الدفاع والجيش

صاروخ 101: ما مدى دقة عمل الصواريخ؟

صاروخ 101: ما مدى دقة عمل الصواريخ؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يستخدم البشر التفجيرات الخاضعة للرقابة لدفع الأشياء لعدة قرون. غالبًا ما تسمى الصواريخ ، تستخدم هذه الأجهزة اليوم بشكل شائع مثل الألعاب النارية ومشاعل الإشارات وأسلحة الحرب واستكشاف الفضاء.

لكن كيف يعملون في الواقع؟ دعونا نلقي نظرة موجزة جدا.

لا يُقصد من هذه المقالة أن تكون دليلاً شاملاً لأن علم الصواريخ هو ، بعد كل شيء ، "علم الصواريخ".

كيف بالضبط تعمل الصواريخ؟

قد تميل إلى التفكير في عمل الصواريخ ببساطة من خلال "دفع نفسها في الهواء". ولكن بما أن الصواريخ يمكن أن تعمل بشكل جيد في فراغ الفضاء ، فهذا ليس ما يحدث بالفعل.

وهي تعمل ، كما ذكرنا سابقًا ، باستخدام مبدأ قانون نيوتن الثالث للحركة ، والذي يُشار إليه غالبًا على أنه "لكل فعل رد فعل مساوٍ ومضاد". لذلك ، تعمل الصواريخ بالفعل من خلال الاستفادة من الزخم - القوة التي يمتلكها الجسم المتحرك.

عند تساوي جميع الأشياء ، مع عدم وجود قوى خارجية ، يجب أن يظل الزخم المشترك لمجموعة من الكائنات ثابتًا بمرور الوقت. تم تغليف هذا في قانون نيوتن الثالث الشهير للحركة.

لتصور هذا ، تخيل الوقوف على لوح التزلج بينما تمسك كرة السلة بين يديك.

إذا كنت سترمي كرة السلة في اتجاه واحد ، فستتدحرج أنت (ولوح التزلج) في الاتجاه المعاكس بنفس القدر من القوة. كلما زادت القوة التي تمارس في رمي الكرة ، زادت القوة التي تدفع لوح التزلج في الاتجاه المعاكس.

تعمل الصواريخ بنفس الطريقة. من خلال طرد العادم الساخن من أحد طرفي الصاروخ ، يتم دفع الصاروخ في الاتجاه المعاكس - تمامًا كما في مثال لوح التزلج.

تحتاج محركات السيارات أو الطائرات ، بما في ذلك المحركات النفاثة ، إلى الهواء للعمل (حسنًا ، تحتاج إلى الأكسجين الذي تحتوي عليه) ، ولهذا السبب ، لا يمكنها العمل في فراغ الفضاء. من ناحية أخرى ، تعمل الصواريخ بشكل جيد في الفضاء.

ولكن كيف؟

على عكس محركات الاحتراق أو النفاثة ، تحمل الصواريخ مؤكسدات معها. تمامًا مثل الوقود ، يمكن أن تكون في صورة صلبة أو سائلة أو هجينة (المزيد حول هذه لاحقًا).

يتم خلط المؤكسد والوقود في حجرة احتراق الصاروخ ويتم طرد غازات العادم بسرعة عالية من مؤخرة الصاروخ. يتم كل هذا في غياب الهواء - في الواقع ، على عكس السيارات والمطارات ، لا تحتوي الصواريخ على أي مآخذ هواء.

ذات صلة: سبينلانش: من يحتاج إلى صواريخ عندما يمكنك استخدام كاتافيلس الفضاء؟

تكون جزيئات عادم الصاروخ منفردة صغيرة جدًا ، لكنها تخرج من فوهة الصاروخ بسرعة كبيرة (مما يمنحها قدرًا كبيرًا من الزخم). يكفي ، في الواقع ، لتزويد جسم متعدد الأطنان بالزخم الذي يحتاجه للهروب من جاذبية الأرض.

ما هي الأجزاء الرئيسية للصاروخ؟

تتكون معظم الصواريخ الحديثة من مرحلتين على الأقل. هذه أجزاء من الصاروخ مكدسة فوق بعضها البعض في قذيفة أسطوانية (تعرف أيضًا بالتدريج التسلسلي).

مثال على هذا النوع من إطلاق الصواريخ هو سلسلة Saturn V التابعة لناسا.

تستخدم أنواع أخرى من الصواريخ التدريج المتوازي. في هذه الحالة ، يتم ربط المراحل الأولى الأصغر بجسم صاروخ "مسير" مركزي. تستخدم الصواريخ مثل Titan III و Delta II التابع لناسا هذا النوع من التدريج.

كل مرحلة لها مجموعتها الخاصة من المحركات ، والتي تختلف في العدد حسب التصميم. على سبيل المثال ، تحتوي المرحلة الأولى من صاروخ Falcon 9 التابع لشركة SpaceX على تسعة محركات ، بينما يحتوي صاروخ Antares التابع لشركة Northrop Grumman على محركين.

تتمثل مهمة المرحلة الأولى في إخراج الصاروخ من الغلاف الجوي السفلي. قد يكون هناك أو لا يكون هناك معززات جانبية إضافية للمساعدة أيضًا.

نظرًا لأن هذه المرحلة الأولية يجب أن تحمل وزن الصاروخ بأكمله (مع الحمولة والوقود غير المنفق) ، فإنه عادة ما يكون القسم الأكبر والأقوى.

مع تسارع الصاروخ ، يواجه في البداية زيادة في مقاومة الهواء. ولكن كلما تحركت إلى أعلى ، يصبح الغلاف الجوي أرق وتقل مقاومة الهواء.

وهذا يعني أن الضغط الذي يتعرض له الصاروخ أثناء الإطلاق النموذجي يرتفع في البداية إلى الذروة ، ثم يتراجع مرة أخرى. يُعرف ضغط الذروة باسم max q.

بالنسبة إلى SpaceX Falcon 9 و United Launch Alliance Atlas V ، عادةً ما يكون max q من ذوي الخبرة بين 80 و 90 ثانية من إطلاق على ارتفاع ما بينسبعة (11 كم) إلى تسعة أميال (14.5 كم).

بمجرد أن تنتهي المرحلة الأولى من مهمتها ، عادةً ما تسقط الصواريخ هذا الجزء وتطلق المرحلة الثانية. المرحلة الثانية لديها القليل من العمل الذي يجب القيام به (لأنها تحتوي على كتلة أقل لتحريكها) وتتمتع بميزة وجود جو أرق لمواجهته.

لهذا السبب ، غالبًا ما تتكون المرحلة الثانية من محرك واحد فقط. ستتخلص معظم الصواريخ أيضًا من إنسياباتها في هذه المرحلة أيضًا (هذا هو غطاء مدبب في طرف الصاروخ يحمي الحمولة).

في الماضي ، كانت الأجزاء السفلية الملقاة من الصاروخ تحترق ببساطة في الغلاف الجوي. ولكن ابتداءً من الثمانينيات تقريبًا ، بدأ المهندسون في تصميم هذه الأقسام لتكون قابلة للاسترداد وإعادة الاستخدام.

اتخذت الشركات الخاصة مثل SpaceX و Blue Origin هذا المبدأ إلى أبعد من ذلك وصممتها لتكون قادرة على العودة إلى الأرض والهبوط بأنفسهم. هذا مفيد ، فكلما زاد عدد الأجزاء التي يمكن إعادة استخدامها ، يمكن أن تصبح عمليات إطلاق الصواريخ أرخص.

ما هو الوقود المستخدم في الصاروخ؟

تميل الصواريخ الحديثة إلى استخدام الوقود السائل أو الصلب أو الهجين. تميل الأشكال السائلة للوقود إلى تصنيفها على أنها بترول (مثل الكيروسين) ، أو كريوجينات (مثل الهيدروجين السائل) ، أو مواد شديدة التقلص (مثل الهيدرازين).

في بعض الحالات ، يمكن أيضًا استخدام الكحول أو بيروكسيد الهيدروجين أو أكاسيد النيتروز.

تميل الدوافع الصلبة إلى أن تأتي في شكلين: متجانس ومركب. كلاهما كثيف جدًا ومستقر في درجة حرارة الغرفة ويمكن تخزينهما بسهولة.

يمكن أن تكون الأولى إما قاعدة بسيطة (مثل النيتروسليلوز) أو قاعدة مزدوجة (مثل خليط من النيتروسليلوز والنيتروجليسرين). من ناحية أخرى ، تستخدم الوقود الصلب المركب ملحًا معدنيًا متبلورًا أو مطحونًا ناعماً كمؤكسد.

في معظم الحالات ، يميل الوقود الفعلي إلى أن يكون أساسه الألومنيوم. عادة ما يتم الاحتفاظ بالوقود والمؤكسد مع مادة رابطة بوليمرية يتم استهلاكها أيضًا أثناء الاحتراق.

كيف تعمل منصات إطلاق الصواريخ؟

منصات الإطلاق ، كما يوحي الاسم ، هي منصات تُطلق منها الصواريخ. تميل إلى تشكيل جزء من مجمع أو منشأة أو ميناء فضائي أكبر.

ستتألف منصة الإطلاق النموذجية من منصة أو منصة إطلاق ، والتي ستكون عادةً هيكلًا معدنيًا يدعم الصاروخ في وضع قائم قبل الانفجار. ستحتوي هذه الهياكل على كبلات سرية تغذي الصاروخ وتوفر سائل تبريد قبل الإطلاق ، من بين وظائف أخرى.

سيكون لديهم أيضًا قضبان صواعق لحماية الصاروخ أثناء العواصف الرعدية.

ستختلف مجمعات الإطلاق في التصميم ، اعتمادًا على تصميم الصاروخ واحتياجات المشغل. على سبيل المثال ، صمم مركز كينيدي للفضاء التابع لناسا مكوك الفضاء ليرتبط عموديًا بصاروخ ونقله إلى منصة الإطلاق على مركبة ضخمة تشبه الدبابة تسمى "الزاحف".

في روسيا ، تم تجميع الصواريخ ونقلها أفقيًا إلى منصة الإطلاق قبل رفعها في وضع مستقيم فى الموقع.


شاهد الفيديو: See Through Model Rocket Engine - FULL ENGINE in Slow Motion 4K - Rockets S1 E2 (قد 2022).


تعليقات:

  1. Delton

    سأمتنع من التعليقات.

  2. Mazujas

    يمكنني أن أوصي بزيارة موقع يحتوي على قدر كبير من المعلومات حول موضوع يهمك.

  3. Rais

    انا أنضم. اشكرك على المعلومات.

  4. Kyrell

    أقترح البحث عن موقع ، مع مقالات حول الموضوع الذي يثير اهتمامك.



اكتب رسالة