Rakieta

Z Wikipedii

Masz nowe wiadomości (różnica z poprzednią wersją).

Ten artykuł dotyczy ogólnie pojętej rakiety. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.

Rakieta Goddard'a (1917)

Rakieta to pojazd latający lub pocisk, poruszający się dzięki pozbywaniu się części własnej masy, napędzany silnikiem rakietowym. Obiekt ten nabywa siłę ciągu dzięki reakcji szybko wyrzucanych gazów spalinowych lub innych mediów (np. sprężone gazy, przegrzana para) z dysz silnika rakietowego, zgodnie z trzecią zasadą dynamiki Newtona. Często pojęcie rakiety jest używane w znaczeniu silnika rakietowego lub pocisku rakietowego. Rakiety służą między innymi do przenoszenia ładunku np. statku kosmicznego, głowic bojowych, sztucznych satelitów w warunkach przestrzeni kosmicznej, gdzie nie ma żadnej zewnętrznej substancji, której pojazd mógłby użyć jako elementu napędzającego.

[edytuj] Historia

Chiński wynalazek prochu strzelniczego i użycie go w różnych formach, jako element broni: płonących strzał, bomb, dział, doprowadził w rezultacie do opanowania technologii pierwszych rakiet. Pierwsze rakiety były w użyciu w Chinach, około roku 970. Rakiety były używane w religijnych obrzędach na cześć bogów chińskich, tak jak dziś są używane „sztuczne ognie”. Jednak po pracach badawczych chińskich uczonych od X wieku do XII wieku używano rakiet jako broni artyleryjskiej (pocisków rakietowych), co pozostało jedynym przeznaczeniem rakiet aż do XX wieku. Rakiety były instalowane w fortach Wielkiego Muru Chińskiego i obsługiwane przez elitarne oddziały specjalistów rakietowych. Technologia budowy rakiet trafia do Europy wraz z hordami Czyngis-chana i jego syna Ugedeja. Mongołowie wykradli technologię budowy rakiet z podbitej północnej części Chin, jak i zatrudnili chińskich ekspertów rakietowych. Pierwsi Europejczycy mający doświadczenie z rakietami to Rosjanie i narody Europy Wschodniej oraz część Europy Środkowej (Austria) podbite przez Imperium Czyngis-chana. Dodatkowo Europa miała kontakt z rakietami podczas oblężenia Konstantynopola. Imperium Otomańskie użyło tej broni, najprawdopodobniej pozyskało ją dzięki kontaktowi z Mongołami dwa wieki wcześniej. Przez następne dwa wieki rakiety stanowiły tajemnicę dla Europy.

Z rakietami eksperymentował polski inżynier wojskowy i artylerzysta Kazimierz Siemienowicz (ok. 1600-1651). W 1650 roku opublikował w Amsterdamie fundamentalne dzieło "Artis Magnae Artilleriae pars prima" ("Wielkiej sztuki artylerii część pierwsza"), przez prawie 200 lat podstawowy podręcznik artylerii w Europie. W podręczniku Kazimierz Siemienowicz omawia między innymi technologię wytwarzania rakiet, w tym rakiet wielostopniowych, charakterystyki balistyczne rakiet, użycie wielu rakiet naraz, w tak zwanej baterii rakiet, jak i opisuje stateczniki w kształcie litery delta.

W XIX wieku Anglicy rozwijali technologię rakietową, a główną postacią w badaniach i eksperymentach z rakietami był William Congreve angielski wynalazca, pracujący nad udoskonaleniem celności rakiet. W roku 1814 użyto rakiet w bitwie o Baltimore w USA.

Rakieta V2

W roku 1903 Konstanty Ciołkowski, rosyjski uczony polskiego pochodzenia w artykule wyłożył teorię lotu rakiety z uwzględnieniem zmiany masy (pierwsza poważna praca z dziedziny astronautyki). W roku 1929 Ciołkowski opracował teorię ruchu rakiet wielostopniowych w ziemskim polu grawitacyjnym. Zaproponował zastosowanie w rakietach stabilizatorów żyroskopowych, chłodzenie komory spalania silnika rakietowego składnikami paliwa. Po raz pierwszy w dziejach podał podstawy teorii silnika rakietowego na paliwo ciekłe. Zaprojektował wiele rakietowych mieszanek paliwowych. Na podkreślenie zasługuje fakt, że Ciołkowski opracował podstawy lotów kosmicznych, zanim jeszcze bracia Wright wykonali pierwszy w świecie lot samolotem. Idee techniczne wysunięte przez Ciołkowskiego także obecnie znajdują zastosowanie przy budowie współczesnych silników rakietowych, rakiet i statków kosmicznych.

W roku 1917 Robert Goddard z Smithsonian Institution w USA opatentował wynalazek poprawiający w znaczny sposób wydajność rakiety. Dodał on dysze wewnątrz komory spalania silnika rakietowego (de Laval). Dysze te formowały gorący gaz z komory spalania, na zewnątrz silnika. Wynalazek ten podwajał ciąg rakiety i podnosił jej sprawność. Po roku 1920 w wielu krajach prowadzone były badania nad rakietami. Do krajów tych należały Niemcy, Rosja, Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, Francja, Czechosłowacja, Austria Włochy. Około roku 1925, w Niemczech eksperymentowano z rakietą na ciekłe paliwo, która osiągała stosunkowo dużą wysokość i duży zasięg. W roku 1927 i 1931 została odpalona rakieta używająca jako paliwa benzyny i tlenu, dzięki czemu Niemcy wysunęły się na czoło w budowie rakiet i sterowaniu nimi.

Od 1936 roku w Niemczech istniała wytwórnia pocisków rakietowych, a od roku 1943 Niemcy prowadziły seryjną produkcję pierwszej balistycznej rakiety V-2. Jej głównym konstruktorem był niemiecki uczony Wernher von Braun. W okresie II wojny światowej ponadto ZSRR, USA i Wielka Brytania używały broni rakietowej na masową skalę, lecz były to niekierowane pociski znacznie mniej zaawansowane od V-2 (Rosjanie używali wyrzutni rakietowych Katiusza). Rakieta V-2 była największym krokiem do przodu w technologii rakietowej. Z zasięgiem 300 km przy obciążeniu 1000 kg, posiadała wszystkie elementy współczesnych rakiet. Posiadała turbosprężarkę, inercyjny system sterowania i wiele innych elementów dzisiejszych rakiet. Celem rakiety była głównie Anglia, ale również Belgia i Francja. W Anglii zginęło 2754 osoby a 6523 zostało ranne. V-2 nie zmieniła biegu wojny, ale zademonstrowała zwycięzcom możliwości rakiety balistycznej jako broni, lecz także jako pojazdu kosmicznego.

Saturn V

Po wojnie Rosja, Anglia i USA prześcigały się w pozyskaniu technologii niemieckiej. Anglia i Rosja miały pewne sukcesy, ale najwięcej skorzystały Stany Zjednoczone. Po kapitulacji Niemiec, von Braun wraz ze współpracownikami poddał się wojskom amerykańskim, licząc na możliwość kontynuowania prac nad rakietami do celów cywilnych. Amerykańskie władze, w obliczu rysującej się konfrontacji z państwami komunistycznymi, chętnie przyjęły von Brauna, jak również część jego zespołu i ocalałe części rakiet V-2, przymykając oko na jego wojenną przeszłość, część niemieckich naukowców została z kolei zagarnięta przez ZSRR. I tak rozpoczął się zimnowojenny wyścig, którego ukoronowaniem była wyprawa na Księżyc.

[edytuj] Podział rakiet

W zależności od ilości silników, rozróżnia się jedno- lub wielosilnikowe. W zależności od ilości członów rozróżnia się jedno- lub wielostopniowe (2-, 3– stopniowe) – po zużyciu paliwa kolejne człony są odrzucane (najczęściej tracone bezpowrotnie) a pracę podejmuje kolejny, wyższy człon. Do napędu rakiet wynoszących obiekty w przestrzeń kosmiczną używa się silników rakietowych o wielkiej mocy (wielkiej sile ciągu), do rakiet badawczych, czy też militarnych przenoszących mniejsze ciężary, odpowiednio silników rakietowych o mniejszej mocy. Istnieje też grupa rakiet małej mocy, najczęściej jako broń przeciwpancerna. Są też rakiety o bardzo małej mocy np. ognie sztuczne, czy też rakiety manewrowe w satelitach, czy rakiety sygnalizacyjne. Większość rakiet uzyskuje siłę ciągu ze spalania, a więc procesu chemicznego, i te dzielą się na rakiety na paliwo stałe oraz ciekłe