Почему ракеты взлетают

Алан-э-Дейл       24.07.2022 г.

Чем отличаются ракеты

Теперь можно поговорить о том, чем между собой отличаются ракеты. Как правило, обыватели слышат упоминания о крылатых и баллистических ракетах. Это действительно два основных типа, но есть и некоторые другие. Разберем главные из них, но сначала приведу классификацию типов ракет.

Ракеты делятся по типам в зависимости от:

  • Траектории полета (крылатые, баллистические)
  • Класса (земля-воздух, воздух-земля, воздух-воздух и так далее)
  • Дальности полета (ближнего/среднего радиуса действия и межконтинентальные)
  • Типа двигателя и вида топлива (твердотопливный, жидкостный, гибридный, прямоточный воздушно-реактивный, криогенный)
  • Типа боеголовки (обычная, ядерная)
  • Системы наведения (лазерное, электродистанционное, командное, геофизическое, по наземным ориентирам, спутниковое и другие)

Бесчисленное множество типов ракет.

Теперь остановимся более подробно на основных пунктах, которые могут показаться непонятными.

Как управлять полетом ракеты

Ракеты были изобретены давным давно, 200 лет до нашей эры в Китае вместе с изобретение пороха. Китайцы, конечно же, применяли ракеты как оружие, но в основном при осаде городов. Попасть куда-либо древними китайскими ракетами было сложно, разве что стрелять по большому городу.

Первые ракеты никак не управлялись, можно было только задать направление и учесть ветер.

Для стабилизации (не управления) полета использовалось тот же принцип, что и для стрелы лука — оперение или стабилизаторы. Самое интересное началось тогда, когда ракеты стали управляемыми, а для этого они должны были «научится» управлять полетом. Фактически есть только два подхода: использование аэродинамических сил и газодинамики.

Первые

Первой в удачном запуске ушла из СССР космическая ракета-носитель с искусственным спутником на борту 4 октября 1957 года. Спутник ПС-1 удалось вывести на околоземную орбиту. Нужно отметить, что для этого понадобилось создать шесть поколений, и только седьмого поколения космические ракеты России смогли развить нужную для выхода в околоземное пространство скорость — восемь километров в секунду. Иначе невозможно преодолеть притяжение Земли.

Это стало возможным в процессе разработок баллистического оружия дальнего радиуса, где применялось форсирование двигателя. Не следует путать: космическая ракета и космический корабль — это разные вещи. Ракета — средство доставки, а корабль крепится на неё. Вместо него там может быть что угодно — космическая ракета может нести на себе и спутник, и оборудование, и ядерную боеголовку, что всегда служило и до сих пор служит сдерживанием для ядерных держав и стимулом к сохранению мира.

Государства, способные производить крылатые ракеты

Сегодня в мире только немного стран способны разрабатывать и производить этот вид оружия. В настоящий момент наиболее продвинутыми технологиями в этой области обладает США и Россия. На пятки им наступает Китай. Среди членов этого элитарного клуба также находятся Франция и Англия, Израиль, Индия, Пакистан, Иран и Аргентина. Испытания собственной крылатой ракеты «Нептун» в настоящее время проводит Украина.

Россия

В середине 80-х годов в Советском Союзе началась разработка крылатой ракеты, которая привела к созданию целого семейства КР «Калибр». Широкой публике ракеты этого типа были впервые представлены на выставке МАКС-93. Сегодня эти КР стоят на вооружении российской армии, а также ВС Китая и Индии. «Калибры» разных модификаций неоднократно применялись во время российской операции в Сирии. Его радиус действия по наземным целям составляет 2600 км, а морским – до 350 км.


«Калибр» — это целое семейство российских крылатых ракет

Из российских разработок также следует отметить крылатую ракету Р-500, которая является частью комплекса «Искандер». Ее создание началось в середине 90-х годов, в 2013 году она стала поставляться в войска. Эта КР является модернизированной версией советской системы «Гранат». Максимальная дальность стрельбы Р-500 составляет 500 км (по другим данным, тысячу).

По стопам

«Венера-4» помогла нам узнать, что на этой планете двести семьдесят один градус в тени (ночная сторона Венеры), давление до двадцати атмосфер, а сама атмосфера — девяносто процентов углекислого газа. А ещё этот космический аппарат обнаружил водородную корону. «Венера-5» и «Венера-6» многое поведали нам о солнечном ветре (потоки плазмы) и его структуре вблизи планеты. «Венера-7» уточнила данные о температуре и давлении в атмосфере. Всё оказалось ещё сложнее: температура ближе к поверхности была 475 ± 20°C, а давление выше на порядок. На следующем космическом аппарате было переделано буквально всё, и через сто семнадцать суток «Венера-8» мягко привенерилась на дневной стороне планеты. На этой станции был фотометр и множество дополнительных приборов. Главное — была связь.

Оказалось, что освещение на ближайшей соседке почти не отличается от земного — как у нас в пасмурный день. Да там не просто пасмурно, погодка разгулялась по-настоящему. Картины увиденного аппаратурой просто ошеломили землян. Помимо этого, был исследован грунт и количество аммиака в атмосфере, измерена скорость ветра. А «Венера-9» и «Венера-10» смогли показать нам «соседку» по телевизору. Это первые в мире записи, переданные с другой планеты. А сами эти станции и теперь искусственные спутники Венеры. На эту планету последними летали «Венера-15» и «Венера-16», которые тоже стали спутниками, предварительно снабдив человечество абсолютно новыми и нужными знаниями. В 1985 году продолжением программы стали «Вега-1» и «Вега-2», которые изучали не только Венеру, но и комету Галлея. Следующий полёт планируется в 2024 году.

Принцип действия

Произведение выстрела обычно сопровождается шумом, который издается за счет образования газовой смеси из боезаряда. В момент активации детонирующего капсюля ударом бойка происходит взрыв заряда, освобождающий химическую энергию. Расширяющийся газ и формирует ударную волну в воздухе. Если используется ракетница сигнальная со световым эффектом, то ключевые процессы происходят на высоте, когда химические вещества ракетницы ярко освещают траекторию полета. Как и в случае с дымовыми боезарядами, световые ракетницы могут и вовсе не издавать шумовых эффектов – впрочем, сегодня немало вариантов патронов, в которых реализуется комбинированный принцип действия.

Посадочный комплекс космодрома

Посадочный комплекс космодрома — это часть специально оборудованной территории космодрома с размещенным на ней комплексом зданий и сооружений, оснащенных технологическим и общетехническим оборудованием.

Посадочный комплекс предназначен для приема космических кораблей, аппаратов, ступеней и элементов ракет-носителей многоразового использования. На посадочном комплексе производится также комплекс мероприятий послеполетной профилактики спускаемых объектов и подготовки их к транспортировке на техническую позицию.

В состав космодромов входят и полигоны посадки космических аппаратов. Они, конечно, не такие сложные, грандиозные и дорогостоящие, как посадочные комплексы многоразовых космических кораблей, но тем не менее достаточно технически оснащенные и оборудованные в инженерном отношении. Это довольно большие районы, предназначенные для штатной посадки космических объектов или спускаемых капсул с материалами. Полигоны посадки выбираются, как правило, в равнинной, малонаселенной, без крупных водоемов местности.

Трасса полигона посадки на протяжении нескольких тысяч километров оснащается средствами связи, наблюдения, контроля и выдачи целеуказаний о траектории спуска космического объекта поисково-спасательным службам. Полигон посадки должен обеспечить своими средствами контроль спуска, обнаружение объекта и его эвакуацию.

Посадочными комплексами можно условно назвать и те районы Карагандинской и Джезказганской областей Казахстана, где приземлялись первые пилотируемые корабли типа “Восток”, “Восход”, многочисленные космические аппараты серии “Космос”, различные модификации транспортных космических кораблей “Союз”.

В США в качестве полигонов посадки космических аппаратов выбраны районы акватории океана, что накладывает свои особенности на конструкцию космического аппарата и средства его поиска и эвакуации.

Как закрепить знания

Чтобы ребенок запомнил все услышанное, задайте ему несколько вопросов: что ты знаешь о космических ракетах, как они летают, почему они такие большие? Выслушайте ответы детей, поправьте, если они что-то напутали. Похвалите за хорошие познания.

Детям будет очень интересно самим нарисовать корабль в космосе, поэтому творческое задание — лучшее закрепление знаний, полученных из вашего сообщения. Объяснить детям принцип работы звездолетов и других видов транспорта будет проще, если они стараются изучить вопрос самостоятельно. По этой причине следует заинтересовать их, попросив детей объяснить их собственные ответы.

Фото: pixabay.com. 

О «Берлинге»

Судя по отзывам потребителей, высокое качество характерно для сигнальных патронов от . Для изделий предусмотрены стабилизаторы. Гильзы заправляются порохом марки «Сунер». Вес одного изделия составляет 10,5 г. Некоторые модели содержат фланцы с проточками. По отзывам покупателей, сигнальные патроны «Берлинг» не подвержены отсыреванию и обладают стабильно работающим капсюлем. Сигнальная звезда вылетает со скоростью 150 м/с. По мнению специалистов, данный показатель для пиротехнического сигнального средства считается очень высоким. Одна пачка рассчитана на 15 патронов. Стоимость товара 1400 рублей.

Обеспечение безопасности работ на космодроме

Космодром — зона повышенной опасности. Это обусловлено и токсичностью топлив, и высокими давлениями газов в различных емкостях и системах, и пожаро- и взрывоопасностью криогенных жидкостей и газов, и повышенными шумами и вибрациями, и высокими электрическими напряжениями, и излучениями антенн и т.д.

В связи с этим на космодроме существует система мероприятий, обеспечивающих безопасность проводимых работ. Условно эти мероприятия можно разделить на четыре группы.

Мероприятия, заложенные в проектных решениях при создании всего космодрома и отдельных его комплексов.

Здания и сооружения размещаются на безопасном расстоянии друг от друга, их конструкция предусматривает защищенность от воздействия ударной волны определенной силы и полную автономность жизнеобеспечения на несколько суток. При необходимости обеспечиваются пожаро- и взрывобезопасность, герметичность, звукоизоляция помещений.

Мероприятия, заложенные в конструкцию технологических систем и агрегатов.

К ним относятся выбор наиболее прочных и стойких к агрессивным средам материалов, внедрение вычислительных систем вместо насосных, применение сварных соединений, скоростных лифтов и специальных средств спасения, оснащение систем и сооружений быстродействующими и эффективными средствами контроля, сигнализации и ликвидации аварийных процессов, создание рациональной и безопасной технологии работ на всех участках.

Мероприятия, предусматривающие создание и использование коллективных и индивидуальных средств защиты.

Проектируются и строятся специальные системы спасения космонавтов и персонала стартовых команд, убежища и укрытия, средства пожаротушения на базе тяжелой бронетехники, применяются индивидуальные средства защиты кожи и органов дыхания при работах с агрессивными жидкостями и газами.

Старт ракеты-носителя «Протон» с космодрома «Байконур»

Мероприятия организационного характера.

К ним относятся обучение обслуживающего персонала; контроль соблюдения мер безопасности; создание системы допусков в сооружения и к технологическим системам, ограничивающей число людей, участвующих в конкретных операциях; своевременное оповещение о проведении опасных работ; организация эвакуации людей из опасных зон и т.п.

Обычно при организации и проведении каких-либо испытательных работ на космодромах устанавливаются три-четыре зоны безопасности, и в зависимости от характера и степени риска в каждой зоне устанавливается свой режим допуска к работам, осуществляются те или иные мероприятия.

Так, например, стартовый комплекс СК-39 на Восточном испытательном полигоне США для пусков ракетно-космической системы “Сатурн-5” — “Аполлон” был разбит на четыре зоны:

  • зона непосредственно в районе стартового сооружения с возможным избыточным давлением во фронте ударной волны в случае взрыва ракеты-носителя на старте около 10 атм и уровнем шума 135 дБ;
  • зона безопасности с уровнем шума от 135 до 120 дБ (примерно 2 км от старта);
  • зона общего назначения с уровнем шума менее 120 дБ (примерно 5 км);
  • промышленная зона со всеми вспомогательными техническими сооружениями (от 5 до 10 км).

При проведении пусков ракеты-носителя “Энергия” и многоразового ракетно-космического комплекса (МРКК) “Энергия” — “Буран” с космодрома Байконур в районе стартового комплекса были установлены также четыре зоны безопасности:

  • радиусом два километра вокруг пускового устройства. Из этой, наиболее опасной зоны, эвакуация обслуживающего персонала заканчивалась за 12 ч до пуска. Все дальнейшие технологические операции по заправке, подготовке к пуску и сам пуск производились дистанционно из защищенных бункеров управления;
  • радиусом пять километров вокруг пускового устройства. Эвакуация отсюда заканчивалась за 8 ч до пуска, одновременно с началом заправки ракеты-носителя жидким водородом;
  • радиусом 8,5 км, освобождалась за 4 ч до старта;
  • радиусом 15 км, подлежала эвакуации за 3 ч до старта. За ее пределами гарантировалась безопасность человека на открытой местности в случае взрыва ракеты-носителя на старте.

Таковы общая структура, задачи, состав технических и технологических средств космодромов, предназначенных для запусков ракет-носителей с космическими аппаратами на борту.

О Sellier

По мнению пользователей, сигнальные патроны данной марки влагостойкостью не отличаются. Кроме того, их гильзы имеют очень тонкие стенки, которые легко повредить. Заправляются они порохом «Крено». Показатель высоты подъема звезды не превышает 80 м. Судя по отзывам, во время эксплуатации нередко возникают проблемы со стабилизацией. В продаже имеются только патроны с красной звездой. Гильзы комплектуются биметаллическими сердечниками. Вышеперечисленные факторы объясняют низкую востребованность данных изделий на рынке пиротехнической сигнальной продукции. В пачке содержится по 15 патронов. Их цена – 900 рублей.

С какой скоростью летают ракеты?

Прежде, чем ответить на этот вопрос, давайте поймем в чем ее измеряют. Ракеты летают чертовски быстро и говорить о привычных км/ч или м/сек не приходится. Скорость многих современных летательных аппаратов измеряют в Махах.

Непривычная величина измерения скорости появилась не просто так. Название “число Маха” и обозначение “М” предложил в 1929 году Якоб Аккерет. Оно выражается как отношение скорости движения потока или тела к скорости распространения звука в среде, в которой происходит движение. Если учесть, что скорость распространения звуковой волны у поверхности земли примерно равна 331 м/сек (около 1200 км/ч), не трудно догадаться, что единицу можно получить только если поделить 331 на 331. То есть, скорость один Мах (М) у поверхности земли составляет примерно 1200 км/ч. С набором высоты скорость распространения звуковой волны падает из-за уменьшения плотности воздуха.

Таким образом, один Мах у поверхности земли и на высоте 20 000 метров отличается примерно на 10 процентов. Стало быть и скорость тела, которую оно должно развить, чтобы получить число Маха, уменьшается. Упрощенно среди обывателей принято называть число Маха скоростью звука. Если такое упрощение не применяется в точных расчетах, его вполне можно допустить и считать примерно равным величине у поверхности земли.

Ракеты могут запускаться с самолета.

Такую скорость не так легко представить, но крылатые ракеты могут летать на скорости до 5 Махов (примерно 7 000 км/ч в зависимости от высоты). Баллистические ракеты и вовсе способны развивать скорость до 23 Махов. Именно такую скорость на испытаниях показал ракетный комплекс Авангард. Получается, что на высоте 20 000 метров, это будет около 25 000 км/ч.

Конечно, такая скорость достигается на заключительной стадии полета при спуске, но представить, что рукотворный объект может перемещаться с такой скоростью, все равно сложно.

Как видим, ракеты перестали быть просто бомбой, которую кидают далеко вперед. Это настоящее произведение инженерного искусства. Вот только хотелось бы, чтобы эти разработки шли в мирное русло, а не предназначались для разрушения.

ТТХ семейства ракет «Калибр»

ТТХ серии «Калибр», стоящих на вооружение ВС РФ, дополнительно неизвестны. Дальность стрельбы «Калибр» по наземным целям (по данным от 2012 год) составляет 2600 км, по морским – 375 км.

По другим сообщениям, дальность 3М14 в термоядерном боевом оборудовании – от 2000 до 2600 км.

Весной 2016 года на фрегате «Адмирал Григорович» прошла церемония поднятия Андреевского флага, на которой командующий Черноморским флотом ВМФ России заявил, что этот корабль имеет область боевого воздействия в 7 млн кв. км по стрельбе по наземным целям и в 800 000 кв.км при стрельбе по морским целям. Это говорит о том, что корабль может поражать надводные цели в радиусе примерно 500 км, а наземные – в радиусе примерно 1500 км (с неядерной боевой частью). Но неизвестно, имел ли ввиду адмирал именно ракету 3М54 «Калибр», говоря про уничтожение морских целей.

Осенью 2017 года, выступая в клубе «Валдай» в рамках дискуссии, Верховный главнокомандующий ВС России президент В.В. Путин рассказал о предельной дальности полета «Калибр» морского базирования – 1400 км.

В начале февраля 2019 года высокопоставленные источники в государственных структурах сообщили, что дальность ракеты «Калибр-НК» в случае переноса на сушу – до 2,6 тыс. километров.

Тактико-технические характеристики ракет в экспортной модификации

Ракета

3М-54Э

3М-54Э1

3М-14Э

91РЭ1

91РТЭ2

Длина, м

8,22

6,20

6,20

7,65

6,20

Диаметр, мм

533

533

533

533

533

Стартовая масса, кг

2300

1800

1770

2100

1200

Боевая часть

Проникающая фугасная
200 кг

Проникающая фугасная
400 кг

Осколочно-фугасная или проникающая фугасная
450 кг

Торпеда АПР-3МЭ

Торпеда МПТ-1УМЭ

Дальность полёта

220 км

300 км

300 км

50 км

40 км

Скорость полёта, в числах Маха (М)

На марше: 0,8
У цели: 2,9

0,8

0,8

2,5

2,0

Траектория (высота полета)

На марше: 20 м
У цели: 10 м

20 м

Над морем: 20 м
Над сушей: 50-150 м

Баллистическая

Баллистическая

Система управления

ИНС + РЛГСН

ИНС + РЛГСН

ИНС + РЛГСН
+ коррекция по данным
ГЛОНАСС или GPS

ИНС

ИНС

Крылатая ракета «Фау-1»

Первым «оружием возмездия» стал самолет-снаряд Fi 103, разрабатывавшийся с лета 1942 года. Этот беспилотный моноплан с прямым крылом приводился в движение простым и недорогим пульсирующим воздушно-реактивным двигателем, установленным над фюзеляжем. Автопилот «Фау-1» удерживал ракету на заданном курсе и высоте при помощи гироскопов и магнитного компаса.

Дальность «Фау-1» задавал механический счетчик, который скручивала до нуля аэродинамическая вертушка на носу снаряда. Когда счетчик вставал на ноль, «беспилотник» уходил в пике.

Боевая часть «Фау-1» содержала до тонны аммотола.

Запускалась ракета с паровой катапульты длиной около 50 метров. Подобная пусковая установка была не очень мобильной и легко обнаруживалась воздушными разведчиками.

История создания

В начале 20-го века Циолковский сформулировал основные принципы ракетостроения и создал первую схему жидкого реактивного двигателя. Он предсказал, что уже через пару десятилетий человечество начнет осваивать ближний космос.В 1909 году Р. Годдард предложил идею о многоступечатой ракете, где пустая ступень отделялась от конструкции, уменьшая ее массу и увеличивая дальность полета.

В 1937 году в Германии появляется ракетный центр, возглавленный В. Фон Брауном и К. Риделем. В центре была оборудована аэродинамическая труба для испытаний, а также построен завод по сжижению кислорода. Первым созданным изделием стал самолет-снаряд ФАУ-1, на основе которого затем в 1942 году сконструировали баллистическую ракету ФАУ-2. При массе ракеты в 13 тонн дальность полета составляла 300 км со скоростью 1,5 км/с.

На их основе уже через год американцами была создана ракета «Redstone». Ученые СССР в 1948 году разработали ракету Р-1, а затем в 1957 году успешно испытали МБР Р-7 (доработанная Р-1).

Основные этапы эволюции крылатых ракет

Идея создания беспилотного управляемого летательного аппарата, начиненного взрывчаткой, возникла почти сразу после появления первых самолетов. Практические разработки в этом направлении велись в нескольких странах, изобретатели предлагали разные варианты конструкции «летающей бомбы»: с радиоуправлением и с разными видами автопилотов. Однако долгое время дело не шло далее создания более или менее удачных прототипов.

В 1931 году в Британии была разработана радиоуправляемая воздушная мишень Queen. В начале войны беспилотники на ее основе использовались для ведения разведки. В 1939 году свой первый полет совершила советская крылатая ракета «212» с жидкостным двигателем, ее созданием руководил Сергей Королев. В 1944 году американцы применили против японских войск радиоуправляемые «самолеты-снаряды» TDR-1, но результаты атаки были признаны неудовлетворительными.

Первая серийная КР Фау-1. Такими «самолетами-снарядами» гитлеровцы обстреливали Великобританию

Наибольших успехов в этой области добилась гитлеровская Германия. Немецкие конструкторы сумели разработать Фау-1 – первую в мире КР, выпускавшуюся серийно. В конце войны немцы активно использовали их для бомбардировок Британии. Эта крылатая ракета оснащалась пульсирующим воздушно-реактивным двигателем, имела простейший автопилот с гироскопом. Управление дальностью полета осуществлялось с помощью механического счетчика с лопастным анемометром. Как только он скручивался до нуля, подавалась команда на пикирование.

После войны германские технологии попали в руки союзников. В 1947 году начались работы над созданием первой советской КР «Комета». В нашей стране в этом направлении трудились ведущие конструкторы: Челомей, Лавочкин, Микоян. В 50-е годы в Советском Союзе и США были запущены проекты межконтинентальных крылатых ракет, которые рассматривались в качестве средства доставки ядерного оружия. В 1958 году американцы приняли на вооружение КР SM-62 Snark. Ее советским аналогом была сверхзвуковая двухступенчатая «Буря», работы над которой были прекращены в 1960 году, – военные быстро поняли, что для доставки боеголовок за океан баллистические ракеты подходят куда больше.

С середины 50-х годов в Советском Союзе активно работали над крылатыми ракетами, предназначенными для поражения кораблей противника. В 1968 году на вооружение была принята ПКР «Аметист» – первая в мире ракета с возможностью подводного старта. За ней последовали «Малахит», «Гранит», «Яхонт». Примерно в это же время американцы разработали противокорабельную крылатую ракету «Гарпун», до сих пор находящуюся на вооружении.

Советская ПКР П-70 «Аметист» — первая крылатая ракета, способная стартовать из-под воды

В начале 70-х годов в США были начаты работы над проектом, который привел к созданию КР BGM-109 Tomahawk – самого известного представителя этого класса оружия. Его главной «изюминкой» стала революционная система наведения, превратившая «Томагавк» в идеальное средство для поражения важных малоразмерных целей на территории противника.

21 октября 1967 года с помощью советских ПКР П-15 «Термит», запущенных с ракетных катеров, был потоплен израильский эсминец «Эйлат». Это событие стало первым случаем реального применения ПКР и послужило толчком к дальнейшему развитию данного вида оружия, а также совершенствованию средств защиты от него. Позже «Термиты» успешно использовались во время индо-пакистанского конфликта 1971 года. С их помощью было потоплено несколько пакистанских боевых кораблей, а также уничтожен нефтяной терминал в Карачи.

Первым конфликтом, в котором крылатые ракеты массово применялись по наземным целям, стала война в Персидском заливе 1991 года. За время проведения этой операции американцы выпустили почти 300 «Томагавков». «Топор» показал себя, как эффективное и смертоносное оружие, поэтому без него уже не обходился ни один последующий конфликт с участием США. «Томагавки» активно использовались во время балканских войн середины и конца 90-х, второй иракской кампании, интервенции в Ливию, ими же «утюжат» сирийскую армию на протяжении последних двух лет.

О сигнальных патронах 12 калибра «Рекорд»

Поскольку данное пиротехническое изделие не является опасным боеприпасом, оно имеется в свободной продаже. Изготовителем в производстве патронов используется порох марки «Сокол». По отзывам покупателей, после выстрела «звезда» горит в течение 4 секунд. Линейка товаров представлена белыми, красными, зелеными и желтыми патронами. Высота подъема сигнала варьируется в пределах 90-100 метров. Наиболее покупаемым является патрон с белой звездой. Предназначен он для кратковременного освещения местности. С помощью остальных цветов на большие дистанции подаются сигналы и сообщения. Радиус видимости, обеспеченный горением звезды при хороших погодных условиях, — не менее 2 тыс. метров.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.