rakéta

Indítson egy Saturn V- t , tetején az Apollo 8 - mal

Pershing II

Rakétafegyver, 1865 ( HGM ) .

Az Atlantis űrsikló felemelkedése

A Szojuz-FG elindítja a Szojuz TMA-5 űrhajót

Ariane 42P

Rakéta modell

Tűzijáték rakéta repülés közben

Játékrakéta (Szovjetunió, 1969)

A rakéta ( olasz Rocchetta , orsó , amely a Conrad Haas adta a kifejezés rackette ) egy rakéta egy visszarúgás meghajtó ( rakéta meghajtó ). A hajtás működése közben függetlenül is működhet egy külső anyagtól (pl. Oxidálószer), ezért vákuumban is felgyorsíthatja a rakétát . A lövedékekkel ellentétben a rakéták (viszonylag) hosszú gyorsulási fázisokkal rendelkeznek. Az így kapott jelentősen alacsonyabb terhelés ennek megfelelően könnyebb szerkezetet tesz lehetővé. A rakéták méretben kaphatók a praktikus tűzijáték- rakétáktól az óriási űrrakétákig, mint például az Energija vagy a Saturn V , amelyet az Apollo programban használtak , az emberrel való holdrepülés .

A rakétákat különösen katonai fegyverként , űrutazásokban , jelzőrakétaként vagy tűzijátékként használják . Ha egy rakétának nagyon kiterjedt önkontroll rendszere van, és például képes követni a mozgó célpontokat, akkor az a vezérelt rakétákhoz tartozik .

történelem

Az első rögzített rakétaindításra 1232-ben került sor a Kínai Birodalomban . A mongolok elleni háborúban a kínaiak egyfajta rakétát használtak a kaifengi csatában : nagy számú fekete porral hajtott egyszerű rakétát lőttek a támadókra. A rakéták nem sérthetik meg annyira az ellenséget, mint amennyire meg kell ijeszteniük az ellenség lovait.

Európában az első dokumentált Start 1555-ben az Erdélyi Szebenben talált egy rakétát . A rakétának már háromlépcsős meghajtórendszere volt. (lásd: Conrad Haas )

Evliya Çelebi jelentése szerint Lâgari Hasan Çelebi állítólag a 17. században repült a Boszporusz partján a Topkapı palota (ma: Isztambul) alatt, saját készítésű rakétával körülbelül 20 másodpercig, mielőtt szárnyakkal landolt volna a víz. A repülésről tanúskodó pontos dátumok vagy független harmadik féltől származó jelentések azonban nem ismertek.

Indiában úgynevezett Mysore rakétákat használtak az angol csapatok ellen a Mysore háborúkban (1766–1799). Sikerük meglepetést okozott a briteknek, különösen a Pollilur / Perambani csatában (1780), amikor a rakéták felrobbantottak egy porkocsit , és megfordították a csatát.

Ezen modellek ihlette, az angol William Congreve 1804-ben végezte el az  első nagyobb kísérleteket az általa kifejlesztett és később róla elnevezett Congreve rakétával - egyfajta gyújtórakétával; a fegyvert 1806-ban Boulogne-ban, 1807-ben Koppenhága bombázásakor , 1809-ben, amikor Île-d'Aix közelében megtámadták a francia flottát és Vlissingen bombázták, valamint 1813/1814-ben Glückstadt mellett. A felszabadító háborúk során az angolok szövetségeseiknek rakétaelemeket küldtek, amelyeket Wittenberg és Danzig ostromaiban, valamint az 1813-as lipcsei csatában használtak . Congreve rakétáit az amerikaiak elleni 1812-es háborúban is felhasználták .

Az angol rakétafegyverek alapos tanulmányozása után az osztrák báró, Vincenz von Augustin bevezette ezt az új fegyvert az osztrák hadseregbe. Augustin 1814-től a harci rakétarendszer vezetője volt, és vezette a bécsi neustadti rakétatestet (tűzijáték-alakulat), amelyet 1838-ig újonnan hoztak létre az osztrák tüzérségben. 1865-ből származik egy osztrák rakétafegyver nyolc fontos forgórakéták számára, amely a bécsi hadtörténeti múzeumban található . A brit William Hale (1797–1870), a Hale rakéta továbbfejlesztésében a stabilizációt már nem egy rúd, hanem maga a hajtóanyag érte el. A gyújtás után a porgázok nemcsak a hátsó meghajtónyíláson, hanem az oldalán lévő lyukakon keresztül is megjelentek, így forgásba helyezték a rakétát. Oroszországban Konstantin Iwanowitsch Konstantinow 5 km hatótávolságú rakétákat fejlesztett ki az 1847–1871 években; 1894-től Nyikolaj Ivanovics Tichomirow szilárd rakétamotorokkal kapcsolatban végzett vizsgálatokat, amelyek a Katyusha rakétavető kifejlesztéséhez vezettek .

1903-ban Konstantin Ziolkowski közzé az alap rakéta egyenletet , és így tesz az elvet a többlépcsős rakéta tudományos alapon.

Hermann Oberth fizikus a 20. század elején alapvető rakétakísérleteket hajtott végre. 1923-ban megjelent The Rocket a Planetary Spaces egy változata disszertációját, amely elvetette a heidelbergi egyetemen.

1926-ban Robert Goddard sikeresen tesztelte saját fejlesztésű folyékony üzemanyagú rakétáját az USA-ban.

Az Opelnél a rakétakutatás 1927-ben kezdődött, egy speciálisan tervezett próbapaddal a rakéta tolóerejének mérésére. Még Max Valier és Friedrich Wilhelm Sander is részt vett. 1928. április 11-én Kurt C. Volkhart vezette az Opel munkás versenypályán végzett kutatásának első eredményét: a RAK1 rakétakocsit . Fritz von Opel 1929 szeptemberében fejezte be a világ valószínűleg első rakétarepülését a frankfurti Rebstockon . 150 km / h sebességet ért el az Opel Sander RAK-1 repülőgépével.

1931-ben Johannes Winklernek , a VfR (Űrutazás Egyesületének ) alapítójának sikerült Európában először folyékony rakétát indítania. A GIRD-09 és GIRD-X rakétákat a Szovjetunióban indították 1935-ben . Mindkét rakétát az OSSOAWIACHIM alszervezete , a GIRD ( Group for the Study of Recoil-Driven Motion ) fejlesztette ki . 1942- ben a német rakéta-úttörő, Wernher von Braun által kifejlesztett 4-es egység Peenemündében szállt fel első irányított és repülés által stabilizált nagy rakétaként, és ezzel elindította azt a fejlesztést, amely a rakéták tömegközlekedési eszközként való használatához vezetett. megsemmisítés. Lothar Sieber 1945- ben hajtotta végre a rakéta repülőgépének első ember általi függőleges felszállását egy Ba 349 Natter-ben . A repülés végzetes balesettel végződött. 1957 bal módosított szovjet interkontinentális ballisztikus rakéta típusú R-7 a Föld légkörébe, és hozta a műholdas Szputnyik-1 be pályára a Föld körül.

Építkezés

Minden rakéta a következő szerelvényekből áll:

• Motor ( rakétamotor, amely égéstérből , fúvókákból (pl. Aerospike fúvóka), szivattyúrendszerből és hűtésből áll folyékony motorokhoz , vagy szilárd hajtóanyagból áll szilárd tüzelőanyagú rakétákhoz)
• Stabilizáló és / vagy vezérlő egység
• Hasznos teher ( robbanófej , műhold , legénység, visszatérő modul stb.)

A szerelvényeket a héj tartja össze. Az egyes szerelvények többször is megjelenhetnek ( többlépcsős rakéta ).

Motor

A vegyi rakétamotorokat általában önindító rakétákhoz használják, megkülönböztetve a folyékony és a szilárdtest-motorokat .

A rakéta kifejezés azonban nem korlátozódik az üzemanyagok elégetésén alapuló funkcionális elvekre . Nagyon kis rakéták területén a támasztó tömeg egyszerű vízből is állhat , amelyet sűrített levegő segítségével hátrafelé dobnak ki. Ezután egy vízi rakétáról beszélünk .

A már tesztelt nukleáris motorokat eddig nem használták biztonsági és környezetvédelmi okokból. Az elektromos rakétamotorokat csak a már indított űrszondákhoz és műholdakhoz használják, mivel alacsony nyomóerejük nem elegendő a földi gravitáció legyőzéséhez, és csak az űrben hatékony ( ionhajtás ).

Vezérlő és kormányberendezések

Mint minden rakétának, a rakétának is olyan vezérlésre van szüksége, amely a rakétát jó úton tereli és folyamatosan tartja. Ezeknek az egységeknek a repülési beállítást is stabilnak kell tartaniuk. A földi légkörben való repüléshez a rakétáknak úgynevezett „uszonyaik” vagy „uszonyaik” vannak. Ezek használata a levegőáramlás fordul elő, hogy a repülés során, hasonló a funkciója farokfelületet egy repülőgép , és tartsa a rakéta egyenesen a repülés irányába, hogy megakadályozzák sodródik. A rakéta az uszonyokkal is irányítható; ez a fajta vezérlés csak a föld légkörében lehetséges.

Legfőképpen rakéták által ellenőrzött közvetlen elforduló motor vagy a beépített tolóerő . Itt a motor gázáramát úgy irányítják, hogy a rakéta a kívánt irányba tolja magát; ez az ellenőrzési rendszer a környezettől függetlenül működik.

Vezérlő fúvókákra ( Reakcióvezérlő rendszer , RCS) van szükség a pontos vezérléshez az űrben . Ezek gyakran nagyon kicsiek, és csak kis lökéseket generálnak. Velük a rakéta bármely irányba irányítható.

Irányítatlan rakéták

A nem irányított rakétákat az indítási szög igazítja, és repülés közben csak aerodinamikailag vagy saját forgásuk révén stabilizálódnak. Ennek példái pirotechnikai rakéták , Makettrakéták , hajó mentési rakéták , kisebb a rakétaszondák ( például MMR06 -M), számos rövid hatótávolságú katonai rakéták ( például Katyusha ), egyszerű felület-felület / felület-levegő rakéták vagy lövedékek rakétapisztolyokból és rakétapuskákból.

A stabilizációt az alábbiak szerint tehetjük meg:

• Csavarstabilizálás . A rakétát a hossztengelye körül forgatják. Az elv ugyanaz, mint a giroszkóp esetében , amelyet forgatással stabilizálnak helyzetében.
• Farok egységek, amelyek örvényt is generálhatnak, ha szükséges. A farokegységek általában a rakéta hátulján helyezkednek el, de mindig a súlypontja mögött . Aerodinamikai stabilizációt okoznak. Ha eltérés van a tervezett repülési úttól, dinamikus nyomás keletkezik a farokegységeken , amely a rakétát újra irányítja .
• Egy stabilizáló rúd, mint pl B. tűzijáték rakétákban. A rúd hossza miatt nagy tehetetlenségi nyomatéka van , ami megnehezíti a tervezett repülési útvonalból való kiforgatást. Nagy sebességnél a rúd farokegységként is működik. A súlypont süllyesztése itt nem meghatározó, mivel - a függesztett ingával ellentétben - a gravitáció nem hoz létre forgatónyomatékot a rakétában .

Irányított rakéták

Az irányított rakéták repülés közben figyelemmel kísérik a pályát, és lehetőségük van korrigálni a pályát. A pálya korrekciója történhet autonóm módon vagy egy vezérlő állomás által.

A pályakorrekciót általában a térbeli helyzetet figyelő giroszkópos rendszer indítja el , amelyet inerciális navigációs rendszernek is neveznek . Ma ezt kiegészíti például a GPS- vezérlés. Ezt a következő vezérlőelemekkel lehet megtenni:

• A farokegységek a környező levegőre hatnak, és ezért a légkörben végzett repülések során is használhatók a tűz megszűnése után is.
• A tolóerők közvetlenül a kilökődött gázáramban hatnak.
• Forgatható tágulási fúvókák vagy gázdinamikus kormányzás .
• A kormánytengelyek, amelyek a hossztengely oldalán hatnak.

A katonai területen, irányított rakéták nevezzük rakéták .

Ilyenek például a hosszú tartomány katonai rakéták ( az első sorozatgyártású ballisztikus és irányított rakéta volt az A4 1944 ), valamint a légvédelmi és páncéltörő rakéták , nagyobb hangzó rakéták és rakéta műholdas indít.

Héj

A rakéták héjának a lehető legkönnyebbnek kell lennie az üzemanyag és a hasznos teher megtakarítása érdekében. Annak érdekében, hogy a lehető legkevesebb holt teher legyen , miután egy bizonyos mennyiségű üzemanyag leégett , a nagyobb rakétákat több lépésben tervezik - miután az egyik fokozat kiégett, levágták, és a következő fokozat meggyulladt. Az elválasztás főleg robbantással történik ( pirobolt ), de a következő szakasz meggyújtásával is megoldható. Ez optimalizálja a felhasználható energiát, és növeli a fajlagos teljesítmény- és hasznos kapacitást. Az űrutazásban legfeljebb ötfokozatú rakétarendszerek léteznek.

A burkolatot úgy kell megtervezni, hogy aerodinamikailag alkalmas legyen a légkörben történő repülésre; a légsúrlódás miatt jelentős hőterhelés is lehet. Egyes rakétákban, például az amerikai Atlas rakétában a burkot a megnövekedett belső nyomás tartja a helyén. A héj tömege gyakran csak a töredéke a rakéta teljes tömegének (a héj tömege, a hasznos teher és az üzemanyag). Egyes hordozórakétákban a héj tömege csak a teljes tömeg 5% -a. A rakéta héja és szerkezete többnyire alumíniumból készül , mivel ez a fém viszonylag könnyű és stabil. A nagy igénybevételnek kitett alkatrészek acélból vagy titánból készülnek .

Rakéták és rakéták

• USA : Aerobee , Vanguard , Thor , Atlas , Redstone , Saturn , Scout , Titan , Delta , Pegasus , Space Shuttle , Falcon 1 , Falcon 9 , Falcon Heavy , hordozórakéták , Ares I , Ares V
• Oroszország / Szovjetunió / FÁK: MMR06 , R-7 , Szojuz , N1 , Zyklon , Zenit , Kosmos , Proton , Energija , Angara , Wolna
• Európa : Ariane 1–3, Ariane 4 , Ariane 5 , Cirrus , Meteor , Európa , Vega , Monica , Zenit (svájci rakéta)
• Franciaország : gyémánt
• Egyesült Királyság : Kék csík , Fekete lovag , Fekete nyíl , Skylark
• Kínai Népköztársaság : Chang Zheng (hosszú március) , Feng Bao
• Észak-Korea : Taepodong-1 , Taepodong-2
• Japán : Mu sorozat , N sorozat , Kappa vagy J sorozat , HI , H-II
• India : SLV , ASLV , PSLV , GSLV
• Pakisztán : Hatf V (Ghauri) , Shaheen I. és II
• Izrael : Shavit
• Brazília : VLS-1
• Ukrajna : Dnyepr
• Magán űrutazás (magáncég): Falcon 1 , Falcon 9 , Falcon Heavy , Electron (rakéta)

Rakétabalesetek

Bár a rakéták fejlesztése és tesztelése során sok robbanás történt, csak néhány rakétabaleset történt személyi sérüléssel, mivel általában nagyon szigorú biztonsági intézkedéseket alkalmaztak.

Végzetes rakétabalesetek áldozatokkal a földön

Végzetes rakétabalesetek pilóta nélküli repülések és űrutazások során

Fizikai alapok

Noha a rakéták technikailag nagyon különbözőek, mindegyik a rakéta gyorsulásának kívánt irányával szemben kilökő tömegből származó impulzus átadásán alapul .

Az alapvető rakétaegyenlet leírja a rakéta és az üzemanyag tömege közötti kapcsolatot . A newtoni mechanikából következik, és először 1903-ban Konstantin Ziolkowski orosz fizikus állította be.

Lásd még

• Rakétatípusok listája
• Kísérleti rakéta , amatőr rakéta , indító menekülési rendszer
• Rakéta indítása helyén , űrállomás , rakéta kamera , pogo oszcilláció , Raketensinfonie , aknavetőt
• Tervezőmérnökök: Abdul Kalam , Sergei Pawlowitsch Koroljow , Berthold Seliger

irodalom

• Eugen Reichl, Dietmar Röttler: Rakéták - A nemzetközi enciklopédia. Motorbuch-Verlag, Stuttgart 2020, ISBN 978-3-613-04260-5 .
• Philipp Burkhalter: Rakéták és űrutazás - a rakéták működése és elkészítése könnyen érthető módon. Burkhalter Verlag, Bern 2011, ISBN 3-033-02876-4 .
• Volkhard Bode, Gerhard Kaiser: Rakéták. Peenemünde 1936–1996 - Történelmi beszámoló aktuális fotókkal. Christoph Links Verlag - LinksDruck GmbH, Berlin 1996, ISBN 3-86153-112-7 .
• Gerhard Reisig: Rakétakutatás Németországban. Hogyan hódították meg az emberek az űrt. Klaus Lenser ügynökség, Münster 1997, ISBN 3-89019-500-8 .
• Michael J. Neufeld: A rakéta és a birodalom. Wernher von Braun, Peenemünde és a rakétakor kezdete. Henschel Verlag, Berlin 1999, ISBN 3-89487-325-6 .
• Harald Lutz: Cuxhaven feledésbe merült rakétakísérletei. In: Sterne und Weltraum 44 (3), 2005, ISSN  0039-1263 , 40-45.

web Linkek

Wikiszótár: rakéta  - jelentésmagyarázatok, szóeredet, szinonimák, fordítások

• Teljes adatok a polgári és katonai rakétákról az Encyclopedia Astronautica
• Üzemanyagok német rakétafegyverekből

Egyéni bizonyíték

1. ↑ Kép: RIA Novosti archívum, 566218. kép / Oleg Ivanov / CC-BY-SA 3.0
2. ↑ Tudomány Online. A Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH honlapja. Letöltve: 2010. január 25.
3. ↑ „Nagy, nyolc-tíz hüvelyk hosszú rakétákat is használnak, amelyek hegyén éles, sarló alakú penge van. Vízszintesen kirúgják őket, és rendeltetéseik a lovas egységek rendezetlenségének előidézése. Kevésbé hatékonyak, mint a kézigránátjaink, de sokkal tovább mennek. Az indiai szerzők szerint ezeket a vana nevű rakétákat nagyon korán használták . A Rāmāyana a vana Ramákról beszél, mint az egyik legfontosabb fegyveréről. Nem kell tehát azt feltételeznünk, hogy a puskaport nagyon korán ismerték Indiában? "; Jean Antoin Dubois, Az indiánok élete és rítusai, III. Rész, fej. 9., 542. o
4. ↑ " alatt a háború, az indiánok használja a fajta tűz nyilak nevezett foguetes [ portugál " tűzijáték rakétákat „]. Ezek vasrudakban 8-10 láb [2 ½ - 3 m] hosszú és körülbelül 3 inches [7, 5 cm] vastag; egyik végén egy nehéz vas tegez porral van megtöltve, amelyet a doboz kis lyukán keresztül meggyújtanak, majd a rúd állandó forgatással elképesztő sebességgel elrepül, néha öt-hat embert megölve vagy súlyosan megsebesítve. akik kezelik ezeket a tűznyilakat, és némi erőre és ügyességre van szükség a megfelelő irányításhoz és vízszintes irány megadásához "; Jakob Haafner, Reise in einer Palankin, 60. o., 1. lábjegyzet.
5. ^ Heeresgeschichtliches Múzeum (Szerk.): A bécsi Heeresgeschichtliches Múzeum. Bécs, Graz, 1960, 51. o.
6. ↑ Manfried Rauchsteiner , Manfred Litscher (Szerk.): A bécsi hadtörténeti múzeum. Graz, Bécs 2000, 51. o.
7. ^ Rudolf Hofstätter: Szovjet űrutazás , Springer-Verlag , 2013, ISBN 978-3-0348-5280-7 15. o. [1]
8. ↑ Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski : Az űr felfedezése reakcióeszközzel (orosz) Wissenschaftliche Rundschau-ban , Szentpétervár, 1903. 5. sz.
9. Lain Alain Chabot: L1 küldetés 8L: Halálos baleset. In: russianspaceweb.com. 2018. július 14 , megtekintve 2020. július 20-án .