fbpx
No Image

История ракетостроения в россии

СОДЕРЖАНИЕ
0
02 января 2021

Space Agency

Самая аркадная игра из списка, доступная для Android и iOS. Физику имеет очень упрощённую — ты на орбите планеты, если находишься возле неё, и неподвижно висишь в космосе, если находишься от планеты на определённом удалении. Планеты тоже неподвижно висят, как будто бы прибитые гвоздями к карте вокруг Солнца. Полёт в атмосфере реализован в виде миниигр, где нужно удержать ракету в нужном положении во время старта, приводнения капсулы или посадки ступени.

Запуск ракеты в Space Agency

Зато в игре есть множество деталей реальных и не очень ракет, многомодульные космические станции с тремя ресурсами — электричество, вода и кислород (пусть астронавтами там и не пахнет, но оно всё тратится) и целая сюжетная компания с десятками различных миссий! Моя не любимая — запустить в космос взрывчатку и успеть состыковать её с вышедшим из-под контроля грузовым кораблём, пока он не врезался в космическую станцию. Также в игре есть режим песочницы, различные детали для которого разблокируются по мере прохождения компании.

Космическая станция в Space Agency

О каком-либо крупном организованном игровом комьюнити по этой игре я не слышал, что неудивительно, учитывая её аркадность, но есть небольшая группа ВК, посвящённая этой игре, и в ней вроде как даже что-то иногда выкладывают. Судя по постам в ней, сейчас в разработке находится вторая часть игры, которая будет в 3D.

Ядовитые смеси

Каким бы ни было топливо, его горение по сути есть процесс окисления, который возможен только при наличии кислорода в чистом виде либо в каком-либо соединении (например, азотная кислота, перекись водорода и т.п.). Окружающая нас земная атмосфера содержит 21% кислорода, и этого вполне достаточно для горения, то есть для работы тепловых машин. Другое дело, когда тепловой двигатель установлен на объекте, выходящем за пределы земной атмосферы. Там он работать не сможет — ему просто «нечем дышать». Поэтому космические, как и боевые баллистические ракеты, приводимые в движение ракетными двигателями, должны нести комплексное топливо, состоящее из горючего и окислителя, причём последнего должно быть, как правило, больше (приблизительно раза в полтора). Горючее для ракетных двигателей должно отвечать целому ряду требований. Прежде всего учитывается его энергоёмкость, определяемая удельной теплотой сгорания, а также плотность (чем она меньше, тем больше полезного груза сможет поднять ракета). Поскольку старт ракет и начальный участок их траектории проходит в атмосфере, то к компонентам ракетного топлива предъявляются и экологические требования. В качестве горючего чаще всего используются керосин, метиловый и этиловый спирты и водород. Последний имеет самую высокую удельную теплоту сгорания и самую низкую плотность. Однако реально водород может быть использован только в сжиженном состоянии, для достижения которого газ нужно охладить до -259 °С. В противном случае (использования в газообразном состоянии) потребовались бы баки непомерного размера либо прочные (и соответственно тяжёлые) баки, рассчитанные на высокое давление сжатого газа. Последним достижением советских химиков стала разработка ракетного горючего гептила и окислителя амила. Надо отметить, что оба эти вещества способны нанести серьёзный урон как людям, так и любым природным объектам. Любое соприкосновение с гептилом пагубно влияет практически на все системы человеческого организма. Поэтому хранение его затруднено, а личный состав, обслуживающий снаряжённые гептилом ракеты, может работать только в защитных комбинезонах и противогазах. Учитывая это, несмотря на высокую энергоёмкость, топливо «гептил/амил» используется только в боевых баллистических ракетах.

История изобретения ракеты

Большинство историков считает, что изобретение ракеты относится ко временам китайской династии Хань (206 год до н. э.—220 н. э.), к открытию пороха и началу его использования для фейерверков и развлечений. При взрыве порохового снаряда возникала сила, которая могла двигать различные предметы. Позже по этому принципу были созданы первые пушки и мушкеты. Снаряды порохового оружия могли летать на далёкие расстояния, однако не были ракетами, поскольку не имели собственных запасов топлива, но именно изобретение пороха стало основной предпосылкой возникновения настоящих ракет. Описание летающих «огненных стрел», применявшихся китайцами, показывает, что эти стрелы были ракетами. К ним прикреплялась трубка из уплотненной бумаги, открытая только с заднего конца и заполненная горючим составом. Этот заряд поджигался, и затем стрела выпускалась с помощью лука. Такие стрелы применялись в ряде случаев при осаде укреплений, против судов, кавалерии.

В XIII веке вместе с монгольскими завоевателями ракеты попали в Европу. Известно, что ракеты применялись запорожскими казаками в XVI—XVII вв. В XVII веке литовский военный инженер Казимир Семенович описал многоступенчатую ракету.

В конце XVIII века в Индии ракетное оружие применялось в сражениях с британскими войсками.

В начале XIX века армия также приняла на вооружение боевые ракеты, производство которых наладил Уильям Конгрив (Ракета Конгрива). В то же время российский офицер Александр Засядко разрабатывал теорию ракет. Большого успеха в совершенствовании ракет достиг в середине позапрошлого века российский генерал артиллерии Константин Константинов. Попытки математически объяснить реактивное движение и создать более эффективное ракетное вооружение делал в России Николай Тихомиров в 1894 году.

Теорию реактивного движения создал Константин Циолковский. Он выдвигал идею использования ракет для космических полетов и утверждал, что наиболее эффективным топливом для них было бы сочетание жидких кислорода и водорода. Ракету для межпланетных сообщении он спроектировал в 1903 г.

Немецкий учёный Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы межпланетного полёта. Кроме того, он проводил стендовые испытания ракетных двигателей.

Американский учёный Роберт Годдард в 1926 г. осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.

Первая отечественная ракета называлась ГИРД-90 (аббревиатура «Группы изучения реактивного движения»). Ее начали строить в 1931 году, а испытали 17 августа 1933 года. ГИРДом в то время руководил С.П. Королев. Ракета взлетела на 400 метров и находилась в полете 18 секунд. Вес ракеты на старте был 18 килограммов.

В 1933 г. в СССР в Реактивном институте было завершено создание принципиально нового оружия — реактивных снарядов, установка для запуска которых позднее получила прозвище «Катюша».

В ракетном центре в Пенемюнде (Германия) была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полёта 320 км. Во время Второй мировой войны 3 октября 1942 г. состоялся первый успешный запуск этой ракеты, а в 1944 г. началось её боевое применение под названием V-2.

Военное применение V-2 показало огромные возможности ракетной техники, и наиболее мощные послевоенные державы — США и СССР — также начали разработку баллистических ракет.

В 1957 г. в СССР под руководством Сергея Королёва как средство доставки ядерного оружия была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось применение ракет для космических полётов.

Основные этапы эволюции крылатых ракет

Идея создания беспилотного управляемого летательного аппарата, начиненного взрывчаткой, возникла почти сразу после появления первых самолетов. Практические разработки в этом направлении велись в нескольких странах, изобретатели предлагали разные варианты конструкции «летающей бомбы»: с радиоуправлением и с разными видами автопилотов. Однако долгое время дело не шло далее создания более или менее удачных прототипов.

В 1931 году в Британии была разработана радиоуправляемая воздушная мишень Queen. В начале войны беспилотники на ее основе использовались для ведения разведки. В 1939 году свой первый полет совершила советская крылатая ракета «212» с жидкостным двигателем, ее созданием руководил Сергей Королев. В 1944 году американцы применили против японских войск радиоуправляемые «самолеты-снаряды» TDR-1, но результаты атаки были признаны неудовлетворительными.

Первая серийная КР Фау-1. Такими «самолетами-снарядами» гитлеровцы обстреливали Великобританию

Наибольших успехов в этой области добилась гитлеровская Германия. Немецкие конструкторы сумели разработать Фау-1 – первую в мире КР, выпускавшуюся серийно. В конце войны немцы активно использовали их для бомбардировок Британии. Эта крылатая ракета оснащалась пульсирующим воздушно-реактивным двигателем, имела простейший автопилот с гироскопом. Управление дальностью полета осуществлялось с помощью механического счетчика с лопастным анемометром. Как только он скручивался до нуля, подавалась команда на пикирование.

После войны германские технологии попали в руки союзников. В 1947 году начались работы над созданием первой советской КР «Комета». В нашей стране в этом направлении трудились ведущие конструкторы: Челомей, Лавочкин, Микоян. В 50-е годы в Советском Союзе и США были запущены проекты межконтинентальных крылатых ракет, которые рассматривались в качестве средства доставки ядерного оружия. В 1958 году американцы приняли на вооружение КР SM-62 Snark. Ее советским аналогом была сверхзвуковая двухступенчатая «Буря», работы над которой были прекращены в 1960 году, – военные быстро поняли, что для доставки боеголовок за океан баллистические ракеты подходят куда больше.

С середины 50-х годов в Советском Союзе активно работали над крылатыми ракетами, предназначенными для поражения кораблей противника. В 1968 году на вооружение была принята ПКР «Аметист» – первая в мире ракета с возможностью подводного старта. За ней последовали «Малахит», «Гранит», «Яхонт». Примерно в это же время американцы разработали противокорабельную крылатую ракету «Гарпун», до сих пор находящуюся на вооружении.

Советская ПКР П-70 «Аметист» — первая крылатая ракета, способная стартовать из-под воды

В начале 70-х годов в США были начаты работы над проектом, который привел к созданию КР BGM-109 Tomahawk – самого известного представителя этого класса оружия. Его главной «изюминкой» стала революционная система наведения, превратившая «Томагавк» в идеальное средство для поражения важных малоразмерных целей на территории противника.

21 октября 1967 года с помощью советских ПКР П-15 «Термит», запущенных с ракетных катеров, был потоплен израильский эсминец «Эйлат». Это событие стало первым случаем реального применения ПКР и послужило толчком к дальнейшему развитию данного вида оружия, а также совершенствованию средств защиты от него. Позже «Термиты» успешно использовались во время индо-пакистанского конфликта 1971 года. С их помощью было потоплено несколько пакистанских боевых кораблей, а также уничтожен нефтяной терминал в Карачи.

Первым конфликтом, в котором крылатые ракеты массово применялись по наземным целям, стала война в Персидском заливе 1991 года. За время проведения этой операции американцы выпустили почти 300 «Томагавков». «Топор» показал себя, как эффективное и смертоносное оружие, поэтому без него уже не обходился ни один последующий конфликт с участием США. «Томагавки» активно использовались во время балканских войн середины и конца 90-х, второй иракской кампании, интервенции в Ливию, ими же «утюжат» сирийскую армию на протяжении последних двух лет.

Межконтинентальные ракеты

Как правило, для доставки ядерной боеголовки предназначаются межконтинентальные ракеты. Именно они являются основой того “ядерного кулака” или “ядерной дубины”, о которой говорят многие. Конечно, доставить ядерную бомбу к территории противника можно и на самолете, но при современном уровне развития ПВО это становится не такой простой задачей. Именно поэтому проще пользоваться межконтинентальными ракетами.

Несмотря на это, ядерным зарядом могут оснащаться даже ракеты малой дальности. Правда, на практике это не имеет большого смысла, так как применяются такие ракеты, как правило, в региональных конфликтах.

Полет межконтинентальной ракеты.

По дальности полета ракеты делятся на ”ракеты малой дальности”, предназначенные для поражения целей на расстоянии 500-1000 км, ”ракеты средней дальности”, способные нести свой смертоносный груз на расстояние 1000-5500 км и ”межконтинентальные ракеты”, которые могут и через океан перелететь.

Формула Циолковского

Формула для вычисления скорости ракеты, обнаружена в математических трудах Циолковского, написанных им в 1897 г.

,

где:

V – скорость летательного аппарата после выработки всего топлива:

I – отношение тяги двигателя к расходу топлива в секунду (величина, называемая удельным импульсом ракетного двигателя). Для теплового ракетного двигателя u = I.

M1 – масса летательного аппарата в начальный момент полёта. Она включает массу самой конструкции ракеты, массу топлива и массу полезной нагрузки (например, космического корабля, который выводится ракетой на орбиту).

M2 – масса летательного аппарата в конечный момент полёта. Так как топливо к этому времени уже израсходовано, то это будет масса конструкции + масса полезной нагрузки.

С помощью формулы Циолковского можно рассчитать количество топлива, необходимое ракете для получения заданной скорости.

Из формулы Циолковского получаем отношение начальной массы ракеты к её конечной массе:

Обозначим:

Mo– масса полезного груза

Mk – масса конструкции ракеты

Mt– масса топлива

Масса конструкции зависит от массы топлива. Чем больше топлива необходимо ракете, тем больше резервуаров потребуется для его транспортировки, а значит, большей будет и масса конструкции.

Отношение этих масс выражается формулой:

,

где k – коэффициент, который показывает количество топлива на единицу массы конструкции ракеты.

Этот коэффициент может быть разным в зависимости от того, какие материалы использованы в конструкции ракеты. Чем легче и прочнее эти материалы, тем меньшим будет коэффициент, и легче конструкция. Кроме того, он зависит и от плотности топлива. Чем плотнее топливо, тем меньшие по объёмы ёмкости потребуются для его транспортировки, и тем выше значение k.

Подставив в формулу Циолковского выражения начальной и конечной массы ракеты через массы конструкции, груза и топлива, получим:

Из этого выражения следует, что величина массы топлива равна:

Зная значение удельного импульса топлива и массу полезного груза, можно рассчитать скорость ракеты.

Эта формула имеет смысл только в том случае, если 

или 

Если это условие не выполняется, ракета никогда не сможет достигнуть заданной скорости.

Современный этап

Поиск продолжается

Учёные и инженеры многих стран продолжают поиск альтернативных компонентов ракетного топлива. В поле их зрения попал природный газ. Почти не уступая керосину и превосходя спирты по энергоёмкости, этот газ имеет невысокую плотность. Однако, возможно, главным его преимуществом является доступность и дешевизна в связи с гигантскими масштабами разведанных природных запасов и развитием газодобычи во всём мире. Основным компонентом природных газов является метан. Этот простейший из углеводородов, имеющий несложную формулу CH4, известен науке уже давно. Ещё в 1776 году итальянский физик Алессандро Вольта обнаружил метан в болотах озера Лаго-Маджоре. В ходе исследований он показал возможность поджигать газ с помощью электрической искры. На Земле метана много: из него состоят рудничные газы, он составляет до 90% попутных нефтяных газов. По утверждению астрофизиков, метан в значительных концентрациях присутствует в атмосферах планет-гигантов Солнечной системы. Так, предположительно, на поверхности Титана в условиях низких температур (-180 °С) расположены целые озёра жидкой метано-этановой смеси. Правда, дотянуться до этих сокровищ человечеству в обозримой перспективе вряд ли удастся. Впервые о метане как о потенциальном ракетном горючем упоминалось 60 лет назад в книге Валентина Глушко и Георгия Лангемака, однако применение метана (как и водорода) сдержи — « валось в связи с приоритетом в ж те годы разработок боевых paкет на основе топлива, способного длительно сохранять свои качества после заполнения ракетных баков. Но начиная с 1981 года к перспективным разработкам плотно подключилась ведущая двигателестроитель-ная фирма НПО «Энергомаш» им. Глушко. К настоящему времени здесь проведены широкие теоретические и экспериментальные исследования по созданию жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) на топливной паре «метан-кислород». Оба компонента используются в сжиженном состоянии, для чего метан охлаждается до -165 °С. Результаты исследований подтвердили целесообразность разработки на этой топливной паре ЖРД практически любой мощности. XXI век становится веком информации, а это потребует вывода в космос на различные орбиты сотен спутников Земли и иных космических объектов. Станет необходимым использование высоконадёжных и экономичных ракет большой грузоподъёмности, не наносящих ущерба экологии нашей планеты. Какие преференции обещает метан? Замена жидким метаном керосина обеспечивает более высокие энергетические характеристики ракет (даёт увеличение на 20-30% массы полезного груза при той же стартовой массе ракеты); — высокую экологическую чистоту как продуктов сгорания, так и компонентов топлива, попадающих на землю при аварийных проливах; — более низкую (приблизительно в три раза) стоимость заправки ракеты. Кроме того, близость температурных диапазонов жидких фаз кислорода и метана открывает дорогу для новых конструктивных решений, способствующих снижению веса ракеты. Из-за того что плотность сжиженного метана меньше на 20%, чем у керосина, в тех же топливных баках ракеты размещается меньшая масса горючего. Однако это с избытком компенсируется повышенной удельной энергоёмкостью метана.

Метки: СССР, энергия, космос, двигатель, ракета, топливо, Запретная история, тяга

SimpleRockets 2

Вторая часть кроссплатформенного симулятора ракетостроения (о первой будет сказано ниже), из двумерного пространства переехавшая в полное 3D. Игра, идейно повторяющая KSP, но со своей уникальной реализацией. SimpleRockets 2 вышла в свет совсем недавно — в конце 2018 года, и пока ещё остаётся в бете.

Симпатичные блики и тени на высоких настройках графики

В отличии от Kerbal Space Program, здесь нет множества режимов игры. Хотя карьеру и обещают добавить в будущих релизах, сейчас единственный доступный режим — песочница. Но в SR 2 присутствуют некоторые уникальные механики, выгодно отличающие её от других игр из списка:

  • Полностью настраиваемые детали: Игра предлагает всего около двух десятков деталей, но настраивается в них буквально всё — от формы и веса до цвета и плавучести. Например, двигатели в игре представлены в виде нескольких базовых камер сгорания, настраивая размер, тип топлива, форму сопла которых можно получить тысячи комбинаций двигателей на все случаи жизни. Созданные в редакторе отдельные узлы можно сохранять в ассеты для дальнейшего использования в других конструкциях.
  • Поддержка модификаций «из коробки»: В Kerbal Space Program модификации хоть и создаются с согласия разработчиков, но для работы требуют сторонюю DLL, созданную и поддерживаемую сообществом.
  • Программирование: Это единственная игра в своём жанре, имеющая на борту собственный язык визуального программирования Vizzy. Vizzy при наличии определённых навыков позволяет автоматизировать всё — от запуска ракеты до стыковки и посадки на другие планеты. Конечно, в KSP тоже можно запрограммировать полёт, но в нём сделать это без модов невозможно.

Настраиваемые двигатели

Как я уже сказал выше, игра кроссплатформенная. Поиграть в SimpleRockets 2 можно как на ПК под управлением Windows, так и на Android и iOS, или даже на Linux через Vulkan API (правда, последнее скорее стоит отнести к заслуге разработчиков Steam, а не создателя игры).

Стоимость игры для различных платформ примерно одинакова. В Steam игра стоит 360 рублей (или 229 гривен), в Google Play её можно приобрести за 389 рублей (134 гривны), а в App Store — за 379 рублей ($5). Сохранения и крафты без проблем переносятся между различными платформами. Единственная проблема совместимости — моды, которые пока работают только на ПК, хотя, скорее всего, поддержка модификаций мобильными устройствами — это вопрос времени. Но играть на мобильном я бы всё равно не советовал, только если у вас не флагман с мощным процессором и огромным экраном — банально строить неудобно и при управлении большими ракетами игра может тормозить.

Программирование в Vizzy

На сайте игры существуют форумы для комьюнити, а также разделы, где можно делиться своими модами, песочницами и крафтами. Всё, разумеется, на английском языке. Русскоязычкое комьюнити обитает в группе ВКонтакте (администрируется мной). Оно не такое большое и активное, как комьюнити Kerbal Space Program, но и игра гораздо моложе KSP.

Первые межконтинентальные

В 1954 г. началась разработка первой в СССР межконтинентальной ракеты (МБР) Р-7, легендарной «семерки». После успешных пусков в 1957 г., в 1960 г. Р-7 приняли на вооружение. Незадолго до этого, в 1959 г., в СССР появился новый род войск – Ракетные войска стратегического назначения (РВСН).

Первая советская межконтинентальная ракета Р-7 на пусковой установке. 1960 г.

Основой ядерных сил США стала МБР SM-65 «Атлас», принятая на вооружение в том же 1959 г. И советская, и американская ракеты несли термоядерные боеголовки. Окислителем ЖРД этих ракет был жидкий кислород, который быстро испарялся. Поэтому ракету заправляли кислородом непосредственно перед стартом, что занимало несколько часов, а будучи заправленной, ракета не могла долго ждать запуска.

Ядерный чемоданчик

Владение МБР с ядерными боеголовками налагает большую ответственность – надо исключить возможность случайного пуска ракет и начала атомной войны. Для этого были придуманы особые коды, хранящиеся в «ядерном чемоданчике». В СССР/России «ядерный чемоданчик» – это система «Чегет». Разослать коды по стартовым комплексам может только президент. На местах эти коды введут в «мозг» МБР, и два оператора смогут запустить ракету, выполняя операции параллельно, «в два ключа».

Но первый удар противника может уничтожить и президента, и «чемоданчик». Поэтому для дублирования «Чегета» в середине 1980-х гг. создали систему управления «Периметр». Ее включают в угрожаемый период, но «Периметр» не сработает, пока будет получать «удерживающие» сигналы из пункта управления Стратегическими ядерными силами. В случае отсутствия сигнала и ответа на запрос «Периметр» без участия человека запустит «управляющую» ракету, и она подаст команду на старт всем пусковым установкам страны. Включенный «Периметр» подобен зажатой в руке гранате с выдернутой чекой. Пока гранату не выпустят, взрыва не будет, но если держащий гранату человек будет убит – взрыв неизбежен. Поэтому на Западе «Периметр» называют «мертвая рука». «Периметр» сделал ответный удар неотвратимым, и это отбивало у противника желание напасть с применением ракетно-ядерного оружия.

Поделиться ссылкой

Теория ракеты Циолковского

Подробности
Категория: Человек и небо
Опубликовано 10.06.2014 18:24
Просмотров: 10401

«Земля – колыбель человечества. Но нельзя вечно жить в колыбели». Это высказывание принадлежит русскому изобретателю, выдающемуся учёному-самоучке Константину Эдуардовичу Циолковскому.

Циолковского называют отцом космонавтики. Ещё в 1883 г. в своей рукописи “Свободное пространство” он высказывал мысль о том, что в космосе можно передвигаться с помощью ракеты. Но теорию ракетного движения он обосновал гораздо позже. В 1903 г. была опубликована первая часть труда учёного, который назывался «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В этом труде он привёл доказательства того, что ракета является аппаратом, способным совершать космический полёт.

Научными разработками в области воздухоплавания и аэродинамики Циолковский занимался и ранее. В 1892 г. в работе «Теория и опыт аэростата» он описал управляемый дирижабль с оболочкой из металла. В те времена оболочки делали из прорезиненной ткани. Понятно, что дирижабль Циолковского мог служить гораздо дольше. Кроме того, он был оснащён системой подогрева газа и имел переменный объём. А это позволяло сохранять постоянную подъёмную силу при различных температурах окружающей среды и на различной высоте.

В 1894 г. учёный опубликовал статью «Аэростат или птицеподобная (авиационная) летательная машина», в которой описал летательный аппарат тяжелее воздуха – аэроплан с металлическим каркасом. В статье были даны расчёты и чертежи цельнометаллического самолёта с одним изогнутым крылом. К сожалению, в то время идеи Циолковского не были поддержаны в научном мире.

Многие поколения учёных мечтали о полётах за пределы Земли – на Луну, Марс и другие планеты. Но как будет двигаться летательный аппарат в космосе, где абсолютная пустота и нет опоры, оттолкнувшись от которой он получит ускорение? Циолковский предложил использовать для этой цели ракету, приводимую в движение реактивным двигателем.

Запуски ракет: статистика

Чем отличаются ракеты

Теперь можно поговорить о том, чем между собой отличаются ракеты. Как правило, обыватели слышат упоминания о крылатых и баллистических ракетах. Это действительно два основных типа, но есть и некоторые другие. Разберем главные из них, но сначала приведу классификацию типов ракет.

Ракеты делятся по типам в зависимости от:

  • Траектории полета (крылатые, баллистические)
  • Класса (земля-воздух, воздух-земля, воздух-воздух и так далее)
  • Дальности полета (ближнего/среднего радиуса действия и межконтинентальные)
  • Типа двигателя и вида топлива (твердотопливный, жидкостный, гибридный, прямоточный воздушно-реактивный, криогенный)
  • Типа боеголовки (обычная, ядерная)
  • Системы наведения (лазерное, электродистанционное, командное, геофизическое, по наземным ориентирам, спутниковое и другие)

Бесчисленное множество типов ракет.

Теперь остановимся более подробно на основных пунктах, которые могут показаться непонятными.

Spaceflight Simulator

Наверно, лучшая ракетостроительная песочница для Android по соотношению возможности / системные требования. Spaceflight Simulator — это простая двумерная игра с полноценной физикой. Она обладает приличным для такой игры редактором, в котором можно построить практически всё, что не должно иметь движущихся частей за исключением имеющихся в наличии посадочных опор и солнечных панелей.

Космическая станция в 2D. Наложение деталей друг на друга — редактирование файла

В этой игре нет ни астронавтов, ни автопилота, ни добычи ресурсов на других планетах… По-сути весь геймплей сводится к тому, что можно построить ракету и запустить её в космос. Но нужно ли что-то ещё простой мобильной песочнице, которую можно запустить даже на мобильнике десятилетней давности? Плюс, файлы сохранения мира и ракет — это простые XML, что при определённой креативности позволяет собрать что угодно, хоть даже не предусмотренный физикой игры манипулятор, толкаемый закреплёнными под разными углами посадочными опорами…

Англоязычное комьюнити вместе с разработчком (приветливый и общительный человек) можно найти на официальном Discord-сервере игры. Сервер очень активный: в отличии от форумов других игр, где чаще всего обсуждаются вещи, связанные непосредственно с игрой, туда можно зайти даже для того, чтобы просто поболтать. Русскоязычное комьюнити небольшое, упоминать его здесь не будем.

Настоящий Space Shuttle в такой, казалось бы, простой игре

Игра распространяется в Google Play по модели shareware — скачивать и строить ракеты можно бесплатно, но продвинутые возможности редактора и читы (да, в игре есть читы) заблокированы, и чтобы нормально играть, нужно заплатить 289 рублей (129 гривен).

Увидеть ракетостроение вживую

Материалы по теме

«Мы войдем в историю»: в Красноярске впервые испытали частный ракетный двигатель

Частная космонавтика как никогда близко

К работе над проектированием и запуском ракеты активно привлекают студентов. Молодые учащиеся СибГУ имени М.Ф. Решетнева были на тестовых запусках, они работают и над изготовлением моделей.

«Мы привлекаем для совместной работы и преподавателей, и студентов, потому что результат интересен нам всем. В частных компаниях смелее пользуются технологиями, пробуют что-то создать, построить без огромных лабораторий и долгих испытаний. Для студентов это вдвойне интересно, потому что они видят результаты сразу. Мало ли, что преподаватель сказал по теории — всегда лучше увидеть это наглядно. И ребята уже работают — так, сделали модель двигателя 1:15, на следующем этапе модель сделают еще больше. При хорошем раскладе на проектирование и запуск ракеты потребуется минимум год», — отметил профессор кафедры летательных аппаратов СибГУ им М.Ф. Решетнева Вадим Кольга.

Курсанты СибГУ на тестовых запусках модели двигателя

В начале апреля состоятся повторные тесты модели ракетного двигателя: это будут ресурсные огневые испытания (такие, кстати, проводятся и на предприятиях Роскосмоса). Итогом огневых станет опробованный, усовершенствованный двигатель для второй ступени ракеты-носителя «Сибирь». Следующий этап — строительство самой ракеты, и уже в ближайшие годы в России начнут запускать частные ракеты в космос, и впервые это сделают красноярцы — Национальная космическая компания. Будем следить!

Интернет-газета Newslab

Физика 9 кл. Реактивное движение. Ракеты

Подробности
Просмотров: 97

1. Основываясь на законе сохранения импульса, объясните, почему воздушный шарик движется противоположно струе выходящего из него сжатого воздуха?

Сначала отверстие шарика завязано.
Шарик с находящимся внутри него сжатым воздухом покоится.
Импульс шарика равен нулю.

При открывании отверстия из него с большой скоростью вырывается струя сжатого воздуха.
Движущийся воздух обладает импульсом, направленным в сторону его движения.

Согласно закону сохранения импульса:
суммарный импульс системы (шарик и воздух в нём) должен остаться прежним, т.е. равным нулю.
Поэтому шарик начинает двигаться в противоположную струе воздуха сторону с такой скоростью.
Импульс шарика равен по модулю импульсу воздушной струи.
Векторы импульсов шарика и воздуха направлены в противоположные стороны.
В результате:
суммарный импульс взаимодействующих тел остаётся равным нулю.
Движение шарика является примером реактивного движения.

2. Каков принцип реактивного движения?
Реактивное движение происходит за счёт того, что от тела отделяется и движется какая-то его часть, в результате чего само тело приобретает противоположно направленный импульс.

3. Приведите примеры реактивного движения тел.

На принципе реактивного движения основано вращение сегнерова колеса.
Вытекающая из сосуда через трубку вода вращает сосуд в направлении, противоположном скорости воды в струях.
Значит, реактивное действие оказывает не только струя газа, но и струя жидкости.

Реактивное движение используют для перемещения и живые существа: осьминоги, кальмары, каракатицы.
Они всасывают, а затем с силой выталкивают из себя воду.

4. Каково назначение ракет? Каково ее устройство и принцип действия?

Ракеты-носители предназначены для вывода в космос искусственных спутников Земли, космических кораблей, автоматических межпланетных станций и других полезных грузов.
В любой ракете всегда есть оболочка и топливо с окислителем.
Оболочка ракеты включает в себя полезный груз (1), приборный отсек (2) и двигатель (5,6).
Основную массу ракеты составляет топливо (4) с окислителем (3).

Топливо и окислитель с помощью насосов подаются в камеру сгорания.
Топливо, сгорая, превращается в газ высокой температуры и высокого давления.
Этот газ мощной струёй устремляется наружу через сопло.

5. От чего зависит скорость ракеты?

Назначение сопла состоит в том, чтобы повысить скорость струи.
От этой скорости зависит скорость ракеты.

Ракета представляет собой замкнутую систему.
До старта импульс ракеты был равен нулю.
По закону сохранения суммарный импульс движущейся оболочки и выбрасываемого газа тоже должен быть равен нулю.
То есть импульс оболочки и противоположный ему импульс струи газа должны быть равны по модулю.
Чем с большей скоростью вырывается газ из сопла, тем больше будет скорость оболочки ракеты.

Помимо скорости истечения газа существуют и другие факторы, от которых зависит скорость движения ракеты.

6. В чём заключается преимущество многоступенчатых ракет перед одноступенчатыми?

В практике космических полётов обычно используют многоступенчатые ракеты, развивающие гораздо большие скорости и предназначенные для более дальних полётов, чем одноступенчатые.

Схема трёхступенчатой ракеты:
После того как топливо и окислитель первой ступени будут полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени.

Такое уменьшение общей массы ракеты позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты.
Затем таким же образом отбрасывается вторая ступень.

7. Как осуществляется посадка космического корабля?

Если посадка не планируется, то третья ступень используется для увеличения скорости ракеты.
Если корабль должен совершить посадку, то она используется для торможения корабля перед посадкой.
Ракету разворачивают на 180°, чтобы сопло оказалось впереди.
Вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против скорости её движения.
Это приводит к уменьшению скорости и даёт возможность осуществить посадку.

Следующая страница – смотреть

Назад в “Оглавление” – смотреть

Комментировать
0