ubrzanje, već će i sam poletjeti natrag. I što više nekoga gura, brže će odletjeti sa sebe.
Sigurno ste i vi bili u sličnoj situaciji, a možete zamisliti kako se to događa. Dakle, evo ga Na tome se temelji mlazni pogon..
Rakete koje provode ovaj princip velikom brzinom izbacuju dio svoje mase, uslijed čega i same postižu određeno ubrzanje u suprotnom smjeru.
Strujevi vrućih plinova koji nastaju izgaranjem goriva izbacuju se kroz uske mlaznice kako bi im se postigla najveća moguća brzina. Pritom se masa rakete smanjuje za količinu mase tih plinova, te dobiva određenu brzinu. Time se ostvaruje princip mlaznog pogona u fizici.
Princip letenja rakete
Rakete koriste višestupanjski sustav. Tijekom leta, donji stupanj, potrošivši cjelokupnu zalihu goriva, odvaja se od rakete kako bi se smanjila njena ukupna masa i olakšao let.
Broj stupnjeva se smanjuje sve dok radni dio ne ostane u obliku satelita ili druge letjelice. Gorivo je izračunato na način da je dovoljno samo otići u orbitu.
Plamteći raketni motori pokreću letjelice u orbitu oko Zemlje. Druge rakete izvlače brodove iz Sunčevog sustava.
U svakom slučaju, kada pomislimo na rakete, zamišljamo letove u svemir. No rakete mogu letjeti i u vašoj sobi, na primjer tijekom rođendanske zabave.
Običan balon može biti i raketa. Kako? Napuhnite balon i stisnite mu vrat kako biste spriječili izlazak zraka. Sada pustite loptu. Počet će letjeti po prostoriji na potpuno nepredvidiv i nekontroliran način, gurnut silinom zraka koji mu izlazi.
Evo još jedne jednostavne rakete. Stavimo top na željeznička kolica. Pošaljimo ga natrag. Pretpostavimo da je trenje između tračnica i kotača vrlo malo i da će kočenje biti minimalno. Opalimo iz topa. U trenutku pucanja, kolica će krenuti naprijed. Ako počnete često pucati, kolica se neće zaustaviti, ali sa svakim udarcem će povećati brzinu. Izlijećući iz topovske cijevi natrag, granate guraju kolica naprijed.
Sila koja se stvara u ovom slučaju naziva se trzaj. Upravo ta sila pokreće svaku raketu, kako u zemaljskim uvjetima tako i u svemiru. Kakve god tvari ili predmeti izletjeli iz objekta koji se kreće, gurajući ga naprijed, imat ćemo primjer raketnog motora.
Zanimljiv:
Zašto zvijezde ne padaju? Opis, fotografija i video
Raketa je mnogo prikladnija za letenje u praznini svemira nego u zemljinoj atmosferi. Kako bi lansirali raketu u svemir, inženjeri moraju dizajnirati snažne raketne motore. Svoje nacrte temelje na univerzalnim zakonima svemira, koje je otkrio veliki engleski znanstvenik Isaac Newton, koji je radio na kraju 17. stoljeća. Newtonovi zakoni opisuju silu gravitacije i što se događa s fizičkim tijelima kada se kreću. Drugi i treći zakon pomažu jasno razumjeti što je raketa.
Kretanje rakete i Newtonovi zakoni
Drugi Newtonov zakon povezuje silu tijela u pokretu s njegovom masom i akceleracijom (promjenom brzine u jedinici vremena). Dakle, za stvaranje snažne rakete potrebno je da njezin motor velikom brzinom izbaci velike mase izgorjelog goriva. Treći Newtonov zakon kaže da je sila djelovanja jednaka sili reakcije i da je usmjerena u suprotnom smjeru. U slučaju rakete, sila djelovanja su vrući plinovi koji izlaze iz raketne mlaznice, sila reakcije gura raketu naprijed.
Rakete koje dovode svemirske brodove u orbitu koriste vruće plinove kao izvor energije. Ali sve može igrati ulogu plinova, odnosno od čvrstih tijela bačenih u svemir s krme do elementarnih čestica – protona, elektrona, fotona.
Što tjera raketu da leti?
Mnogi ljudi misle da se raketa kreće jer se plinovi izbačeni iz mlaznice odbijaju zrakom. Ali nije. To je sila koja izbacuje plin iz mlaznice koja gura raketu u svemir. Doista, raketi je lakše letjeti u otvorenom prostoru, gdje nema zraka, i ništa ne ograničava let čestica plina koje raketa izbacuje, a što se te čestice brže šire, raketa brže leti.
Raketa je prijevozno sredstvo za osobu u zraku, u atmosferi. Zrakoplovi i drugi zrakoplovi također služe za letenje. Ali oni su iz...
Raketa je prijevozno sredstvo za osobu u zraku, u atmosferi.. Zrakoplovi i drugi zrakoplovi također služe za letenje. Ali oni se međusobno razlikuju. Raketa polijeće, lete avioni i vozila. Ali zakoni letenja su drugačiji. Raketa je više kao veliki projektil ispaljen u zrak. Raketa je dizajnirana da leti u svemir. I polijeće zbog mlaznog potiska.
Kako se kreće raketa? Zbog mlaznog potiska.
Može li ona letjeti ne samo u zraku? Može biti. Može letjeti čak i u vakuumu. U svemiru nema zraka, ali raketa i dalje leti. I još bolje nego u zraku.
Sustav raketnog leta radi prema Newtonovom zakonu. Plinovi u motoru se ubrzavaju, stvarajući potisak koji stvara silu. Uz pomoć te sile raketa se kreće. Da biste krenuli, morate krenuti od nečega. Kada se automobil vozi ili osoba hoda, oni se odguruju od površine zemlje i padaju natrag na nju. Ispada kretanje naprijed, jer djeluje vučna sila Zemlje. Raketa se diže u svemir, ali ne pada natrag. Uz pomoć reaktivnih plinova odbija se od Zemlje, ali se ne vraća natrag, prevladavajući silu potiska. Vodeni objekti djeluju otprilike na isti način: podmornica, lignja, morski pas plivaju.
Gorivo, kako bi raketa uzletjela, koristite razne stvari. Može biti tekući i čvrst. Sagorijevanjem goriva, raketa se diže u zrak. Nakon komore za izgaranje goriva su mlaznice. Iz njih izbija izgorjeli plin koji podiže raketu u svemir. Raketa koja ide gore može se usporediti s vulkanom koji eruptira. Kada odleti u zrak, možete promatrati velike oblake dima, miris paljevine, vatre. Baš kao vulkan ili veliki prasak.
Raketa se sastoji od nekoliko stupnjeva. Tijekom njezina bijega, ti su koraci razdvojeni. U samom svemiru, već puno lakše, leti svemirski brod koji je izbacio sav višak tereta, što je bila raketa.
Inscenacijski primjer
Valja napomenuti da avion ne može letjeti u svemir. Balon također. Od svih poznatih načina zračnog putovanja, raketa je jedina koja ide u svemir i može letjeti izvan planeta Zemlje.
Ovo je zanimljivo: raketa nije najpoznatija letjelica do danas. Poznato je da su vimane nekoć letjele u svemir. Princip leta podsjeća na let današnje rakete. Gornji dio rakete podsjeća na vimanu, ali je malo drugačijeg oblika.
Kako i zašto polijeće raketa
Da biste vidjeli kako raketa polijeće, morate pogledati posebne televizijske priloge ili pronaći relevantne video zapise na internetu. Samo pojedinci uključeni u ovaj proces mogu postati izravni svjedoci polijetanja i vlastitim očima s male udaljenosti vidjeti kamo ide uređaj, a moraju biti na teritoriju kozmodroma.
Kako je uzlijetanje
Letjelica se ne može pokrenuti sama, za to treba primiti naredbu iz kontrolnog centra. Raketa je u okomitom položaju na svemirskoj luci, tada motori počinju emitirati snažan zvuk. Prvo, ispod se pojavljuje svijetli plamen impresivne veličine, čuje se sve veća tutnjava. Zatim ova raketa poleti gore: prvo relativno malom brzinom, zatim brže. Sa svakom sekundom što se sve više udaljava od Zemlje, zvuk postaje sve jači.
Uskoro se letjelica nalazi na visini na koju se ne mogu popeti ni civilni ni borbeni zrakoplovi. Na takvoj visini lete samo vozila dizajnirana za djelovanje u prostranstvima Svemira, koja su izvan granica atmosfere nebeskih tijela. Doslovno minutu kasnije, aparat za polijetanje nalazi se u svemiru, odnosno u bezzračnom prostoru. Zatim nastavlja svoj put, ovisno o ruti koja je planirana na Zemlji. Ovim se uređajem, kao i prije, upravlja sa zapovjednog mjesta.
avionski motori
Zvuk koji ispušta raketa prilikom polijetanja ukazuje da je opremljena mlaznim motorima. Motori se pokreću silom koja proizlazi iz pojave snažnog mlaza vrućih plinova. Ovi plinovi nastaju u posebnoj komori kada gorivo izgara. Možda se čini nevjerojatnim da imaju sposobnost lakog lansiranja rakete teške nekoliko tona u svemirsku orbitu, dok se karakterističan zvuk čuje na prilično velikoj udaljenosti od mjesta lansiranja.
Pritom treba imati na umu da zrak sadržan u komorama bicikala ili automobila uspješno podnosi masu kako ljudi koji voze vozila na dva kotača tako i vozača automobila, kao i njihovih putnika i tereta. Stoga nema ništa iznenađujuće u činjenici da ga prevrući plin, koji velikom silom izlazi iz raketne mlaznice, može gurnuti prema gore velikom brzinom. Praktički nakon svakog lansiranja rakete, platformu za njezino lansiranje, izgrađenu od posebno izdržljivih materijala, potrebno je popraviti, jer rakete ne bi smjele poletjeti s oštećene površine.
Treći Newtonov zakon
Govorimo o zakonu, što znači zakon održanja količine gibanja. U početku, raketa, nepokretna na lansirnoj rampi prije lansiranja, nema zamah. Nakon uključivanja motora, zvuk raste, tijekom izgaranja goriva nastaju plinoviti produkti visoke temperature koji velikom brzinom bježe iz mlaznice zrakoplova. To rezultira stvaranjem vektora zamaha koji pokazuje prema dolje.
Međutim, postoji zakon održanja zamaha, prema kojem ukupni zamah koji je vozilo uzlijetalo u odnosu na lansirnu platformu i dalje mora biti jednak nuli. Ovdje nastaje još jedan vektor zamaha čije je djelovanje usmjereno na balansiranje proizvoda s obzirom na izlazne plinove. Čini se zbog činjenice da se letjelica, koja je bila nepomična, počinje kretati. Uzlazni impuls jednak je težini proizvoda pomnoženoj s njegovom brzinom.
Ako su raketni motori dovoljno snažni, brzo povećavaju brzinu. Ova brzina je dovoljna da se letjelica uđe u Zemljinu orbitu na prilično kratko vrijeme. Vozilo za polijetanje ima snagu koja izravno ovisi o gorivu napunjenom u njega. Tijekom sovjetskog razdoblja, raketni motori radili su na zrakoplovnom kerozinu. Trenutno se koristi složenija kemijska smjesa koja, kada se izgori, oslobađa ogromnu količinu energije.
Interkontinentalni balistički projektil vrlo je impresivna ljudska kreacija. Ogromna veličina, termonuklearna snaga, plameni stup, tutnjava motora i prijeteća tutnjava lansiranja... Međutim, sve to postoji samo na zemlji i to u prvim minutama lansiranja. Nakon njihovog isteka, raketa prestaje postojati. Dalje u let i izvođenje borbenog zadatka ide samo ono što od rakete ostane nakon ubrzanja – njezina nosivost.
Uz velike domete lansiranja, nosivost interkontinentalnog balističkog projektila odlazi u svemir na stotine kilometara. Uzdiže se u sloj satelita u niskoj orbiti, 1000-1200 km iznad Zemlje, i nakratko se smjesti među njima, tek neznatno iza njihovog općeg hoda. A onda, duž eliptične putanje, počinje kliziti prema dolje ...
Kakvo je točno ovo opterećenje?
Balistički projektil sastoji se od dva glavna dijela - ubrzavajućeg i drugog, radi kojeg se pokreće ubrzanje. Dio za ubrzanje je par ili tri velika višetonska stupnja, do kraja napunjena gorivom i motorima odozdo. Oni daju potrebnu brzinu i smjer kretanju drugog glavnog dijela rakete – glave. Faze ubrzanja, zamjenjujući jedna drugu u lansirnom releju, ubrzavaju ovu bojnu glavu u smjeru područja njenog budućeg pada.
Glava rakete je složen teret mnogih elemenata. Sadrži bojnu glavu (jednu ili više), platformu na kojoj se te bojeve glave postavljaju zajedno s ostatkom ekonomije (kao što su sredstva za zavaravanje neprijateljskih radara i proturaketa) i oklop. Čak iu dijelu glave nalazi se gorivo i komprimirani plinovi. Cijela bojna glava neće doletjeti do cilja. On će se, kao i sam balistički projektil prije, podijeliti na mnoge elemente i jednostavno prestati postojati kao cjelina. Oklop će se odvojiti od njega nedaleko od lansirnog prostora, tijekom rada druge etape, i negdje uz cestu pasti. Platforma će se raspasti pri ulasku u zrak udarnog područja. Elementi samo jedne vrste doći će do cilja kroz atmosferu. Bojne glave. Izbliza, bojna glava izgleda kao izduženi stožac dugačak metar ili pol, u podnožju debeo kao ljudski torzo. Nos konusa je šiljast ili blago tup. Ovaj konus je poseban zrakoplov čija je zadaća dopremiti oružje do cilja. Kasnije ćemo se vratiti na bojeve glave i bolje ih upoznati.
Povući ili gurati?
U projektilima, sve bojeve glave nalaze se u onome što je poznato kao faza odvajanja ili "autobus". Zašto autobus? Jer, nakon što se oslobodio najprije oklopnog, a zatim i posljednjeg booster stupnja, faza razmnožavanja nosi bojeve glave, poput putnika, do zadanih stajališta, duž njihovih putanja, po kojima će se smrtonosni čunjevi raspršiti do svojih ciljeva.
Drugi "autobus" naziva se borbena faza, jer njegov rad određuje točnost usmjeravanja bojeve glave na ciljnu točku, a time i borbenu učinkovitost. Stadij uzgoja i njegovo djelovanje jedna je od najvećih tajni u raketi. Ali ipak ćemo malo, shematski, pogledati ovaj tajanstveni korak i njegov težak ples u svemiru.
Faza uzgoja ima različite oblike. Najčešće izgleda kao okrugli panj ili široka pogača, na koju su na vrhu postavljene bojne glave vrhovima prema naprijed, svaka na vlastitom opružnom potisku. Bojne glave su unaprijed postavljene pod preciznim kutovima razdvajanja (na raketnoj bazi, ručno, s teodolitima) i gledaju u različitim smjerovima, poput hrpa mrkve, kao ježeve igle. Platforma, puna bojnih glava, u letu zauzima unaprijed određen, žiro-stabiliziran položaj u svemiru. I u pravim trenucima iz njega se jedna po jedna istiskuju bojeve glave. Izbacuju se odmah nakon završetka ubrzanja i odvajanja od posljednje faze ubrzanja. Dok (nikad se ne zna?) nisu srušili cijelu ovu neugođenu košnicu proturaketnim oružjem ili nešto nije uspjelo u fazi uzgoja.
Slike prikazuju faze razmnožavanja američkog teškog ICBM LGM0118A Peacekeeper, također poznatog kao MX. Projektil je bio opremljen s deset višestrukih bojevih glava od 300 kt. Projektil je povučen 2005. godine.
Ali to je bilo prije, u zoru više bojnih glava. Sada je uzgoj potpuno druga slika. Ako su ranije bojne glave "štrile" naprijed, sada je sama pozornica usput naprijed, a bojeve glave vise odozdo, s vrhom unatrag, okrenute naopačke poput šišmiša. Sam "autobus" u nekim raketama također leži naopako, u posebnom udubljenju u gornjem stupnju rakete. Sada, nakon razdvajanja, faza odvajanja ne gura, već vuče bojne glave za sobom. Štoviše, vuče se, oslanjajući se na četiri "šape" u obliku križa raspoređene ispred. Na krajevima ovih metalnih šapa su unatrag okrenute vučne mlaznice stupnja razrjeđivanja. Nakon odvajanja od booster stupnja, "autobus" vrlo precizno, precizno postavlja svoje kretanje u početni prostor uz pomoć vlastitog moćnog sustava navođenja. On sam zauzima točan put sljedeće bojne glave - njen pojedinačni put.
Zatim se otvaraju posebne brave bez inercije, držeći sljedeću odvojivu bojnu glavu. Čak ni odvojena, već jednostavno sada nevezana s pozornicom, bojna glava ostaje nepomično visjeti ovdje, u potpunom bestežinskom stanju. Počeli su i tekli trenuci njezina vlastitog bijega. Poput jedne jedine bobice uz grozd s drugim grozdovima koji još nisu iščupali iz faze uzgoja.
K-551 „Vladimir Monomah“ je ruska strateška nuklearna podmornica (projekt 955 „Borej“), naoružana sa 16 ICBM-ova na čvrsto gorivo Bulava s deset višestrukih bojevih glava.
Nježni pokreti
Sada je zadatak pozornice otpuzati od bojne glave što je delikatnije moguće, ne narušavajući njezino precizno postavljeno (ciljano) kretanje mlaznica plinskim mlaznicama. Ako nadzvučni mlaz mlaznice udari u odvojenu bojevu glavu, on će neminovno dodati svoj aditiv parametrima svog kretanja. Tijekom sljedećeg vremena leta (a to je pola sata - pedeset minuta, ovisno o dometu lansiranja), bojna glava će od ovog ispušnog "šamara" mlaza odlutati pola kilometra u stranu od cilja, ili čak dalje. Zanosit će bez barijera: tu ima mjesta, pljusnuli su ga - plivalo je, ne držeći se za ništa. No, je li kilometar u stranu danas točnost?
Podmornice projekta 955 Borey serija su ruskih nuklearnih podmornica četvrte generacije strateške raketne podmornice. U početku je projekt napravljen za raketu Bark, koju je zamijenila Bulava.
Kako bi se izbjegli takvi učinci, potrebne su četiri gornje "šape" s razmaknutim motorima. Pozornica je, takoreći, na njima povučena naprijed tako da ispušni mlaznici idu u stranu i ne mogu uhvatiti bojnu glavu odvojenu od trbuha pozornice. Sav potisak je podijeljen između četiri mlaznice, što smanjuje snagu svakog pojedinog mlaza. Postoje i druge značajke. Na primjer, ako se na stupnju razrjeđivanja u obliku krafne (s prazninom u sredini - s ovom rupom stavlja na booster stupanj rakete, poput vjenčanog prstena na prstu) rakete Trident-II D5, upravljački sustav utvrdi da odvojena bojna glava i dalje pada ispod ispuha jedne od mlaznica, tada upravljački sustav onemogućuje ovu mlaznicu. Čini "tišinu" nad bojnom glavom.
Korak nježno, poput majke iz kolijevke usnulog djeteta, bojeći se poremetiti njegov mir, odmiče se na prstima u prostoru na tri preostale mlaznice u režimu malog potiska, a bojna glava ostaje na nišanskoj putanji. Zatim se "krafna" pozornice s križem vučnih mlaznica okreće oko osi tako da bojna glava izlazi ispod zone baklje isključene mlaznice. Sada se faza odmiče od napuštene bojeve glave već na sve četiri mlaznice, ali do sada i pri niskom plinu. Kada se dostigne dovoljna udaljenost, uključuje se glavni potisak i pozornica se snažno kreće u područje nišanske putanje sljedeće bojeve glave. Tamo je proračunat da uspori i opet vrlo precizno postavlja parametre svog kretanja, nakon čega odvaja sljedeću bojnu glavu od sebe. I tako dalje - sve dok svaka bojna glava ne padne na svoju putanju. Ovaj proces je brz, puno brži nego što ste čitali o njemu. U jednoj i pol do dvije minute borbena faza rađa desetak bojnih glava.
Američke podmornice klase Ohio jedini su tip nosača projektila u službi Sjedinjenih Država. Nosi 24 balističke rakete Trident-II (D5) MIRVed. Broj bojevih glava (ovisno o snazi) je 8 ili 16.
Ponor matematike
Prethodno je sasvim dovoljno da se shvati kako počinje vlastiti put bojne glave. No, otvorite li vrata malo šire i pogledate malo dublje, primijetit ćete da je danas zaokret u prostoru faze odvajanja koja nosi bojne glave područje primjene kvaterninskog računa, gdje je kontrola stava na brodu sustav obrađuje izmjerene parametre svog kretanja uz kontinuiranu konstrukciju orijentacijskog kvaterniona na brodu. Kvaternion je tako kompleksan broj (iznad polja kompleksnih brojeva leži ravno tijelo kvaterniona, kako bi matematičari rekli svojim točnim jezikom definicija). Ali ne s uobičajena dva dijela, stvarnom i imaginarnom, nego s jednim stvarnim i tri imaginarna. Ukupno, kvaternion ima četiri dijela, što, zapravo, kaže latinski korijen quatro.
Faza uzgoja obavlja svoj posao prilično nisko, odmah nakon isključivanja stupnjeva za pojačavanje. Odnosno, na nadmorskoj visini od 100-150 km. A tu i dalje utječe utjecaj gravitacijskih anomalija Zemljine površine, heterogenosti u ravnomjernom gravitacijskom polju koje okružuje Zemlju. Odakle su oni? Od neravnog terena, planinskih sustava, pojave stijena različite gustoće, oceanskih depresija. Gravitacijske anomalije ili privlače korak k sebi dodatnom privlačnošću, ili ga, naprotiv, lagano oslobađaju od Zemlje.
U takvim heterogenostima, složenim valovima lokalnog gravitacijskog polja, faza odvajanja mora smjestiti bojeve glave s preciznom preciznošću. Za to je bilo potrebno izraditi detaljniju kartu Zemljinog gravitacijskog polja. Bolje je “objasniti” značajke stvarnog polja u sustavima diferencijalnih jednadžbi koje opisuju točno balističko gibanje. To su veliki, prostrani (da se uključe i pojedinosti) sustavi od nekoliko tisuća diferencijalnih jednadžbi, s nekoliko desetaka tisuća konstantnih brojeva. A samo gravitacijsko polje na malim visinama, u neposrednoj blizini Zemlje, smatra se zajedničkim privlačenjem nekoliko stotina točkastih masa različitih "težina" koje se nalaze u blizini središta Zemlje određenim redoslijedom. Na taj se način postiže točnija simulacija stvarnog gravitacijskog polja Zemlje na putanji leta rakete. I točniji rad sustava kontrole leta s njim. Pa ipak ... ali puna! - ne gledajmo dalje i zatvorimo vrata; dosta nam je rečenog.
Nosivost interkontinentalnog balističkog projektila većinu leta provodi u modusu svemirskog objekta, dižući se na visinu tri puta veću od visine ISS-a. Putanja ogromne duljine mora se izračunati s iznimnom preciznošću.
Let bez bojevih glava
Faza odvajanja, raspršena projektilom u smjeru istog geografskog područja gdje bi bojne glave trebale pasti, nastavlja svoj let s njima. Uostalom, ona ne može zaostajati, a zašto? Nakon uzgoja bojnih glava, pozornica se hitno bavi drugim stvarima. Odmiče se od bojnih glava, znajući unaprijed da će letjeti malo drugačije od bojnih glava, i ne želeći ih ometati. Faza uzgoja također sve svoje daljnje radnje posvećuje bojnim glavama. Ova majčinska želja da na svaki mogući način zaštiti bijeg svoje "djece" nastavlja se do kraja njezina kratkog života. Kratko, ali intenzivno.
Nakon razdvojenih bojnih glava, na redu su ostali štićenici. Sa strane stepenica počinju se raspršivati najzabavniji gizmosi. Poput mađioničara, ona pušta u svemir mnogo napuhanih balona, neke metalne stvari koje nalikuju otvorenim škarama i predmete svih vrsta drugih oblika. Izdržljivi baloni blistavo svjetlucaju na kozmičkom suncu sa živinim sjajem metalizirane površine. Prilično su velike, neke u obliku bojevih glava koje lete u blizini. Njihova površina, prekrivena aluminijskim prskanjem, reflektira radarski signal iz daljine na gotovo isti način kao i tijelo bojeve glave. Neprijateljski zemaljski radari percipiraju ove bojeve glave na napuhavanje ravnopravno sa stvarnim. Naravno, već u prvim trenucima ulaska u atmosferu ove će lopte zaostati i odmah puknuti. No prije toga će odvratiti pozornost i opteretiti računsku snagu zemaljskih radara – i rano upozorenje i navođenje proturaketnih sustava. U jeziku presretača balističkih projektila to se zove "kompliciranje trenutne balističke situacije". A čitava nebeska vojska, koja se neumoljivo kreće prema području udara, uključujući prave i lažne bojeve glave, kugle na napuhavanje, pljevu i kutne reflektore, cijelo ovo šareno jato naziva se "više balističkih meta u kompliciranom balističkom okruženju".
Metalne škare se otvaraju i postaju električna pljeva - ima ih mnogo, a dobro reflektiraju radio signal radarskog snopa ranog upozorenja koji ih ispituje. Umjesto deset potrebnih debelih pataka, radar vidi ogromno nejasno jato malih vrabaca u kojima je teško išta razaznati. Uređaji svih oblika i veličina reflektiraju različite valne duljine.
Uz sve te šljokice, sama pozornica teoretski može emitirati radio signale koji ometaju neprijateljske proturakete. Ili im odvratiti pozornost. Na kraju, nikad ne znaš čime se može zaokupiti – uostalom leti cijeli korak, velik i složen, zašto je ne natovariti dobrim solo programom?
Na fotografiji - lansiranje interkontinentalne rakete Trident II (SAD) s podmornice. U ovom trenutku, Trident ("Trident") je jedina obitelj ICBM-a čije su rakete instalirane na američke podmornice. Maksimalna težina bacanja je 2800 kg.
Zadnji rez
Međutim, što se tiče aerodinamike, pozornica nije bojna glava. Ako je to mala i teška uska mrkva, onda je pozornica prazna prostrana kanta, s odjekujućim praznim spremnicima goriva, velikim nestručnim tijelom i nedostatkom orijentacije u toku koji počinje teći. Sa svojim širokim tijelom s pristojnim vjetrom, korak reagira mnogo ranije na prve udisaje nadolazećeg toka. Bojne glave su također raspoređene duž toka, prodiru u atmosferu s najmanjim aerodinamičkim otporom. Korak se, s druge strane, naginje u zrak svojim ogromnim stranama i dnom kako i treba. Ne može se boriti protiv sile kočenja toka. Njegov balistički koeficijent - "legura" masivnosti i kompaktnosti - puno je gori od bojeve glave. Odmah i snažno počinje usporavati i zaostajati za bojnim glavama. Ali sile protoka neumoljivo rastu, a u isto vrijeme temperatura zagrijava tanki nezaštićeni metal, oduzimajući mu snagu. Ostatak goriva veselo ključa u vrućim spremnicima. Konačno, dolazi do gubitka stabilnosti strukture trupa pod aerodinamičkim opterećenjem koje ga je stisnulo. Preopterećenje pomaže u razbijanju unutarnjih pregrada. Krak! Jebati! Zgužvano tijelo odmah obavijaju hiperzvučni udarni valovi, razdiru i raspršuju pozornicu. Nakon što malo prolete u kondenziranom zraku, komadići se ponovno razbiju na manje fragmente. Preostalo gorivo reagira trenutno. Razbacani fragmenti konstrukcijskih elemenata izrađenih od legura magnezija zapaljuju se vrućim zrakom i trenutno izgaraju zasljepljujućom bljeskalicom, slično bljeskalici fotoaparata - nije se bez razloga zapalio magnezij u prvim svjetiljkama!
Sve sada gori od vatre, sve je prekriveno užarenom plazmom i dobro sjaji okolo narančastom bojom ugljena iz vatre. Gušći dijelovi idu naprijed kako bi usporili, lakši i jedrili dijelovi su puhani u rep, protežući se po nebu. Sve goruće komponente daju guste dimne perje, iako pri takvim brzinama ove najgušće perjanice ne mogu biti posljedica monstruoznog razrjeđivanja strujom. Ali iz daljine se mogu savršeno vidjeti. Izbačene čestice dima protežu se preko puta leta ove karavane komadića, ispunjavajući atmosferu širokim bijelim tragom. Udarna ionizacija stvara noćni zelenkasti sjaj ovog perja. Zbog nepravilnog oblika krhotina njihovo je usporavanje brzo: sve što nije izgorjelo brzo gubi brzinu, a s tim i opojno djelovanje zraka. Supersonic je najjača kočnica! Stojeći na nebu, poput vlaka koji se raspada na tračnicama, i odmah ohlađen visinskim ledenim podzvukom, traka fragmenata postaje vizualno nerazlučiva, gubi svoj oblik i red i pretvara se u dugu, dvadesetak minuta, tihu kaotičnu disperziju u zrak. Ako ste na pravom mjestu, možete čuti kako mali, izgorjeli komad duraluminija tiho zvecka o deblo breze. Stigli ste. Zbogom, rasplodna faza!
Rakete se dižu u svemir izgaranjem tekućih ili čvrstih goriva. Nakon što se zapale u ložioima visoke čvrstoće, ova pogonska goriva, obično sastavljena od goriva i oksidatora, oslobađaju ogromne količine topline, stvarajući vrlo visoke tlakove koji proizvode izgaranja guraju prema površini zemlje kroz šireće mlaznice.
Budući da proizvodi izgaranja teku prema dolje iz mlaznica, raketa se diže prema gore. Taj se fenomen objašnjava trećim Newtonovim zakonom, prema kojem za svaku akciju postoji jednaka i suprotna reakcija. Budući da je motore na tekuće gorivo lakše kontrolirati od motora na kruto gorivo, oni se obično koriste u svemirskim raketama, posebice u raketi Saturn V prikazanoj na slici lijevo. Ova trostupanjska raketa sagorijeva tisuće tona tekućeg vodika i kisika kako bi potjerala letjelicu u orbitu.
Da bi se brzo podigla, potisak rakete mora premašiti njezinu težinu za oko 30 posto. U isto vrijeme, ako letjelica ide u orbitu blizu Zemlje, mora razviti brzinu od oko 8 kilometara u sekundi. Potisak raketa može doseći i do nekoliko tisuća tona.
- Pet motora prvog stupnja podižu raketu na visinu od 50-80 kilometara. Nakon što se gorivo prvog stupnja potroši, ono će se odvojiti i motori drugog stupnja će se uključiti.
- Otprilike 12 minuta nakon lansiranja, drugi stupanj isporučuje raketu na visinu veću od 160 kilometara, nakon čega se odvaja s praznim spremnicima. Odvaja se i raketa za bijeg u nuždi.
- Ubrzana jednim motorom trećeg stupnja, raketa dovodi letjelicu Apollo u privremenu orbitu blizu Zemlje, visoku oko 320 kilometara. Nakon kratke pauze, motori se ponovno pale, povećavajući brzinu letjelice na oko 11 kilometara u sekundi i usmjeravajući je prema Mjesecu.
Motor F-1 prvog stupnja sagorijeva gorivo i ispušta produkte izgaranja u okoliš.
Nakon lansiranja u orbitu, letjelica Apollo prima ubrzani impuls prema Mjesecu. Zatim se odvaja treći stupanj i letjelica, koja se sastoji od zapovjednog i lunarnog modula, ulazi u orbitu od 100 kilometara oko Mjeseca, nakon čega lunarni modul slijeće. Isporukom astronauta koji su bili na Mjesecu u zapovjedni modul, lunarni modul se odvaja i prestaje funkcionirati.