Как излитат ракетите?

Независимо дали е било игрален филм или документален излитането на ракета за нова космическа мисия винаги е много вълнуващо и интересно макар и само на видео. При това дори и във филмите е представено достоверно, за разлика от други неща, за които можете да прочетете повече ето тук! Това е така, защото излитането си е достатъчно впечатляващо и без допълнителни украси, ефекти и измислици. Море от огън, оглушителен звук и впечатляваща гледка и ето че ракетата вече е потеглила към Космоса. Но знаете ли как точно става това? Предвид факта, че средната ракета тежи около 300 тона, а има и много по-големи определено два, 20 или дори 200 самолетни двигателя няма да свършат работа, а и все пак Космосът е много далече! За да се вдигне такова чудо във въздуха има нужда от огромна енергия. За тази цел се използват така наречените реактивни двигатели. Те изпускат значителни количества газ при висока скорост. Двигателите могат да бъдат сравнени с печка на дърва, в която течните и твърдите горива реагират с друго вещество – окислител – и изгарят. Всичко, което остава след изгарянето, са изгорелите газове. Те се изхвърлят рязко през дюзата. Това отнема много гориво, така че ракетата има огромни резервоари, в които се съхранява то.

Как реактивен двигател работи можем да ви обясним с помощта на един прост експеримент. Основният участник (освен вие) е обикновен балон напълнен с въздух. Със сигурност неведнъж сте надували балон и след това сте го пускали без да завържете отвора му! Спомняте ли си колко бързо лети из стаята? Въздухът изведнъж излиза от отвора и балонът започва да лети в обратната посока на тази в която излиза въздухът! Тук всъщност се крие основен закон на механиката, който се използва и при реактивните двигатели, за който ще учите в училище съвсем скоро! Точно така излита и ракетата, като разбира се реактивният двигател има голямо количество гориво и окислител, които дават допълнителна тяга. Така когато цялото гориво се изхаби ракетата вече е излетяла, а резервоарите вече не са необходими.

Точно затова при излитането ракетата се разглобява на няколко етапа, докато накрая не остане само основната съвсем малка част от нея. Всяка част обаче има собствени двигатели със система от помпи. В самата горна част на ракетата се намират и астронавтите – там те контролират двигателите и коя част, кога да се разглоби.

От конструктивна гледна точка ракетите притежават някои характерни елементи, които спомагат за полета ѝ във и извън атмосферата на Земята:

• Обтекател – за да се минимизира въздушното съпротивление, от една страна площта на ракетата, обтичана от въздуха, трябва да бъде възможно най-малка (т. е. ракетата трябва да бъде възможно най-тясна), за да бъде и триенето минимално, а от друга – формата на ракетата трябва да е такава, че да се обтича плавно (ламинарно) от въздуха.
• Корпус – корпусът на ракетите е кух цилиндър, чиято цел е да помещава пропелантът на ракетата и нейния двигател. Към него се поставят следните изисквания – да е колкото се може по-лек и колкото се може по-здрав. Конструкцията на корпуса силно зависи от размерите на ракетата – ако ракетата е малка и лека, е достатъчно да се използва тръба в прекия смисъл на думата, която се изработва от полимер, композитен материал или лек метал. Масивните ракети имат по-усложнена конструкция на корпуса, наподобяваща тази на фюзелажа (тялото) на самолетите.
• Двигателна установка – в мнозинството от ракетите реактивната сила се създава посредством химическа реакция – изгаряне на гориво. Затова такива ракети се наричат химически. Характерна особеност за този вид ракети е, че се зареждат както с гориво, така и с окислител.
• Сопло – соплото всъщност е неделима част от двигателната установка, но поради важността му, то често се разглежда отделно. От неговата конструкция зависи с каква скорост газовете, получени при изгарянето на горивото, ще напуснат ракетата. Тази скорост трябва да бъде колкото се може по-висока, за да бъде ракетата максимално бърза.

Снимки: NASA