Meghajtások Űrrepülőterek

Az előadások a következő témára: "Meghajtások Űrrepülőterek"— Előadás másolata:

1 Meghajtások Űrrepülőterek
Űrkutatás Meghajtások Űrrepülőterek

2 Rakéták története Rakéta: olyan jármű, amely a tolóerőt a környezetétől függetlenül, az erő-ellenerő elve alapján, hajtóanyag kilövellésével állítja elő.

3 Rakéták története 13-14.század: Kína, Korea -> Közel-kelet, Európa
puskapor, "tűznyíl", tüzijáték

4 Rakéták története 1780 k., India: fémből készült rakéta
1804. Anglia: Congrave-rocket

5 Rakéták története 1633 Lagâri Hasan Çelebi ???

6 1928 Opel-RAK rakéta-autó 1929 rakéta-repülő

7 Rakéták története K.E.Ciolkovszkij (1857-1935):
A rakéta alkalmas az űrbe jutásra Rakéta-egyenlet, tömegarány Többfokozatú rakéták szükségesek Űrhajók, űrállomások gondolata J.V.Kondratyuk ( ): pályák, fel- és leszálló manőverek rakéták elmélete És még sokan mások... Kondratyuk: 1918–1919-ben készült kézirat: Azoknak akik azért olvassák el, hogy megépítsék. (Tyem, kto bugyet csitaty, stobi sztoity.) 1929-ben: A bolygóközi tér meghódítása. (Zavojevanyije mezsplanyetnih prosztransztv.) C.: A Föld az emberiség bölcsője, de nem maradhatunk örökké bölcsőben. Az emberiség nem is marad örökké a Földön, hanem fényre és térségre vágyva előbb félszegen behatol a légkörön túli térségbe, aztán pedig meghódítja a csillagok világát.

8 "A Föld az emberiség bölcsője, de nem maradhatunk örökké bölcsőben
"A Föld az emberiség bölcsője, de nem maradhatunk örökké bölcsőben. Az emberiség nem is marad örökké a Földön, hanem fényre és térségre vágyva előbb félszegen behatol a légkörön túli térségbe, aztán pedig meghódítja a csillagok világát. " K.E.Ciolkovszkij

9 Rakéták története Robert Goddard (1882-1945):
folyékony hajtóanyagú rakéta 1926 A Method of Reaching Extreme Altitudes 1919 giroszkópos vezérlés In order to generate radio-frequency power, he invented a vacuum tube that operated like a cathode-ray tube. U.S. Patent 1,159,209 was issued on November 2, This was the first use of a vacuum tube to amplify a signal, preceding even Lee de Forest's claim

10 Rakéták története Hermman Oberth (1894-1989):
Die Rakete zu den Planetenräumen 1922 Menschen im Weltraum 1953 űrállomás, űröltözék, űrtávcső

11 Rakéták története Wernher von Braun (1912-1977) A-1 1933
A-4 (V-2) 1942 Amerikai űrprogram vezetője (Redstone, Jupiter, Saturn) V-2 : The highest altitude reached during the war was kilometres (108.5 miles) on 20 June 1944.[14] A: Aggregate V: Vergeltungswaffe 2 Presiding from July 1960 to February 1970, von Braun became the center's first Director.

12

13

14 Rakéták története Sz.P. Koroljov (1907-1966) Szovjet űrprogram
vezetője Szputnyik, Vosztok

15 Mechanikai háttér J.Kepler ( ): bolygópályák

16 Mechanikai háttér I. Newton ( ) mechanika kalkulus

17 Rakéták Alapelvek: Erő-ellenerő elvén működik (nagysebességű égésterméket lök ki magából) Fajtái: kémiai ion nukleáris egyéb A hajtómű üzemeléséhez szükséges összes anyagot magával viszi (pl. üzemanyag és oxidálószer), hogy vákuumban is működjön.

18 Rakéták Kémiai rakéták szilárd üzemanyagú folyékony üzemanyagú
nem lehet leállítani nem emberes repülésnél gyorsító rakétánál (oldalt leválasztható) folyékony üzemanyagú leállítható és újraindítható emberes repülésnél manőverező hajtómű

19 Rakéták

20 Rakéták Laval-fúvóka

21 Rakéták A rakéta üzemelésekor a rakéta össztömege folytonosan változik, így a gyorsulás is, ezért diff.egyenletet kapunk Az F=ma helyett

22 Rakéták Ciolkovszkij-egyenlet
m0:kezdeti tömeg (feltöltve üzemanyaggal) mvég:üres tömeg (üzemanyag elégése után) m0/mvég: tömegarány К. Э. Циолковский, Исследование мировых пространств реактивными приборами, 1903. Typical multistage rockets have mass ratios in the range from 8 to 20. The Space Shuttle, for example, has a mass ratio around 16. (de –ból csak kb 5 jön ki...)

23 Rakéták Szilárd h.a. rakéta: vki<2500m/s
Folyékony h.a.r.: vki<4400m/s többfokozatú rakéta kell! Tipikus tömegarány (többfokozatú): 8..20 LOX+kerosene (mix 2.26, at 50atm) : 2749 m/s H2-O2 (Apollo J2): 4175m/s ( p479) Mengine=1622kg Meng/M0=0,024 Mtank/Mp=0,046 thrust 1024kN

24 Többfokozatú rakéták

25

26

27 Példa Delta II/7920 Két fokozat müa=207900kg
m0=227200kg+5039kg(payload) mvég=m0-müa=24339kg m0/mvég=9,54

28

29 Rakéták Összehasonlító táblázatok: ld.külön fájlokban

30 Ionhajtómű

31 Ionhajtómű vki=105m/s .. 15-200km/s .. 20- 50km/s .. ?
cserébe nagyon kicsi erő: mN légkörön kívül használható leginkább automata eszközök pályamódosítására

32 Ionhajtómű Dawn: Deep Space 1: F=90mN Pnapelem=10kW @1CSE
müa=425kg kapacitás (275kg Xe (Vestához) + 110kg Xe (Cereshez)+..) Δv total= 10km/s a=77um/s2 ?? Deep Space 1: delta v=4,3km/s 74kg Xe it would take four days at full throttle to accelerate Dawn from zero to sixty miles per hour (96 km / hour)

33 Egyéb Napvitorlás nincs saját hajtóanyaga
fény (fotonok) nyomását használja fel perfect absorbance: F = 4.54 μN per square metre (4.54 μPa) in the direction of the incident beam (an inelastic collision) perfect reflectance: F = 9.08 μN per square metre (9.08 μPa)   in the direction normal to surface (an elastic collision)

34 Warp drive?