Почему ракета наклоняется после запуска?

Как правило, после старта ракеты начинают вращаться и постепенно наклоняться, чтобы использовать силу гравитации Земли, что помогает экономить топливо и двигаться в правильном направлении к орбите.

Для запуска ракеты в космос инженерам и ученым необходимо обеспечить наличие у аппарата достаточной тяги и топлива, чтобы преодолеть земное притяжение. Ракеты обычно летают по криволинейной траектории, чтобы использовать преимущества гравитации, и применяют маневры наклона для удержания курса.

Согласно данным организации Headed for Space, большинство крупных ракетных стартовых комплексов мира расположены на экваторе или вблизи него, поскольку Земля вращается с наибольшей скоростью именно на экваторе. Поэтому ракеты, запускаемые с экватора и движущиеся на восток, могут мгновенно набирать ускорение (приблизительно 1670 км/ч) благодаря вращению Земли. Однако не все орбиты и траектории полета космических аппаратов направлены на восток.

Ракета Starship V3 находится на стартовой площадке. Фото: SpaceX

Например, для вывода ракеты «Сатурн V» на оптимальную орбиту к Луне требуется наклон орбиты в 18 градусов и угол запуска 72 градуса. Аналогично, Международная космическая станция (МКС) находится на орбите с наклоном 51,6 градуса и требует угла запуска 38,4 градуса. В обоих случаях запуск ракеты на восток без корректировки траектории в полете помешает ей достичь целевой орбиты.

Поскольку стартовый комплекс ориентирован в направлении север-юг или восток-запад, ракете-носителю необходимо компенсировать разницу между углом запуска и ориентацией стартовой площадки или использовать сложные расчеты навигации в полете для корректировки траектории. Сразу после отрыва от вертикальной стартовой площадки такие ракеты, как Starship компании SpaceX, совершают крен и тангаж в направлении заданной траектории. Этот маневр крена и тангажа позволяет ракете использовать гравитацию Земли для постепенного горизонтального отклонения, что максимизирует топливную эффективность.

Согласно данным BGR, ракеты, работающие преимущественно в атмосфере Земли, часто используют аэродинамические элементы, такие как хвостовые стабилизаторы, задействуя сопротивление воздуха для инициирования внутреннего вращения. Это распространенная особенность баллистических ракет в системах противовоздушной обороны. Однако большинство современных ракет, работающих на орбите, используют двигатели для наклона после запуска. Поскольку сопла двигателей регулируются, они могут перенаправлять тягу в противоположных направлениях, позволяя ракете вращаться.

Не все ракеты имеют несколько сопел; вместо этого инженеры проектируют более компактные вспомогательные двигатели, называемые двигателями Вернье, которые часто устанавливаются сбоку от ракеты-носителя или смещены относительно основного двигателя, для инициирования процесса вращения.

Инженеры также разработали несколько новых решений, позволяющих ракете легче наклоняться. Например, ракета Delta IV имеет только одно сопло двигателя, но, направив две выхлопные трубы газогенератора в противоположные стороны, ракета-носитель все же может вращаться.

( По данным vnexpress.net )

Источник: https://baodongthap.vn/tai-sao-ten-lua-xoay-nghieng-sau-khi-phong-a241234.html