Στο επόμενο βίντεο μάθημα αστρονομίας, ο καθηγητής θα μιλήσει για έναν πύραυλο πολλαπλών σταδίων, καθώς και για το πώς επιλέγεται ένα μέρος για ένα διαστημικό λιμάνι.
Πύραυλος πολλαπλών σταδίων
Ο πύραυλος πολλαπλών σταδίων είναι αεροσκάφος, που αποτελείται από δύο ή περισσότερους μηχανικά συνδεδεμένους πυραύλους, που ονομάζονται στάδια, που διαχωρίζονται κατά την πτήση. Ένας πύραυλος πολλαπλών σταδίων σας επιτρέπει να επιτύχετε ταχύτητα μεγαλύτερη από κάθε ένα από τα στάδιά του ξεχωριστά. Ένας σύνθετος πύραυλος επιτρέπει την πιο ορθολογική χρήση των πόρων λόγω του γεγονότος ότι κατά την πτήση το στάδιο που έχει εξαντλήσει τα καύσιμα του διαχωρίζεται και το υπόλοιπο καύσιμο του πυραύλου δεν δαπανάται για την επιτάχυνση της δομής του εξαντλημένου σταδίου, το οποίο έχει καταστεί περιττό για συνεχίζοντας την πτήση. Δομικά, οι πολυβάθμιοι πύραυλοι κατασκευάζονται με εγκάρσιο ή διαμήκη διαχωρισμό σταδίων. Με εγκάρσιο διαχωρισμό, τα στάδια τοποθετούνται το ένα πάνω από το άλλο και λειτουργούν διαδοχικά το ένα μετά το άλλο, ενεργοποιώντας μόνο μετά τον διαχωρισμό του προηγούμενου σταδίου. Με τον διαμήκη διαχωρισμό, το πρώτο στάδιο αποτελείται από πολλούς πανομοιότυπους πυραύλους (στην πράξη, από 2 έως 8), που λειτουργούν ταυτόχρονα και βρίσκονται συμμετρικά γύρω από το σώμα του δεύτερου σταδίου, έτσι ώστε το αποτέλεσμα των δυνάμεων ώθησης των κινητήρων του πρώτου σταδίου να κατευθύνεται. κατά τον άξονα συμμετρίας του δεύτερου. Ένα τέτοιο σχέδιο επιτρέπει στον κινητήρα του δεύτερου σταδίου να λειτουργεί ταυτόχρονα με τους κινητήρες του πρώτου, αυξάνοντας έτσι τη συνολική ώθηση, η οποία είναι ιδιαίτερα απαραίτητη κατά τη λειτουργία του πρώτου σταδίου, όταν το βάρος του πυραύλου είναι μέγιστο.
Θέση για το διαστημικό λιμάνι
Ένα κοσμοδρόμιο είναι μια περιοχή στην οποία βρίσκεται ένα σύμπλεγμα δομών, σχεδιασμένο να εκτοξεύει διαστημόπλοιο στο διάστημα. Το όνομα "κοσμοδρόμιο" δίνεται κατ' αναλογία με το αεροδρόμιο για τα αεροσκάφη. Συνήθως, τα διαστημικά λιμάνια καταλαμβάνουν μεγάλη περιοχή και βρίσκονται σε απόσταση από πυκνοκατοικημένες περιοχές, έτσι ώστε τα στάδια που χωρίζονται κατά τη διάρκεια της πτήσης να μην βλάπτουν κατοικημένες περιοχές ή γειτονικές τοποθεσίες εκτόξευσης. Η πιο συμφέρουσα θέση για ένα κοσμοδρόμιο είναι στον ισημερινό, έτσι ώστε ο φορέας εκκίνησης να μπορεί να αξιοποιήσει στο έπακρο την ενέργεια της περιστροφής της Γης. Ένας ενισχυτικός πύραυλος, όταν εκτοξεύεται από τον ισημερινό, μπορεί να εξοικονομήσει περίπου 10% των καυσίμων σε σύγκριση με έναν πύραυλο που εκτοξεύεται από ένα κοσμοδρόμιο που βρίσκεται σε μεσαία γεωγραφικά πλάτη. Είναι επίσης δυνατή η εκτόξευση σε τροχιά με οποιαδήποτε κλίση από τον ισημερινό.
Η εφεύρεση αναφέρεται σε επαναχρησιμοποιήσιμα συστήματα χώρου μεταφοράς. Ο προτεινόμενος πύραυλος περιέχει ένα αξονικό σώμα με ωφέλιμο φορτίο, ένα κύριο σύστημα πρόωσης και αμορτισέρ απογείωσης και προσγείωσης. Μεταξύ των ραφιών των εν λόγω αμορτισέρ και του κύριου ακροφυσίου του κινητήρα, είναι εγκατεστημένη μια θερμική ασπίδα, κατασκευασμένη με τη μορφή ενός κοίλου διαμερίσματος με λεπτά τοιχώματα κατασκευασμένο από ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό. Το τεχνικό αποτέλεσμα της εφεύρεσης είναι η ελαχιστοποίηση των αεριοδυναμικών και θερμικών φορτίων σε αμορτισέρ από έναν λειτουργικό κύριο κινητήρα κατά τις εκτοξεύσεις και προσγειώσεις ενός οχήματος εκτόξευσης και, ως αποτέλεσμα, η διασφάλιση της απαιτούμενης αξιοπιστίας των αμορτισέρ κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων (έως 50 φορές) χρήση του πυραύλου. 1 άρρωστος.
Συντάκτες διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας:
Vavilin Alexander Vasilievich (RU)
Usolkin Yury Yuryevich (RU)
Φετίσοφ Βιάτσεσλαβ Αλεξάντροβιτς (RU)
Οι κάτοχοι του διπλώματος ευρεσιτεχνίας RU 2309088:
Ομοσπονδιακή Κρατική Ενιαία Επιχείρηση "State Missile Center" KB im. Ο Ακαδημαϊκός Β.Π. Makeev" (RU)
Η εφεύρεση σχετίζεται με πυραύλους και διαστημική τεχνολογία, ειδικότερα με επαναχρησιμοποιήσιμα διαστημικά συστήματα μεταφοράς (MTKS) νέας γενιάς του τύπου "Space orbital rocket - a single-stage transport carrier" ("CROWN") με την πενήντα εκατονταπλάσια χρήση του χωρίς εξετάζω και διορθώνω επιμελώς, η οποία είναι μια πιθανή εναλλακτική λύση σε συστήματα επαναχρησιμοποιήσιμων πτερυγίων όπως το Space Shuttle και το Buran.
Το σύστημα KORONA έχει σχεδιαστεί για να εκτοξεύει ένα ωφέλιμο φορτίο (διαστημόπλοιο (SC) και SC με ανώτερα στάδια (ΗΠΑ) σε χαμηλές γήινες τροχιές στην περιοχή υψομέτρου από 200 έως 500 km με κλίση ίση ή κοντά στην κλίση της τροχιάς του εκτόξευσε το SC.
Είναι γνωστό ότι κατά την εκτόξευση, ο πύραυλος βρίσκεται στον εκτοξευτήρα, ενώ βρίσκεται σε κατακόρυφη θέση και στηρίζεται σε τέσσερις βραχίονες στήριξης του διαμερίσματος της ουράς, το οποίο επηρεάζεται από το βάρος ενός πλήρως τροφοδοτούμενου πυραύλου και τα φορτία ανέμου που δημιουργούν στιγμή ανατροπής, που, ταυτόχρονα, είναι και το πιο επικίνδυνο για την αντοχή τμήμα ουράς πυραύλων (βλ., για παράδειγμα, IN Pentsak. Θεωρία πτήσης και σχεδιασμός βαλλιστικών πυραύλων. - M .: Mashinostroenie, 1974, σ. 112, Εικ. 5.22, σελ. 217, Εικ. 11.8, σελ. 219) . Το φορτίο κατά τη στάθμευση ενός πυραύλου με πλήρες καύσιμο κατανέμεται σε όλους τους βραχίονες στήριξης.
Ένα από τα θεμελιώδη ζητήματα του προτεινόμενου MTKS είναι η ανάπτυξη των αμορτισέρ απογείωσης και προσγείωσης (VPA).
Οι εργασίες που πραγματοποιήθηκαν στο Κρατικό Κέντρο Πυραύλων (SRC) για το έργο KORONA έδειξε ότι η δυσμενέστερη περίπτωση φόρτωσης του VPA είναι η προσγείωση του πυραύλου.
Το φορτίο στο VPA κατά τη στάθμευση ενός πλήρως τροφοδοτούμενου πυραύλου κατανέμεται σε όλα τα στηρίγματα, ενώ κατά την προσγείωση, με μεγάλο βαθμό πιθανότητας, λόγω της επιτρεπόμενης απόκλισης από την κατακόρυφη θέση του σώματος του πυραύλου, μπορεί να συμβεί η περίπτωση όταν το φορτίο πέφτει σε ένα στήριγμα. Δεδομένης της παρουσίας κατακόρυφης ταχύτητας, αυτό το φορτίο είναι συγκρίσιμο ή και υπερβαίνει το φορτίο στο χώρο στάθμευσης.
Αυτή η περίσταση κατέστησε δυνατή τη λήψη απόφασης για τη μη χρήση ειδικού εξέδρας εκτόξευσης, μεταφέροντας τις λειτουργίες ισχύος του τελευταίου στον πύραυλο VPA, γεγονός που απλοποιεί σημαντικά τις εγκαταστάσεις εκτόξευσης για συστήματα τύπου KORONA και, κατά συνέπεια, μειώνει το κόστος τους. κατασκευή.
Το πλησιέστερο ανάλογο της παρούσας εφεύρεσης είναι ένα επαναχρησιμοποιήσιμο όχημα εκτόξευσης ενός σταδίου "CROWN" κάθετης απογείωσης και προσγείωσης, που περιέχει ένα αξονικό σώμα με ωφέλιμο φορτίο, ένα σύστημα πρόωσης στήριξης και αμορτισέρ απογείωσης και προσγείωσης (βλ. AV Vavilin, Yu.Yu Usolkin "Ο πιθανοί τρόποι ανάπτυξης επαναχρησιμοποιήσιμων διαστημικών συστημάτων μεταφορών (MTKS), τεχνική RK, επιστημονική και τεχνική συλλογή, σειρά XIY, τεύχος 1 (48), μέρος P, υπολογισμός, πειραματικές μελέτεςκαι σχεδιασμός υποβρύχιων βαλλιστικών πυραύλων, Miass, 2002, σελ. 121, εικ. 1, σ. 129, εικ. 2).
Το μειονέκτημα του σχεδίου αναλογικού πυραύλου είναι ότι το VPA του βρίσκεται στη ζώνη αεριοδυναμικών και θερμικών επιδράσεων της φλόγας που εξέρχεται από το κεντρικό ακροφύσιο του συστήματος πρόωσης υποστήριξης (MDU) κατά την πολλαπλή εκτόξευση και την προσγείωση του πυραύλου, όπως με αποτέλεσμα να μην διασφαλίζεται αξιόπιστη λειτουργία του σχεδιασμού μιας VPA με τον απαιτούμενο πόρο.χρήση του (έως εκατό πτήσεις με είκοσι τοις εκατό απόθεμα για τον πόρο).
Το τεχνικό αποτέλεσμα κατά τη χρήση ενός επαναχρησιμοποιήσιμου οχήματος κάθετης απογείωσης και εκτόξευσης ενός σταδίου είναι να διασφαλιστεί η απαιτούμενη αξιοπιστία του σχεδιασμού ενός VPA με πενήντα φορές χρήση του οχήματος εκτόξευσης ελαχιστοποιώντας τα αέριο δυναμικά και θερμικά φορτία στο VPA από ένα λειτουργικό MDU κατά τη διάρκεια πολλαπλών εκτοξεύσεων και προσγειώσεων πυραύλων.
Η ουσία της εφεύρεσης έγκειται στο γεγονός ότι σε ένα γνωστό όχημα εκτόξευσης κάθετης απογείωσης και προσγείωσης επαναχρησιμοποιήσιμου ενός σταδίου, που περιέχει ένα αξονικό σώμα με ωφέλιμο φορτίο, ένα σύστημα προώθησης στήριξης και αμορτισέρ απογείωσης και προσγείωσης, μια θερμική ασπίδα είναι τοποθετημένο σε αυτό μεταξύ των αμορτισέρ απογείωσης και προσγείωσης και του ακροφυσίου του κινητήρα στήριξης.
Σε σύγκριση με τον πλησιέστερο αναλογικό πύραυλο, το προτεινόμενο όχημα εκτόξευσης κάθετης απογείωσης και προσγείωσης επαναχρησιμοποιήσιμου ενός σταδίου έχει τις καλύτερες λειτουργικές και επιχειρησιακές δυνατότητες, επειδή παρέχει την απαραίτητη αξιοπιστία του σχεδιασμού ενός VPA (όχι χαμηλότερο από 0,9994) για μια δεδομένη περίοδο λειτουργίας ενός οχήματος εκτόξευσης (έως εκατό εκτοξεύσεις) απομονώνοντας (χρησιμοποιώντας θερμική ασπίδα) τα rack RPA από αέριο δυναμικό και θερμικά φορτία λειτουργίας MDU με δεδομένο πόρο (έως εκατό) πτήσεις του οχήματος εκτόξευσης κατά τις πολλαπλές εκτοξεύσεις και προσγειώσεις του.
Για να διευκρινιστεί η τεχνική ουσία της εφεύρεσης, ένα διάγραμμα του προτεινόμενου οχήματος εκτόξευσης με αξονικό σώμα 1, ακροφύσιο κύριας μηχανής 2, γόνατα αποσβεστήρα κραδασμών προσγείωσης και θωράκιση θερμότητας 4 ενός κοίλου διαμερίσματος με λεπτά τοιχώματα κατασκευασμένο από ανθεκτικό στη θερμότητα παρουσιάζεται υλικό, το οποίο απομονώνει τα γόνατα του αμορτισέρ προσγείωσης από την αεριοδυναμική και θερμική πρόσκρουση της φλόγας από το κεντρικό ακροφύσιο του συστήματος πρόωσης κατά την απογείωση και την προσγείωση του πυραύλου.
Έτσι, το προτεινόμενο επαναχρησιμοποιήσιμο όχημα εκτόξευσης κάθετης απογείωσης και προσγείωσης έχει ευρύτερες λειτουργικές και επιχειρησιακές δυνατότητες σε σύγκριση με το πλησιέστερο ανάλογο αυξάνοντας την αξιοπιστία ενός αμορτισέρ απογείωσης και προσγείωσης για έναν δεδομένο πόρο πτήσης του οχήματος εκτόξευσης στο οποίο αυτό το αμορτισέρ απογείωσης και προσγείωσης βρίσκεται.
Ένα επαναχρησιμοποιούμενο όχημα εκτόξευσης κάθετης απογείωσης και προσγείωσης ενός σταδίου, που περιέχει ένα αξονικό αμάξωμα με ωφέλιμο φορτίο, ένα σύστημα πρόωσης στήριξης και αμορτισέρ απογείωσης και προσγείωσης, που χαρακτηρίζεται από το ότι μια θερμική ασπίδα κατασκευασμένη σε μορφή κοίλου διαμερίσματος με λεπτά τοιχώματα από ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό.
Η ανάπτυξη ενός συστήματος προσγείωσης - ο αριθμός των στηρίξεων, η συσκευή τους, υπό την προϋπόθεση ότι η μάζα τους ελαχιστοποιείται, είναι ένα πολύ δύσκολο έργο ...
Δημοσιεύσεις από αυτό το περιοδικό Ετικέτα "Πατέντες".
Σηκώστε το μπροστινό μέρος!!!Υπέροχη ιδέα! Μόλις πρόσφατα είδα αυτή την ιδέα σε ένα ρομποτικό αυτοκίνητο, και ορίστε ξανά... Όμορφη είναι και η περιστροφή σε έναν άξονα. Μετάβαση σε…
Μηχανή κύκλου CTL AtkinsonΚαλά μελετημένη! Η ογκώδης κλασική κίνηση Atkinson έχει αντικατασταθεί από μια πιο συμπαγή κίνηση. Είναι κρίμα ακόμη και από αυτή την εικόνα δεν είναι αρκετά…
Αν είσαι εφευρέτης και δεν έχεις εφεύρει ποδήλατο, είσαι άχρηστος ως εφευρέτης!
RF δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 2452649 Σκελετός ποδηλάτου Andrei Andreevich Zakharov Η εφεύρεση σχετίζεται με πλαστικά πλαίσια μονής δοκού εξοπλισμένα με στοιχεία…
Κινητήρας εσωτερικής καύσης CITS V-Twin και δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτόνΚαθαρό Δίχρονο Δίχρονο CITS V-Twin Κινητήρα Δοκιμαστικό αντίγραφο που λειτουργεί ήδη Διάταξη θυρών δίχρονου κινητήρα ΗΠΑ 20130228158 A1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Α…
Μηχανή λέιζερ φωτονίωνPhotonic Laser Thruster - αποδεικνύεται ότι το όνομα δεν είναι από μυθοπλασία, αλλά το προϊόν λειτουργεί ήδη... Το Photonic Laser Thruster (PLT) είναι ένα καθαρό φωτόνιο…
Αρχική Εγκυκλοπαίδεια Λεξικά Περισσότερα
Πύραυλος πολλαπλών σταδίων
Ένας πύραυλος του οποίου το όχημα εκτόξευσης περιλαμβάνει περισσότερα από ένα στάδια. Ένα στάδιο είναι ένα μέρος του πυραύλου που διαχωρίζεται κατά τη διάρκεια της πτήσης, συμπεριλαμβανομένων μονάδων και συστημάτων που έχουν ολοκληρώσει τη λειτουργία τους μέχρι τη στιγμή του διαχωρισμού. Σπίτι αναπόσπαστο μέροςστάδιο είναι το σύστημα πρόωσης (βλ. Μηχανή πυραύλων) της εξέδρας, ο χρόνος λειτουργίας του οποίου καθορίζει το χρόνο λειτουργίας άλλων στοιχείων της εξέδρας.
Τα συστήματα πρόωσης που ανήκουν σε διαφορετικά στάδια μπορούν να λειτουργούν τόσο σε σειρά όσο και παράλληλα. Κατά τη διαδοχική λειτουργία, το σύστημα προώθησης πορείας του επόμενου σταδίου ενεργοποιείται αφού ολοκληρωθεί η λειτουργία του συστήματος πρόωσης πορείας του προηγούμενου σταδίου. Όταν λειτουργούν παράλληλα, τα προωστικά συστήματα πορείας των παρακείμενων σταδίων συνεργάζονται, αλλά το σύστημα πρόωσης του προηγούμενου σταδίου ολοκληρώνει τη λειτουργία του και διαχωρίζεται πριν από την ολοκλήρωση του επόμενου σταδίου. Οι αριθμοί σταδίων καθορίζονται από τη σειρά με την οποία διαχωρίζονται από τον πύραυλο.
Το πρωτότυπο των πυραύλων πολλαπλών σταδίων είναι σύνθετοι πύραυλοι, στους οποίους δεν έπρεπε να διαχωρίσει διαδοχικά τα εξαντλημένα μέρη. Για πρώτη φορά, οι σύνθετοι πύραυλοι αναφέρθηκαν τον 16ο αιώνα στο έργο «On Pyrotechnics» (Βενετία, 1540) του Ιταλού επιστήμονα και μηχανικού Vannoccio Biringuccio (1480-1539).
Τον 17ο αιώνα, ο Πολωνός-Λευκορωσο-Λιθουανός επιστήμονας Kazimir Seminovich (Seminavichus) (1600-1651) στο βιβλίο του "The Great Art of Artillery" (Άμστερνταμ, 1650), το οποίο για 150 χρόνια ήταν η θεμελιώδης επιστημονική εργασία για το πυροβολικό και πυροτεχνίας, παραθέτει σχέδια βλημάτων πολλαπλών σταδίων. Είναι ο Semenovich, σύμφωνα με πολλούς ειδικούς, που είναι ο πρώτος εφευρέτης ενός πυραύλου πολλαπλών σταδίων.
Το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1911 για έναν πύραυλο πολλαπλών σταδίων έλαβε ο Βέλγος μηχανικός Andre Bing. Ο πύραυλος του Bing κινήθηκε λόγω της διαδοχικής έκρηξης βομβών πυρίτιδας. Το 1913, ο Αμερικανός επιστήμονας Ρόμπερτ Γκόνταρντ έγινε κάτοχος του διπλώματος ευρεσιτεχνίας. Ο σχεδιασμός του πυραύλου του Γκοντάρ προβλέπει έναν διαδοχικό διαχωρισμό σταδίων.
Στις αρχές του 20ου αιώνα, αρκετοί γνωστοί επιστήμονες ασχολήθηκαν με τη μελέτη πολυβάθμιων πυραύλων. Η πιο σημαντική συμβολή στην ιδέα της δημιουργίας και της πρακτικής χρήσης πολυβάθμιων πυραύλων έγινε από την Κ.Ε. Tsiolkovsky (1857-1935), ο οποίος εξέφρασε τις απόψεις του στα έργα «Rocket space trains» (1927) και «The high speed of the rocket» (1935). Ιδέες του Tsiolkovsky K.E. έχουν υιοθετηθεί και εφαρμοστεί ευρέως.
Στις Στρατηγικές Δυνάμεις Πυραύλων, ο πρώτος πύραυλος πολλαπλών σταδίων, που τέθηκε σε λειτουργία το 1960, ήταν ο πύραυλος R-7 (βλ. Rocket στρατηγικό σκοπό). Τα συστήματα πρόωσης δύο σταδίων του πυραύλου, τοποθετημένα παράλληλα, χρησιμοποιώντας υγρό οξυγόνο και κηροζίνη ως συστατικά καυσίμου, εξασφάλιζαν την παράδοση 5400 κιλών. ωφέλιμο φορτίο σε εμβέλεια έως και 8000 km. Ήταν αδύνατο να επιτευχθούν τα ίδια αποτελέσματα με έναν πύραυλο ενός σταδίου. Επιπλέον, διαπιστώθηκε στην πράξη ότι κατά τη μετάβαση από ένα μονοβάθμιο σε ένα σχέδιο πυραύλων δύο σταδίων, είναι δυνατό να επιτευχθεί πολλαπλή αύξηση της εμβέλειας με λιγότερο σημαντική αύξηση της μάζας εκτόξευσης.
Αυτό το πλεονέκτημα εκδηλώθηκε ξεκάθαρα με τη δημιουργία ενός πυραύλου μεσαίου βεληνεκούς R-14 και ενός πυραύλου δύο σταδίων διηπειρωτικό πύραυλο R-16. Με την ομοιότητα των κύριων ενεργειακών χαρακτηριστικών, το βεληνεκές του πυραύλου R-16 είναι 2,5 φορές μεγαλύτερο από το βλήμα R-14, ενώ η μάζα εκτόξευσης του είναι μόνο 1,6 φορές μεγαλύτερη.
Κατά τη δημιουργία σύγχρονους πυραύλουςη επιλογή του αριθμού των σταδίων καθορίζεται από πολλούς παράγοντες, δηλαδή από τα ενεργειακά χαρακτηριστικά των καυσίμων, τις ιδιότητες των δομικών υλικών, την τελειότητα του σχεδιασμού μονάδων και συστημάτων πυραύλων κ.λπ. Λαμβάνεται επίσης υπόψη ότι ο σχεδιασμός ενός πυραύλου με μικρότερο αριθμό σταδίων είναι απλούστερο, το κόστος του είναι χαμηλότερο και ο χρόνος δημιουργίας είναι μικρότερος. Μια ανάλυση του σχεδιασμού των σύγχρονων πυραύλων καθιστά δυνατή την αποκάλυψη της εξάρτησης του αριθμού των σταδίων από τον τύπο του καυσίμου και το εύρος πτήσης.
Εάν ο πύραυλος επιταχύνεται για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα - έτσι ώστε οι αστροναύτες να μην αντιμετωπίζουν υπερβολικές υπερφορτώσεις - το αέριο που εκπέμπεται από το ακροφύσιο μεταφέρει ορμή όχι μόνο στο κέλυφος, αλλά και στην τεράστια προσφορά καυσίμου που συνεχίζει να "κουβαλά" ο πύραυλος Με αυτό". Δεδομένου ότι η μάζα του προωθητικού είναι πολύ μεγαλύτερη από τη μάζα του κελύφους, η επιτάχυνση του πυραύλου είναι πολύ πιο αργή από ό,τι αν εκτοξευόταν όλο το προωθητικό ταυτόχρονα. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι για να φτάσει ένας πύραυλος στην πρώτη κοσμική ταχύτητα και να βάλει έναν τεχνητό δορυφόρο σε τροχιά κοντά στη Γη, η μάζα του καυσίμου πρέπει να είναι δέκα φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ωφέλιμου φορτίου. Για να μειωθεί η μάζα του «επιταχυνόμενου» τμήματος του πυραύλου, κατασκευάζεται ο πύραυλος πολυστάδιο .
Το πρώτο και το δεύτερο στάδιο είναι δοχεία με καύσιμο, θάλαμοι καύσης και ακροφύσια. Μόλις καεί το καύσιμο που περιέχεται στο πρώτο στάδιο, αυτό το στάδιο διαχωρίζεται από τον πύραυλο, με αποτέλεσμα να μειώνεται σημαντικά η μάζα του πυραύλου. Οι κινητήρες του δεύτερου σταδίου ανάβουν αμέσως και λειτουργούν μέχρι να τελειώσει το καύσιμο που περιέχεται στο δεύτερο στάδιο. Τέλος, απορρίπτεται και αυτό το στάδιο και μετά ανάβουν οι κινητήρες του τρίτου σταδίου, ολοκληρώνοντας την επιτάχυνση του πυραύλου στην ταχύτητα σχεδιασμού.
Μηχανική. 2014
-
Εικονογραφήσεις φυσικής για τη 10η τάξη -> Δυναμική - Ποια είναι η σχέση μεταξύ της ταχύτητας ενός πυραύλου και της ταχύτητας του αερίου που εκτοξεύεται από τον πύραυλο;
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - Από τι μπορείτε να ξεφύγετε εάν δεν υπάρχει τίποτα τριγύρω;
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - Αεριοπροώθηση
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - Τι προκαλεί τη δύναμη τριβής κύλισης;
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - Αεριοπροώθηση
Ενδιαφέρον για τη φυσική -> Εγκυκλοπαίδεια της φυσικής - Η αρχή της λειτουργίας του πυραύλου
Εικονογραφήσεις φυσικής για τη 10η τάξη -> - Λύση στο πρόβλημα 5. Παραγωγή της εξίσωσης κατάστασης για σταθερή μάζα αερίου
Εγχειρίδιο φυσικής για τη 10η τάξη -> - Τι καθορίζει τη συνολική ενέργεια των μορίων αερίου;
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μοριακή φυσική και θερμοδυναμική - Ερωτήσεις για την παράγραφο § 17. Αεριωθούμενη πρόωση. Εξερεύνηση του διαστήματος
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - Ποιος πρότεινε πρώτος τη χρήση πυραύλων για να πετάξουν στο διάστημα;
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - Πρώτοι πύραυλοι
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - Η αρχή της λειτουργίας του πυραύλου
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - Τι προκαλεί τη δύναμη τριβής ολίσθησης;
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική - 1. Αντίσταση και νόμος του Ohm για ένα τμήμα κυκλώματος
Εγχειρίδιο Φυσικής για την 11η τάξη -> Ηλεκτροδυναμική - Νόμος διατήρησης της ορμής
Ενδιαφέρον για τη φυσική -> Εγκυκλοπαίδεια της φυσικής - Ρουκέτα
Ενδιαφέρον για τη φυσική -> Εγκυκλοπαίδεια της φυσικής - JUNG THOMAS (1773-1829)
Ενδιαφέρον για τη φυσική -> - ΧΟΚΙΝΓΚ ΣΤΙΒΕΝ (ΓΕΝΝΗΜΕΝΟΣ 1942)
Ενδιαφέρουσες για τη φυσική -> Ιστορίες για επιστήμονες στη φυσική - ΦΡΑΝΚΛΙΝ ΜΠΕΝΙΑΜΙΝ (1706 - 1790)
Ενδιαφέρουσες για τη φυσική -> Ιστορίες για επιστήμονες στη φυσική - ΦΑΡΑΔΕΙ ΜΙΧΑΗΛ (1791-1867)
Ενδιαφέρουσες για τη φυσική -> Ιστορίες για επιστήμονες στη φυσική - SKLODOWSKA-CURIE MARIA (1867-1934)
Ενδιαφέρουσες για τη φυσική -> Ιστορίες για επιστήμονες στη φυσική - CURIE PIERRE (1859-1906)
Ενδιαφέρουσες για τη φυσική -> Ιστορίες για επιστήμονες στη φυσική - KEPLER JOHANN (1571-1630)
Ενδιαφέρουσες για τη φυσική -> Ιστορίες για επιστήμονες στη φυσική - ΤΣΙΟΛΚΟΒΣΚΙ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝ ΕΝΤΟΥΑΡΤΟΒΙΤΣ (1857–1935)
Ενδιαφέρουσες για τη φυσική -> Ιστορίες για επιστήμονες στη φυσική - εμπειρία στο σπίτι
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Θερμοδυναμική - Νερό που βράζει σε μειωμένη πίεση
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Θερμοδυναμική -
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Θερμοδυναμική - Προϋποθέσεις για την εμφάνιση ελεύθερων ταλαντώσεων
Εικονογραφήσεις φυσικής για τη 10η τάξη -> - Παράδειγμα ταλάντωσης: βάρος χορδής
Εικονογραφήσεις φυσικής για το βαθμό 10 -> Μηχανικές δονήσεις και κύματα - Είναι δυνατόν να επιταχυνθεί ένα σκάφος χωρίς κουπιά;
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - Αεριωθούμενη πρόωση και εξερεύνηση του διαστήματος
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - Γιατί υπάρχουν μεγάλες δυνάμεις στην κρούση;
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - Ανάκρουση κανονιού
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - Yu. A. Gagarin (1934 - 1968)
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - S. P. Korolev (1907 - 1966)
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - K. E. Tsiolkovsky (1857 - 1935)
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - Ποιος ήταν ο πρώτος που πρότεινε ένα αυτοκίνητο με τζετ;
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - Πώς κατασκευάζεται ένας διαστημικός πύραυλος;
Εικονογραφήσεις φυσικής για την τάξη 10 -> Νόμοι διατήρησης στη μηχανική - Ευθύγραμμη κίνηση
Εικονογραφήσεις φυσικής για τη 10η τάξη -> Δυναμική - Η αλληλεπίδραση ενός ποδοσφαιριστή με την μπάλα
Εικονογραφήσεις φυσικής για τη 10η τάξη -> Δυναμική - Ας κάνουμε ένα πείραμα με θέμα Κορεσμένος και ακόρεστος ατμός
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μοριακή φυσική και θερμοδυναμική - Κορεσμένος και ακόρεστος ατμός
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μοριακή φυσική και θερμοδυναμική - Ας κάνουμε ένα πείραμα με θέμα την εξάτμιση: εξάτμιση και βρασμό
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μοριακή φυσική και θερμοδυναμική - Μπορεί το νερό να βράσει σε θερμοκρασίες άλλες από 100°C;
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μοριακή φυσική και θερμοδυναμική - Παραδείγματα για το θέμα Τήξη και κρυστάλλωση
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μοριακή φυσική και θερμοδυναμική - Πώς επηρεάζουν το περιβάλλον οι θερμικές μηχανές;
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μοριακή φυσική και θερμοδυναμική - Κύρια σημεία στο κεφάλαιο 3. Νόμοι διατήρησης στη μηχανική
Εγχειρίδιο Φυσικής για τη 10η τάξη -> Μηχανική
Σχέδιο με δεξαμενές μεταφοράς
Κύκλωμα μετάβασης
Σχέδιο με κρεμαστές δεξαμενές
ΜΟΝΟΣΤΑΔΙΕΣ ΥΓΡΕΣ ΠΥΡΑΥΛΕΣ.
Μέχρι σήμερα έχουν δημιουργηθεί πολλοί υγροί βαλλιστικοί πύραυλοι μεγάλου βεληνεκούς και οχήματα εκτόξευσης. Πρέπει όμως να ξεκινήσουμε με το πιο απλό και προφανές. Ως εκ τούτου, στραφούμε στα παλαιότερα και τώρα μόνο ιστορικό νόημαΓερμανικός πύραυλος V-2. Θεωρείται ο πρώτος βαλλιστικός πύραυλος υγρού καυσίμου.
Η λέξη «πρώτα» όμως χρειάζεται διευκρίνιση. Ήδη στην προπολεμική δεκαετία του τριάντα, οι αρχές του σχεδιασμού ενός βαλλιστικού υγρού πυραύλου ήταν πολύ γνωστές στους ειδικούς. Υπήρχαν ήδη αρκετά προηγμένοι πυραυλοκινητήρες υγρού καυσίμου (κυρίως στη Σοβιετική Ένωση). Έχουν ήδη αναπτυχθεί και δημιουργηθεί γυροσκοπικά συστήματα σταθεροποίησης πυραύλων. Τα πρώτα δείγματα πυραύλων υγρού προωθητικού που προορίζονται για τη μελέτη της στρατόσφαιρας έχουν ήδη δοκιμαστεί. Επομένως, ο πύραυλος V-2 δεν εμφανίστηκε ασυνήθιστα. Ήταν όμως η πρώτη που μπήκε στη μαζική παραγωγή. Ήταν επίσης η πρώτη που βρήκε στρατιωτική χρήση όταν, σε έναν παροξυσμό απόγνωσης, το 1943 η γερμανική διοίκηση
έδωσε διαταγή για τον παράλογο βομβαρδισμό κατοικημένων περιοχών του Λονδίνου με αυτόν τον πύραυλο. Φυσικά, αυτό το βήμα δεν μπορούσε να επηρεάσει τη γενική πορεία των στρατιωτικών γεγονότων. Πολύ μεγαλύτερη επιρροή άσκησε το περίφημο εγχώριο πυραυλικό πυροβολικό, τα τέλεια δείγματα του οποίου δοκιμάστηκαν τις πρώτες μέρες Πατριωτικός Πόλεμοςαπευθείας στο πεδίο της μάχης. Τώρα όμως δεν μιλάμε για στρατιωτική χρήση πυραύλων.Όσο θλιβερή κι αν ήταν η ιστορία του πυραύλου V-2, σε αυτή την περίπτωση μας ενδιαφέρει μόνο η διάταξη και οι αρχές διάταξης του. Για εμάς, αυτό είναι ένα πολύ βολικό εγχειρίδιο στην τάξη που θα βοηθήσει τον αναγνώστη να εξοικειωθεί με τη γενική δομή όλων των βαλλιστικών υγρών πυραύλων γενικά, και όχι μόνο με τη συσκευή. Από τα ύψη της εμπειρίας που έχει συσσωρευτεί μέχρι σήμερα, είναι εύκολο να αξιολογηθεί αυτός ο σχεδιασμός και να φανεί πώς αναπτύχθηκαν περαιτέρω τα πλεονεκτήματά του και εξαλείφθηκαν οι ελλείψεις: με ποιους τρόπους ήταν η τεχνική πρόοδος.
Το βάρος εκτόξευσης του πυραύλου V-2 ήταν περίπου 13 ts,και η εμβέλεια του ήταν κοντά στα 300 χλμ.Μια διατομή του πυραύλου φαίνεται στην αφίσα.
Το σώμα ενός βαλλιστικού πυραύλου υγρού καυσίμου χωρίζεται κατά μήκος σε πολλά διαμερίσματα (Εικ. 3.1): διαμέρισμα καυσίμου (T. O), το οποίο περιλαμβάνει δεξαμενές καυσίμου 1 και οξειδωτικό 2; ουραίο διαμέρισμα (X. O) με τον κινητήρα και το διαμέρισμα οργάνων (P. O), στο οποίο είναι συνδεδεμένο κεφαλή(Β. Χ). Η ίδια η έννοια του "διαμερίσματος" συνδέεται όχι μόνο με τον λειτουργικό σκοπό κάποιου τμήματος του πυραύλου, αλλά, πρώτα απ 'όλα, με την παρουσία εγκάρσιων συνδέσμων που επιτρέπουν τη χωριστή συναρμολόγηση με τη συναρμολόγηση και την επακόλουθη σύνδεση. Σε ορισμένους τύπους πυραύλων, δεν υπάρχει χώρος οργάνων ως ανεξάρτητο τμήμα του κύτους και οι συσκευές ελέγχου τοποθετούνται μπλοκ-μπλοκ σε ελεύθερο χώρο, λαμβάνοντας υπόψη την ευκολία των προσεγγίσεων και τη συντήρηση στην εκκίνηση και το ελάχιστο μήκος του καλωδίου δίκτυο.
Όπως όλοι οι κατευθυνόμενοι βαλλιστικοί πύραυλοι, το V-2 είναι εξοπλισμένο με μηχανή σταθεροποίησης. Οι συσκευές γυροσκόπιου και άλλα μπλοκ της μηχανής σταθεροποίησης βρίσκονται στο χώρο οργάνων και τοποθετούνται σε πίνακα σε σχήμα σταυρού.
Τα εκτελεστικά όργανα της μηχανής σταθεροποίησης είναι τα πηδάλια αερίου και αέρα. Πηδάλια αερίου 3 που βρίσκεται στον πίδακα που ρέει από τον θάλαμο 4 αέρια και συνδέονται με τις μηχανές τους - μηχανές διεύθυνσης - σε άκαμπτο δακτύλιο διεύθυνσης 5 . Όταν τα πηδάλια παρεκκλίνουν, εμφανίζεται μια στιγμή που στρέφει τον πύραυλο στη σωστή κατεύθυνση. Δεδομένου ότι τα πηδάλια αερίου λειτουργούν σε εξαιρετικά δύσκολες συνθήκες θερμοκρασίας, κατασκευάστηκαν από το πιο ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό - τον γραφίτη. Πηδάλια αέρα 6 παίζουν βοηθητικό ρόλο και έχουν επίδραση μόνο σε πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας και σε αρκετά υψηλή ταχύτητα πτήσης.
Το υγρό οξυγόνο και η αιθυλική αλκοόλη χρησιμοποιούνται ως συστατικά καυσίμου στον πύραυλο V-2. Δεδομένου ότι το οξύ πρόβλημα της ψύξης του κινητήρα δεν μπορούσε να λυθεί σωστά εκείνη την εποχή, οι σχεδιαστές πήγαν στην απώλεια της ειδικής ώθησης με έρμα αιθυλικής αλκοόλης με νερό και μειώνοντας τη συγκέντρωσή της στο 75%. Η συνολική παροχή αλκοόλ στον πύραυλο είναι 3,5 g και υγρό οξυγόνο - 5 g.
Τα κύρια στοιχεία του κινητήρα που βρίσκονται στο τμήμα της ουράς είναι ο θάλαμος 4 και μονάδα στροβιλοαντλίας (TNA) 7,έχει σχεδιαστεί για την παροχή εξαρτημάτων καυσίμου στον θάλαμο καύσης.
Η μονάδα στροβιλοαντλίας αποτελείται από δύο φυγοκεντρικές αντλίες - αλκοόλη και οξυγόνο, εγκατεστημένες σε έναν κοινό άξονα με αεριοστρόβιλο. Ο στρόβιλος κινείται από τα προϊόντα αποσύνθεσης του υπεροξειδίου του υδρογόνου (ατμός + οξυγόνο), τα οποία σχηματίζονται στη λεγόμενη γεννήτρια ατμού-αερίου (SGG)(δεν φαίνεται στην εικόνα). Το υπεροξείδιο του υδρογόνου παρέχεται στον αντιδραστήρα PGG από τη δεξαμενή 3 και αποσυντίθεται παρουσία καταλύτη - ένα υδατικό διάλυμα υπερμαγγανικού νατρίου που παρέχεται από μια δεξαμενή 9. Αυτά τα εξαρτήματα αναγκάζονται να βγουν από τις δεξαμενές από τον πεπιεσμένο αέρα που περιέχεται στους κυλίνδρους. 10. Έτσι, η λειτουργία του συστήματος πρόωσης παρέχεται από συνολικά τέσσερα εξαρτήματα - δύο κύρια και δύο βοηθητικά για παραγωγή ατμού και αερίου. Φυσικά, δεν πρέπει να ξεχνάμε τον πεπιεσμένο αέρα, η παροχή του οποίου είναι απαραίτητη για την παροχή βοηθητικών εξαρτημάτων και για τη λειτουργία πνευματικού αυτοματισμού.
Τα στοιχεία που αναφέρονται είναι η κάμερα, TNA,δεξαμενές βοηθητικών εξαρτημάτων, κύλινδροι με πεπιεσμένο αέρα - μαζί με αγωγούς τροφοδοσίας, βαλβίδες και άλλα εξαρτήματα είναι τοποθετημένα σε πλαίσιο ισχύος 11 και σχηματίζουν ένα κοινό ενεργειακό μπλοκ, που ονομάζεται υγρή πυραυλική μηχανή (LPRE).
Κατά τη συναρμολόγηση ενός πυραύλου, το πλαίσιο του κινητήρα συνδέεται στο πίσω πλαίσιο 12 και κλείνεται από ένα ενισχυμένο κέλυφος με λεπτά τοιχώματα - το σώμα του διαμερίσματος της ουράς, εξοπλισμένο με τέσσερις σταθεροποιητές.
Η ώθηση του κινητήρα του πυραύλου V-2 στη Γη είναι 25 ts,και στο κενό - περίπου 30 ts.Εάν αυτή η ώθηση διαιρεθεί με τη συνολική κατανάλωση βάρους, που αποτελείται από 50 kgf/sαλκοόλ, 75 kgf/sοξυγόνο και 1,7 kgf/sυπεροξείδιο του υδρογόνου και υπερμαγγανικό, παίρνουμε μια συγκεκριμένη ώθηση 198 και 237 μονάδων στη Γη και στο κενό, αντίστοιχα. Σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, μια τέτοια ειδική ώθηση για υγρούς κινητήρες θεωρείται, φυσικά, πολύ χαμηλή.
Ας στραφούμε στο λεγόμενο σύστημα ισχύος. Είναι δύσκολο να βρεθεί ένας σύντομος και σαφής ορισμός για αυτή τη μάλλον σαφή έννοια. Το κύκλωμα ισχύος είναι μια εποικοδομητική λύση, η οποία βασίζεται σε εκτιμήσεις της αντοχής και της ακαμψίας ολόκληρης της δομής, στην ικανότητά της να αντέχει τα φορτία που ασκούνται στον πύραυλο στο σύνολό της.
Μπορείτε να κάνετε μια αναλογία. Στα ανώτερα ζώα, το κύκλωμα ισχύος είναι σκελετικό. Τα οστά του σκελετού είναι τα κύρια φέροντα στοιχεία που στηρίζουν το σώμα και κλείνουν όλες τις μυϊκές προσπάθειες. Αλλά το σκελετικό σχήμα δεν είναι το μόνο. Το κέλυφος του καρκίνου, του καβουριού και άλλων παρόμοιων πλασμάτων μπορεί να θεωρηθεί όχι μόνο ως μέσο προστασίας, αλλά και ως στοιχείο του γενικού συστήματος ισχύος. Ένα τέτοιο σχήμα θα πρέπει να ονομάζεται σχήμα κελύφους. Με μια βαθύτερη γνώση στον τομέα της βιολογίας, θα μπορούσε κανείς προφανώς να βρει παραδείγματα άλλων κυκλωμάτων ισχύος στη φύση. Τώρα όμως μιλάμε για το κύκλωμα ισχύος του σχεδίου του πυραύλου.
Στο σημείο εκτόξευσης του πυραύλου V-2, η ώθηση του κινητήρα μεταφέρεται στο πίσω πλαίσιο ισχύος 12. Ο πύραυλος κινείται με επιτάχυνση και σε όλες τις διατομές του κύτους, που βρίσκονται πάνω από το πλαίσιο ισχύος, υπάρχει αξονική δύναμη συμπίεσης. Το ερώτημα είναι ποια στοιχεία της γάστρας πρέπει να το πάρουν - δεξαμενές, διαμήκεις ενισχύσεις, ειδικό πλαίσιο ή ίσως αρκετά σε
οι δεξαμενές δημιουργούν υψηλή πίεση του αίματος, και τότε η δομή θα αποκτήσει φέρουσα ικανότητα όπως ένα καλά φουσκωμένο ελαστικό αυτοκινήτου. Η λύση αυτού του ζητήματος είναι το θέμα της επιλογής του κυκλώματος ισχύος.
Στον πύραυλο V-2, υιοθετείται το σχήμα του εξωτερικού σώματος ισχύος και των εξωτερικών δεξαμενών. Σώμα εξουσίας 13 είναι ένα χαλύβδινο κέλυφος με ένα διαμήκη-εγκάρσιο σύνολο ενισχυτικών στοιχείων. Τα διαμήκη ενισχυτικά στοιχεία ονομάζονται έγχορδα,και το πιο ισχυρό από αυτά - σπαρς.Τα εγκάρσια στοιχεία δακτυλίου ονομάζονται πλαίσια.Για ευκολία εγκατάστασης, το σώμα του πυραύλου διαθέτει διαμήκη βιδωτό σύνδεσμο.
Κάτω δεξαμενή οξυγόνου 2 βασίζεται στο ίδιο πλαίσιο ισχύος 12, στο οποίο, όπως ήδη αναφέρθηκε, είναι στερεωμένο το πλαίσιο του κινητήρα με το φέρινγκ της ουράς. Η δεξαμενή αλκοόλης είναι αναρτημένη στο μπροστινό ηλεκτρικό πλαίσιο 14, με το οποίο ενώνεται η θήκη οργάνων.
Έτσι, στον πύραυλο V-2, οι δεξαμενές καυσίμου παίζουν μόνο το ρόλο των εμπορευματοκιβωτίων και δεν περιλαμβάνονται στο κύκλωμα ισχύος και το σώμα του πυραύλου είναι το κύριο στοιχείο ισχύος. Αλλά δεν υπολογίζεται μόνο στο φορτίο του ιστότοπου εκτόξευσης. Είναι επίσης σημαντικό να διασφαλιστεί η αντοχή του πυραύλου όταν πλησιάζει ο στόχος και αυτή η περίσταση αξίζει ιδιαίτερης συζήτησης.
Μετά το σβήσιμο του κινητήρα, τα πηδάλια αερίου δεν μπορούν να εκτελέσουν τις λειτουργίες τους και δεδομένου ότι η απενεργοποίηση πραγματοποιείται ήδη σε μεγάλο υψόμετρο, όπου δεν υπάρχει σχεδόν ατμόσφαιρα, τα πηδάλια αέρα και ο σταθεροποιητής ουράς χάνουν επίσης εντελώς την αποτελεσματικότητά τους. Επομένως, μετά το σβήσιμο του κινητήρα, ο πύραυλος γίνεται μη προσανατολισμένος. Η πτήση πραγματοποιείται με τρόπο αόριστης περιστροφής σε σχέση με το κέντρο μάζας. Κατά την είσοδο σε σχετικά πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας, η ουρά σταθεροποιητήςπροσανατολίζει τον πύραυλο κατά μήκος της πτήσης και στο τελευταίο τμήμα της τροχιάς κινείται με το κεφάλι του προς τα εμπρός, επιβραδύνοντας κάπως στον αέρα, αλλά διατηρώντας ταχύτητα 650-750 μέχρι να φτάσει στο στόχο m/sec.
Η διαδικασία σταθεροποίησης συνδέεται με την εμφάνιση μεγάλων αεροδυναμικών φορτίων στη μονάδα κύτους και ουράς. Πρόκειται για μια ανεξέλεγκτη πτήση με γωνίες προσβολής που ποικίλλουν εντός ±180°. Το δέρμα θερμαίνεται και προκύπτουν σημαντικές ροπές κάμψης στις διατομές του σώματος, για τις οποίες υπολογίζεται κυρίως η αντοχή.
Με την πρώτη ματιά, φαίνεται ασαφές εάν είναι πραγματικά απαραίτητο να νοιαζόμαστε για την αντοχή του πυραύλου στο τελευταίο τμήμα της τροχιάς. Ο πύραυλος κόντεψε να πετάξει και η δουλειά, όπως λες, έχει γίνει. Ακόμα κι αν το σώμα καταστραφεί, η κεφαλή θα εξακολουθεί να φτάνει στον στόχο, οι ασφάλειες θα λειτουργούν και η καταστροφική επίδραση του πυραύλου θα είναι εξασφαλισμένη.
Αυτή η προσέγγιση, ωστόσο, είναι απαράδεκτη. Δεν υπάρχουν εγγυήσεις ότι η ίδια η κεφαλή δεν θα καταστραφεί κατά την καταστροφή του κύτους και μια τέτοια ζημιά, σε συνδυασμό με τοπική υπερθέρμανση, είναι γεμάτη με μια πρόωρη έκρηξη τροχιάς. Επιπλέον, υπό συνθήκες δομικής αστοχίας, η διαδικασία της μεταγενέστερης κίνησης έχει προφανή απρόβλεπτο χαρακτήρα. Ακόμη και ένας επισκευήσιμος, μη καταστροφικός πύραυλος λαμβάνει ακόμη και κάποια απροσδιόριστη αλλαγή στο διάνυσμα της ταχύτητας στο ατμοσφαιρικό τμήμα της ελεύθερης πτήσης. Οι αεροδυναμικές δυνάμεις μπορούν και οδηγούν τον πύραυλο μακριά από την υπολογισμένη τροχιά. Εκτός από τα αναπόφευκτα σφάλματα για τον ιστότοπο εκκίνησης, εμφανίζονται νέα σφάλματα που δεν έχουν καταγραφεί. Το βλήμα πέφτει απότομα, υπερπηδά, βρίσκεται δεξιά ή αριστερά του στόχου. Παρουσιάζεται διάχυση, η οποία, λόγω αβέβαιων συνθηκών επανεισόδου, αυξάνεται αισθητά. Εάν, ωστόσο, δεχθούμε την καταστροφή του κύτους και, κατά συνέπεια, την απώλεια σταθεροποίησης και ταχύτητας, τότε η παρατεταμένη αβεβαιότητα κίνησης θα οδηγήσει σε απαράδεκτη αύξηση της διασποράς. Κάτι παρόμοιο συμβαίνει με αυτό που βλέπουμε όταν ακολουθούμε την τροχιά των φύλλων που θρυμματίζονται: η ίδια αβεβαιότητα της τροχιάς και η ίδια απώλεια ταχύτητας. Παρεμπιπτόντως, μείωση της ταχύτητας στο στόχο για έναν πολεμικό πύραυλο του τύπου "V-2"επίσης ανεπιθύμητη. Η κινητική ενέργεια της μάζας του πυραύλου και η ενέργεια της έκρηξης των υπολειμμάτων των συστατικών του καυσίμου για αυτό το είδος όπλου έδωσε μια αρκετά απτή αύξηση στη δράση μάχης ενός τόνου εκρηκτικόςπου βρίσκεται στην κεφαλή του πυραύλου.
Άρα, το σώμα του πυραύλου πρέπει να είναι αρκετά δυνατό σε όλα τα σημεία της τροχιάς. Και αν τώρα, χωρίς να εμβαθύνουμε στις λεπτομέρειες, ρίξουμε μια κριτική ματιά στον πύραυλο V-2 στο σύνολό του, τότε μπορούμε να συμπεράνουμε ότι είναι το κύκλωμα ισχύος που είναι το πιο αδύναμο σημείο αυτού του σχεδιασμού, καθώς η ανάγκη για υπερβολική ενίσχυση του κύτους μειώνει σημαντικά τα χαρακτηριστικά βάρους του πυραύλου. Επομένως, είναι απαραίτητο να αναζητήσουμε μια άλλη εποικοδομητική λύση.
Κατά την ανάλυση του κυκλώματος ισχύος, φυσικά, προκύπτει η ιδέα να εγκαταλείψουμε το σώμα στήριξης και να εκχωρήσουμε λειτουργίες ισχύος στα τοιχώματα των δεξαμενών, επιπλέον, ίσως, να τα ενισχύσουμε και να τα υποστηρίζουμε με μέτρια εσωτερική πίεση. Αλλά μια τέτοια λύση είναι κατάλληλη μόνο για τον ενεργό ιστότοπο. Όσον αφορά τη σταθεροποίηση του ranet κατά την επιστροφή στο ατμοσφαιρικό τμήμα της τροχιάς, αυτό θα πρέπει να εγκαταλειφθεί και η κεφαλή θα πρέπει να γίνει αποσπώμενη.
Έτσι, γεννιέται ένα κύκλωμα ισχύος με φέρουσες δεξαμενές. Οι δεξαμενές καυσίμου πρέπει να πληρούν τις συνθήκες αντοχής μόνο υπό ρυθμισμένα, προκαθορισμένα φορτία και θερμικά καθεστώτα του πυρήνα. Αφού σβήσει ο κινητήρας, το τμήμα κεφαλής διαχωρίζεται, εξοπλισμένο με δικό του αεροδυναμικό σταθεροποιητή. Από αυτή τη στιγμή, το σώμα του πυραύλου με το σύστημα πρόωσης ήδη απενεργοποιημένο και η κεφαλή πετούν πρακτικά κατά μήκος μιας κοινής τροχιάς, χωριστά και χωρίς συγκεκριμένο γωνιακό προσανατολισμό. Κατά την είσοδό του στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας, το σώμα, που έχει μεγάλη αεροδυναμική αντίσταση, αρχίζει να υστερεί, καταρρέει και τα μέρη του πέφτουν, μη φτάνοντας στον στόχο. Η κεφαλή σταθεροποιείται, διατηρεί σχετικά υψηλή ταχύτητα και φέρνει την κεφαλή σε ένα δεδομένο σημείο. Με ένα τέτοιο σχήμα, είναι σαφές ότι η κινητική ενέργεια της μάζας του πυραύλου δεν περιλαμβάνεται στο φαινόμενο δράση μάχης. Ωστόσο, η μείωση του συνολικού βάρους της δομής σάς επιτρέπει να αντισταθμίσετε αυτήν την απώλεια αυξάνοντας το ωφέλιμο φορτίο. Στην περίπτωση μετάβασης σε πυρηνική κεφαλή, η κινητική ενέργεια της μάζας του πυραύλου δεν έχει καμία απολύτως σημασία.
Τώρα ας δούμε τι κερδίζουμε και τι χάνουμε. ποιο είναι το περιουσιακό στοιχείο και το παθητικό κατά τη μετάβαση στο σχήμα των δεξαμενών μεταφοράς και της διαχωριστικής κεφαλής. Προφανώς, η απουσία κύτους ισχύος και η απουσία σταθεροποιητή ουράς, η ανάγκη των οποίων δεν είναι πλέον απαραίτητη, θα πρέπει να καταγραφεί ως περιουσιακό στοιχείο. Το περιουσιακό στοιχείο θα πρέπει να περιλαμβάνει τη δυνατότητα αλλαγής από χάλυβα σε ελαφρύτερα κράματα αλουμινίου-μαγνήσιου: η ατμοσφαιρική θέση εκτόξευσης του πυραύλου περνά με σχετικά χαμηλή ταχύτητα και η θέρμανση του κύτους είναι χαμηλή. Και τέλος, υπάρχει μια άλλη σημαντική περίσταση. Τα φορτία σχεδιασμού στον πυρήνα έχουν αρκετά υψηλό βαθμό αξιοπιστίας. ρυθμίζονται από επακριβώς διατηρούμενες συνθήκες απόσυρσης. Όσον αφορά την επανείσοδο στην ατμόσφαιρα, οι τροχιές φορτίου για αυτό το τμήμα προσδιορίζονται με μικρότερη ακρίβεια. Η εμπιστοσύνη στα σχεδιαστικά φορτία του πυρήνα σάς επιτρέπει να μειώσετε τον καθορισμένο παράγοντα ασφάλειας, ο οποίος για έναν πύραυλο με διαχωριστική κεφαλή δίνει επιπλέον μείωση βάρους.
Κάποια αύξηση στο βάρος των δεξαμενών θα πρέπει να συνυπολογιστεί στην υποχρέωση. πρέπει να ενισχυθούν. Ίσως χρειαστεί να σημειώσετε εδώ το πρόσθετο βάρος των συστημάτων συμπίεσης πεπιεσμένου αέρα και δεξαμενής καυσίμου. Το βάρος του νέου σταθεροποιητή κεφαλής θα καταγραφεί επίσης στην υποχρέωση. Αλλά, φυσικά, ένας τέτοιος σταθεροποιητής ζυγίζει πολύ λιγότερο από τον παλιό, που προορίζεται για τον πύραυλο στο σύνολό του. Και, τέλος, ορισμένα βασικά στοιχεία με τη μορφή των λεγόμενων πυλώνων ενδέχεται να διατηρηθούν από τον παλιό σταθεροποιητή. Έχουν δύο καθήκοντα. Οι πυλώνες παρέχουν κάποιο σταθεροποιητικό αποτέλεσμα, το οποίο καθιστά δυνατή την κάπως απλοποίηση των συνθηκών για τη λειτουργία της μηχανής σταθεροποίησης. Επιπλέον, οι πυλώνες σας επιτρέπουν να μετακινήσετε τις επιφάνειες ελέγχου αέρα, εάν υπάρχουν, μακριά από τη γάστρα σε μια ελεύθερη και «απεριόριστη» αεροδυναμική ροή.
Φυσικά, σε τέτοια επιχειρήματα υπέρ και κατά δεν μπορεί κανείς να αρκείται μόνο σε εικασιακές δηλώσεις. Απαιτείται λεπτομερής ανάλυση σχεδιασμού, αριθμητικές εκτιμήσεις και υπολογισμοί. Και ένας τέτοιος υπολογισμός υποδεικνύει τα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα βάρους του νέου κυκλώματος ισχύος.
Τα παραπάνω ισχύουν μόνο για πυραύλους που διαθέτουν σύστημα παροχής στροβιλοαντλίας. Εάν η τροφοδοσία των εξαρτημάτων πραγματοποιείται με υψηλή πίεση που δημιουργείται στις δεξαμενές καυσίμου (μια τέτοια τροφοδοσία ονομάζεται μετατόπιση), τότε η λογική του κυκλώματος ισχύος αλλάζει κάπως.
Στην περίπτωση τροφοδοσίας εκτόπισης, οι δεξαμενές καυσίμου έχουν σχεδιαστεί κυρίως για εσωτερική πίεση και, ικανοποιώντας τη συνθήκη αντοχής πίεσης, τέτοιες δεξαμενές, κατά κανόνα, ικανοποιούν αυτόματα τις απαιτήσεις αντοχής και θερμοκρασίας σε όλους τους τρόπους πτήσης. Ως εκ τούτου, προορίζεται για αυτούς να είναι φορείς. Οι αναρτημένες δεξαμενές με εκτοπιστική ροή θα ήταν μια προφανής ανοησία.
Μια δεξαμενή σχεδιασμένη για υψηλή εσωτερική πίεση παροχής εκτόπισης, κατά κανόνα, ικανοποιεί επίσης την κατάσταση της αντοχής του κύτους κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα. Επομένως, ο διαχωρισμός του τμήματος κεφαλής για ένα τέτοιο βλήμα δεν είναι απαραίτητος, αλλά τότε το σώμα πρέπει να είναι εξοπλισμένο με σταθεροποιητή ουράς.
Η ιδέα μιας αποσπώμενης κεφαλής εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 1949 σε έναν από τους πρώτους εγχώριους βαλλιστικούς πυραύλους, τον R-2. Στη βάση του, μια γεωφυσική τροποποίηση του πυραύλου, B2A, δημιουργήθηκε λίγο αργότερα. Ο σχεδιασμός του πυραύλου B2A είναι ένα περίεργο και διδακτικό υβρίδιο παλαιών και νέων εκκολαπτόμενων σχεδίων πρόωσης και αξίζει να συζητηθεί ως παράδειγμα ανάπτυξης της σχεδιαστικής σκέψης.
Ο πύραυλος έχει μόνο μία δεξαμενή μεταφοράς - το μπροστινό μέρος, οινόπνευμα και η δεξαμενή οξυγόνου τοποθετείται σε μια ελαφριά θήκη ισχύος, σχεδιασμένη μόνο για το φορτίο της ενεργής θέσης. Αποσπώμενη κεφαλή 2 εξοπλισμένο με δικό του σταθεροποιητή ουράς 3, που αντιπροσωπεύει ένα ενισχυμένο κέλυφος με τη μορφή κόλουρου κώνου. Στη γεωφυσική έκδοση, ο σταθεροποιητής 3 Η κεφαλή διάσωσης διαθέτει μηχανισμό για το άνοιγμα των πτερυγίων του φρένου 4, που μειώνουν την ταχύτητα πτώσης της κεφαλής στα 100-150 Κυρία,μετά το οποίο ανοίγει το αλεξίπτωτο. Το σχήμα 2 δείχνει το όχημα επανεισόδου μετά την προσγείωση. Η τσαλακωμένη άκρη της μύτης είναι ορατή 1 και ανοιχτές ασπίδες 4, τήκεται μερικώς κατά το φρενάρισμα στην ατμόσφαιρα.
Το ακραίο πλαίσιο του σταθεροποιητή τμήματος κεφαλής στερεώνεται με ειδικές κλειδαριές στο πλαίσιο στήριξης που βρίσκεται στο πάνω μέρος της δεξαμενής αλκοόλης. Μετά την εντολή διαχωρισμού, οι κλειδαριές ανοίγουν και το τμήμα της κεφαλής δέχεται μια μικρή ώθηση από το ελατήριο ώθησης.
θήκη οργάνων 8 Διαθέτει ελεύθερα ξεκλειδωμένες σφραγισμένες καταπακτές και βρίσκεται όχι στο πάνω, αλλά στο κάτω μέρος του πυραύλου, γεγονός που παρέχει κάποια ευκολία για λειτουργίες πριν από την εκτόξευση.
Λαμβάνοντας υπόψη τον πύραυλο B2A πιο αναλυτικά, θα μπορούσε κανείς να σημειώσει τα άλλα χαρακτηριστικά του. Αλλά δεν είναι αυτό το θέμα. Ένα εντυπωσιακό και ταυτόχρονα πολύ διδακτικό χαρακτηριστικό αυτού του σχεδιασμού είναι η λογική ασυμφωνία μεταξύ της αρχής μιας αποσπώμενης κεφαλής και της παρουσίας ενός σταθεροποιητή ουράς. Στο σημείο εκτόξευσης, ο προσανατολισμός του πυραύλου παρέχεται από μια μηχανή σταθεροποίησης. Όσον αφορά την αεροδυναμική σταθεροποίηση κατά την είσοδο στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας, η μονάδα ουράς δεν μπορεί να βοηθήσει εδώ, καθώς η γάστρα δεν έχει την απαραίτητη αντοχή για αυτό.
Φυσικά, θα ήταν αφελές να πιστέψουμε ότι οι σχεδιαστές δεν το είδαν ούτε το κατάλαβαν αυτό. Ο σχεδιασμός, με απλά λόγια, ήταν κοινός, που συχνά συναντάται στην πρακτική της μηχανικής. τεχνικός συμβιβασμός- παραχώρηση σε προσωρινές περιστάσεις. Έχει ήδη συσσωρευτεί εμπειρία στη δημιουργία βλημάτων με κύκλωμα σταθεροποιητή και με εξωτερικές δεξαμενές. Το αποδεδειγμένο σύστημα πηδαλίων αερίου και αέρα ήταν αξιόπιστο και δεν προκαλούσε ανησυχία και η αυτόματη σταθεροποίηση δεν απαιτούσε σοβαρή αναπροσαρμογή, κάτι που θα ήταν αναπόφευκτο κατά τη μετάβαση σε νέες αεροδυναμικές μορφές. Επομένως, σε ένα περιβάλλον όπου οι θεωρητικές συζητήσεις ήταν ακόμη σε εξέλιξη, αυτό που απειλεί τη μετάβαση σε ένα μη σταθεροποιητικό αεροδυναμικά ασταθές σύστημα, ήταν ευκολότερο, χωρίς να περιμένουμε τη δημιουργία νέων αποδεδειγμένων συστημάτων ελέγχου, να σταματήσουμε στο παλιό. Έχοντας χάσει κάτι σε βάρος, ήταν πιο εύκολο να εδραιωθεί σε ορισμένες ήδη κερδισμένες θέσεις. Στο δρόμο προς την πραγματική εφαρμογή του συστήματος με δεξαμενές μεταφοράς, ήταν απαραίτητο να βρεθεί κάτι μεταξύ της επιθυμίας να επιτευχθεί ο στόχος το συντομότερο δυνατό και του κινδύνου μακροχρόνιας πειραματικής βελτίωσης, μεταξύ της αναπόφευκτης αναπροσαρμογής της παραγωγής και της χρήσης των υπαρχόντων εξοπλισμό συνεργείου, μεταξύ του κινδύνου αστοχίας και της εύλογης πρόβλεψης. Διαφορετικά, μια σειρά αποτυχιών κατά τις εκτοξεύσεις, κάτι που δεν αποκλείεται καθόλου, θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο την ιδέα στον πυρήνα της και να δώσει τροφή στην επίμονη δυσπιστία για το νέο σχέδιο, όσο ελπιδοφόρα και λογικά δικαιολογημένα κι αν είναι.
Και μια ακόμη, όχι τόσο σημαντική, αλλά περίεργη ψυχολογική πτυχή. Ο σχεδιασμός του πυραύλου B2A δεν φαινόταν ασυνήθιστος εκείνη την εποχή. Η δύναμη της συνήθειας να βλέπεις ουρές σε όλους τους μικρούς και μεγάλους πυραύλους που υπήρχαν πριν κρατούσε την ψευδαίσθηση της καθημερινής ζωής για έναν εξωτερικό παρατηρητή, και εμφάνισηΟι πύραυλοι δεν προκάλεσαν την πρόωρη και ανεπιφύλακτη κριτική του σχεδίου στο σύνολό του. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για τον σχεδιασμό της δεξαμενής οξυγόνου. Η χρήση υγρού οξυγόνου εκείνη την εποχή ήταν το επίκεντρο αντίθετες απόψειςμε βάση τις ανησυχίες σχετικά με το χαμηλό σημείο βρασμού αυτού του συστατικού καυσίμου. Η παρουσία θερμομόνωσης της δεξαμενής οξυγόνου στον πύραυλο B2A καθησύχασε πολλούς και δεν υπερφόρτωσε το ήδη επαρκές φάσμα ανησυχιών που αντιμετωπίζει ο επικεφαλής σχεδιαστής. Ήταν απαραίτητο να αποδειχθεί ότι η δεξαμενή μεταφοράς αλκοόλ εκτελεί τακτικά λειτουργίες ισχύος, ότι η κεφαλή διαχωρίζεται με επιτυχία και φτάνει με ασφάλεια στον στόχο και ότι οι συσκευές αυτοματισμού και ελέγχου που βρίσκονται κοντά στον κινητήρα, παρά το αυξημένο επίπεδο κραδασμών, μπορούν επίσης να λειτουργήσουν καθώς δούλευαν όταν βρίσκονταν στο διαμέρισμα του κεφαλιού.
Η μετάβαση σε ένα νέο σύστημα ισχύος συνδέθηκε φυσικά με την ταυτόχρονη επίλυση μιας σειράς άλλων θεμελιωδών ζητημάτων. Αυτό αφορούσε, πρώτα απ 'όλα, τη σχεδίαση του κινητήρα. Ο κινητήρας RD-101, τοποθετημένος στον πύραυλο V2A, παρείχε 37 και 41.3 tsεπίγεια και κενή ώθηση ή 214 και 242 μονάδες ειδικής ώθησης στην επιφάνεια της Γης και στο κενό, αντίστοιχα. Αυτό επιτεύχθηκε αυξάνοντας τη συγκέντρωση αλκοόλης στο 92%, αυξάνοντας την πίεση στον θάλαμο και διευρύνοντας περαιτέρω το τμήμα εξόδου του ακροφυσίου.
Οι δημιουργοί του κινητήρα εγκατέλειψαν τον υγρό καταλύτη για την αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου. Αντικαταστάθηκε από έναν στερεό καταλύτη, ο οποίος τοποθετήθηκε εκ των προτέρων στην κοιλότητα εργασίας της γεννήτριας ατμού και αερίου. Έτσι, ο αριθμός των υγρών συστατικών μειώθηκε από τέσσερα, όπως συνέβη με το V-2, σε τρία. Υπήρχε επίσης ένας νέος, που σύντομα έγινε παραδοσιακός, κύλινδρος torus για υπεροξείδιο του υδρογόνου, ο οποίος ταιριάζει άνετα στη διάταξη του πυραύλου. Ξεκίνησαν επίσης κάποιες άλλες καινοτομίες, οι οποίες δεν έχουν νόημα εδώ.
Φυσικά, ο πύραυλος B2A, ως μεταβατική επιλογή από το ένα κύκλωμα ισχύος στο άλλο, δεν μπορούσε και δεν έπρεπε να αναπαραχθεί σε μεταγενέστερες εκσυγχρονισμένες μορφές. Ήταν απαραίτητο να εφαρμοστεί πλήρως η ιδέα της μεταφοράς δεξαμενών και μιας αποσπώμενης κεφαλής, η οποία έγινε από τον S.P. Korolev στις επόμενες εξελίξεις.
Τα πρώτα δείγματα πυραύλων με δεξαμενές μεταφοράς δοκιμάστηκαν και δοκιμάστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του '50. Μετά από αυτό, έγιναν ορισμένες τροποποιήσεις. Έτσι, συγκεκριμένα, εμφανίστηκε και ο μετεωρολογικός πύραυλος B5V (πύραυλος μάχης R-5). Σήμερα, ένα δείγμα μακέτα ενός βαλλιστικού πυραύλου με άρματα μάχης φέρει υπερηφάνεια ως ιστορικό έκθεμα μπροστά από την είσοδο του μουσείου. Σοβιετικός στρατόςστη Μόσχα.
Κατά τη μετάβαση σε ένα νέο αναβαθμισμένο σχήμα, για να αυξηθεί η εμβέλεια, το βάρος εκκίνησης αυξήθηκε και ο τρόπος λειτουργίας του κινητήρα επιβλήθηκε. Η μετάβαση στο σχέδιο των δεξαμενών μεταφοράς, φυσικά, είναι περισσότερη υψηλό επίπεδοΗ τεχνολογία και η προσεκτική μελέτη του σχεδιασμού κατέστησαν δυνατή την αύξηση του συντελεστή ποιότητας βάρους α k στο 0,127 (αντί για 0,25 για το V-2) με σχετικό τελικό βάρος μ k ~ 0,16.
Το σύστημα ελέγχου υποβλήθηκε στην πιο σοβαρή επεξεργασία στον πύραυλο B5V. Εξάλλου, ήταν ο πρώτος αεροδυναμικά ασταθής πύραυλος εξοπλισμένος με πολύ μικρή ουρά και πηδάλια αέρα. Στον ίδιο πύραυλο χρησιμοποιήθηκαν αργότερα για πρώτη φορά μια γυροσκοπική πλατφόρμα και μια νέα αρχή του λειτουργικού τερματισμού λειτουργίας του κινητήρα.
Ο πύραυλος B5B συνέχισε να χρησιμοποιεί 92% αιθυλική αλκοόλη και υγρό οξυγόνο ως καύσιμο. Η δοκιμή πυραύλων έδειξε ότι η έλλειψη θερμομόνωσης στην πλευρική επιφάνεια της δεξαμενής οξυγόνου δεν συνεπάγεται δυσάρεστες συνέπειες. Μια κάπως αυξημένη εξάτμιση οξυγόνου κατά την προετοιμασία πριν από την εκτόξευση αντισταθμίζεται εύκολα με αναπλήρωση, δηλ. με αυτοματοποιημένο ανεφοδιασμό οξυγόνου αμέσως πριν την έναρξη. Αυτή η λειτουργία είναι απαραίτητη γενικά για όλους τους πυραύλους με εξαρτήματα καυσίμου χαμηλού βρασμού.
Έτσι, μετά τον πύραυλο B5V, έγινε πραγματικότητα το σχέδιο των δεξαμενών μεταφοράς και της αποσπώμενης κεφαλής. Όλοι οι σύγχρονοι βαλλιστικοί πύραυλοι υγρού καυσίμου μεγάλου βεληνεκούς και πολλά άλλα ψηλό βήμα- τα οχήματα εκτόξευσης δημιουργούνται πλέον μόνο βάσει αυτού του συστήματος ισχύος. Ήταν η ανάπτυξή του στη βάση της σύγχρονης τεχνολογίας και των αμέτρητων σχεδιαστικών βελτιώσεων που οδήγησαν σε μια γενικευμένη εικόνα του μηχανήματος που συμβολίζει δικαίως την κορυφή της τεχνολογικής προόδου της εποχής μας.
Τώρα ο πύραυλος B5B μπορεί να θεωρηθεί τόσο κρίσιμος όσο θεωρήθηκε ο πύραυλος V-2 κατά τη στιγμή της δημιουργίας του. Διατηρώντας τη συνολική διάταξη και τις βασικές αρχές του κυκλώματος ισχύος, είναι δυνατή η περαιτέρω μείωση του βάρους και η αύξηση των κύριων χαρακτηριστικών, και οι τρόποι επίλυσης αυτού του προβλήματος είναι εύκολα ορατοί και κατανοητοί χρησιμοποιώντας παραδείγματα μεταγενέστερων σχεδίων.
Στο σχ. 3.3 δείχνει μια έκδοση ενός σταδίου του αμερικανικού βαλλιστικού πυραύλου "Thor". είναι επίσης κατασκευασμένο σύμφωνα με το τυπικό σχέδιο των δεξαμενών μεταφοράς και έχει αποσπώμενη κεφαλή. Το συνολικό βάρος των συστατικών του καυσίμου (οξυγόνο + κηροζίνη) είναι 45 tsμε καθαρό βάρος της κατασκευής (χωρίς τμήμα κεφαλής) 3.6 ts.Αυτό σημαίνει το εξής. Αν δεχθούμε υπό όρους το συνολικό βάρος των υπολειμμάτων καυσίμου 0,4 ts,τότε για τον γνωστό παράγοντα ποιότητας βάρους α να παίρνουμε την τιμή 0,082. Αντέχοντας το βάρος του κεφαλιού περίπου 2 ts,λαμβάνουμε την παράμετρο μ K = 0,12. Μπορεί επίσης να διαπιστωθεί ότι με μια συγκεκριμένη ώθηση κενού καυσίμου οξυγόνου-κηροζίνης που λαμβάνεται ίση με 300 μονάδες, το βεληνεκές αυτού του πυραύλου είναι 3000 χλμ.
Η βάση των δεικτών υψηλού βάρους των σύγχρονων πυραύλων, ιδιαίτερα αυτού, είναι η προσεκτική μελέτη πολλών στοιχείων, τα οποία θα ήταν πολύ δύσκολο να απαριθμηθούν, αλλά μερικά, αρκετά γενικά και τυπικά, μπορούν να αναφερθούν.
Τοίχοι δεξαμενής καυσίμου 1 και 2 έχουν σχέδιο βάφλας. Πρόκειται για ένα κέλυφος λεπτού τοιχώματος κατασκευασμένο από κράμα αλουμινίου υψηλής αντοχής με συχνά τοποθετημένες διαμήκεις-εγκάρσιες ενισχύσεις, οι οποίες παίζουν τον ίδιο ρόλο με το power pack στο σώμα του πυραύλου V-2, αλλά με μεγαλύτερη ποιότητα βάρους. Η δομή βάφλας, η οποία είναι σήμερα ευρέως διαδεδομένη, κατασκευάζεται συνήθως με μηχανική άλεση. Σε ορισμένες περιπτώσεις όμως χρησιμοποιείται και χημική άλεση. Τυφλό κελύφους αρχικού πάχους ω 0υποβάλλεται σε προσεκτικά ελεγχόμενη χάραξη σε οξύ σε εκείνο το μέρος της επιφάνειας όπου είναι απαραίτητο να αφαιρεθεί η περίσσεια μετάλλου (η υπόλοιπη επιφάνεια είναι προεπικαλυμμένη με βερνίκι). Πάχος που απομένει μετά το τουρσί ηθα πρέπει να διασφαλίζει τη στεγανότητα και την αντοχή του προκύπτοντος πλαισίου σε δεδομένη εσωτερική πίεση και οι διαμήκεις και εγκάρσιες νευρώσεις δίνουν στο κέλυφος αυξημένη ακαμψία κάμψης, η οποία καθορίζει τη σταθερότητα της δομής υπό αξονική συμπίεση. Η κανονικότητα της κατανομής των διαμήκων και εγκάρσιων νευρώσεων διαταράσσεται σκόπιμα στη ζώνη των συγκολλήσεων, οι οποίες, όπως είναι γνωστό, έχουν ελαφρώς μειωμένη αντοχή σε σύγκριση με το ελασματοποιημένο φύλλο, καθώς και στα άκρα του κελύφους, όπου οι πυθμένες έχουν ακόμη να συγκολληθεί. Σε αυτά τα μέρη, το πάχος του τεμαχίου εργασίας παραμένει αμετάβλητο.
Υπάρχουν άλλοι τρόποι για να φτιάξετε δομές βάφλας. Ωστόσο, εσκεμμένα σταματήσαμε στη χημική άλεση για να δείξουμε με ποιο κόστος επιτυγχάνονται, με την κυριολεκτική και μεταφορική έννοια, εκείνοι οι δείκτες βάρους της δομής που είναι χαρακτηριστικά της σύγχρονης τεχνολογίας πυραύλων.
Το Rocket "Thor" έχει ένα κοντό και ελαφρύ τμήμα ουράς Ζ,στο άκρο του οποίου είναι τοποθετημένοι δύο κινητήρες ελέγχου. Η απόρριψη των πηδαλίων αερίου συνδέεται, φυσικά, με την υψηλή αεριοδυναμική αντίστασή τους στον πίδακα των εκροών αερίων. Η χρήση κινητήρων ελέγχου περιπλέκει κάπως τον σχεδιασμό, αλλά δίνει σημαντικό κέρδος σε συγκεκριμένη ώθηση.
Από όσα ειπώθηκαν, δεν πρέπει να έχει κανείς την εντύπωση ότι οι κάμερες ελέγχου εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στον συγκεκριμένο βαλλιστικό πύραυλο. Ένα τέτοιο σύστημα ελέγχου ισχύος έχει χρησιμοποιηθεί σε διάφορες εκδόσεις στο παρελθόν, ιδίως στον πύραυλο μεταφοράς των συστημάτων Vostok ή Soyuz, που θα συζητηθούν παρακάτω. Η έκδοση ενός σταδίου του πυραύλου Thor θεωρείται εδώ αποκλειστικά ως παράδειγμα της επόμενης γενιάς βαλλιστικών πυραύλων μετά τον πύραυλο B5B.
Σχεδόν όλοι βαλλιστικούς πυραύλουςΤοποθετούνται επίσης κινητήρες στερεού προωθητικού πέδησης 6. Δεν είναι επίσης τα τελευταία νέα. Το καθήκον των κινητήρων πέδησης είναι να επιβραδύνουν το σώμα του πυραύλου και να το απομακρύνουν από την κεφαλή κατά τον διαχωρισμό του. δηλαδή, το κύτος, χωρίς να προσδίδει πρόσθετη ταχύτητα στην κεφαλή.
Η διακοπή λειτουργίας του υγρού κινητήρα δεν είναι στιγμιαία. Αφού κλείσουν οι βαλβίδες των γραμμών καυσίμου, η καύση και η εξάτμιση των υπολοίπων συστατικών συνεχίζονται στον θάλαμο για τα επόμενα κλάσματα του δευτερολέπτου. Ως αποτέλεσμα, ο πύραυλος δέχεται μια μικρή πρόσθετη ώθηση, που ονομάζεται παρόρμηση μεταγενέστερου αποτελέσματος. Κατά τον υπολογισμό του εύρους, εισάγεται μια τροποποίηση σε αυτό. Ωστόσο, είναι σίγουρα αδύνατο να γίνει αυτό, δεδομένου ότι η παρόρμηση μετά το αποτέλεσμα δεν κατέχεισταθερότητα και διαφέρει από περίπτωση σε περίπτωση, που είναι ένας από τους σημαντικούς λόγους για τη διασπορά της εμβέλειας. Για να μειωθεί αυτή η διασπορά, χρησιμοποιούνται κινητήρες πέδησης. Η στιγμή της συμπερίληψής τους συντονίζεται με την εντολή απενεργοποίησης του υγρού κινητήρα με τέτοιο τρόπο ώστε να αντισταθμίζεται βασικά η ώθηση του aftereffect.
Θα είναι διδακτική η σύγκριση των γεωμετρικών αναλογιών των πυραύλων B5V και Thor. Ο πύραυλος B5B είναι πιο επιμήκης. Η αναλογία μήκους προς διάμετρο (ονομάζεται επέκταση πυραύλων)γι 'αυτήν σημαντικά περισσότερα από τον πύραυλο "Tor"? περίπου 14 έναντι 8. Η διαφορά στις επιμηκύσεις προκαλεί ποικίλες ανησυχίες. Με την αύξηση της επιμήκυνσης, η συχνότητα των φυσικών εγκάρσιων ταλαντώσεων του πυραύλου, ως ελαστική δέσμη, μειώνεται και αυτό μας αναγκάζει να λάβουμε υπόψη τις διαταραχές που εισέρχονται στο σύστημα σταθεροποίησης ως αποτέλεσμα των γωνιακών μετατοπίσεων κατά την κάμψη του σώματος. Με άλλα λόγια, η σταθεροποίηση θα πρέπει να εξασφαλίζεται όχι ενός άκαμπτου, αλλά ενός καμπυλωτού πυραύλου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό προκαλεί σοβαρές δυσκολίες,
Με μια μικρή επιμήκυνση του πυραύλου, αυτό το ζήτημα αφαιρείται φυσικά, αλλά προκύπτει μια άλλη ενόχληση - ο ρόλος των διαταραχών από εγκάρσιες δονήσεις του υγρού στις δεξαμενές αυξάνεται και εάν δεν είναι δυνατό να αποτραπούν με σωστή επιλογή των παραμέτρων του μηχανήματος σταθεροποίησης, είναι απαραίτητο να τα τοποθετήσετε δεξαμενέςδιαφράγματα που περιορίζουν τη ροή του υγρού. Το σχήμα δείχνει εν μέρει τους κόμβους 7 για την τοποθέτηση αποσβεστήρων κραδασμών στη δεξαμενή καυσίμου. Φυσικά, μια τέτοια απόφαση οδηγεί σε επιδείνωση των χαρακτηριστικών βάρους του πυραύλου.
Ο πύραυλος Thor δεν πρέπει να θεωρείται πρότυπο τελειότητας. Ταυτόχρονα, οι σχεδιαστές θα μπορούσαν πιθανώς να αντιτάξουν τα δικά τους αντεπιχειρήματα σε τυχόν επικριτικές παρατηρήσεις σχετικά με τη διάταξη του. Στο παράδειγμα του πυραύλου B2A, έχουμε ήδη δει ότι μια λογική κριτική για μια εποικοδομητική λύση μπορεί να γίνει μόνο λαμβάνοντας υπόψη τις ειδικές συνθήκες σχεδιασμού και παραγωγής και, κυρίως, τα μακροπρόθεσμα καθήκοντα που έχουν οι δημιουργοί του νέου σετ μηχανής για τον εαυτό τους. Και ο πύραυλος Thor είναι μόνο ένας από αυτούς με βάση τους οποίους είναι δυνατή η δημιουργία πυραύλων και διαστημικών συστημάτων.
Φόρτωση...