Πώς ισχύει ο νόμος κίνησης για τους πυραύλους;
Ο πρώτος νόμος του Newton:Inertia
* Ρόκετς σε ηρεμία: Ένας πυραύλος σε κατάσταση ηρεμίας θα παραμείνει σε ηρεμία και ένας πυραύλος σε κίνηση θα συνεχιστεί σε κίνηση με σταθερή ταχύτητα και κατεύθυνση, εκτός εάν ενεργήσει από μια εξωτερική δύναμη.
* Εκκίνηση: Για να ξεπεραστεί η αδράνεια και η εκτόξευση, ο πυραυλικός κινητήρας πρέπει να δημιουργήσει μια δύναμη αρκετά ισχυρή για να ξεπεράσει τη μάζα του πυραύλου και την βαρυτική έλξη της γης.
Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα:δύναμη, μάζα και επιτάχυνση
* ώθηση και επιτάχυνση: Η δύναμη που ασκείται από τον πυραύλο, γνωστή ως ώθηση, είναι άμεσα ανάλογη με τη μάζα του πυραύλου και τον ρυθμό μεταβολής της ταχύτητας (επιτάχυνση).
* καύση καυσίμου: Καθώς ο πυραύλος καίει καύσιμο και το εκτοξεύει από την πλάτη, η μάζα του πυραύλου μειώνεται. Αυτή η αλλαγή στη μάζα, σε συνδυασμό με τη σταθερή ώθηση, προκαλεί την αύξηση της επιτάχυνσης του πυραύλου.
Τρίτος νόμος του Newton:Δράση και αντίδραση
* Προώθηση του πυραύλου: Για κάθε δράση, υπάρχει ίση και αντίθετη αντίδραση. Ο πυραύλος κινητήρας αποβάλλει το ζεστό αέριο έξω από την πλάτη (δράση), και σε απάντηση, ο πυραύλος βιώνει μια ίση δύναμη προς την αντίθετη κατεύθυνση (αντίδραση). Αυτή η δύναμη προωθεί τον πυραύλο προς τα εμπρός.
Βασικές έννοιες
* ώθηση: Η δύναμη που παράγεται από τον πυραύλο, η οποία παράγεται από την ταχεία απέλαση του καυτού αερίου από το θάλαμο καύσης.
* Ειδική ώθηση: Ένα μέτρο της αποτελεσματικότητας ενός πυραύλου, που αντιπροσωπεύει την ώθηση που παράγεται ανά μονάδα καυσίμου που καταναλώνεται.
* Delta-V: Η συνολική μεταβολή της ταχύτητας που μπορεί να επιτύχει ένας πυραύλος, που καθορίζεται από την ποσότητα καυσίμου που μεταφέρει και την αποτελεσματικότητα του κινητήρα του.
Πώς λειτουργούν όλα
1. ανάφλεξη: Ο κινητήρας πυραύλων ανάβει το καύσιμο, δημιουργώντας ζεστό, επεκτατικό αέριο.
2. γενιά ώθησης: Το αέριο εκδιώκεται από το ακροφύσιο, δημιουργώντας ώθηση.
3. Επιτάχυνση: Η ώθηση αναγκάζει τον πυραύλο να επιταχύνει προς τα πάνω.
4. Μείωση μάζας: Καθώς καίγεται, η μάζα του πυραύλου μειώνεται, οδηγώντας σε αυξημένη επιτάχυνση.
5. Ο πυραύλος συνεχίζει να επιταχύνει μέχρι να φτάσει σε επαρκή ταχύτητα για να ξεπεράσει τη βαρύτητα της Γης και να εισέλθει σε τροχιά.
Συνοπτικά: Οι νόμοι της κίνησης διέπουν τις αρχές της πρόωσης πυραύλων, εξηγώντας πώς οι μεταβολές της ώθησης, της επιτάχυνσης και των μαζικών διασυνδέονται για να προωθήσουν έναν πυραύλο μέσω του χώρου.
