Скорость ракеты при взлете в космос

Скорость космической ракеты 11 км/с. сможет ли она долететь до луны за 10ч? решение

Не знаем как разделить на калькуляторе одно число на другое? НЕТ, ведь не летают ракеты по прямой. У них траектории баллистические. Сначала это будет 8 км/сек на земной орбите, где ракета «выжидает » нужный момент дальнейшего старта. Потом собственно старт с ускорением до 11 км/сек и траектория к Луне получится примерно как раскручивающаяся спираль. Примерно за 100 тыс км ракета будет притормаживать, чтобы не пролететь мимо. Таким образом, полёт к Луне с посадкой займёт до 5 суток.

1час=60мин=3600сек 11км/с*3600с*10ч=396000км пролетит ракета за 10 часов. теперь это расстояние сравните с расстоянием от Земли до луны.

Для начала нужно узнать, какое расстояние от Земли до Луны. Гугл в помощь) Потом переводим 11км/с в км/ч: 1 час = 60сек Х 60 = 3600 сек. Если за одну секунду ракета пролетает 11 км, то за час в 3600 раз больше. Итого: Cкорость ракеты равна 11х3600=39600 км/час. Теперь расстояние от Луны до Земли делим на скорость ракеты и смотрим на полученное число (это и будет время, за которое ракета сможет долететь до Луны). Если число больше 10, соответственно ракета пролетает расстояние за большее время, ответ — нет. Если число меньше 10 или ему равно, то ракета вложиться в 10 часов. Ответ — да.

Расстояние до луны 384 400 км 10 часов = 600 мин = 36000 сек 36000* 11 = 396 000 км. Да, сможет

Помогите мне такое же решить

touch.otvet.mail.ru

Самый быстрый космический объект, созданный человеком

Автоматический зонд НАСА под названием Parker Solar Probe был создан для изучения внешней короны Солнца и стартовал 12 августа 2018 года. По замыслу исследователей, он должен приблизиться к нашей звезде на расстояние 8,86 ее радиуса, то есть на 6,2 миллиона километров.

Это совершенно удивительный космический аппарат, который уже внесен в книгу рекордов Гиннесса как самый быстрый объект, созданный человеком. После старта зонд разогнался до скорости 69,72 км/с (почти 251000 км/ч), а в дальнейшем после нескольких маневров рядом с Венерой скорость зонда составит 194 км/с (700000 км/ч). С такой скоростью путешествие из Москвы в Нью-Йорк займет всего 39 секунд.

Также зонд поставил и другой рекорд, приблизившись к Солнцу на рекордно близкое расстояние 40 миллионов километров.

Parker Solar Probe был назван в честь американского астрофизика, Юджина Паркера, который 60 лет назад предсказал существование солнечного ветра, что впоследствии подтвердили исследования при помощи космических аппаратов. 91-летний Паркер посетил космодром в день запуска и присутствовал при старте.

Разумеется, что для подобного космического аппарата, который подлетает к звезде на близкие расстояния, весьма важна хорошая защита – не столько от сильных излучений всех видов, сколько от температуры

И этой защите было уделено особое внимание. Был создан специальный защитный шестиугольный экран, который установили на обращенную к Солнцу сторону космического аппарата

Этот экран является чуть ли не центральным элементом конструкции зонда, так как от него полностью зависит работоспособность научных приборов.

Диаметр экрана составил 2,3 метра, а толщина – 11 см. В основу экрана лег композитный армированный углеродсодержащий материал, который выдерживает температуру до 1370 градусов. Сверху экран покрыт слоем белого оксида алюминия, улучшающего отражение. Все научные приборы располагаются в теневой зоне экрана, исключая тем самым влияние прямого солнечного излучения.

Возникает вопрос, как экран может быть повернут все время к Солнцу при движении зонда? Для этого служат четыре фотодатчика, расположенных по краям экрана. В случае попадания света в один из датчиков, происходит коррекция положения зонда таким образом, чтобы он все время находился в тени экрана. В случае случайной поломки экрана зонд выйдет из строя в течение нескольких секунд.

Для питания приборов используются небольшие солнечные батареи – ведь в солнечном свете недостатка нет. Наоборот, солнечной энергии так много, что приходится применять жидкостное охлаждение, поддерживающее рабочую температуру панелей.

Пока зонд прошел 23% из всего своего запланированного пути. Так что самые интересные открытия нас ожидают через несколько лет.

Источник

Способы защиты

Система предупреждения о ракетном нападении (СПРН) предназначена для обнаружения запуска ракет противником и расчета времени и места их подлета. Она позволяет вовремя привести в боевую готовность свои МБР и нанести ответный удар.

В СПРН входят: группировка искусственных спутников Земли, которая отслеживает старт МБР; радиолокационные станции дальнего обнаружения; загоризонтные радиолокационные станции. Данной системой обладают Россия и Америка.

Стратегическая ПРО подразумевает перехват МБР противника специальной баллистической противоракетой с осколочной или ядерной боевой частью.

К концу 20-го века территориальная ПРО не создана (имеет объектовый характер).

Свое развитие система получила после выхода США из договора по ограничению ПРО в 2001 году. Была разработана противоракета GBI и ее облегченная версия PLV. Районы размещения – Калифорния, Аляска, Восточная Европа. Моделирование с перехватом GBI одиночной неманеврирующей ГЧ дало 98% шанс уничтожения.

По мнению зарубежных и российских специалистов использование ГЧ с боевыми блоками индивидуального наведения и современной системой ложных целей делает американскую противоракетную оборону бесполезной. Так из расчетов следует, что вероятность преодоления ПРОракетой «Тополь-М» — 99%.

Системы наведения ракет

В наше время почти все ракеты имеют систему наведения. Думаю, не стоит объяснять, что попасть по цели, которая находится на расстоянии сотен или тысяч километров, без точной системы наведения просто невозможно.

Систем наведения и их комбинаций очень много. Только среди основных можно отметить систему командного наведения, электродистанционное наведение, наведение по наземным ориентирам, геофизическое наведение, наведение по лучу, спутниковое наведение, а также некоторые другие системы и их сочетание.

Ракета с системой наведения под крылом самолета.

Система электродистанционного наведения имеет много общего с системой на радиоуправлении, но она обладает более высокой устойчивостью к помехам, в том числе, намеренно создаваемым противником. В случае такого управления команды передаются по проводу, который направляет в ракету все данные, необходимые для поражения цели. Передача таким способом возможна только до момента запуска.

Система наведения по наземным ориентирам состоит из высокочувствительных высотомеров, позволяющих отслеживать положение ракеты на местности и ее рельеф. Такая система применяется исключительно в крылатых ракетах ввиду их особенностей, о которых мы поговорим чуть ниже.

Система геофизического наведения основана на постоянном сопоставлении угла положения ракеты относительно горизонта и звезд с эталонными значениями, заложенными в нее перед стартом. Внутренняя система управления при малейшем отклонении возвращает ракету на курс.

При наведении по лучу ракете нужен вспомогательный источник целеуказания. Как правило, им является корабль или самолет. Внешний радар определяет цель и производит ее отслеживание, если она движется. Ракета ориентируется на этот сигнал и сама наводится на него.

Название системы спутникового наведения говорит само за себя. Наведение на цель производится по координатам системы глобального позиционирования. В основном такая система широко используется в тяжелых межконтинентальных ракетах, которые наводятся на статичные наземные цели.

Кроме приведенных примеров, есть также системы лазерного, инерциального, радиочастотного наведения и другие. Также командное управление может обеспечивать связь между командным пунктом и системой наведения. Это позволит изменить цель или вовсе отменить удар уже после запуска.

Благодаря такому широкому перечню систем наведения, современные ракеты могут не только взорвать что угодно и где угодно, но и обеспечить точность, которая иногда исчисляется десятками сантиметров.

Американская ракета X-51F Waverider

Именно об этой ракете и идет речь в начале статьи – американцы объявили, что ее можно смело отнести к разряду самых быстрых ракет в мире. Создавая эту гиперзвуковую ракету с крыльями, американские разработчики задались целью сократить время полета высокоточных крылатых ракет. Конечно, они смогли сделать то, что задумали, – их ракета полетела со скоростью, которая в пять раз превышает скорость звука. Однако, это все же не столь быстро, как летает российская противоракета – максимальная скорость X-51F Waverider составляет 7000 км/час, что, конечно, можно назвать поистине отличной скоростью, но она гораздо ниже скорости российской противоракеты.

Первые испытания американской ракеты проводились в 2007 году (правда, проверялся лишь один из двигателей). Полномасштабные испытания американцам удалось провести через два года – тогда создатели прикрепили X-51F Waverider к бомбардировщику В-52. Именно при этом полете ракета показала мощную скорость, которая в пять раз превысила звуковую. Однако проверка этой самой быстрой ракеты в мире прошла не очень успешно, поскольку создатели несколько раз столкнулись с некоторыми препятствиями, которые даже заставляли отложить испытания.

В результате ракету все же удалось запустить с бомбардировщика и зафиксировать необходимые показатели. Однако в дальнейшем она должна была опуститься на дно Тихого океана, но этого не случилось, так как из-за некоторых сбоев разработчикам пришлось послать системе ракеты сигнал к самоуничтожению. А заняли испытания этой ракеты 200 секунд, что для ракет подобного типа является немалым временем.

Но представители военно-воздушных сил США после запуска гиперзвуковой крылатой ракеты были счастливы, поскольку это имеет немалую значимость для создания реактивных самолетов. Но испытания ракеты предстоит продолжить – так американцы планируют создать мощное оружие, с помощью которого можно будет в кратчайшие сроки наносить удары по любой точке Земли.

Таким образом, можно сделать вывод, что самая быстрая ракета в мире все же принадлежит Российской Федерации. И зная, что такое чудо нашей российской (даже советской) техники, защищает нашу Родину, мы можем быть совершенно спокойными.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• огромная дальность ракет «Томагавк». Охватывает почти весь земной шар, возможность нанесения ракетно-ядерного удара по любой цели;
• точность. Благодаря системам корректировки создаётся возможность нанести удар исключительно по интересующим объектам, не создавая при этом зоны сплошного поражения, ущерба для местного гражданского населения и угрозы вовлечения в крупную региональную или мировую войну;
• расширение боевых возможностей флота. Характеристики «Томагавка» обеспечивают ракете возможность самостоятельного решения широкого спектра боевых задач вплоть до автономного участия в ограниченных военных конфликтах без привлечения других видов вооружённых сил;
• мобильность. Широкие возможности для базирования ракет и возможность незамедлительной смены занимаемой позиции;
• скрытность. Полёт на сверхнизкой высоте затрудняет обнаружение и перехват;
• неприхотливость. При эксплуатации детали ракеты находятся в герметичных металлических контейнерах и не требуют регулярного технического обслуживания и контрольных осмотров.

Недостатки

• низкая эффективность. Снижение эффективности при стрельбе по объектам на равнинной местности, тундре и лесотундре или в береговой зоне с пологим берегом из-за недостатков системы TERCOM;
• точные карты. Необходимость наличия точных трёхмерных цифровых топографических карт местности по всему маршруту полёта ракеты;
• уязвимость к «глушилкам». Радиовысотомер очень уязвим к радиолокационным помехам и помехам, которые создаются искусственно.

Система спасения

Система спасения — одна из самых сложных в ракете. Она включает в себя парашют, крепление к корпусу, а также механизм выброса парашюта. Она в обязательном порядке порядке должна быть проверена не один раз на земле. Я использую пиротехнический вариант выброса парашюта (мортирка), инициируемый бортовым компьютером. Хотя встречаются и другие решения — механические и пневматические, или вовсе инерционные. Пиротехническая система одна из самых популярных и простых, содержит минимум компонентов.

Заготовка для мортирки

Сам парашют — это купол диаметром в 70 сантиметров, сшитый из прочной и лёгкой ткани (рип-стоп). Можно рассчитать точно необходимую площадь парашюта для плавного спуска в зависимости от массы ракеты. Хотя, из практики, парашют лучше делать меньше диаметром — это увеличит скорость падения ракеты, конечно, но ракету будет меньше сдувать ветром, и поэтому меньше шансов намотать километры от места запуска до места падения.

Вырезаем парашют

Не менее важно обеспечить крепление системы спасения ракеты с корпусом. Обычно в корпус устанавливаются силовые болты, к которым привязывается силовой трос (фал), соединяющийся со стропами парашюта

Фал пропускается через пыж — лёгкий цилиндр, который впритирку устанавливается ко внутреннему диаметру ракеты — он необходим для выброса парашюта, работая как поршень, приводимый в движение газами из мортирки.

Конструкция крепления системы спасения

Головной обтекатель также подвязывается к фалу.

В сборе внутренние компоненты ракеты ракеты занимают весь внутренний объем.

Модель ракеты со всеми компонентами

Опасность ядерных ракет

Идея компании Ad Astra звучит и круто, и опасно. Но она уже примерно знает, как обезопасить жителей Земли и космических путешественников от излучения ядерного двигателя. Во-первых, ракета Vasimr будет активирована только после вывода на орбиту при помощи обычной ракеты-носителя. Если во время запуска произойдет взрыв, опасные частицы не смогут достигнуть земной поверхности. А для защиты астронавтов планируется использовать не пропускающие излучение материалы.

Испытание Vasimr VX-200SS в 2017 году на мощности 30 кВт (недавний тест был проведен на мощности 80 кВт)

Недавно в лаборатории компании Ad Astra в Техасе были успешно проведены 88-часовые испытания ракеты Vasimr на выносливость. По словам главы компании Франклина Чанг-Диаса, это большой успех и награда за множество лет испытаний. Сообщается, что упорная команда достигла больших результатов методом проб и ошибок, при этом даже не думая сдаваться. Для справки стоит отметить, что сам Франклин Чанг-Диас является известным американским физиком и астронавтом NASA, который совершил семь космических полетов и в общем числе провел в космосе 1601 час. Компанию Ad Astra он основал после того, как завершил карьеру астронавта.

Франклин Чанг-Диас

Как всегда, в конце статьи про ядерные ракеты для полетов в космос, хочу порекомендовать статью про самые быстрые способы космических путешествий. Перейдите по этой ссылке и вы узнаете об электромагнитном двигателе EM Drive, термоядерном прямоточном воздушно-реактивном двигателе и других технологиях, которые в будущем позволят нам осваивать космос. Приятного чтения!

Специальные ионные двигатели для космических кораблей

Электроны и ионы в специальных ускорителях могут разгоняться до быстроты, приближенной к скорости света, а именно 300 тыс. км в секунду. Но такие ускорители – это пока ее массивные сооружения, которые не подходят для летательных аппаратов. Однако установки, у которых скорость истечения заряженных частиц примерно 100 км в секунду, могут быть установлены на ракетах. В результате, они могут сообщить соединенному с ними телу большую быстроту перемещения, чем способна достигнуть ракета с химическим топливом. К сожалению, у разработанных к настоящему времени ионных космических двигателях мала сила тяги, и вывести на орбиту многотонную ракету с кораблем они пока не могут.

Но их есть смысл устанавливать на корабле с тем, чтобы они работали, как только корабль летает по орбите. Располагаясь на корпусе корабля, они могут постоянно поддерживать его ориентацию и постепенно незначительным воздействием увеличить скорость корабля выше той, которую ему сообщили посредством химического горючего.

Разработка таких электрореактивных двигателей, действующих на орбите, ведется, применяя разные физические явления. Одна из главных задач, стоящих перед создателями ионных космических двигателей – адаптировать их для полетов на другие планеты.

Возможность достижения значительных скоростей полета ракеты в космосе с такими двигателями, чем с химическим топливом, делает более реальной разработку кораблей для полетов на ближайшие планеты.

Вырвавшись в космос, люди не остановились на путешествиях вокруг Земли. Следующей целью явилась Луна и чтобы туда долететь надо было прежде преодолеть притяжение Земли. Для этого скорость ракеты была 11,2 км/с или 40 000 км/ч.

Обреченные бежать за светом

Неужели мы навсегда застряли на субсветовой скорости из-за нашей хрупкой биологии? От этого ответа зависит не только возможность установления нового человеческого (или галактического) рекорда скорости, но и перспективы нашего становления межзвездным сообществом. При скорости в половину световой, которой нас ограничил Эдельштейн, путешествие к ближайшей звезде займет 16 лет.

Но Миллис дает надежду. Глядя на то, как люди изобрели костюмы для того, чтобы справиться с высокой нагрузкой гравитации, и микрометеоритное экранирование для безопасного путешествия на потрясающей скорости, можно предположить, что мы разработаем способы преодоления скоростных барьеров одного за другим.

Какое топливо используется в ракете

При выборе типа ракетного топлива больше всего всего внимания уделяется особенностям использования ракеты и тому, каким двигателем ее планируется оснастить. Грубо можно сказать, что все типы топлива делятся в основном по форме выпуска, удельной температуре сгорания и КПД. Среди основных типов двигателей выделяется твердотопливные, жидкостные, комбинированные и прямоточные воздушно-реактивные.

В качестве самого простого твердого топлива можно привести в пример порох, которым заправляются фейерверки. При сгорании он выделяет не очень большое количество энергии, но его достаточно для вывода на высоту нескольких десятков метров красочного заряда. В начале статьи я говорил о китайских стрелах XI века. Они являются еще одним примером твердотопливных ракет.

В некотором роде порох тоже можно назвать топливом твердотопливной ракеты.

Для боевых ракет твердое топливо производится по иной технологии. Обычно им является алюминиевый порошок. Главным плюсом таких ракет является легкость их хранения и возможность работы с ними, когда они заправлены. Кроме этого, такое топливо стоит относительно недорого.

Минусом твердотопливных двигателей является слабый потенциал отклонения вектора тяги. Поэтому для управления в таких ракетах часто используются дополнительные небольшие двигатели на жидком углеводородном топливе. Такая гибридная связка позволяет более полно использовать потенциал каждого источника энергии.

Использование именно комбинированных систем хорошо тем, что позволяет уйти от сложной системы заправки ракеты непосредственно перед запуском и необходимости откачки большого количества топлива в случае его отмены.

Отдельно стоит отметить даже не криогенный двигатель (заправляется сжиженными газами при очень низкой температуре) и не атомный, про который много говорят в последнее время, а прямоточный воздушно-реактивный. Такая система работает за счет создания давления воздуха в двигателе при движении ракеты на большой скорости. В самом двигателе производится впрыск топлива в камеру сгорания и смесь поджигается, создавая давление больше, чем на входе. Такие ракеты способны летать со скоростью, которая в несколько раз превышает скорость звука, но для запуска двигателя нужно давление, которое создается на скорости чуть выше одной скорости звука. Именно поэтому для запуска должны быть использованы вспомогательные средства.

Как устроен реактивный двигатель

Русский революционер и изобретатель Николай Кибальчич создал первый в мире проект аппарата с реактивным двигателем. Однако ученый был казнен. В начале XX века эту идею стал развивать К.Э. Циолковский. Ученый разработал саму схему реактивного двигателя, который работал на жидком топливе.

Ракета способна обеспечивать собственное движение в пустоте за счет реактивной силы. То есть она самостоятельно толкает себя, подобно осьминогу или кальмару. Процесс воспламенения смеси в двигателе является непрерывным — это пример простого двигателя. Еще один тип ракетного двигателя — . В нем используется жидкий кислород или азотная кислота, при окислении этого вещества увеличивается удельный импульс — показатель эффективности реактивного двигателя или ракетного топлива.

Несмотря на всю сложность конструкции современных космических кораблей, ракета — один из самых простых летательных аппаратов. В основе ее устройства лежит принцип, согласно которому всякое действие рождает противодействие. Ракета летит, выбрасывая определенное вещество из своей хвостовой части. Несмотря на всю эту простоту, ракеты разрабатывались и совершенствовались в течение более чем семисот лет.

Луис Блумфилд в своей книге «Как все работает. Законы физики в нашей жизни» приводит в пример движение по скользкому льду. Единственный способ сдвинуться — получить какой-то толчок от самого себя. Необходимо бросить кроссовок, и вы начнете двигаться в противоположную сторону. Вы передали импульс брошенной обуви, и она обратно передала его вам. «Величина импульса кроссовка равна величине вашего противоположно направленного импульса. Естественно, ваша масса намного больше массы кроссовка, поэтому вы двигаетесь гораздо медленнее, чем он», — объясняет Блумфилд.

Аналогично этому работает реактивный двигатель. Топливо и окислитель попадают в рабочую камеру, смешиваются, сгорают в зоне горения, выделяя огромное количество тепла, которого достаточно для движения.

Как долететь до Марса и других планет?

Путешествие на Марс займет больше времени, так как находится он значительно дальше. На данном уровне развития технологий на это потребуется более шести месяцев. Самая большая техническая проблема в том, что пилотируемым аппаратам не хватает импульса движения. Объем и масса таких космических кораблей очень большие, и из-за этого они не могут достигнуть нужных величин для стабильного перемещения. Единственная возможность посещения Марса на данный момент — на легких аппаратах, такие используют для сбора образцов. Другие планеты находятся намного дальше, поэтому их посещение на данный момент является несбыточными планами.

Особенности устройства

На этапе разработок КБ «Энергомаш» подготовил новую модель силового агрегата РД-264, состоящую из 4 однокамерных ракетных установок РД-263. Размещался он на первой ступени ракеты. На второй был установлен однокамерный маршевый мотор РД-0228 от специалистов КБ «Химическая автоматика». В качестве рулевого применялся четырехкамерный.

Уникальный для того времени компьютер отвечал за точность поражения цели. Теплозащитное покрытие позволяло системе функционировать даже в том случае, если район расположения шахт будет подвержен ядерной бомбардировке. В этом случае силовая установка отключается гамма-нейтронными датчиками, но двигатели останутся в рабочем состоянии. Это позволит «Сатане» продолжить полет и поразить ранее намеченный объект, вне зависимости от преград, в том числе ядерного потенциала и средств противоракетной обороны противника.

Постреляем

Высадимся на идеально шарообразную планету без атмосферы. Поставим там пушку с горизонтальным стволом и будем из неё стрелять, постепенно увеличивая заряд.

Сначала снаряд будет падать на поверхность планеты совсем близко (А), потом дальность полёта увеличится (В) и, наконец, снаряд совершит полный оборот, продолжая лететь на постоянной высоте (С). Скорость полёта в этом случае и есть первая космическая.

Продолжим увеличивать скорость снаряда. Траектория вытягивается, превращаясь в эллипс (D), а с какого-то значения скорости «разрывается» (Е), и снаряд улетает в бесконечность. Скорость полёта в этом случае и есть вторая космическая.

Орбитальные станции

Станция — это тот же спутник, но предназначенный для работы людей на его бор­ту. К станции может пристыковываться космический корабль с экипажем и груза­ми. Пока в космосе работали только три долгосрочные станции: американский «Скайлэб» и российские «Салют» и «Мир». «Скайлэб» был выведен на орбиту в 1973 г. Ни его борту последовательно работали три экипажа. Станция прекратила свое существование в 1979 г.

Орбитальные станции играют огромную роль в изучении влияние невесомос­ти на организм человека. Станции будущего, такие как «Фридом», которую американцы строят сейчас при участии специалистов из Европы, Японии и Канады, будут использоваться для очень долго­срочных экспериментов или для промышленного производства в космосе.

Когда космонавт выходит из станции или корабля в открытый космос, он надевает скафандр. Внутри скафандра искусственно создается давление, равное атмосферному. Внутренние слои скафандра охлаждаются жидкостью. Приборы следят за давлением и содержанием кислорода внутри. Стекло шлема очень прочное оно выдерживает удары мелких камешков — микрометеоритов.