Устройство многоступенчатой ракеты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Устройство многоступенчатой ракеты».

 

 

 

 

                                        Выполнила ученица 9 «г» класса

Кочкуркина Ирина.      

Проверил учитель физики

Виндерголер Н. В.   

 

 

 

   Введение.

1. История развития создания многоступенчатой ракеты.
2. Принцип работы многоступенчатой ракеты.
3. Ракетный двигатель.
4. Силы, действующие на ракету в полете.
5. Список использованной литературы.
6. Заключение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 История.

В 400 году до н. э. греческий философ-пифагореец Архит Таренский заставил деревянного голубя двигаться вдоль проволоки с помощью пара. Он использовал «действие-противодействие», который был научно описан только в XVII веке.

Тем не менее, истоки возникновения ракет относят ко временам китайской династии Хань, к открытию пороха и началу его использования для фейерверков и развлечений. Сила, возникающая при взрыве порохового заряда была достаточной, чтобы двигать различные предметы. Позже этот принцип нашёл применение при создании первых пушек и мушкетов. Изобретение пороха стало основной предпосылкой возникновения настоящих ракет.

Польский артиллерист Казимир Семёнович в 1650 году опубликовал труд «Первая книга великого искусства артиллерии». По мнению многих специалистов, он является первым изобретателем многоступенчатой ракеты. К нему прилагался рисунок трехступенчатой ракеты, в которой третья ступень вложена во вторую, а обе они вместе — в первую ступень. В головной части каждой ступени помещался состав для фейерверка. Ракета была начинена твердым топливом — порохом. Запуск таких ракет, несомненно, был величественным зрелищем. Это изобретение интересно тем, что оно более трехсот лет назад предвосхитило направление, по которому пошла новейшая ракетная техника.

Об использовании многоступенчатых ракет для освоения космоса впервые заговорил Циолковский. В 1929 г. он выпустил в свет свою книгу под названием  «Космические ракетные поезда». Этим термином К. Циолковский назвал составные ракеты, делающих разбег по земле, потом в воздухе и, наконец, в космическом пространстве. В 1935 году написал работу «Наибольшая скорость ракеты», в которой утверждал, что при уровне технологии того времени достичь первой космической скорости можно только с помощью многоступенчатой ракеты. Это утверждение сохраняет свою справедливость в наши дни.

Первые ракеты были запущены около 800 лет назад. В начале XIII в. их использовали китайцы против монголов. Прикрепленные к копьям или стрелам ракеты представляли собой устрашающее оружие.

 

 

 

 

 

 

 

 

  Принцип работы многоступенчатой ракеты:

Многоступенчатая ракета- летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей при отбросе ракетой части собственной массы (рабочего тела). Эта ракета, состоящая из двух или большего количества отдельных ступеней, работающих последовательно. Ступени обеспечивают большую дальность доставки полезного груза, а при заданной дальности большую его массу по сравнению с одноступенчатой ракетой.

Полёт ракеты не требует обязательного наличия окружающей воздушной или газовой среды и возможен не только в атмосфере, но и в вакууме.

Вначале работает первый двигатель ступени, способный поднять и разогнать до определенной скорости всю ракету. После израсходования основной массы топлива двигатель первой ступени вместе с конструкцией, включающей опорожненные баки, отбрасывается. Дальнейший полёт продолжается при работающем двигателе второй ступени, имеющем меньшую тягу, но способным сообщить облегчённой ракете дополнительную скорость. После выгорания топлива второй  ступени включается двигатель третей ступени, а вторая ступень сбрасывается.

При обычном последовательном соединении каждая отдельная ступень сначала полностью отрабатывает, затем отделяется, после чего включается двигатель следующей ступени. При параллельном соединении отдельные ступени (а также двигатели и топливные баки) могут участвовать в работе одновременно.

Ракетный двигатель.

Движение ракеты производится ракетным двигателем.

Топливо занимает более половины объема ракеты.

Ракеты на жидком топливе используют топливо , которое сгорает в двигателе. Твердотопливные ракеты имеют и топливо и окислитель вместе в твердой смеси. У одноступенчатой ракеты может быть один запас топлива или несколько, используемых одновременно. Запас топлива у многоступенчатых ракет разделен на несколько частей, каждая из которых сжигается отдельно по порядку, как только выгорит предыдущая. Поскольку ракеты несут собственный запас и топлива, и окислителя, они могут функционировать в открытом космосе, где нет атмосферы. Ракеты с химическими двигателями работают на твердом или жидком ракетном топливе, которое сжигается в камере сгорания и выбрасывается на сверхзвуковых скоростях из выхлопного сопла. 

От топлива зависит  начальный импульс ракеты, скорость ракеты и высота ее полета. После нескольких попыток построить ракету на черном порохе, это не увенчалось успехом и тогда перешли на так называемую "Карамельку". 
Это топливо обладает характеристиками, намного превосходящими черный порох.

Во-первых удельный импульс немного меньше, чем у черного пороха,

Во-вторых, количество выделяющихся газов в 2-3 раза превосходит черный порох,

В-третьих, продукты горения - красивый белый дым без запаха, не ядовит, скорость горения несколько меньше, чем у черного пороха, однако это тоже можно считать преимуществом так как двигатель не дает всю мощь на старте, разрываясь, а сравнительно медленно высвобождает свою энергию в течении всего полета.

«Карамелька»-смесь нитрата калия KNO3 с сахаром C12H22O11 или другим углеводом в отношении 65% и 35% сахара.

 

 

 

Силы, которые действуют на ракету в полете.

Наука, которая исследует силы, действующие на ракеты или другие космические аппараты, называется астродинамикой.

Основные силы, действующие на ракету в полёте:

1. Тяга двигателя.
2. Притяжение небесного тела- универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами.
3. При движении в атмосфере- любое сопротивление. Сопротивление- это сила, препятствующая движению тел в жидкостях и газах.
4. Подъёмная сила- это составляющая полной аэродинамической силы, перпендикулярная вектору скорости движения тела в потоке жидкости или газа, возникающая в результате несимметричности обтекания тела потоком.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

http://www.vonovke.ru/s/mnogostupenchataya_raketa

http://dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/5295/%D0%9C%D0%9D%D0%9E%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2%D0%A3%D0%9F%D0%95%D0%9D%D0%A7%D0%90%D0%A2%D0%90%D0%AF

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%ED%EE%E3%EE%F1%F2%F3%EF%E5%ED%F7%E0%F2%E0%FF_%F0%E0%EA%E5%F2%E0

http://www.bestreferat.ru/referat-215814.html

http://www.sciencetechnics.com/rockets.html

http://encyclopedia.mil.ru/encyclopedia/dictionary/details_rvsn.htm?id=13568@morfDictionary

http://www.ssga.ru/erudites_info/physics/fizika/fizika-1010/1100.html.  

http://minspace.narod.ru/Education/edu9phys/mnogostupench.html

http://www.monclerjacketstyle.com/oprpoduktiipiotaniya/%D0%A0%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0

http://pyromanya.h16.ru/candy.htm