drvo znanja 25 rakete i projektili - cloud object storage |...
Post on 25-Apr-2018
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
stabilizirao raketu pomoću krilaca. Preciznostje zatim još povećana laganom rotacijomraketa, koja je dobivena malim ukošenjem tihkrilaca ili ugradnjom dodatnih malih krilacau izlaznoj sapnici, koja stvaraju reaktivni mo-ment potreban za laganu rotaciju rakete u le-tu. Lagana rotacija poništava skretanje rakete,što je rezultat nesimetrija koje nastaju prili-kom njene izrade. Mnogo kasnije pojavljujuse dinamički stabilizirane topničke granate(tzv. žiroskopska stabilnost). Metoda stabi-liziranja projektila počela se prvo primjenji-vati kod topničkih, a zatim i kod puščanih pro-jektila (zrna) tek sredinom 19. stoljeća.
Domet Kod raketa je domet uvijek bio veliko ogra-ničenje. Da bi se on povećao, trebalo je poni-jeti više goriva, a to je značilo ili povećavatimasu rakete ili smanjivati koristan teret. Akobi raketi bila povećana masa, njoj bi se zbogtoga smanjio domet, pa bi konačni učinak biosamo malo povećanje dometa, a ako je ukup-na početna masa ostala ista, onda je moralabiti znatno smanjena masa korisnog tereta.
Rješenje tog problema predložio je FrancuzFrézier, a u praksi u Engleskoj sproveo pu-
kovnik Boxer 1855. Zamisao je bila da sespoje dvije rakete, to jest da se manja nasadina veću. Kad bi stražnji dio dogorio, mala biga eksplozija odvojila i inicirala prednji dio, tj.malu raketu koja je već imala veliku početnubrzinu. Takva kombinacija, za koju se može re-
DRVO ZNANJA 25
Rakete su najprije bile oružje.
Danas moćne, divovske rakete nose
u svemir astronaute, satelite i
raznu opremu. No, rakete s
bojevom glavom i dalje su velika
opasnost za cijeli svijet
Rakete i projektili
P
���� OOvvaa ssvvjjeettlleeććaa
rraasspprrssnnuuććaa ((ggoorree)),,
ddiioo ssuu vvaattrroommeettaa
kkoojjii jjee uuvviiss ooddnniijjeellaa
rraakkeettaa.. VVaattrroommeett--
nnee rraakkeettee ppookkrreeććuu
ssee kkaaoo ii vvoojjnnee rraakkee--
ttee ((ddeessnnoo)) iissttjjeeccaa--
nnjjeemm pplliinnoovvaa kkoojjii
ssttvvaarraajjuu ppoottiissaakk..
�� RRuusskkii uuččiitteelljj ii iinnžžeennjjeerr KKoonnssttaannttiinn
CCiioollkkoovvsskkii rraaddii nnaa jjeeddnnoojj oodd ssvvoojjiihh kkoonn--
ssttrruukkcciijjaa rraakkeettaa.. CCiioollkkoovvsskkii jjee ppoozznnaatt
kkaaoo ““oottaacc aassttrroonnaauuttiikkee””..
�� RRaakkeettaa TTiittaann//CCeenn--
ttaauurr jjeeddnnaa jjee oodd oonniihh
kkoojjee ssuu nnaa MMaarrss ppoonnii--
jjeellee ssoonnddee ttiippaa VViikkiinngg..
DDuuggaa jjee ookkoo 4499 mmeettaa--
rraa,, aa ssaassttoojjii ssee oodd ddvvii--
jjee ssttaarrttnnee rraakkeettee nnaa
kkrruuttoo ggoorriivvoo pprriikkaaččee--
nnee nnaa rraakkeettuu TTiittaann IIIIII
ii rraakkeettee CCeennttaauurr kkaaoo
zzaavvrrššnnoogg ssttuuppnnjjaa..
Pop
perf
oto
Fre
ytaz/Z
EFA
Novo
sti
Ph
otr
i
rve su rakete ispaljene prije oko 800godina. Njih su početkom 13. stoljećaupotrijebili Kinezi u borbama s Mon-
golima. Te su davne kineske rakete imale barut-ni pogon, kao i današnje vatrometne rakete. Pri-čvršćene za sulice i strelice, bile su zastrašujućeoružje. One su na Mongole ostavile takav dojamda su ih kasnije razvili i sami za borbu protivArapa, a sredinom 13. stoljeća počeli su se njimaslužiti i Arapi. Od njih su za rakete doznali fran-cuski križari, pa su to oružje prenijeli u Europu.
Rakete u Europi Raketama su 1429. francuski vojnici, podvodstvom Djevice Orleanske (Jeanne d'Arc),branili grad Orléans od Britanaca. One su, me-đutim, ubrzo nestale s vojne pozornice jer se po-kazalo da su topovi mnogo precizniji.
Od početka 16. stoljeća rakete su služile zapravljenje vatrometa, prvo u Italiji, a potom iu drugim europskim zemljama. One će tekkoncem 18. stoljeća još jednom odigrati većuulogu u ratu. Godine 1792. britanski su voj-nici u Indiji bombardirani malim metalnimraketama. Pritom su one postigle takav uspjehda je pukovnik (kasnije sir William) Congreve,ravnatelj Woolwičkog laboratorija u Londonu,odlučio proizvesti raketno oružje za Britance.Tako je on 1804. jednostavnu raketu razvio uoružje visoke razornosti, opremljeno eksploziv-nom ili zapaljivom bojevom glavom. Ipak je pre-ciznost raketa ostala mala sve do godine 1844.,kada je Englez William Hale aerodinamički
ći da je bila prva stupnjevita raketa, omoguća-vala je postizanje većeg dometa nego jednoste-pena raketa iste mase, jer je na cilj trebalo do-premiti samo dio početne rakete. Boxerove suse rakete primjenjivale za prebacivanje spasi-lačke užadi s obale na brodove u nevolji.
U Rusiji je važnost stupnjevitih raketa spoz-nao Konstantin Ciolkovski, pa je već 1883.pokazao da bi se one mogle primijeniti za puto-vanje u svemir. Zbog svog detaljnog teoretskograda na tom području, taj je ruski znanstvenikpoznat kao “otac astronautike”. Ipak su izletiu svemir bili još daleko, a rakete su se nasta-vile primjenjivati u druge svrhe.
Za vrijeme Prvoga svjetskog rata (1914.–1918.) Britanci su pomoću grubo izrađenih ra-keta obarali njemačke cepeline. Nakon rata, uSovjetskom Savezu su se pod utjecajem radovaCiolkovskog počeli sistematski baviti raketa-ma, pa je tamo započeo razvoj raketne tehnolo-gije u vojne svrhe. Istraživanja su počela 1929.u lenjingradskom Laboratoriju za dinamiku
plinova. Ta se organizacija povezala s moskov-skim Društvom za istraživanje mlaznog pogona,pa je uz materijalnu pomoću vojske izgradila ra-kete na tekuće gorivo koje su 1936. postigle re-kordnu visinu od 5,6 km. Njemački raketni pio-nir dvadesetih godina bio je Hermann Oberth.Njegov teorijski rad na raketama na tekuće gori-vo potakao je skupinu mladih konstruktora da1927. osnuju Društvo za svemirska putovanja.Protivljenje Nacističke stranke prisililo ih je1934. da raspuste društvo, ali su se neki njegovičlanovi nastavili baviti raketnim istraživanjima uvojne svrhe. Zahvaljujući njima, Nijemci su tije-kom Drugoga svjetskog rata (1939.–1945.) ima-li prednost u raketnoj tehnici. Najistaknutiji rat-ni konstruktor raketa bio je Werner von Braun.Njegova su nastojanja urodila prvim svjetskim“balističkim projektilom” – V-2 – kojim suNijemci 1944. i 1945. bombardirali Britaniju.
Američki pionir U Americi je pionir raketarstva bio fizičar Ro-bert Goddard, koji je dvadesetih godina okupioskupinu entuzijasta. Iako su raspolagali s ogra-ničenim privatnim sredstvima, oni su prvi u svi-jetu 1926. lansirali raketu s tekućim gorivom.Njihov je važan doprinos raketarstvu nastavljensve do Goddardove smrti 1945. godine. Iste go-dine rat je završen njemačkim porazom, pa su seobje sile, SSSR i SAD, domogli njemačke raket-ne tehnologije i znanstvenika koji su je razvili.
RAKETE I PROJEKTILI26
�� KKrrssttaarreeććii pprroojjeekkttiill TToommaahhaawwkk pprroovvjjeerreenn
jjee uu lleettuu iizznnaadd ppllaanniinnee KKaattaahhddiinn uu aammeerriičč--
kkoojj ddrržžaavvii MMaaiinnee.. DDoommeett mmuu jjee 33660000 kkmm..
�� AAWWAACCSS –– ZZrraakkoo--
pplloovvnnii ssuussttaavv pprraaććee--
nnjjaa ii nnaavvoođđeennjjaa oott--
kkrriivvaa nneepprriijjaatteelljjsskkee
rraakkeettee ((ggoorree)).. DDeess--
nnoo jjee ppookkuussnnoo llaann--
ssiirraannjjee iinntteerrkkoonnttii--
nneennttaallnnee rraakkeettee
LLoocckkhheeaadd TTrriiddeenntt IIII
((DD55)) iizz mmjjeessttaa CCaappee
CCaannaavveerraall nnaa FFlloorriiddii.. British
Arm
y
British
Arm
y
Flight
Inte
rnational
Mars
hall C
ave
nd
ish
�� ŠŠiirrookkoo pprriimmjjeennjjii--
vvaannaa mmeetteeoorroolloošškkaa
rraakkeettaa oobbiiččnnoo iimmaa
ppooggoonn nnaa kkrruuttoo
ggoorriivvoo.. NNjjoommee ssee
iissppaalljjuujjuu uurreeđđaajjii zzaa
oobbaavvlljjaannjjee ppookkuussaa
uu vviissookkiimm sslloojjeevvii--
mmaa aattmmoossffeerree..
�� SSoovvjjeettsskkii aavviioonn
MMiigg--2255 FFooxxbbaatt oopp--
rreemmlljjeenn jjee rraakkeettaammaa
zzrraakk--zzrraakk,, ppoossttaavv--
lljjeenniimmaa ppoodd kkrriillaa..
Mjerenje brzine vjetra: u
atmosferu se ispuštaju oblaci
alkalijskih metala, koji se
potom prate radarom.
Stvaranje umjetne kiše: oblaci se
zasijavaju suhim ledom i tako
potiču na izlučivanje vlage.
Podatke o tlaku i temperaturi
atmosfere očitavaju instrumen-
ti na raketi ili na izbačenom
dijelu, a zatim se radiosig-
nalom šalju na zemlju.
Električna i magnetska svojstva
gornjih slojeva atmosfere mjere
se instrumentima koji se nalaze
u vršnom dijelu rakete.
Kozmičke zrake mjere se
Geigerovim brojačem.
Atmosferska apsorpcija
Sunčeva zračenja mjeri se
infracrvenim spektrometrima.
Osim rakete V-2, u Drugomu svjetskom ra-tu korištene su i male, “taktičke” vođene rake-te ispaljivane sa zrakoplova ili sa zemlje. Odtada su vođene rakete postale vrlo važne zauništavanje ciljeva. Produbljivanje hladnog rataizmeđu SAD-a i SSSR-a pedesetih je godinadovelo do stvaranja “strateškog” projektila –interkontinentalnog nosača nuklearnih bombi.
SAD su malo usporile program razvoja ra-keta, čekajući da se usavrši kompaktna hidro-genska bomba, jer je za nju trebala razmjernomala raketa-nosač. SSSR je, međutim, počeorazvijati velike rakete za prenošenje mnogovećih atomskih bombi.
Sputnjik S takvim raketama, sovjetski su znanstveniciimali sredstvo kojim su mogli ubaciti mala ti-jela u Zemljinu orbitu. Tako je u listopadu1957. – kada je sovjetski satelit Sputnjik 1počeo znanstvenicima odašiljati svoje signale –počelo svemirsko doba.
Sjedinjene Američke Države su uz pomoćvon Braunova stručnog znanja odgovorile nato četiri mjeseca kasnije vlastitim satelitom.Braunov je utjecaj potrajao do programa Apol-
lo, koji je 1969. pomoću divovske trostepene ra-kete Saturn V dopremio prve ljude na Mjesec.
Treći Newtonov zakon gibanja kaže da sva-ka sila akcije proizvodi jednaku suprotnu silu,reakciju. Po tom se zakonu gibaju i rakete.Njih pokreće istjecanje materije, obično plina,koji izbacuju. Istjecanje plina stvara reaktivnusilu koja djeluje na raketu, i ona se zahvalju-jući tome giba. Rakete u sebi nose sve što jepotrebno za stvaranje potiska (gorivo i kisik),za razliku od mlaznih motora koji moraju usi-savati zrak (kisik) potreban za izgaranje gori-va. Upravo zbog svoje samodovoljnosti, raketemogu putovati kroz zrakoprazni svemirskiprostor.
Goriva Kod većine raketa, neka kruta ili tekuća tvar iz-gara u ograničenom prostoru, a nastali plinoviistječu kroz razmjerno malu sapnicu. Kisik po-treban za izgaranje goriva može se dobiti iz ne-kog kemijskog spoja – primjerice kalijeva ni-trata, kao u slučaju crnog baruta. U današnjimraketama na tekuće gorivo, kisik je obično u te-kućem stanju, a gorivo je najčešće parafinskoulje (kerozin), tekući vodik ili hidrazin (spoj vo-dika i dušika).
Mnogo se primjenjuju i rakete na kruto go-rivo, poglavito zbog svoje jednostavnosti i po-uzdanosti. Većina vođenih raketa ima čvrsto go-rivo; isto tako buster motore svemirskih letjelicavećinom pokreće čvrsto gorivo, a neke stup-njevite rakete imaju prvi stupanj na čvrsto gori-vo. Ipak se za složene svemirske zadaće najčešćeupotrebljavaju rakete na tekuće gorivo, zato štose može lako upravljati intenzitetom sile potis-ka. Pored toga, uz istu se masu tečnog gorivaostvaruje veća sila potiska, pa, prema tome, i ve-će ubrzanje nego pri korištenju čvrstoga goriva.
Alternativne konstrukcije Iako su rakete na tekuće gorivo prikladne zarazmjerno kratka putovanja do Mjeseca i
DRVO ZNANJA 27
Ph
ort
i
�� �� MMoottoorr FF--11 ((lliijjeevvoo)),,
ppookkrreettaaoo jjee rraakkeettuu
SSaattuurrnn VV ((ddoolljjee)) pprrii oossvvaa--
jjaannjjuu MMjjeesseeccaa uu ookkvviirruu
pprrooggrraammaa AAppoolllloo.. PPeett
ttaakkvviihh mmoottoorraa ččiinniilloo jjee
ppooggoonn pprrvvoogg ssttuuppnnjjaa..
DDrruuggii ssuu ssttuuppnnjjeevvii iimmaallii
mmoottoorree JJ--22..
�� DDaavvyy CCrroocckkeetttt ssuussttaavv aammeerriiččkkee vvoojjsskkee ččiinnee
pprreennoossiivvii bbaaccaačč ii rraakkeettaa kkoojjaa mmoožžee ppoonniijjeettii
kkoonnvveenncciioonnaallnnuu iillii aattoommsskkuu bboojjeevvuu ggllaavvuu..
�� NNuummeerriiččkkii uupprraavvlljjaannee rraakkeettee ss nnuukk--
lleeaarrnniimm ggllaavvaammaa mmooggllee bbii uu bbuudduuććnnoossttii
bbiittii llaannssiirraannee nnaa nneepprriijjaatteelljjsskkee cciilljjeevvee iizz
rraakkeettnniihh bbaazzaa kkoojjee kkrruužžee ookkoo ZZeemmlljjee..
5 motora F-1
planeta Sunčeva sustava, one nipošto nisu do-voljno brze za putovanja do drugih zvjezdanihsustava. Američka svemirska sonda Voyager 2ubrzana je privlačnom silom Jupitera do velikihbrzina i sad se od nas udaljava brzinom od oko36.000 kilometra na sat. Ipak je i ta brzina pre-malena za putovanja do zvijezda. Nama najbližazvijezda (osim Sunca), Proxima Centauri,udaljena je oko 40 milijuna kilometara, pa biVoyageru 2 do nje trebalo 126.000 godina. Zatoznanstvenici nastoje razviti nove oblike pogonaza veće brzine.
Rakete na nuklearni pogon bile bi vjerojat-no neprikladne za lansiranje sa Zemlje zbogopasnosti od zračenja, ali one mogu biti lansiraneu svemiru. Takve rakete mogu ostvariti velikusilu potiska serijom nuklearnih eksplozija. Drugorješenje moglo bi biti korištenje topline iz nuk-learnog reaktora za prelazak tekućeg goriva uplin, koji bi zatim protjecao kroz sapnicu.
Pogon česticama Drugi znanstvenici predlažu motor u ko-
jem bi se vodik pretvarao u plazmu – strujunaelektriziranih čestica. Nju bi iz motora izba-
civalo magnetsko polje i tako stvaralo potisak.Prema drugoj ideji, električno polje bi iz raketeizbacivalo ione (nabijene atome) žive ili cezija.Pokusi su pokazali da je to ostvarivo, iako je po-tisak toga motora nevjerojatno malen – svega10 N na 4000 potrošenih kilovata. Međutim,tijekom mnogih mjeseci rada takva raketamogla bi eventualno postići veliku brzinu.
Mnogo se razmišljalo i o fotonskoj raketi, ko-ja bi iz sebe isijavala čestice svjetla. Međutim is vrlo usmjerenim snopom svjetlosti, ovako os-tvaren potisak bio bi neusporediv s malim po-tiskom ionskog pogona.
RAKETE I PROJEKTILI28
�� MMnnooggee ssee rraakkeettee vveelliikkoogg ddoosseeggaa iissppaa--
lljjuujjuu iizz ppooddzzeemmnniihh ssiilloossaa.. RRaakkeettaa MMiinnuuttee--
mmaann IIIIII,, pprriikkaazzaannaa nnaa sslliiccii,, mmoožžee bbiittii nnaaoo--
rruužžaannaa ss nneekkoolliikkoo nnuukklleeaarrnniihh ggllaavvaa kkoojjee
iissttooddoobbnnoo nnaappaaddaajjuu rraazzlliiččiittee cciilljjeevvee..
�� PPrroojjeekktt nnuukklleeaarrnnoogg mmoottoorraa NNeerrvvaa iimmaa
nneekklleeaarrnnii rreeaakkttoorr kkoojjii zzaaggrriijjaavvaannjjeemm
pprreettvvaarraa tteekkuuććii vvooddiikk uu pplliinn.. IIssttjjeeccaannjjee
vvooddiikkaa ssttvvaarraa ppoottiissaakk..
�� IIoonnsskkii mmoottoorr TT44,, kkoonnssttrruuiirraann zzaa eeuurroopp--
sskkii ssaatteelliitt.. PPoottiissaakk ssttvvaarraa iissttjjeeccaannjjee nneeuu--
ttrraalliizziirraanniihh iioonnaa kkrroozz aakkcceelleerraattoorrsskkuu
rreeššeettkkuu..
�� MM8888 jjee pprroottuu--
bbrrooddsskkaa rraakkeettaa kkoo--
jjaa lleettii ttiikk iizznnaadd ppoo--
vvrrššiinnee mmoorraa.. IIssppaa--
lljjuujjee ssee ss bbrrooddaa iillii
zzrraakkoopplloovvaa,, aa lleettii
bbrrzziinnoomm ddvvaa ppuuttaa
vveeććoomm oodd bbrrzziinnee
zzvvuukkaa.. MMoožžee ssee
pprroobbiittii kkrroozz oobb--
rraammbbeennee ssuussttaavvee..
���� RRaakkeettee zzeemmlljjaa––
--zzrraakk ((SSAAMM)) ppookkaazzaa--
llee ssuu ssee ttaakkoo uussppjjeešš--
nniimmaa ddaa ddaannaass ssvvii
bboorrbbeennii aavviioonn iimmaajjuu
uuggrraađđeennee ssuussttaavvee
kkoojjii nnaa nnjjiihh uuppoozzoo--
rraavvaajjuu.. NNaa sslliikkaammaa
ssuu pprriikkaazzaannee JJaavveelliinn
((ssaassvviimm ddeessnnoo)) ii RRaa--
ppiieerr ((ddeessnnoo)),, kkoojjee ssee
vvooddee ssuussttaavviimmaa zzaa
nnaavvoođđeennjjee ssaa ZZeemmll--
jjee..
Aero
spatiale
/TRH
Shots
/TRH
Mars
hall C
ave
nd
ish
British
Aero
space/T
RH
IONSKI
MOTOR T4
NUKLEARNI
MOTOR
NERVA
elektroni
struja
neutraliziranih
iona
ioni
žive
akceleratorska
rešetka
glavna anoda
elektromagnet koji
proizvodi magnetno polje
glavno
područje
ionizacije
dovod
živine
pare
šuplja katoda
crpka
reflektor
reaktorska
jezgra
odvojak
za
turbinu
hlađenje
sapnice
tekućim
vodikom
raketna
sapnica
ispuh
turbine
zaštitna anoda
neutralizirajuća katoda
izbacuje elektrone koji
neutraliziraju ione
top related