Чому ракета нахиляється після запуску?

Ракети зазвичай обертаються та поступово нахиляються після зльоту, щоб скористатися силою земного тяжіння, що допомагає економити паливо та летіти в правильному напрямку до орбіти.

Щоб запустити ракету в космос, інженерам та вченим потрібно переконатися, що апарат має достатню тягу та паливо для подолання земної гравітації. Ракети зазвичай летять по криволінійній траєкторії, щоб скористатися силою тяжіння, та використовують маневри нахилу, щоб залишатися на курсі.

Згідно з Headed for Space, більшість великих ракетних пускових комплексів світу розташовані на екваторі або поблизу нього, оскільки Земля обертається найшвидше на екваторі. Тому ракети, запущені з екватора та рухаються на схід, можуть миттєво отримати прискорення (приблизно 1670 км/год) завдяки обертанню Землі. Однак не всі орбіти та траєкторії польоту космічних апаратів спрямовані на схід.

Ракета Starship V3 стоїть на стартовому майданчику. Фото: SpaceX

Наприклад, щоб вивести ракету «Сатурн-5» на оптимальну орбіту навколо Місяця, апарату потрібен орбітальний нахил 18 градусів та кут запуску 72 градуси. Аналогічно, Міжнародна космічна станція (МКС) має орбітальний нахил 51,6 градуса та потребує кута запуску 38,4 градуса. В обох випадках запуск ракети на схід без коригувань під час польоту завадить апарату досягти цільової орбіти.

Оскільки стартовий комплекс закріплений у напрямку північ-південь або схід-захід, ракеті-носія необхідно усунути різницю між кутом запуску та орієнтацією стартового майданчика або використовувати складні розрахунки навігації під час польоту для коригування своєї траєкторії. Відразу після покидання вертикального стартового майданчика ракети, такі як Starship від SpaceX, виконають крен та тангаж у напрямку до запланованої траєкторії. Цей маневр крен та тангажування дозволяє ракеті використовувати гравітацію Землі для поступового горизонтального руху, максимізуючи паливну ефективність.

Згідно з BGR, ракети, які переважно працюють в атмосфері Землі, часто використовують аеродинамічні елементи, такі як хвостові стабілізатори, використовуючи опір повітря для запуску внутрішнього обертання. Це поширена особливість балістичних ракет у військових системах оборони. Однак більшість сучасних ракет, що працюють на орбіті, використовують двигуни для нахилу після запуску. Оскільки сопла двигунів регульовані, вони можуть перенаправляти тягу в протилежні сторони, дозволяючи ракеті обертатися.

Не всі ракети мають кілька сопел; натомість інженери проектують менші допоміжні двигуни, які називаються верньєрськими двигунами, часто встановленими збоку ракети-носія або зміщеними відносно основного двигуна, щоб ініціювати процес обертання.

Інженери також запропонували кілька нових рішень, щоб полегшити нахил ракети. Наприклад, ракета Delta IV має лише одне сопло двигуна, але, спрямувавши дві вихлопні труби газогенератора в протилежні боки, ракета-носій все ще може обертатися.

( За даними vnexpress.net )

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