Principiul de rachete în mai multe etape de acțiune - racheta polifazice

Cuprins:
1. Multietajate racheta
2. Principiul de funcționare al unei rachete în mai multe etape

Rocket este un foarte „scump“ vehicul. Boostere nave spațiale „transportat“, în principal, combustibilul necesar pentru funcționarea motoarelor și propria lor structură constând în esență din containere de combustibil și de propulsie. Ponderea sarcinii utile are doar o mică parte din masa de lansare de rachete.

Racheta compozit permite o utilizare mai eficientă a resurselor, datorită faptului că, în timpul etapei de zbor, pentru a dezvolta combustibilul său, este separat, iar restul de combustibil racheta nu este cheltuit pe accelerarea construcției etapa a petrecut, care a devenit inutil să continue zborul. Exemplu de calcul, confirmând aceste observații este dată în ecuația de rachete articol Tsiolkovsky.

Intrupari rachete aspect. De la stânga la dreapta:
1. monoetajate rachetei;
2. Racheta cu două trepte, cu o cruce-divizare;
3. Racheta cu două trepte, cu o divizare longitudinală.
4. Racheta cu rezervoare de combustibil extern, detașabil combustibil după epuizarea în acesta.

racheta cu trei trepte, cu o cruce-diviziune Saturn-5, fără adaptoare

Structural, racheta multietajate realizate c transversale sau etape de separare longitudinală.
În etapa a diviziunii transversale sunt dispuse una deasupra celeilalte și funcționează secvențial unul după altul, inclusiv doar după separarea etapei precedente. Acest sistem face posibilă crearea unui sistem, în principiu, cu orice număr de etape. Dezavantajul este că următoarele etape ale resurselor nu pot fi utilizate în cazul în care cel anterior, fiind pentru sarcina ei pasivă.

rachetă în trei trepte, cu o divizare longitudinală transversală Soyuz-2.

În prima etapă a diviziunii longitudinale constă din mai multe rachete identice care funcționează simultan și aranjate în jurul carcasei de-a doua etapă simetric rezultanta primelor forțe de tracțiune ale motorului etapă dirijate de-a lungul axei de simetrie a acestuia din urmă. Acest sistem permite motorului să funcționeze a doua etapă simultan cu primul motor, crescând astfel, proiectul global, mai ales necesar în timpul primei etape, atunci când greutatea maximă de rachete. Dar rachete etape de separare longitudinale poate fi doar o etapa a doua.
Există separare și combinație de circuit - longitudinal-transversal, care să permită să se combine avantajele ambelor circuite la care primul pas este separat de al doilea sens longitudinal împărțit și toate etapele ulterioare se produce transversal. Un exemplu de o astfel de abordare - interne ale Uniunii sprijină.

Dispunerea Space Shuttle.
Prima etapă - partea boostere cu combustibil solid.
A doua etapă - orbitatorul cu detașabil rezervor extern. La pornirea motoarelor rula ambele etape.

Lansarea Space Shuttle.

Schema unică în două etape a unei diviziuni longitudinale are nave spațiale Space Shuttle, prima etapă din care este format din doua acceleratoare laterale de combustibil solid, iar în a doua etapă a combustibilului conținut în rezervoarele de orbitatorului și majoritatea - la evacuarea unui rezervor extern. Primul Orbiter de propulsie consumă combustibil dintr-un rezervor extern, iar atunci când este epuizat, rezervorul exterior este resetată, iar motorul continuă să lucreze la carburantul conținut în rezervoarele Orbiter. Acest sistem vă permite să profitați la maximum de sistemul de propulsie Orbiter care ruleaza de-a lungul ieșirea navei pe orbită.

Atunci cand treci etapa de separare sunt secțiuni speciale interconectate - adaptoare - structuri purtătoare ale unui formă cilindrică sau conică, fiecare dintre acestea trebuie să reziste la greutatea combinată a tuturor etapelor ulterioare, înmulțit cu valoarea maximă a congestiei cu experiență de către o rachetă în toate domeniile zborului pe care adaptorul acestuia este parte a rachete.
Separarea longitudinală a carcasei de-a doua etapă sunt bandaje de putere, la care sunt atașate unități din prima etapă.
Elementele care se conectează elementele constitutive ale rachetelor, spune-i rigiditatea întregului corp și etapele de separare trebuie să elibereze imediat treapta de sus. În mod tipic, compusul etapelor realizate prin bolțuri explozive. bolturi explozive - un bolț de fixare, în care arborele în apropierea capului creează o cavitate care este umplută cu exploziv ridicat cu EB. Când un impuls de curent este aplicat explodeaza detonatoarele electrice, distrugând tija bulon, prin care capul se desprinde. Cantitatea de explozivi în șuruburile explozive atent dozate, astfel încât pe de o parte, să asigure separarea capului și, pe de altă parte - nu distrug racheta. În etapele de separare pe toate Detonatori electrice bolțuri explozive care leagă părțile separabile în același timp, se aplică un impuls de curent, iar conexiunea este eliberată.
Măsuri suplimentare trebuie diluate la o distanță sigură unul față de celălalt. În etapele de separare în atmosferă pentru diluare forței aerodinamice fluxul lor de aer din sens opus pot fi folosite, iar separarea în vidul folosit uneori auxiliar mici rachete cu combustibil solid.
In rachete lichid Aceste aceleași motoare sunt folosite și pentru a „precipita“ combustibil în rezervoarele etapă superioară: când oprirea motorului inferior muștele etapă rachete de inerție, în cădere liberă, cu combustibilii lichizi în rezervoare este suspendat, ceea ce poate avea ca rezultat să nu reușească atunci când motorul este pornit. Motoarele auxiliare au raportat etapă de accelerare ușoară, sub acțiunea care combustibilul „soluționează“ în partea de jos a rezervoarelor.
Figura de mai sus imagine Saturn corpul 5 racheta a treia etapă este cazul vizibil negru unul din 3 motoare cu combustibil solid diluare auxiliare și etapele 2a.

Creșterea numărului de etape are un efect pozitiv numai într-o anumită limită. Cele mai multe etape - cea mai mare masa totală a adaptoarelor, precum și motoarele care funcționează numai pe o porțiune de filtru, și, la un moment dat, creșterea în continuare a numărului de etape devine contraproductiv. În practica modernă, cele patru etape ale unei rachete nu se face de obicei.

La selectarea numărului de etape sunt, de asemenea, probleme importante de fiabilitate. buloane explozive și SRM auxiliare - articole de unică folosință, verificați funcția care este de a lansa o racheta nu este posibilă. Între timp, eșecul de doar un singur șuruburi explozive poate duce la crash un zbor de rachete. Creșterea numărului de articole de unică folosință care nu fac obiectul operațiunii de verificare, reduce fiabilitatea întregului rachetei, în general. De asemenea, obligă proiectanții să se abțină de la prea mulți pași.