Ракета

Запуск космического корабля "Союз ТМА-9" с космодрома Байконур , площадка 1/5 в Казахстане.

Ракета (от итальянского : rocchetto , лито  «бобины / золотник») ^{[пь 1] [1]} является снаряд , космический корабль , самолет или другим транспортным средством , которое получает тяги от ракетного двигателя . Выхлоп ракетных двигателей полностью формируется из топлива, находящегося внутри ракеты. ^[2] Ракетные двигатели работают за счет действия и противодействия и толкают ракеты вперед, просто выбрасывая их выхлопные газы в противоположном направлении с высокой скоростью, и поэтому могут работать в космическом вакууме .

На самом деле ракеты более эффективно работают в космосе, чем в атмосфере. Многоступенчатые ракеты способны достигать космической скорости от Земли и, следовательно, могут достигать неограниченной максимальной высоты. По сравнению с воздушными двигателями , ракеты легкие и мощные, они способны создавать большие ускорения . Чтобы управлять своим полетом, ракеты полагаются на импульс , аэродинамические характеристики , вспомогательные реактивные двигатели , тягу на карданном шарнире , импульсные колеса , отклонение выхлопного потока , поток топлива, вращение или силу тяжести .

Ракеты для военных и развлекательных целей появились как минимум в Китае в 13 веке . ^[3] Значительного научного, межпланетного и промышленного использования не произошло до 20-го века, когда ракетная техника была технологией, способствующей развитию космической эры , в том числе ступить на Луну Земли . Ракеты теперь используются для фейерверков , вооружения , катапультных кресел , ракет-носителей для искусственных спутников , космических полетов человека и исследования космоса .

Химические ракеты являются наиболее распространенным типом высокой мощности ракеты, как правило , создает высокую скорость выхлопных газов со стороны сгорания из топлива с окислителем . Сохраняемый пропеллент может быть простым сжатым газом или одним жидким топливом, которое диссоциирует в присутствии катализатора ( монотопливо ), двумя жидкостями, которые самопроизвольно реагируют при контакте ( гиперголические пропелленты ), двумя жидкостями, которые должны воспламениться для реакции (например, керосин ( RP1) и жидкий кислород, используемый в большинстве жидкостных ракет ), твердое сочетание топлива с окислителем ( твердое топливо ) или твердое топливо с жидким или газообразным окислителем (гибридная топливная система ). Химические ракеты хранят большое количество энергии в легко высвобождаемой форме и могут быть очень опасными. Однако тщательное проектирование, тестирование, конструкция и использование сводят риски к минимуму.

История

Первые пороховые ракеты появились в средневековом Китае при династии Сун к 13 веку. Монголы переняли китайские ракетные технологии, и это изобретение распространилось через монгольские вторжения на Ближний Восток и в Европу в середине 13 века. ^[4] Ракеты записываются ^{[ кем? ], который} использовался военно-морским флотом Сун во время военных учений, датированных 1245 годом. Ракетный двигатель внутреннего сгорания упоминается в ссылке на 1264 год, где записано, что «земляная крыса», вид фейерверка , напугала Императрицу-Мать Гуншэн в пир, устроенный в ее честь ее сыном императором Лицзун . ^[5]Впоследствии ракеты включены в военный трактат Хуолунцзин , также известный как Руководство огненного дракона, написанный китайским артиллерийским офицером Цзяо Юем в середине 14 века. В этом тексте упоминается первая известная многоступенчатая ракета , «огненный дракон, выходящий из воды» (Huo long chu shui), которая, как считается, использовалась китайским флотом. ^[6]

Средневековые и ранние современные ракеты использовались в качестве зажигательного оружия при осаде . Между 1270 и 1280 годами Хасан аль-Раммах написал « Аль-фурусийя ва аль-манасиб аль-харбийя» ( «Книга о военном искусстве и изобретательных военных устройствах» ), в которую вошли 107 рецептов пороха, 22 из которых для ракет. ^{[7] [8]} В Европе Конрад Кезер описал ракеты в своем военном трактате « Беллифортис» около 1405 года. ^[9]

Название «ракета» происходит от итальянского rocchetta , что означает «шпулька» или «маленькое веретено», данное из-за сходства по форме с катушкой или катушкой, используемой для удержания нити на прядильном колесе. Леонард Фронспергер и Конрад Хаас переняли итальянский термин в немецком языке в середине 16 века; «ракета» появляется в английском языке к началу 17 века. ^[1] Artis Magnae Artilleriae Pars прима , является важным в начале современной работы по ракетной артиллерии , по Казимир Семенович , был впервые напечатан в Амстердаме в 1650 году .

В Mysorean ракеты были первые успешные железосодержащие обсаженных ракеты, разработанные в конце 18 - го века в Королевство Майсур (часть современной Индии ) под властью Хайдер Али . ^[10] Ракета Конгрев была британским оружием, разработанным и разработанным сэром Уильямом Конгривом в 1804 году. Эта ракета была основана непосредственно на майсорских ракетах, использовала сжатый порох и использовалась во время наполеоновских войн . Это были ракеты Конгрева, о которых говорил Фрэнсис Скотт Ки, когда писал о «красных бликах ракет», когда его держали в плену на британском корабле, который осаждал его.Форт МакГенри в 1814 году. ^[11] Вместе майсорские и британские нововведения увеличили эффективную дальность стрельбы военными ракетами со 100 до 2000 ярдов.

Первое математическое рассмотрение динамики ракетного двигателя принадлежит Уильяму Муру (1813 г.). В 1815 году Александр Дмитриевич Засядько построил ракетные пусковые площадки, позволяющие запускать ракеты залпами (по 6 ракет одновременно), и артиллерийские установки. Уильям Хейл в 1844 году значительно повысил точность ракетной артиллерии. Эдвард Мунье Боксер еще больше улучшил ракету Конгрев в 1865 году.

Уильям Лейтч впервые предложил концепцию использования ракет для полетов человека в космос в 1861 году. ^[12] Позже (в 1903 году) Константин Циолковский также придумал эту идею и подробно разработал теорию, которая послужила основой для последующего развития космических полетов. В 1920 году профессор Роберт Годдард из Университета Кларка опубликовал предлагаемые усовершенствования ракетной техники в книге «Метод достижения экстремальных высот» . ^[13] В 1923 году Герман Оберт (1894–1989) опубликовал Die Rakete zu den Planetenräumen («Ракета в планетное пространство»).

Современные ракеты возникли в 1926 году, когда Годдард прикрепил сверхзвуковое сопло ( де Лаваля ) к камере сгорания высокого давления . Эти сопла превращают горячий газ из камеры сгорания в более холодную, гиперзвуковую и направленную струю газа, увеличивая тягу более чем вдвое и повышая КПД двигателя с 2% до 64%. ^[13] Его использование жидкого топлива вместо пороха значительно снизило вес и повысило эффективность ракет. Их использование в артиллерии Второй мировой войны развило технологию и открыло возможность полетов человека в космос после 1945 года.

В 1943 году в Германии началось производство ракеты Фау-2 . Параллельно с немецкой программой управляемых ракет , ракеты также использовались на самолетах , либо для обеспечения горизонтального взлета ( RATO ), вертикального взлета ( Bachem Ba 349 "Natter") или для их питания ( Me 163 , см. Список управляемых ракет Германии времен Второй мировой войны ). Реактивные программы союзников были менее технологичными, в основном полагаясь на неуправляемые ракеты, такие как советская ракета «Катюша» в роли артиллерии и американский противотанковый снаряд « базука» . В них использовалось твердое химическое топливо.

В 1945 году американцы захватили большое количество немецких ученых-ракетчиков , в том числе Вернера фон Брауна , и доставили их в Соединенные Штаты в рамках операции «Скрепка» . После того, как ученые Второй мировой войны используемых ракет для изучения условий на больших высотах, по радио телеметрии температуры и давления атмосферы, обнаружения космических лучей и дальнейших методов; отметим также Bell X-1 , первую пилотируемую машину, преодолевшую звуковой барьер (1947 г.). Самостоятельно в космической программе Советского Союза исследования продолжались под руководством главного конструктора Сергея Королева. (1907–1966).

Во время холодной войны ракеты стали чрезвычайно важными в военном отношении с развитием современных межконтинентальных баллистических ракет (МБР). В 1960-е годы ракетные технологии развивались быстрыми темпами, особенно в Советском Союзе (« Восток» , « Союз» , « Протон» ) и в США (например, X-15 ). Ракеты начали использовать для освоения космоса . Американские программы с экипажем ( Project Mercury , Project Gemini, а затем и программа Apollo ) завершились в 1969 году первой пилотируемой высадкой на Луну с использованием оборудования, запущенного Saturn V. ракета.

Типы

Конфигурации автомобиля

Ракетные аппараты часто имеют типичную форму высокой тонкой «ракеты», которая взлетает вертикально, но на самом деле существует множество различных типов ракет, включая: ^{[14] [15]}

• крошечные модели , такие как воздушный шар ракета , водные ракеты , резко возрастает или маленькие твердотопливные ракеты , которые можно приобрести в магазине типа
• ракеты
• космические ракеты, такие как огромный Сатурн V, используемые для программы Аполлон
• ракетные машины
• ракетный мотоцикл ^[16]
• самолет с ракетным двигателем (включая ракетный взлет обычных самолетов - РАТО )
• ракетные сани
• ракетные поезда
• ракетные торпеды ^{[17] [18]}
• реактивные ранцы с ракетными двигателями ^[19]
• системы быстрого эвакуации, такие как катапультируемые сиденья и системы эвакуации при запуске
• космические зонды

Дизайн

Конструкция ракеты может быть такой же простой, как картонная трубка, заполненная черным порохом , но создание эффективной и точной ракеты или ракеты требует решения ряда сложных проблем. Основные трудности включают охлаждение камеры сгорания, перекачку топлива (в случае жидкого топлива), а также управление и корректировку направления движения. ^[20]

Составные части

Ракеты состоят из метательного взрывчатого вещества , места для метательного взрывчатого вещества (например, топливного бака ) и сопла . Они могут также иметь один или несколько ракетных двигатели , направленное стабилизирующее устройство (ы) (например, ребер , штангенциркуль двигателей или двигатели карданный подвеса для тяги векторизации , гироскопы ) и структур ( как правило , монокока ) , чтобы удерживать эти компоненты вместе. Ракеты, предназначенные для высокоскоростного использования в атмосфере, также имеют аэродинамический обтекатель, такой как носовой обтекатель , который обычно удерживает полезную нагрузку. ^[21]

Помимо этих компонентов, ракеты могут иметь любое количество других компонентов, таких как крылья ( ракетопланы ), парашюты , колеса ( ракетные машины ), даже, в некотором смысле, человека ( ракетный пояс ). Транспортные средства часто имеют навигационные системы и системы наведения, которые обычно используют спутниковую навигацию и инерциальные навигационные системы .

Двигатели

Ракетные двигатели работают по принципу реактивного движения . ^[2] Ракетные двигатели, приводящие в действие ракеты, бывают самых разных типов; полный список можно найти в основной статье « Ракетный двигатель» . Большинство современных ракет химически питание ракет ( как правило , двигатели внутреннего сгорания , ^[22] , но некоторые используют разложение однокомпонентного топливный ) , которые излучают горячий отходящий газ . Ракетный двигатель может использовать газовое топливо, твердое топливо , жидкое топливо или гибридную смесь твердого и жидкого топлива . Некоторые ракеты используют тепло или давление, которые поступают от источника, отличного отхимическая реакция пропеллента (ей), например паровых ракет , солнечных тепловых ракет , ядерных тепловых ракетных двигателей или простых ракет под давлением, таких как водяные ракеты или двигатели на холодном газе . С горючими порохами инициируется химическая реакция между топливом и окислителем в камере сгорания , и образующиеся горячие газы ускоряются из сопла (или сопел ) ракетного двигателя на обращенном назад конце ракеты. ускорениеэтих газов через двигатель оказывает силу («тягу») на камеру сгорания и сопло, приводя в движение транспортное средство (в соответствии с третьим законом Ньютона ). На самом деле это происходит потому, что сила (давление, умноженная на площадь) на стенку камеры сгорания неуравновешивается отверстием сопла; в любом другом направлении дело обстоит иначе. Форма сопла также создает силу, направляя выхлопной газ вдоль оси ракеты. ^[2]

Пропеллент

Ракетное топливо - это масса, которая хранится, обычно в той или иной форме топливного бака или корпуса, до использования в качестве движущей массы, которая выбрасывается из ракетного двигателя в виде струи жидкости для создания тяги . ^[2] Для химических ракет часто в качестве ракетного топлива используется топливо, такое как жидкий водород или керосин, сжигаемый с помощью окислителя, такого как жидкий кислород или азотная кислота, для получения больших объемов очень горячего газа. Окислитель либо хранится отдельно и смешивается в камере сгорания, либо поставляется предварительно смешанным, как в твердых ракетах.

Иногда пропеллент не сгорает, но все же подвергается химической реакции и может быть «монотопливом», таким как гидразин , закись азота или перекись водорода, который может каталитически разлагаться до горячего газа.

В качестве альтернативы можно использовать инертное топливо, которое может нагреваться извне, например, в паровой ракете , солнечной тепловой ракете или ядерных тепловых ракетах . ^[2]

Для меньших ракет с низкими характеристиками, таких как двигатели с контролем ориентации, где высокая производительность менее необходима, в качестве топлива используется жидкость под давлением, которая просто выходит из космического корабля через сопло. ^[2]

Заблуждение о маятниковой ракете

Первая ракета на жидком топливе , построенная Робертом Х. Годдардом , значительно отличалась от современных ракет. Ракетный двигатель был на вершине и топливный бак в нижней части ракеты, ^[23] на основе веры Годдарда , что ракета будет достичь стабильности, «висит» от двигателя , как маятник в полете. ^[24] Однако ракета отклонилась от курса и упала в 184 футах (56 м) от стартовой площадки , ^[25] указывая на то, что ракета была не более стабильной, чем ракета с ракетным двигателем в основании. ^[26]

Использует

Ракеты или другие аналогичные реактивные устройства, несущие собственное топливо, должны использоваться, когда нет другого вещества (земля, вода или воздух) или силы ( гравитация , магнетизм , свет ), которые транспортное средство может с пользой использовать для движения, например, в космосе. В этих обстоятельствах необходимо иметь при себе все топливо, которое будет использоваться.

Однако они полезны и в других ситуациях:

Военный

Некоторое военное оружие использует ракеты для продвижения боеголовок к своим целям. Ракету и ее полезную нагрузку обычно называют ракетой, если у оружия есть система наведения (не все ракеты используют ракетные двигатели, некоторые используют другие двигатели, такие как реактивные ) или ракетой, если она неуправляемая. Противотанковые и зенитные ракеты используют ракетные двигатели для поражения целей на высокой скорости на расстоянии до нескольких миль, в то время как межконтинентальные баллистические ракеты могут использоваться для доставки нескольких ядерных боеголовок с расстояния в тысячи миль, а противобаллистические ракеты пытаются их остановить. . Ракеты также прошли испытания на разведку., например, ракета « Пинг-понг» , которая была запущена для наблюдения за вражескими целями, однако разведывательные ракеты никогда не находили широкого применения в вооруженных силах.

Наука и исследования

Зондирующие ракеты обычно используются для перевозки приборов, снимающих показания на высоте от 50 до 1500 километров (930 миль) над поверхностью Земли. ^[27] В первые изображения Земли из космоса были получены из V-2 ракеты в 1946 году ( полета # 13 ). ^[28]

Ракетные двигатели также используются для передвижения ракетных саней по рельсам с чрезвычайно высокой скоростью. Мировой рекорд - 8,5 Маха. ^[29]

Космический полет

Ракеты большего размера обычно запускаются со стартовой площадки, которая обеспечивает стабильную поддержку в течение нескольких секунд после зажигания. Благодаря высокой скорости истечения - от 2500 до 4500 м / с (от 9000 до 16 200 км / ч; от 5600 до 10 100 миль в час) - ракеты особенно полезны, когда требуются очень высокие скорости, такие как орбитальная скорость примерно 7800 м / с (28000 км / ч; 17000 миль / ч). Космические аппараты, выведенные на орбитальные траектории, становятся искусственными спутниками , которые используются во многих коммерческих целях. Действительно, ракеты остаются единственным способом вывода космических аппаратов на орбиту и дальше. ^[30] Они также используются для быстрого ускорения космических аппаратов, когда они меняют орбиту или сходят с орбиты для посадки.. Также ракета может использоваться для смягчения жесткого приземления с парашютом непосредственно перед приземлением (см. Ретророзетку ).

Спасать

Ракеты использовались для продвижения троса к пораженному кораблю, так что буй Breeches можно было использовать для спасения находящихся на борту. Ракеты также используются для запуска аварийных ракет .

Некоторые пилотируемые ракеты, особенно Сатурн V ^[31] и Союз , ^[32], имеют системы аварийного выхода . Это небольшая, обычно твердотопливная ракета, способная в любой момент отвести пилотируемую капсулу от основного транспортного средства в безопасное место. Эти типы систем эксплуатировались несколько раз, как во время испытаний, так и в полете, и каждый раз работали правильно.

Так было, когда Система обеспечения безопасности (советская номенклатура) успешно оторвала капсулу L3 во время трех из четырех неудачных пусков советской лунной ракеты, аппаратов N1 3L, 5L и 7L . Во всех трех случаях капсула, хотя и не отвинченная, была спасена от разрушения. Только три вышеупомянутые ракеты N1 имели функциональные системы обеспечения безопасности. У выдающейся машины, 6L , были макеты верхних ступеней и, следовательно, не было системы эвакуации, что давало ускорителю N1 100% -ный шанс выхода из неудачного запуска. ^{[33] [34] [35] [36]}

Успешный побег капсулы с экипажем произошел, когда корабль «Союз Т-10» , выполнявший миссию на космическую станцию « Салют-7 » , взорвался на площадке. ^[37]

Катапультируемые сиденья с твердотопливными ракетами используются во многих военных самолетах для вывода экипажа из транспортного средства в безопасное место при потере управления полетом. ^[38]

Хобби, спорт и развлечения

Модельная ракета - это небольшая ракета, предназначенная для достижения малых высот (например, 100–500 м (330–1640 футов) для модели весом 30 г (1,1 унции)) и может быть извлечена различными способами.

Согласно Кодексу безопасности Национальной ассоциации ракетной техники США ^[39] модели ракет изготавливаются из бумаги, дерева, пластика и других легких материалов. Код также содержит рекомендации по использованию двигателя, выбору места запуска, методам запуска, размещению пусковой установки, проектированию и развертыванию системы восстановления и т. Д. С начала 1960-х годов копия Кодекса безопасности модельных ракет поставлялась с большинством комплектов ракетных моделей и двигателей. Несмотря на присущую ей ассоциацию с чрезвычайно легковоспламеняющимися веществами и объектами с острым концом, движущимися на высоких скоростях, ракетная техника исторически оказалась очень безопасным хобби ^{[40] [41]} и считалась важным источником вдохновения для детей, которые в конечном итоге становитьсяученые и инженеры . ^[42]

Любители строят и летают на самых разных моделях ракет. Многие компании производят комплекты и детали для моделей ракет, но из-за присущей им простоты известно, что некоторые любители делают ракеты практически из чего угодно. Ракеты также используются в некоторых типах потребительских и профессиональных фейерверков . Ракета воды представляет собой тип модели ракеты с использованием воды в качестве реакционной массы. Сосуд под давлением (двигатель ракеты) обычно представляет собой использованную пластиковую бутылку для безалкогольных напитков. Вода вытесняется сжатым газом, обычно сжатым воздухом. Это пример третьего закона движения Ньютона.

Масштаб любительской ракетной техники может варьироваться от небольшой ракеты, запущенной на заднем дворе, до ракеты, достигшей космоса. ^[43] Любительская ракетная техника подразделяется на три категории в зависимости от общего импульса двигателя : маломощный, средний и мощный .

Перекись водорода ракета используется для питания реактивных ранцев , ^[44] и было использована для питания автомобилей и ракета автомобиль держит все время (хотя и неофициальный) Drag Racing запись. ^[45]

Corpulent Stump - самая мощная некоммерческая ракета, когда-либо запускавшаяся на двигателе Aerotech в Соединенном Королевстве.

Полет

Запуск для орбитальных космических полетов или в межпланетное пространство обычно осуществляется из фиксированного места на земле, но также возможен с самолета или корабля.

Технологии запуска ракет включают в себя весь набор систем, необходимых для успешного запуска транспортного средства, не только само транспортное средство, но также системы управления стрельбой , центр управления миссией , стартовую площадку , наземные станции и станции слежения, необходимые для успешного запуска или восстановления или обе. Их часто вместе называют « наземным сегментом ».

Орбитальные ракеты-носители обычно взлетают вертикально, а затем начинают постепенно наклоняться, обычно следуя траектории поворота под действием силы тяжести .

Оказавшись над большей частью атмосферы, транспортное средство затем поворачивает реактивный двигатель под углом, направляя его в основном горизонтально, но несколько вниз, что позволяет транспортному средству набирать, а затем поддерживать высоту, увеличивая горизонтальную скорость. По мере увеличения скорости аппарат будет становиться все более и более горизонтальным, пока на орбитальной скорости двигатель не отключится.

Все текущие аппараты проходят стадию , то есть сбрасывают аппаратуру по пути на орбиту. Хотя были предложены аппараты, которые могли бы достигать орбиты без промежуточных ступеней, ни один из них никогда не был сконструирован, и, если бы он был приведен в действие только ракетами, экспоненциально возрастающие потребности в топливе такого аппарата сделали бы его полезную полезную нагрузку крошечной или вовсе не существующей. Большинство современных и исторических ракет-носителей «расходуют» выброшенное оборудование, как правило, позволяя ему упасть в океан, но некоторые восстановили и повторно использовали сброшенное оборудование либо с помощью парашюта, либо с помощью силовой посадки.

При запуске космического корабля на орбиту " изгиб " - это управляемый поворот с приводом во время фазы подъема, который приводит к отклонению траектории полета ракеты от "прямой" траектории. Искривление необходимо, если желаемый азимут пуска для достижения желаемого наклона орбиты должен проходить по наземному пути над сушей (или над населенным районом, например, Россия обычно запускает над сушей, но над незаселенными районами), или если ракета пытается достичь орбитального самолета, не достигающего широты стартовой позиции. Изогнутые ноги нежелательны из-за того, что на борту требуется дополнительное топливо, что приводит к увеличению нагрузки и снижению производительности транспортного средства. ^{[46] [47]}

Шум

Выхлоп ракеты генерирует значительное количество акустической энергии. Когда сверхзвуковой выхлоп сталкивается с окружающим воздухом, образуются ударные волны . Интенсивность звука от этих ударных волн зависит от размера ракеты, а также скорости истечения. Интенсивность звука больших ракет с высокими характеристиками потенциально может убить с близкого расстояния. ^[48]

Шаттл генерируется 180 дБ шума вокруг своей базы. ^[49] Для борьбы с этим НАСА разработало систему шумоподавления, которая может пропускать воду со скоростью до 900 000 галлонов в минуту (57 м ³ / с) на стартовую площадку. Вода снижает уровень шума со 180 дБ до 142 дБ (проектное требование - 145 дБ). ^[50] Без системы подавления звука акустические волны отражались бы от стартовой площадки в сторону ракеты, вызывая вибрацию чувствительной полезной нагрузки и экипажа. Эти акустические волны могут быть настолько серьезными, что могут повредить или разрушить ракету.

Шум обычно наиболее интенсивен, когда ракета находится близко к земле, поскольку шум двигателей исходит от струи вверх, а также отражается от земли. Этот шум можно несколько уменьшить с помощью пламенных траншей с крышами, нагнетания воды вокруг струи и отклонения струи под углом. ^[48]

Для ракет с экипажем используются различные методы для снижения интенсивности звука для пассажиров, и обычно размещение космонавтов подальше от ракетных двигателей значительно помогает. Для пассажиров и экипажа, когда транспортное средство движется на сверхзвуковой скорости, звук прерывается, так как звуковые волны больше не могут поспевать за автомобилем. ^[48]

Физика

Операция

Эффект от сжигания топлива в ракетном двигателе является увеличение внутренней энергии образующихся газов, используя накопленную химическую энергию в топливе. ^{[ необходима цитата ]} По мере увеличения внутренней энергии давление увеличивается, и сопло используется для преобразования этой энергии в направленную кинетическую энергию. Это создает тягу к окружающей среде, в которую выбрасываются эти газы. ^{[ необходима цитата ]} Идеальное направление движения выхлопа - в направлении, вызывающем тягу. В верхнем конце камеры сгорания горячий, энергичный газовый флюид не может двигаться вперед, поэтому он толкается вверх к верхней части камеры сгорания ракетного двигателя.. По мере приближения продуктов сгорания к выходу из камеры сгорания их скорость увеличивается. Воздействие сходящейся части сопла ракетного двигателя на текучую среду газов сгорания под высоким давлением заключается в том, что газы разгоняются до высокой скорости. Чем выше скорость газов, тем ниже давление газа ( принцип Бернулли или сохранение энергии) воздействуя на эту часть камеры сгорания. В правильно спроектированном двигателе поток достигает 1 Маха в горловине сопла. В этот момент скорость потока увеличивается. За горловиной сопла колоколообразная расширяющаяся часть двигателя позволяет газам, которые расширяются, давить на эту часть ракетного двигателя. Таким образом, раструбная часть сопла дает дополнительную тягу. Проще говоря, для каждого действия существует равная и противоположная реакция, согласно третьему закону Ньютона, в результате чего выходящие газы вызывают реакцию силы на ракету, заставляя ее разгонять ракету. ^{[51] [nb 2]}

В закрытой камере давления равны в каждом направлении, и ускорение не происходит. Если в нижней части камеры предусмотрено отверстие, давление больше не действует на недостающую секцию. Это отверстие позволяет выхлопу выходить. Остающееся давление дает результирующую тягу на стороне, противоположной отверстию, и именно эти давления толкают ракету.

Форма сопла важна. Представьте воздушный шар, который приводится в движение воздухом, выходящим из сужающегося сопла. В таком случае сочетание давления воздуха и вязкого трения таково, что сопло не толкает баллон, а тянется им. ^[53] Использование сужающегося / расходящегося сопла дает больше силы, поскольку выхлоп также давит на него при расширении наружу, примерно вдвое увеличивая общую силу. Если пропеллент непрерывно добавляется в камеру, то это давление может поддерживаться до тех пор, пока остается пропеллент. Обратите внимание, что в случае двигателей на жидком топливе насосы, перемещающие топливо в камеру сгорания, должны поддерживать давление выше, чем в камере сгорания - обычно порядка 100 атмосфер. ^[2]

В качестве побочного эффекта это давление на ракету также действует на выхлоп в противоположном направлении и ускоряет этот выхлоп до очень высоких скоростей (согласно Третьему закону Ньютона ). ^[2] Исходя из принципа сохранения количества движения, скорость истечения ракеты определяет, насколько увеличивается количество движения для данного количества топлива. Это называется удельным импульсом ракеты . ^[2]Поскольку ракета, топливо и выхлопные газы в полете без каких-либо внешних возмущений могут рассматриваться как замкнутая система, общий импульс всегда постоянен. Следовательно, чем выше чистая скорость выхлопа в одном направлении, тем большей скорости ракета может достичь в противоположном направлении. Это особенно верно, поскольку масса корпуса ракеты обычно намного меньше, чем окончательная общая масса выхлопных газов.

Силы на ракете в полете

Общее изучение сил, действующих на ракету, является частью области баллистики . Космические аппараты изучаются в области астродинамики .

На летающие ракеты в первую очередь влияют следующие факторы: ^[54]

• Тяга от двигателя (ов)
• Сила тяжести от небесных тел
• Перетащите при движении в атмосфере
• Лифт ; обычно относительно небольшой эффект, за исключением самолетов с ракетными двигателями

Кроме того, инерция и центробежная псевдосила могут быть значительными из-за траектории ракеты вокруг центра небесного тела; при достижении достаточно высоких скоростей в правильном направлении и на высоте достигается стабильная орбита или космическая скорость .

Эти силы при наличии стабилизирующего хвоста ( оперения ) будут, если не будут предприняты преднамеренные усилия по управлению, естественным образом заставят транспортное средство следовать примерно по параболической траектории, называемой гравитационным разворотом , и эта траектория часто используется, по крайней мере, на начальном этапе движения. запуск. (Это верно, даже если ракетный двигатель установлен в носовой части.) Таким образом, транспортные средства могут поддерживать низкий или даже нулевой угол атаки , что минимизирует поперечное напряжение на ракете-носителе , позволяя использовать более слабую и, следовательно, более легкую ракету-носитель. ^{[55] [56]}

Тащить

Сопротивление - это сила, противоположная направлению движения ракеты относительно воздуха, в котором она движется. Это снижает скорость транспортного средства и создает нагрузки на конструкцию. Силы замедления для быстро движущихся ракет рассчитываются с использованием уравнения сопротивления .

Сопротивление можно минимизировать за счет аэродинамического носового обтекателя и использования формы с высоким баллистическим коэффициентом («классическая» форма ракеты - длинная и тонкая), а также за счет сохранения минимально возможного угла атаки ракеты .

Во время запуска, как скорость транспортного средства увеличивается, и атмосфера редеет, существует точка максимального аэродинамического сопротивления под названием макс Q . Это определяет минимальную аэродинамическую прочность транспортного средства, поскольку ракета должна избегать деформации под действием этих сил. ^[57]

Чистая тяга

Типичный ракетный двигатель может обрабатывать значительную долю своей массы в топливе каждую секунду, при этом топливо покидает сопло со скоростью несколько километров в секунду. Это означает, что удельная тяга ракетного двигателя, а зачастую и всего транспортного средства, может быть очень высокой, в крайних случаях более 100. Это по сравнению с другими реактивными двигательными установками, которые могут превышать 5 в некоторых случаях ^[58]. двигатели. ^[59]

Можно показать, что чистая тяга ракеты составляет:

${\ displaystyle F_ {n} = {\ dot {m}} \; v_ {e}}$^{[2] : 2–14}

куда:

${\ Displaystyle {\ точка {м}} = \,}$расход топлива (кг / с или фунт / с)

${\ displaystyle v_ {e} = \,}$эффективная скорость истечения (м / с или фут / с)

Эффективная скорость выхлопа более или менее равна скорости выхлопа, покидающей транспортное средство, а в космическом вакууме эффективная скорость выхлопа часто равна фактической средней скорости выхлопа вдоль оси тяги. Однако эффективная скорость выхлопа допускает различные потери и, в частности, уменьшается при работе в атмосфере.${\ displaystyle v_ {e}}$

Скорость потока топлива через ракетный двигатель часто преднамеренно изменяется в течение полета, чтобы обеспечить способ управления тягой и, следовательно, воздушной скоростью транспортного средства. Это, например, позволяет минимизировать аэродинамических потерь ^[57] и может ограничить увеличение г -forces за счет снижения нагрузки пропеллента.

Общий импульс

Импульс определяется как сила, действующая на объект во времени, которая в отсутствие противодействующих сил (гравитации и аэродинамического сопротивления) изменяет импульс (интеграл массы и скорости) объекта. Таким образом, это лучший показатель класса характеристик (масса полезной нагрузки и предельная скорость) ракеты, а не взлетная тяга, масса или «мощность». Суммарный импульс ракеты (ступени), сжигающей топливо, составляет: ^{[2] : 27}

${\ Displaystyle I = \ int Fdt}$

Когда есть фиксированная тяга, это просто:

${\ Displaystyle I = фут \;}$

Суммарный импульс многоступенчатой ​​ракеты - это сумма импульсов отдельных ступеней.

Удельный импульс

Как видно из уравнения тяги, эффективная скорость выхлопа контролирует величину тяги, создаваемой конкретным количеством топлива, сжигаемого в секунду.

Эквивалентная мера, чистый импульс в единице веса пропеллент исключенных, называется удельным импульсом , и это одна из самых важных фигур , которые описывают на производительность ракеты. Он определяется таким образом, что он связан с эффективной скоростью выхлопа следующим образом:${\ displaystyle I_ {sp}}$

${\ displaystyle v_ {e} = I_ {sp} \ cdot g_ {0}}$^{[2] : 29}

куда:

${\ displaystyle I_ {sp}}$ имеет единицы секунд

${\ displaystyle g_ {0}}$ это ускорение на поверхности Земли

Таким образом, чем больше удельный импульс, тем больше полезная тяга и производительность двигателя. определяется измерением при испытании двигателя. На практике эффективная скорость истечения ракет варьируется, но может быть чрезвычайно высокой, ~ 4500 м / с, что примерно в 15 раз превышает скорость звука в воздухе на уровне моря.${\ displaystyle I_ {sp}}$

Дельта-v (ракетное уравнение)

Дельта-V емкость ракеты теоретического полное изменение скорости , что ракета может достичь без какого - либо внешнего вмешательства (без сопротивления воздуха или силы тяжести или других сил).

Когда является постоянным, дельта-v, которую может обеспечить ракетный аппарат, может быть рассчитана по уравнению ракеты Циолковского : ^[63]${\ displaystyle v_ {e}}$

${\ displaystyle \ Delta v \ = v_ {e} \ ln {\ frac {m_ {0}} {m_ {1}}}}$}

куда:

${\ displaystyle m_ {0}}$ начальная общая масса, включая топливо, в кг (или фунтах)

${\ displaystyle m_ {1}}$ окончательная общая масса в кг (или фунтах)

${\ displaystyle v_ {e}}$ эффективная скорость выхлопа в м / с (или фут / с)

${\ displaystyle \ Delta v \}$ это дельта-v в м / с (или фут / с)

При запуске с Земли практическая дельта-против для одиночных ракет, несущих полезную нагрузку, может составлять несколько км / с. Некоторые теоретические конструкции имеют ракеты с дельта-против более 9 км / с.

Требуемая дельта-v также может быть рассчитана для конкретного маневра; например, дельта-v для запуска с поверхности Земли на низкую околоземную орбиту составляет около 9,7 км / с, что оставляет аппарат с боковой скоростью около 7,8 км / с на высоте около 200 км. В этом маневре теряется около 1,9 км / с на сопротивление воздуха , гравитационное сопротивление и набор высоты .

Отношение иногда называют массовым соотношением .${\ displaystyle {\ frac {m_ {0}} {m_ {1}}}}$

Соотношения масс

Почти вся масса ракеты-носителя состоит из топлива. ^[64] Массовое отношение для любого «ожога» - это отношение между начальной массой ракеты и ее конечной массой. ^{[65] При} прочих равных условиях для хороших характеристик желательна высокая относительная масса, поскольку это указывает на то, что ракета легка и, следовательно, работает лучше, по существу по тем же причинам, по которым малый вес желателен для спортивных автомобилей.

Ракеты как группа имеют самую высокую удельную тягу среди двигателей любого типа; и это помогает транспортным средствам достигать высоких показателей массы , что улучшает летные характеристики. Чем выше передаточное число, тем меньше масса двигателя требуется. Это позволяет переносить еще больше топлива, значительно улучшая дельта-v. В качестве альтернативы, некоторые ракеты, например, для сценариев спасения или гонок, несут относительно мало топлива и полезной нагрузки и, следовательно, нуждаются только в легкой конструкции и вместо этого достигают высоких ускорений. Например, система побега Союз может производить 20  г . ^[32]

Достижимые соотношения масс в значительной степени зависят от многих факторов, таких как тип топлива, конструкция двигателя, используемого в транспортном средстве, запас прочности конструкции и методы строительства.

Наивысшие отношения масс обычно достигаются с жидкостными ракетами, и эти типы обычно используются для орбитальных ракет-носителей , ситуация, которая требует высокого дельта-v. Жидкое топливо обычно имеет плотность, аналогичную плотности воды (за заметными исключениями жидкого водорода и жидкого метана ), и эти типы могут использовать легкие резервуары низкого давления и, как правило, работать с высокопроизводительными турбонасосами для нагнетания топлива в камеру сгорания.

Некоторые заметные массовые доли указаны в следующей таблице (некоторые самолеты включены для сравнения):

Постановка

До сих пор требуемая скорость (дельта-v) для выхода на орбиту не была достигнута ни одной ракетой, потому что топливо , баллоны, конструкция, наведение , клапаны, двигатели и т. Д. Имеют определенный минимальный процент взлетной массы, т.е. слишком велик для топлива, которое он несет, чтобы достичь такой дельта-v, неся разумную полезную нагрузку. Поскольку одноступенчатый вывод на орбиту пока невозможен, орбитальные ракеты всегда имеют более одной ступени.

Например, первая ступень Saturn V, несущая вес верхних ступеней, смогла достичь отношения масс около 10 и выдать удельный импульс 263 секунды. Это дает дельта-v около 5,9 км / с, тогда как дельта-v около 9,4 км / с требуется для выхода на орбиту со всеми допустимыми потерями.

Эта проблема часто решается с помощью постановки - ракета сбрасывает лишний вес (обычно пустой бак и связанные с ним двигатели) во время запуска. Этап является либо последовательным, когда ракеты загораются после того, как предыдущий этап упал, либо параллельным , когда ракеты горят вместе, а затем отделяются, когда они перегорают. ^[71]

Максимальные скорости, которые могут быть достигнуты с помощью постановки, теоретически ограничены только скоростью света. Однако полезная нагрузка, которую можно нести, геометрически уменьшается с каждой необходимой дополнительной ступенью, в то время как дополнительная дельта-v для каждой ступени просто складывается.

Разгон и удельная тяга

Согласно второму закону Ньютона, ускорение транспортного средства просто:${\ displaystyle a}$

${\ displaystyle a = {\ frac {F_ {n}} {m}}}$

где m - мгновенная масса транспортного средства, а - результирующая сила, действующая на ракету (в основном тяга, но сопротивление воздуха и другие силы могут играть роль).${\ displaystyle F_ {n}}$

По мере того как оставшееся топливо уменьшается, ракетные аппараты становятся легче, и их ускорение имеет тенденцию увеличиваться до тех пор, пока топливо не будет исчерпано. Это означает, что большая часть изменения скорости происходит ближе к концу горения, когда автомобиль намного легче. ^[2] Однако при необходимости тяга может быть уменьшена, чтобы компенсировать или изменить ее. Перебои в ускорении также возникают при перегорании ступеней, часто начиная с более низкого ускорения с каждым новым срабатыванием ступени.

Пиковые ускорения могут быть увеличены за счет проектирования транспортного средства с уменьшенной массой, что обычно достигается за счет уменьшения топливной нагрузки, емкости топливных баков и связанных с ними конструкций, но, очевидно, это уменьшает дальность полета, дельта-v и время горения. Тем не менее, для некоторых приложений, для которых используются ракеты, очень желательно высокое пиковое ускорение, применяемое в течение короткого времени.

Машина с минимальной массой состоит из ракетного двигателя с минимальным количеством топлива и конструкции для его перевозки. В этом случае удельная тяга ^{[nb 3]} ракетного двигателя ограничивает максимальное ускорение, которое может быть разработано. Оказывается, что ракетные двигатели обычно имеют действительно отличное соотношение тяги к массе (137 для двигателя НК-33 ; ^[72] некоторые твердотопливные ракеты имеют мощность более 1000 ^{[2] : 442} ), и почти все автомобили с действительно большой массой используют или имеют использовали ракеты.

Высокое ускорение, которым обладают ракеты, означает, что ракетные аппараты часто способны к вертикальному взлету , а в некоторых случаях при соответствующем наведении и управлении двигателями также могут выполнять вертикальную посадку . Для выполнения этих операций двигатели транспортного средства должны обеспечивать большее, чем локальное ускорение свободного падения .

Энергия

Энергоэффективность

Плотность энергии типичного ракетного топлива часто составляет около одной трети от обычного углеводородного топлива; основную массу составляет (часто относительно недорогой) окислитель. Тем не менее, при взлете ракета имеет большое количество энергии в топливе и окислителе, хранящемся в транспортном средстве. Конечно, желательно, чтобы как можно больше энергии пороха использовалось как кинетическая или потенциальная энергия корпуса ракеты.

Энергия топлива теряется на сопротивление воздуха и гравитационное сопротивление и используется для набора высоты и скорости ракеты. Однако большая часть потерянной энергии попадает в выхлоп. ^{[2] : 37–38}

В химической двигательной установке КПД двигателя - это просто соотношение кинетической мощности выхлопных газов и мощности, получаемой в результате химической реакции: ^{[2] : 37–38}

${\ displaystyle \ eta _ {c} = {\ frac {{\ frac {1} {2}} {\ dot {m}} v_ {e} ^ {2}} {\ eta _ {горение} P_ {хим. }}}}$

100% КПД двигателя (КПД двигателя ) означает, что вся тепловая энергия продуктов сгорания преобразуется в кинетическую энергию струи. Это невозможно , но сопла с почти адиабатической высокой степенью расширения, которые можно использовать с ракетами, на удивление близки: когда сопло расширяет газ, газ охлаждается и ускоряется, и может быть достигнута энергоэффективность до 70%. . Большая часть остального - это тепловая энергия в выхлопных газах, которая не утилизируется. ^{[2] : 37–38} Высокий КПД является следствием того факта, что сгорание ракеты может осуществляться при очень высоких температурах, а газ в конечном итоге выделяется при гораздо более низких температурах, что дает хороший КПД Карно.${\displaystyle \eta _{c}=100\%}$.

Однако эффективность двигателя - это еще не все. Как и другие реактивные двигатели , но особенно в ракетах из-за их высоких и, как правило, фиксированных скоростей выхлопа, ракетные аппараты крайне неэффективны на низких скоростях независимо от эффективности двигателя. Проблема в том, что на низких скоростях выхлоп уносит назад огромное количество кинетической энергии . Это явление называется пропульсивной эффективностью ( ). ^{[2] : 37–38}${\displaystyle \eta _{p}}$

Однако по мере увеличения скорости результирующая скорость выхлопа снижается, и общий энергетический КПД транспортного средства повышается, достигая пика около 100% КПД двигателя, когда транспортное средство движется точно с той же скоростью, что и выпускаемый выхлоп. В этом случае выхлоп в идеале останавливался бы в пространстве позади движущегося транспортного средства, забирая нулевую энергию, а из-за сохранения энергии вся энергия попадала бы в транспортное средство. Затем эффективность снова падает на еще более высоких скоростях, так как выхлопные газы движутся вперед - за автомобилем.

Исходя из этих принципов, можно показать, что тяговая эффективность ракеты, движущейся со скоростью со скоростью истечения, равна:${\displaystyle \eta _{p}}$${\displaystyle u}$${\displaystyle c}$

${\displaystyle \eta _{p}={\frac {2{\frac {u}{c}}}{1+({\frac {u}{c}})^{2}}}}$^{[2] : 37–38}

А общая (мгновенная) энергоэффективность составляет:${\displaystyle \eta }$

${\displaystyle \eta =\eta _{p}\eta _{c}}$

Например, исходя из уравнения, с 0,7, ракета, летящая со скоростью 0,85 Маха (на которой летит большинство самолетов) со скоростью истечения 10 Маха, будет иметь прогнозируемую общую энергоэффективность 5,9%, в то время как обычная, современная, Воздушно-реактивный двигатель обеспечивает КПД, близкий к 35%. Таким образом, ракете потребуется примерно в 6 раз больше энергии; и учитывая, что удельная энергия ракетного топлива составляет примерно одну треть от удельной энергии обычного воздушного топлива, для того же путешествия потребуется примерно в 18 раз больше массы ракетного топлива. Вот почему ракеты редко, если вообще когда-либо, используются в авиации общего назначения.${\displaystyle \eta _{c}}$

Поскольку энергия в конечном итоге поступает из топлива, эти соображения означают, что ракеты в основном полезны, когда требуется очень высокая скорость, например, межконтинентальные баллистические ракеты или орбитальный запуск . Например, НАСА «ы космического челнок запускает свои двигатели в течение примерно 8,5 минут, потребляя 1000 тонн твердого ракетного топлива (содержащие 16% алюминия) и дополнительно 2000000 литров жидкого ракетного топлива (106,261 кг жидкого водорода топлива) для подъема 100000 кг транспортного средства (включая полезную нагрузку 25000 кг) до высоты 111 км и орбитальной скорости30 000 км / ч. На этой высоте и скорости транспортное средство имеет кинетическую энергию около 3 ТДж и потенциальную энергию примерно 200 ГДж. Учитывая начальную энергию 20 TJ, ^{[NB 4]} Шаттл составляет около 16% энергии эффективен при запуске орбитального аппарата.

Таким образом, реактивные двигатели с лучшим соответствием между скоростью и скоростью выхлопа реактивного двигателя (такие как турбовентиляторные двигатели - несмотря на их худшие характеристики ) - преобладают для дозвукового и сверхзвукового атмосферного использования, в то время как ракеты лучше всего работают на гиперзвуковых скоростях. С другой стороны, ракеты служат во многих ближнем радиусе действия относительно низкой скорости военных применений , где их низкоскоростная неэффективность перевешивают их чрезвычайно высокой тягой и , следовательно , большими ускорениями.${\displaystyle \eta _{c}}$

Эффект Оберта

Одна тонкая особенность ракет связана с энергией. Ракетная ступень, неся заданный груз, способна выдавать определенную дельта-v . Эта дельта-v означает, что скорость увеличивается (или уменьшается) на определенную величину, независимо от начальной скорости. Однако, поскольку кинетическая энергия является квадратичным законом скорости, это означает, что чем быстрее ракета движется до сгорания, тем больше орбитальной энергии она получает или теряет.

Этот факт используется в межпланетных путешествиях. Это означает, что количество дельта-v для достижения других планет, сверх того, чтобы достичь космической скорости, может быть намного меньше, если дельта-v применяется, когда ракета движется на высоких скоростях, близко к Земле или другой поверхности планеты. ; в то время как ожидание, пока ракета не замедлится на высоте, умножает усилия, необходимые для достижения желаемой траектории.

Безопасность, надежность и аварии

Надежность ракет, как и всех физических систем, зависит от качества инженерного проектирования и строительства.

Из-за огромной химической энергии ракетного топлива (больше энергии по массе, чем у взрывчатых веществ, но ниже, чем у бензина ), последствия аварий могут быть серьезными. У большинства космических миссий есть проблемы. ^[73] В 1986 году, после катастрофы космического корабля "Челленджер" , американский физик Ричард Фейнман , работавший в Комиссии Роджерса , подсчитал, что вероятность небезопасных условий для запуска "Шаттла" составляет примерно 1%; ^[74] недавно был рассчитан исторический риск полета на человека при орбитальном космическом полете около 2% ^[75] или 4%. ^[76]

Затраты и экономика

Стоимость ракет можно грубо разделить на затраты на топливо, затраты на получение и / или производство «сухой массы» ракеты и затраты на любое необходимое вспомогательное оборудование и средства. ^[77]

Большая часть взлетной массы ракеты обычно составляет ракетное топливо. Однако топливо редко бывает дороже бензина за килограмм более чем в несколько раз (по состоянию на 2009 год бензин стоил около 1 доллара за кг [0,45 доллара за фунт] или меньше), и хотя требуются значительные количества топлива, для всех ракет, кроме самых дешевых, оно Оказывается, что затраты на топливо обычно сравнительно невелики, хотя и не совсем незначительны. ^[77] При стоимости жидкого кислорода 0,15 доллара за килограмм (0,068 доллара за фунт) и жидкого водорода 2,20 доллара за килограмм (1,00 доллара за фунт), в 2009 г. расходы на жидкое топливо для космического челнока составляли примерно 1,4 миллиона долларов на каждый запуск, который стоил 450 миллионов долларов для других расходы (при этом 40% массы топлива, используемого им, являются жидкостями во внешнем топливном баке , 60% твердых частиц вСРБ ). ^{[78] [79] [80]}

Несмотря на то, что ракета не является ракетным топливом, сухая масса часто составляет лишь 5–20% от общей массы ^[81], тем не менее, эта стоимость преобладает. Для аппаратного обеспечения с характеристиками, используемыми в орбитальных ракетах-носителях , общие расходы составляют 2000–10 000 долларов США на килограмм сухого веса , в основном, на проектирование, изготовление и испытания; сырье обычно составляет около 2% от общих затрат. ^{[82] [83]} Для большинства ракет, за исключением многоразовых (двигателей шаттлов), двигатели не должны работать более нескольких минут, что упрощает конструкцию.

Экстремальные требования к характеристикам ракет, выходящих на орбиту, коррелируют с высокой стоимостью, включая интенсивный контроль качества для обеспечения надежности, несмотря на ограниченные факторы безопасности, допустимые по причинам веса. ^[83] Компоненты, производимые в небольших количествах, если они не обрабатываются индивидуально, могут предотвратить амортизацию НИОКР и затрат на оборудование по сравнению с массовым производством в той степени, которая наблюдается при более пешеходном производстве. ^[83] Среди жидкостных ракет на сложность может влиять то, сколько оборудования должно быть легким, например, двигатели с питанием от давления могут иметь на два порядка меньшее количество деталей, чем двигатели с насосом, но приводят к большему весу из-за необходимости большего давления в баллоне. , как следствие, чаще всего используется только в небольших маневровых двигателях. ^[83]

Чтобы изменить предыдущие факторы для орбитальных ракет-носителей, предложенные методы включали массовое производство простых ракет в больших количествах или в больших масштабах ^[77] или разработку многоразовых ракет, предназначенных для очень частых полетов, чтобы окупить их первоначальные затраты на многие полезные нагрузки. или снижение требований к характеристикам ракеты путем создания неракетной системы запуска для части скорости выхода на орбиту (или всего этого, но с большинством методов, предполагающих использование некоторых ракет).

Стоимость вспомогательного оборудования, дальности полета и стартовых площадок обычно увеличивается в зависимости от размера ракеты, но меньше зависит от скорости запуска, и поэтому может считаться приблизительно фиксированной стоимостью. ^[77]

Ракеты, применяемые не только для запуска на орбиту (например, военные ракеты и ракетный взлет ), обычно не требующие сопоставимых характеристик, а иногда и массового производства, часто относительно недороги.

Возникновение частной конкуренции 2010-х годов

С начала 2010-х годов появились новые частные варианты получения услуг космических полетов, что оказало существенное ценовое давление на существующий рынок. ^{[84] [85] [86] [87]}

Смотрите также

Примечания

внешняя ссылка

Викискладе есть медиафайлы по теме ракет .

Найдите ракету в Викисловаре, бесплатном словаре.

Управляющие агентства

• Управление коммерческого космического транспорта FAA
• Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА)
• Национальная ассоциация ракетостроения (США)
• Ассоциация ракетостроителей Триполи
• Asoc. Coheteria Experimental y Modelista de Argentina
• Ассоциация ракетостроителей Соединенного Королевства
• IMR - Немецкая / австрийская / швейцарская ассоциация ракетостроителей
• Канадская ассоциация ракетостроения
• Индийская организация космических исследований

Информационные сайты

• Энциклопедия Astronautica - Ракетно-ракетный алфавитный указатель
• Ракетно-космическая техника
• Страница Gunter's Space - полные списки ракет и ракет
• Технические статьи Rocketdyne
• Калькулятор относительности - Изучите уравнения ракеты Циолковского
• Роберт Годдард - пионер космоса Америки