El espacio es un espacio misterioso y muy desfavorable. Sin embargo, Tsiolkovsky creía que el futuro de la humanidad está precisamente en el espacio. No hay razón para discutir con este gran científico. El espacio ofrece perspectivas ilimitadas para el desarrollo de toda la civilización humana y la expansión del espacio vital. Además, esconde en sí mismo las respuestas a muchas preguntas. Hoy en día la gente utiliza activamente el espacio exterior. Y nuestro futuro depende de cómo despeguen los cohetes. Igualmente importante es la comprensión de este proceso por parte de la gente.
Carrera en el espacio
No hace mucho, dos poderosas superpotencias se encontraban en un estado de guerra Fría. Era como una competencia sin fin. Mucha gente prefiere describir este período como una carrera armamentista normal, pero no es así en absoluto. Es una carrera científica. Es a ella a quien le debemos muchos de los artilugios y beneficios de la civilización a los que estamos tan acostumbrados.
La carrera espacial fue sólo una de las elementos esenciales guerra Fría. En apenas unas décadas, el hombre pasó de los vuelos atmosféricos convencionales al aterrizaje en la Luna. Este es un progreso increíble en comparación con otros logros. En aquella época maravillosa, la gente pensaba que la exploración de Marte era una tarea mucho más cercana y realista que la reconciliación entre la URSS y los Estados Unidos. Fue entonces cuando la gente quedó más fascinada por el espacio. Casi todos los estudiantes o escolares entendieron cómo despega un cohete. No era un conocimiento complejo, al contrario. Esta información fue simple y muy interesante. La astronomía ha adquirido extrema importancia entre otras ciencias. En aquellos años nadie podía decir que la Tierra fuera plana. La educación accesible ha eliminado la ignorancia en todas partes. Sin embargo, esos días ya quedaron atrás y hoy las cosas son completamente diferentes.
Decadencia
Con el colapso de la URSS, la competencia también terminó. La razón para financiar excesivamente los programas espaciales ha desaparecido. Muchos proyectos prometedores y revolucionarios nunca se implementaron. La época de la búsqueda de las estrellas ha dado paso a una verdadera decadencia. Lo cual, como saben, significa decadencia, regresión y un cierto grado de degradación. No hace falta ser un genio para darse cuenta de esto. Sólo preste atención a las redes de medios. La secta de la tierra plana lleva a cabo activamente su propaganda. La gente no sabe cosas básicas. EN Federación Rusa La astronomía no se enseña en absoluto en las escuelas. Si te acercas a un transeúnte y le preguntas cómo despegan los cohetes, no responderá a esta sencilla pregunta.
La gente ni siquiera sabe qué trayectoria siguen los cohetes. En tales condiciones, no tiene sentido preguntar sobre la mecánica orbital. La falta de una educación adecuada, "Hollywood" y los videojuegos han creado tergiversación sobre el espacio como tal y sobre los vuelos a las estrellas.
Esto no es vuelo vertical.
La Tierra no es plana y este es un hecho indiscutible. La Tierra ni siquiera es una esfera porque está ligeramente achatada en los polos. ¿Cómo despegan los cohetes en tales condiciones? Poco a poco, en varias etapas y no de forma vertical.
El mayor error de nuestro tiempo es que los cohetes despegan verticalmente. No es así en absoluto. Un esquema de este tipo para entrar en órbita es posible, pero muy ineficaz. El combustible para cohetes se agota muy rápidamente. A veces en menos de 10 minutos. Simplemente no hay suficiente combustible para tal despegue. Los cohetes modernos despegan verticalmente sólo durante la fase inicial de vuelo. Luego, la automatización comienza a darle al cohete un ligero balanceo. Además, cuanto mayor es la altitud de vuelo, más notable es el ángulo de balanceo del cohete espacial. Así, el apogeo y el perigeo de la órbita se forman de forma equilibrada. Esto garantiza el equilibrio más cómodo entre eficiencia y consumo de combustible. La órbita resulta cercana a un círculo perfecto. Nunca será ideal.
Si el cohete vuela verticalmente hacia arriba, el resultado será un apogeo increíblemente enorme. El combustible se acabará antes de que aparezca el perigeo. En otras palabras, el cohete no solo no entrará en órbita, sino que, debido a la falta de combustible, volará en parábola de regreso al planeta.
En el centro de todo está el motor.
Ningún cuerpo es capaz de moverse por sí solo. Debe haber algo que le impulse a hacer esto. EN en este caso es un motor de cohete. Un cohete, al despegar hacia el espacio, no pierde su capacidad de moverse. Para muchos esto es incomprensible, porque en el vacío la reacción de combustión es imposible. La respuesta es lo más simple posible: un poco diferente.
Entonces, el cohete vuela. Hay dos componentes en sus tanques. Es un combustible y un oxidante. Mezclarlos asegura que la mezcla se encienda. Sin embargo, de las boquillas no sale fuego, sino gas caliente. En este caso no hay contradicciones. Esta configuración funciona muy bien en el vacío.
Los motores de cohetes son de varios tipos. Estos son combustibles líquidos, sólidos, iónicos, electropropulsores y nucleares. Los dos primeros tipos se utilizan con mayor frecuencia porque son capaces de proporcionar la mayor tracción. Los combustibles líquidos se utilizan en cohetes espaciales, los combustibles sólidos se utilizan en misiles balísticos intercontinentales con carga nuclear. Los electropropulsores y los atómicos están diseñados para el movimiento más eficiente en el vacío, y es en ellos donde se depositan las máximas esperanzas. Actualmente no se utilizan fuera de los bancos de pruebas.
Sin embargo, Roscosmos recientemente hizo un pedido para el desarrollo de un remolcador orbital con motor nuclear. Esto da motivos para tener esperanzas en el desarrollo de la tecnología.
Destaca un pequeño grupo de motores de maniobras orbitales. Están destinados al control, pero no se utilizan en cohetes, sino en naves espaciales. No son suficientes para volar, pero sí para maniobrar.
Velocidad
Desafortunadamente, hoy en día la gente equipara vuelos espaciales a unidades básicas de medida. ¿A qué velocidad despega el cohete? Esta pregunta no es del todo correcta en relación a No importa a qué velocidad despeguen.
Hay bastantes misiles y todos tienen diferente velocidad. Los diseñados para poner a los astronautas en órbita vuelan más lento que los de carga. Una persona, a diferencia de una carga, está limitada por sobrecargas. Los cohetes de carga, como por ejemplo el superpesado Falcon Heavy, despegan demasiado rápido.
Es difícil calcular unidades exactas de velocidad. En primer lugar, porque dependen de la carga útil del vehículo de lanzamiento (vehículo de lanzamiento). Es bastante lógico que un vehículo de lanzamiento completamente cargado despegue mucho más lento que uno medio vacío. Sin embargo, existe un valor común que todos los cohetes se esfuerzan por alcanzar. Esto se llama velocidad de escape.
Hay una primera, una segunda y, en consecuencia, una tercera velocidad de escape.
La primera es la velocidad necesaria, que te permitirá moverte en órbita y no caer al planeta. Son 7,9 kilómetros por segundo.
El segundo es necesario para abandonar la órbita terrestre y pasar a la órbita de otro cuerpo celeste.
El tercero permitirá al dispositivo superar la gravedad del sistema solar y abandonarlo. Actualmente, la Voyager 1 y la Voyager 2 vuelan a esta velocidad. Sin embargo, contrariamente a lo que informan los medios, aún no han abandonado los límites del sistema solar. Desde un punto de vista astronómico, tardarán al menos 30.000 años en llegar a la nube de Orta. La heliopausa no es el límite de un sistema estelar. Este es precisamente el lugar donde el viento solar choca con el medio entre sistemas.
Altura
¿A qué altura vuela el cohete? El que se requiere. Después de alcanzar el límite hipotético del espacio y la atmósfera, medir la distancia entre la nave y la superficie del planeta es incorrecto. Después de entrar en órbita, la nave se encuentra en un entorno diferente y la distancia se mide en unidades de distancia.
Incluso entre las personas que han estudiado física, a menudo se escucha una explicación completamente errónea sobre el vuelo de un cohete: vuela porque es repelido del aire por los gases que se forman cuando se quema la pólvora en él. Esto es lo que pensaban en los viejos tiempos (los cohetes son un invento antiguo). Sin embargo, si lanzaras un cohete en un espacio sin aire, no volaría peor, ni siquiera mejor, que en el aire. La verdadera razón El movimiento del cohete es completamente diferente. Lo afirmó muy clara y simplemente el revolucionario Kibalchich de la Primera Marcha en su nota de suicidio sobre la máquina voladora que inventó. Al explicar el diseño de los misiles de combate, escribió:
“En un cilindro de estaño, cerrado por una base y abierto por la otra, se inserta herméticamente un cilindro de pólvora prensada, que tiene un vacío en forma de canal a lo largo de su eje. La combustión de la pólvora comienza desde la superficie de este canal y se extiende por cierto periodo tiempo hasta la superficie exterior del polvo prensado; los gases formados durante la combustión producen presión en todas direcciones; pero las presiones laterales de los gases están mutuamente equilibradas, mientras que la presión en el fondo de la cápsula de estaño de pólvora, no equilibrada por la presión opuesta (ya que los gases tienen una salida libre en esta dirección), empuja el cohete hacia adelante”.
Aquí sucede lo mismo que cuando se dispara un cañón: el proyectil vuela hacia adelante y el cañón mismo es empujado hacia atrás. ¿Recuerdas el “retroceso” de un arma y todo en general? armas de fuego! Si un cañón estuviera suspendido en el aire, no sostenido por nada, después de disparar se movería hacia atrás con una determinada velocidad, que es la misma cantidad de veces menor que la velocidad del proyectil, ¿cuántas veces el proyectil es más liviano que el cañón? sí mismo. En la novela de ciencia ficción de Julio Verne “Al revés”, los estadounidenses incluso decidieron utilizar la fuerza de retroceso de un cañón gigantesco para llevar a cabo una empresa grandiosa: “enderezar el eje de la Tierra”.
Un cohete es el mismo cañón, solo que no arroja proyectiles, sino gases en polvo. Por la misma razón, gira la llamada "rueda china", que probablemente admiraste al instalar fuegos artificiales: cuando la pólvora arde en tubos unidos a la rueda, los gases fluyen en una dirección y los propios tubos (y con ellos la rueda) consiguen el movimiento contrario. De hecho, esto es solo una modificación de un dispositivo físico conocido: la rueda Segner.
Es interesante notar que antes de la invención del barco de vapor existía un diseño para una embarcación mecánica basado en el mismo principio; se suponía que el suministro de agua en el barco se liberaría mediante una bomba de fuerte presión en la popa; Como resultado, el barco tuvo que avanzar, como esas latas flotantes que se consiguen para demostrar el principio en cuestión en la escuela. oficinas fisicas. Este proyecto (propuesto por Remsey) no se llevó a cabo, pero jugó un papel muy conocido en la invención del barco de vapor, ya que le dio a Fulton su idea.
También sabemos que la máquina de vapor más antigua, inventada por Garza de Alejandría en el siglo II a.C., fue diseñada según el mismo principio: el vapor de la caldera fluía a través de un tubo hacia una bola montada sobre un eje horizontal; Luego, saliendo de los tubos acodados, el vapor empujó estos tubos en la dirección opuesta y la bola comenzó a girar.
La máquina de vapor (turbina) más antigua, atribuida a Garza de Alejandría.
(Siglo II a.C.).
Desafortunadamente, la turbina de vapor de Heron en la antigüedad seguía siendo solo un juguete curioso, ya que la baratura del trabajo esclavo no animó a nadie a uso práctico carros Pero el principio en sí no ha sido abandonado por la tecnología: hoy en día se utiliza en la construcción de turbinas a reacción.
A Newton, el autor de la ley de acción y reacción, se le atribuye uno de los primeros diseños de un vagón de vapor, basado en el mismo principio: el vapor de una caldera colocada sobre ruedas sale corriendo en una dirección y la propia caldera, debido a al retroceder, rueda en la dirección opuesta.
Coche de vapor atribuido a Newton.
Los coches cohete, sobre cuyos experimentos se habló ampliamente en 1928 en periódicos y revistas, son una modificación moderna del carro de Newton.
Para los amantes de las manualidades, aquí tenéis un dibujo de un vaporizador de papel, también muy parecido al carruaje de Newton: en una caldera de vapor se genera vapor a partir de un huevo vaciado, calentado con un algodón empapado en alcohol en un dedal; Al escapar como una corriente en una dirección, obliga a todo el vapor a moverse en la dirección opuesta. Sin embargo, la construcción de este juguete instructivo requiere manos muy hábiles.
Barco de vapor de juguete hecho de papel y cáscaras de huevo. El combustible es alcohol vertido en un dedal.
El vapor que sale por el agujero de la “caldera de vapor” (un huevo soplado) hace que el barco de vapor navegue en dirección opuesta.
Los motores de cohetes que emiten llamas impulsan la nave espacial a la órbita alrededor de la Tierra. Otros cohetes llevan naves más allá del sistema solar.
En cualquier caso, cuando pensamos en cohetes, imaginamos vuelos espaciales. Pero los cohetes también pueden volar en tu habitación, por ejemplo durante la celebración de tu cumpleaños.
Un globo común y corriente también puede ser un cohete. ¿Cómo? Infla el globo y pellizca su cuello para evitar que se escape el aire. Ahora suelta la pelota. Comenzará a volar por la habitación de forma completamente impredecible e incontrolable, empujado por la fuerza del aire que se escapa de él.
Aquí hay otro cohete simple. Pongamos un cañón en el vagón de ferrocarril. Enviémosla de regreso. Supongamos que la fricción entre los carriles y las ruedas es muy pequeña y la frenada será mínima. Disparemos un cañón. En el momento del disparo, el carro avanza. Si empiezas a disparar con frecuencia, el carro no se detendrá, sino que irá ganando velocidad con cada disparo. Los proyectiles, que salen volando hacia atrás desde el cañón del cañón, empujan el carro hacia adelante.
La fuerza que se crea en este caso se llama retroceso. Es esta fuerza la que hace que cualquier cohete se mueva, tanto en la Tierra como en el espacio. Cualesquiera que sean las sustancias u objetos que se expulsan de un objeto en movimiento, empujándolo hacia adelante, tendremos un ejemplo de motor de cohete.
Interesante:
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El cohete es mucho más adecuado para volar en el vacío del espacio que en atmósfera terrestre. Para lanzar un cohete al espacio, los ingenieros deben diseñar potentes motores de cohetes. Basan sus diseños en las leyes universales del universo descubiertas por el gran científico inglés Isaac Newton, que trabajó a finales del siglo XVII. Las leyes de Newton describen la gravedad y lo que les sucede a los cuerpos físicos cuando se mueven. La segunda y tercera leyes ayudan a comprender claramente qué es un cohete.
Movimiento de cohetes y leyes de Newton.
La segunda ley de Newton relaciona la fuerza de un objeto en movimiento con su masa y aceleración (el cambio de velocidad por unidad de tiempo). Así, para crear un cohete potente, su motor debe expulsar grandes masas de combustible quemado a gran velocidad. La tercera ley de Newton establece que la fuerza de acción es igual a la fuerza de reacción y está dirigida en dirección opuesta. En el caso de un cohete, la fuerza de acción son los gases calientes que escapan de la tobera del cohete; la fuerza contraria empuja el cohete hacia adelante.
Cohetes que se lanzan a la órbita naves espaciales, utiliza gases calientes como fuente de energía. Pero el papel de los gases lo puede desempeñar cualquier cosa, es decir, desde cuerpos sólidos arrojados al espacio desde la popa hasta partículas elementales- protones, electrones, fotones.
¿Qué hace volar un cohete?
Mucha gente piensa que un cohete se mueve porque los gases expulsados por la boquilla son repelidos por el aire. Pero eso no es cierto. Es la fuerza que expulsa el gas por la boquilla la que empuja al cohete al espacio. De hecho, es más fácil para un cohete volar en el espacio exterior, donde no hay aire y nada limita el vuelo de las partículas de gas expulsadas por el cohete, y cuanto más rápido se propagan estas partículas, más rápido vuela el cohete.
ETAPA MUNICIPAL DEL CONCURSO INFANTIL DE TODA RUSIA
INVESTIGACIÓN Y OBRAS CREATIVAS
« soy un investigador»
Investigación
Kuksa Dmitry
estudiante de 3 clase "A"
Institución educativa municipal escuela secundaria No. 7
Supervisor:
alekseevka
Nos anunciaron en la escuela que habría un concurso “Soy investigador”. Decidí: "¡Participaré!" Llegué a casa y comencé a pensar qué tema debería elegir. Y el abuelo, que sirvió en fuerzas de misiles, dijo: “Vamos, Dima, lancemos el cohete. Tan pronto como me digas qué fuerza hace que el cohete se mueva, cumpliré mi promesa”. Me gustó esta idea. Y no tenía miedo de semejante tarea. Tenía muchas ganas de ver volar el cohete.
establezco tareas
1. Estudiar la estructura de un cohete.
2. Descubre qué fuerza hace que el cohete se mueva.
Métodos de búsqueda:
Teórico: estudiar fuentes de información.
Práctico: experimentos.
El objeto de estudio es: cohete.
Tema de estudio: vuelo de cohete
Resultado Esperado: La investigación ampliará mis horizontes y me ayudará a descubrir si es posible levantar un cohete en el aire en casa.
Hipótesis: Creo que es posible hacer un modelo de cohete en casa, pero no se puede volar por el aire. Ella no volará.
Para probar o refutar la hipótesis, primero estudié la literatura. Esto es lo que aprendí.
La palabra rusa "cohete" proviene de palabra alemana"misiles". Y este es un diminutivo de la palabra italiana “rocca”, que significa “huso”. El cohete es como un eje con una punta afilada y aerodinámica para reducir la resistencia del aire cuando vuela en la atmósfera y este es el carenado del cohete (1)
2 depósito de combustible- esta es la parte de la estructura del cohete que le proporciona combustible. Para los cohetes de combustible líquido, el tanque de combustible se divide en un tanque con combustible y un tanque con un oxidante, que se encuentra encima del tanque de combustible. Para los cohetes de combustible sólido, el tanque de combustible está conectado a la cámara de combustión y durante la combustión. del propio combustible cumple la función de una cámara de combustión.
3 la cámara de combustión- sirve para quemar combustible y liberar los gases resultantes.
4.El cohete tiene un estabilizador. Parece el emplumado de una flecha o la cola de un avión. Al moverse en la atmósfera, evita que el cohete "se tambalee" de un lado a otro.
5. Y hay un agujero en el fondo del cohete. Llamado boquilla. Los gases salen de esta boquilla en una fuerte corriente. De ellos queda una cola de fuego detrás del cohete.
Realicé una encuesta en clase sobre el tema: ¿por qué despega un cohete?
Muchos de mis compañeros escribieron que los cohetes despegan porque se impulsan desde el suelo. Algunos dicen que ésta es una pregunta muy difícil para ellos y no pueden responderla. Pero esto es lo que aprendí: según la tercera ley de la mecánica, los cuerpos actúan entre sí con fuerzas iguales en magnitud y de dirección opuesta. En un motor de cohete, esta ley, descubierta por el brillante científico Isaac Newton, se cumple de forma muy sencilla: los productos gaseosos de la combustión son expulsados hacia atrás para que el cohete avance.
La ley de Newton se puede verificar fácilmente, por ejemplo, utilizando un globo lleno de aire. Si se libera aire, la pelota comenzará a moverse.
Suelta la pelota.
Comentario: (aunque de forma muy caótica) en la dirección opuesta a la dirección del aire que se libera. Fotos con la pelota:
Intenté estabilizar el movimiento de la pelota.
Necesitaba hilo, una pajita de cóctel y cinta adhesiva. Experiencia. Comentario: vuelo globo aerostático se volvió suave. El aire sale de la pelota y vuela a lo largo de la cuerda en la dirección opuesta.
El hombre inventó los cohetes hace mucho tiempo. Fueron inventados en China hace muchos cientos de años. Los chinos los utilizaban para hacer fuegos artificiales.
Armas de cohetes" href="/text/category/raketnoe_oruzhie/" rel="bookmark">armas de cohetes. Son armas formidables. Los misiles modernos pueden alcanzar con precisión un objetivo a una distancia de miles de kilómetros. Los misiles militares suelen tener propulsor sólido motores.
https://pandia.ru/text/80/331/images/image004_3.jpg" alt="MLRS Katyusha" width="216" height="141 src=">!}
Despegue de un misil tierra-aire. lanzacohetes"Katyusha"
Y en el siglo XX, el profesor de física de la escuela Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky inventó una nueva profesión para los cohetes. Soñó con cómo una persona volaría al espacio. Llamó a nuestro planeta la cuna de la humanidad. Para salir de esta cuna y empezar a caminar por el espacio exterior, se necesitan cohetes.
Tsiolkovsky propuso un cohete propulsado por hidrógeno líquido o queroseno e introdujo un segundo componente del combustible para aviones: un oxidante, para el cual se eligió oxígeno líquido.
Los cohetes que vuelan actualmente dependen de pólvora, queroseno, oxígeno líquido y metales.
Recientemente usado cohetes multietapa. Están equipados con varios sistemas de propulsión (etapas). El primer paso es el más grande. Los pasos se instalan secuencialmente uno tras otro. La etapa final puede alcanzar una altitud significativamente mayor que la de un cohete de una sola etapa.
En el momento del arranque, sólo está en marcha el motor de la primera etapa; una vez finalizado el trabajo, la primera etapa se separa y el motor de la segunda etapa, y luego el tercero, comienzan a funcionar.
Conclusión: todos los cohetes, tanto los más pequeños producidos industrialmente o diseñados por aficionados, como los grandes, cuya producción implica mucho esfuerzo y dinero, tienen una cosa en común. - Se basan en el principio de propulsión a chorro.
Y le dije a mi abuelo: “La fuerza reactiva hace que el cohete se mueva”.
Levantamos el cohete de mi abuelo en el aire. ella estaba en combustible sólido. Esto es lo que tenemos.
La hipótesis no fue confirmada, ya que el cohete despegó en el aire. Se elevaba maravillosamente, al nivel de la casa.
Como resultado del estudio, se encontró que los lanzamientos de cohetes dañan la atmósfera del planeta Tierra porque emiten gases nocivos.
Realmente quería - gente quieta estudió la tierra y sistema solar, realizó previsiones meteorológicas y estableció comunicaciones mediante cohetes y satélites, pero no dañó nuestra atmósfera. Espero poder investigar este problema y encontrar una solución simple pero confiable.
También me di cuenta de lo peligrosas que pueden ser algunas sustancias y la velocidad de despegue. Creo que sólo deberías lanzar cohetes o fuegos artificiales con tus padres. Compartí estas observaciones y experiencias con los niños en clase.
