Большая энциклопедия техники

В зависимости от задач ракеты бывают управляемые и неуправляемые, одно– и многоступенчатые (по мере прохождения определенных участков траектории отработавшие ступени ракеты отбрасываются). Некоторые образцы могут изменять параметры траектории непосредственно во время полета. Первоначально масса ракеты может варьироваться от нескольких килограмм до тысяч тонн. Современная ракета конструктивно представляет собой комплекс, состоящий из двигательной установки, систем наведения и управления, переносимой полезной нагрузки и различных вспомогательных систем. На сегодняшний день большинство ракет разделяется на жидкостные и твердотопливные. Разделение происходит по принципу хранения топлива до его использования. Ни одна из ракет, используемых сегодня, не является универсальной. Каждая из ракет имеет свои особенности, и отбор необходимой ракеты для реализации какой-либо задачи происходит по многим критериям, среди которых экономичность, надежность, сложность конструкции, стоимость и т. д. В военном деле большее предпочтение отдают твердотопливным ракетам, их широкое применение обусловлено малым временем подготовки к запуску, долговременностью хранения и простотой конструкции.

Жидкостные ракеты нашли свою сферу применения в космическом деле, их используют для космических полетов благодаря большей экономичности и возможности регулирования тяги.

Ракета-носитель

Ракета-носитель – управляемая ракета, которая предназначена для выведения в космос различных грузов (искусственных спутников Земли, космических кораблей, орбитальных станций и др.).

Основная задача ракеты-носителя – сообщить полезному грузу необходимую скорость, т. е. большую или равную первой или второй космической. По энергетической характеристике и грузоподъемности ракетоносители подразделяются на следующие классы: легкие (до 500 кг), средние (до 10 т), тяжелые (до 100 т), сверхтяжелые (свыше 100 т). Современные ракеты-носители имеют стартовую массу, превышающую 3000 т, порядка 90% которой составляет топливо, продолжительность же полета на активном участке может составлять до 20 мин.

Существуют одноразовые и многоразовые ракеты-носители, а также одноступенчатые и многоступенчатые. Благодаря своей высокой надежности, приобретенной в результате максимального упрощения всех элементов, более распространены одноразовые ракеты-носители. Наличие дополнительных ступеней изменяет отношение полезной массы нагрузки к общей массе в сторону увеличения, хотя это приносит и ряд неудобств. Одно из них – это наличие свободных территорий для падения отработавших ступеней. Частично многоразовые ракеты-носители представлены американской системой «Спейс Шаттл» и советской разработкой – полностью автоматической МКС «Буран». К сожалению, и фактор многоразового использования не смог снизить стоимость доставки полезных грузов на орбиту, хотя при этом надежность ниже, чем у одноразовых ракет-носителей. Советская же разработка в настоящее время не используется. Первенство среди ракет-носителей по мощности в настоящее время держат за собой американский «Спейс Шаттл», российский «Протон-М», хотя ранее запускались и более мощные ракеты-носители, такие как «Н-1», «Энергия» или «Сатурн V» (США). Первой ракетой-носителем была межконтинентальная баллистическая ракета «Р-7». Ракета «Р-7» была разработана конструкторским бюро С. П. Королева.

Все ракеты-носители, в настоящее время используемые для доставки полезного груза в космическое пространство, являются многоступенчатыми. В передней части ракеты-носителя располагается отсек, в котором находится полезный груз. Этот отсек закрыт головным обтекателем для защиты во время прохождения плотных слоев атмосферы от воздушного потока. В задней части располагаются маршевые и, если необходимо, рулевые двигатели с приводом. Также устанавливается и защита от газов, которые истекают из двигателей, так как при старте и в разреженных верхних слоях атмосферы газы могут обволакивать корпус аппарата. Управление ракетой-носителем производится путем поворота камеры или сопел маршевых двигателей либо специальными рулевыми двигателями при их наличии.

Многоразовые корабли представляют собой подобие реактивного самолета с треугольными крыльями. Кабина находится в носовой части и герметизирована, в средней части располагается грузовой отсек, который в космическом пространстве открывается и может выпускать спутник либо осуществлять выгрузку конструкций и узлов орбитальных станций. Возврат на Землю осуществляется планированием с выключенным двигателем. По мере приближения к поверхности Земли система наведения приземляет аппарат, как обычный самолет.

Носовая часть требует специальной защиты, так как при входе в плотные слои атмосферы происходит колоссальный нагрев передней части корабля. Поэтому кромки крыльев и вся передняя часть покрываются специальными керамическими плитками, которые одновременно предохраняют конструкцию от разрушения и перегревания.

Ракетно-двигательная установка