Орбітальна станція “Мир” і Шатл

Шатл на старті

4.5.4. Керування ракетою

Подібно до літака ракета має поздовжню, поперечну і шляхову керованість. Керуючі моменти створюються за аеродинамічним або реактивним принципом. Аеродинамічні керма ракети подібні літаковим. Вони ефективні тільки в щільних шарах атмосфери. Реактивний принцип керування ракетою може здійснюватися різними способами. В даний час найбільш часто застосовуються три способи керування:

– за допомогою газодинамічних рулів (рис. 4.23);

– зміною напряму тяги ракетного двигуна (рис. 4.24);

– застосуванням спеціальних двигунів керування, так званих верньєрних двигунів (рис. 4.25).

При відхиленні газодинамічного керма, що знаходиться в реактивному соплі (рис. 4.23), виникає газодинамічна сила N, момент якої щодо центру мас ракети є таким, що керує.

Рис. 4.23. Керування ракетою за допомогою газодинамічних рулів.

За допомогою повороту ракетного двигуна (рис. 4.24) змінюється напрям його тяги P_R. Вектор тяги P_R можна розкласти на дві складові: паралельну Т и перпендикулярну F напряму руху ракети. Сила F створює неврівноважений момент щодо центра маси ракети і може бути використана як сила, що керує, для зміни траєкторії польоту ракети.

Рис. 4.24. Керування ракетою зміною напряму тяги ракетного двигуна.

Якщо до корпуса ракети (рис. 4.25) на шарнірах прикріпити додаткові двигуни, то, повертаючи їх, можна змінювати напрям їх тяги F, яка створює щодо центра мас ракети момент М. Цей момент є керуючим, тому що він змінює траєкторію руху ракети.

Рис. 4.25. Керування ракетою за допомогою верньєрних двигунів.

4.5.5. Дія сил на ракету під час польоту

В польоті на ракету діють сила ваги G = mg, сила тяги Р_r, аеродинамічна сила R_A і сили F, що управляють (рис. 4.26). При великій дальності польоту необхідно враховувати і коріолісову силу, викликану обертанням Землі. Значення цих сил та їх вплив на політ ракети залежать від ділянки траєкторії.

Рис. 4.26. Сили, що діють на ракету в польоті.

На активній ділянці польоту силами аеродинамічного опору R_A і ваги G можна зневажити, тому що їх значення дуже малі в порівнянні з силою тяги Рr.

На пасивній ділянці траєкторії за межами щільних шарів атмосфери основну дію надає сила ваги ракети G.

На ділянці стабілізації, крім сили ваги G, потрібно враховувати і силу аеродинамічного опору R_A. Точка додатку вектора аеродинамічної сили R_A називається центром опору (тиску). Проекція вектора аеродинамічної сили R_A на напрям повітряного потоку називається силою лобового опору Х. Проекція R_A на площину, перпендикулярну повітряному потоку, називається нормальною силою R_n і має дві складові: піднімальну силу Y у вертикальній площині та бічну силу Z в горизонтальній площині.

Дата добавления: 2014-01-15