Особенности движения ракеты-носителя

Опубликовано Кошечкина Людмила Геннадьевна вкл 24.01.2016 - 22:40

Автор:

Королёв Кирилл

Актуальность выбранной темы заключается в том, что космонавтика является катализатором современной науки и техники, ставшим за невиданно короткий срок одним из главный рычагов современного мирового процесса.

Цель моей работы – изучить особенности и принципы реактивного движения, а также познакомиться с историей развития ракетной техники, понять как летает ракета.

Скачать:

Вложение	Размер
особенности движения ракеты-носителя	37.68 КБ

Предварительный просмотр:

XVI ГОРОДСКАЯ МЕЖШКОЛЬНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

«ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКУ»

Секция «Физика»

Тема:

«Особенности движения ракеты-носителя»

Выполнил:

ученик 2«А» класса

МБОУ школы № 145

Куйбышевского района Королёв Кирилл

Научный руководитель:

Кошечкина

Людмила Геннадьевна

учитель начальных классов

Самара, 2015 год

Оглавление

	стр.
Введение.	3
Принцип реактивного движения. Открытие К.Э. Циолковского.	5
Развитие ракетной техники. Основные достижения.	6
Устройство и принцип движения ракеты-носителя.	7
Космические корабли многоразового использования.	7
Жизнь на орбите.	8
Практическое использование космических технологий.	9
Заключение.	10
Список литературы.	11
Приложение (иллюстрационный материал)	12

Введение.

12 апреля 1961 года Юрий Алексеевич Гагарин совершил первый в истории полет в космос на корабле «Восток». Он облетел вокруг Земли за 108 минут [1].

Впервые я узнал об этом из книги «Мир знаний. Космос». Ее мне подарили родители, когда я был еще маленький. Листая эту книгу, самостоятельно рассматривая красочные фотографии, я стал интересоваться всем, что связано с освоением человеком космического пространства [2].

С момента возникновения космонавтика была предметом особой национальной гордости нашей страны. Русский мыслитель Циолковский первым из землян задумался об исследовании космического пространства, первая ракета была разработана русскими конструкторами во главе с Королёвым, а первым человеком, поднявшимся на космическую орбиту, также стал наш соотечественник.

Освоение космического пространства открывает перед человечеством безграничные возможности. Космонавтика стимулирует развитие электроники, машиностроения, материаловедения, вычислительной техники, энергетики и многих других областей народного хозяйства. С каждым днем расширяется сфера практического использования космонавтики. На сегодняшний день невозможно представить нашу жизнь без телевидения, сотовой связи, навигаторов. Специальные спутники помогают морским судам и самолетам определять свои координаты. Человек уже успел побывать на луне, космические аппараты разных стран сумели добраться до многих планет Солнечной системы. За последнее время было открыто большое количество новых планет. Современные телескопы позволяют заглядывать в космос на несколько десятков миллиардов световых лет. Человечество настолько заинтересовано космосом, что туда уже начали отправлять туристов [3].

Однако чтобы осуществить полет в мировое пространство человеку нужно было научиться делать ракеты, понять и использовать на практике принцип реактивного движения, создать теорию межпланетных сообщений и т.д.

Актуальность выбранной темы заключается в том, что космонавтика является катализатором современной науки и техники, ставшим за невиданно короткий срок одним из главный рычагов современного мирового процесса.

Цель моей работы – изучить особенности и принципы реактивного движения, а также познакомиться с историей развития ракетной техники, понять как летает ракета.

Основная задача работы – на основе полученных знаний воссоздать макет космического корабля и понять принципы его движения.

При изучении данной темы мною были использованы книги из личной библиотеки – это энциклопедии, рассказывающие об исследовании космического пространства и создании ракетной техники, научно-познавательные и документальные фильмы об истории развития космонавтики, материалы глобальной сети Интернет, а также методические пособия и справочные материалы по физике для учащихся общеобразовательных школ.

Принцип реактивного движения. Открытие К.Э. Циолковского.

В конце XIX века известный ученый и изобретатель Константин Эдуардович Циолковский доказал, что полететь в космос можно только с помощью ракеты. Циолковский создал теорию реактивного движения, которая впоследствии стала основой при создании современной ракетно-космической техники [3].

Для того чтобы понять основной принцип реактивного движения проделаем следующий опыт. Пробирку с небольшим количеством воды, закрытую пробкой и подвешенной на нити, нагреваем до кипения. В результате действия пара пробка вылетает, а пробирка отклоняется (движется) в противоположном направлении. Движение, которое возникает в результате отделения от тела какой-либо части, в данном случае пробки, либо как результат присоединения к телу другой части, называется реактивным движением.

На данном принципе работают реактивные самолеты и ракеты. Каракатицы, осьминоги при движении в воде также используют реактивный принцип перемещения. Набирая в себя воду, они, выталкивая ее, приобретают скорость, направленную в сторону, противоположную направлению выброса воды [4].

Циолковский в свою очередь сделал вывод, чтобы придать ракете нужную космическую скорость, необходимо создать «космический поезд». По его мнению, в передней ракете должны были находиться приборы и экипаж. Остальные ракеты работали поочередно: когда топливо в одной из них выгорало, она отбрасывалась, и «космический поезд» становился легче. После этого начинала работать следующая ракета и т.д. Передняя ракета, как по эстафете, получала скорость, набранную предыдущими ракетами. Открытие Циолковского используется и теперь [5].

Развитие ракетной техники. Основные достижения.

Долгое время эти знания использовались не для исследований космического пространства, а как основа для создания мощного оружия, которым можно было разрушать целые города [4].

Лишь к концу 1950-х прошлого столетия было замечено, что мощность созданных ракет вполне достаточна для того, чтобы они могли быть модифицированы в космические. Вместо ядерного заряда они были способны выводить на работу полезный груз, например спутник.

В нашей стране такой ракетой-носителем стала межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, разработанная учеными под руководством конструктора Сергея Павловича Королёва. 21 августа 1957 года она совершила первый успешный полет в новом качестве. В результате 4 октября 1957 года на орбиту был выведен первый искусственный спутник Земли «Спуник-1». Скорость движения спутника достигала почти 8 км/с, что позволило ему облетать нашу планету за 1,5 часа [5].

Когда на Земле наступила новая космическая эра, проложить человеку дорогу в новые неизведанные дали и околоземные космические пространства были призваны животные. 19 августа 1960 года в нашей стране был осуществлен запуск космического корабля с животными на борту. Первыми космическими пассажирами стали собаки Белка и Стрелка. Они не только посетили космическое пространство, но и благополучно вернулись на Землю.

6 августа 1961 года спустя 4 месяца после полета Ю.А.Гагарина с космодрома «Байконур» был запущен космический корабль «Восток-2» с космонавтом № 2 на борту. Им стал космонавт – Герман Степанович Титов. Он установил первый мировой рекорд по длительности пребывания в космосе, проведя на орбите целые сутки [2].

Наш город, как и вся страна, понимая свою сопричастность к происходящему, радовался и гордился. У нас на заводе «Прогресс» собирались две ступени ракеты-носителя «Восток», вынесшей корабль с Юрием Гагариным на космическую орбиту [5].

12 апреля 2001 года в Самаре состоялось официальное открытие музея «Самара Космическая». Главная достопримечательность музея – легендарная ракета-носитель «Союз», установленная в Самаре на проспекте Ленина около станции метро «Российская» в честь юбилея полета Юрия Гагарина [6].

Устройство и принцип движения ракеты-носителя.

Для того чтобы понять как летает ракета, я вместе с папой воссоздал макет ракеты-носителя. Рассмотрим, как же она устроена.

Ракета действует наподобие воздушного шара, из которого выходит воздух. Она движется вперед за счет выталкивания горячих газов [8].

Ракета состоит из трёх ступеней. 1-я и 2-я ступени состоят из 5 блоков: центрального и 4 боковых. Боковые блоки имеют коническую форму и расположены симметрично вокруг центрального блока. Каждый из блоков имеет собственный двигатель. Топливом являются жидкий кислород и керосин. 1-ая и 2-ая ступени производят отрыв ракеты от Земли. Перед окончанием работы двигателей боковые блоки отделяются. После этого включаются двигатели 3-ей ступени.

В результате отделения 1-ой и 2-ой ступени вес ракеты уменьшается. Дальнейший полет продолжается с нарастающим ускорением. Этот процесс повторяется столько раз, сколько ступеней содержит ракета. Последняя ступень доставляет полезный груз к месту назначения. Перед выводом на орбиту космического корабля обтекатель раскрывается и полезный груз, которым может быть как спутник, так и капсула с космонавтами, продолжает свое движение [7].

Космические корабли многоразового использования.

В отличие от ракет, которые могут быть использованы только один раз, космические корабли многоразового использования, или космические челноки, например, такие как российский «Буран» снова и снова отправляются в космос. Они оснащены большой грузовой кабиной, в которой перевозят конструктивные элементы для космических станций, и механической рукой, которая может выгружать спутники и телескопы. Космические челноки стартуют с помощью ракет-носителей. После вывода корабля на орбиту ракета отделяется. На Землю корабли возвращаются самостоятельно [7].

Жизнь на орбите.

Космонавтам трудно долго находиться на космическом корабле, так как там мало места. Находясь на космической станции, люди могут долгое время жить и работать в космосе. Станция состоит из цилиндрических отсеков. В них находятся лаборатории, жилые и служебные помещения. Воздух на борту космической станции пригоден для дыхания, поэтому здесь не нужно носить скафандры. Грузовой корабль доставляет с Земли на космическую станцию жизненно необходимые вещи. Через панели солнечных батарей станция получает энергию Солнца, которую использует для своих нужд [8]. В истории космонавтики особое место занимает орбитальная станция «Мир». Она была выведена на орбиту в 1986 году и прослужила 15 лет. За это время на ней побывало 103 космонавта из 11 государств. На сегодняшний день на орбиту выведена современная Международная космическая станция (сокращенно МКС), используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс. МКС — совместный международный проект, в котором участвуют 15 стран [1].

Сегодня, чтобы исследовать космическое пространство, в космос летают ученые различных специальностей. Но прежде чем отправиться в космос, они должны выдержать множество испытаний. Например, научиться передвигаться в скафандрах и находиться в невесомости [8].

Практическое использование космических технологий.

Без космоса представить нашу жизнь невозможно. Многие технологии стали применяться в повседневной жизни людей: тефлоновые сковородки, молнии, липучки, цифровая техника, телевидение, медицинские микроскопы [9]. С помощью спутников составляются прогнозы погоды, предсказываются природные катаклизмы. Космические технологии обеспечивают также безопасность нашей страны.

Все это сегодняшний день. А впереди - электростанции в космосе, удаление вредных производств с поверхности планеты, заводы на околоземной орбите и Луне [3].

Заключение.

Подводя итоги своей работы, полагаю необходимым отметить следующее. Проведя данное исследование, мне удалось:

- ознакомиться с историей развития ракетной техники,

- изучить понятие реактивного движения и экспериментальным путем определить принципы его действия,

- воссоздать макет космического корабля и понять принцип его движения.

В заключении хотелось бы отметить следующее.

В нашем городе находится Самарский Государственный Аэрокосмический Университет. Он готовит специалистов авиационно-космической отрасли и входит в число 14 лучших ВУЗов нашей страны [12].

По окончании школы я хотел бы стать студеном этого университета, чтобы внести свой вклад в развитие авиационно-космической отрасли, как и мой однофамилец, выдающийся конструктор Сергей Павлович Королёв.

Список литературы.