Maggio 11, 2021

Parti del razzo

Disegno al computer di un razzo con le parti etichettate.

Lo studio dei razzi è un modo eccellente per gli studentiper imparare le basi delle forze e ilrispone di un oggetto all’esterno forces.In volo, un razzo è sottoposto aforze di peso, spinta e aerodinamica.Su questa diapositiva, abbiamo rimosso la “pelle” esterna in modo da poter vedere le parti che formano un razzo.Ci sono molte parti che compongono un razzo. Per la progettazione e l’analisi, gli ingegneri raggruppano parti che hanno la stessa funzione nei sistemi. Ci sono quattro sistemi principali in un razzo su larga scala; ilsistema strutturale, ilsistema di carico, ilsistema di guida e ilsistema di propulsione.

Il sistema strutturale, o telaio, è simile alfuselage di un aereo.Il telaio è realizzato in materiali molto resistenti ma leggeri, come il titanio o l’alluminio, e di solito impiega lunghe ” traverse “che corrono dall’alto verso il basso che sono collegate a” cerchi ” che corrono intorno alla circonferenza. La “pelle” viene quindi attaccata alle traverse e ai cerchi diforma la forma di base del razzo. La pelle può essere rivestita con un sistema di protezione termica per tenere fuori il calore di attrito dell’aria durante il volo e tokeep nelle temperature fredde necessarie per alcuni combustibili e ossidanti.Le pinne sono attaccate ad alcuni razzi nella parte inferiore del telaio per fornirestabilitàdurante il volo.

Il sistema di carico utile di un razzo dipende dalla missione del razzo.I primi carichi utili sui razzi erano fuochi d’artificio per festeggiarevacanze.Il carico utile del V2 tedesco, mostrato nella figura, era di diverse migliaia di chili di esplosivi.Dopo la seconda guerra mondiale, molti paesi svilupparono missili balistici guidatiarmati con testate nucleari per carichi utili.Gli stessi razzi sono stati modificati per lanciare satelliti con una vasta gamma di missioni; comunicazioni, monitoraggio meteorologico,spionaggio, esplorazione planetaria e osservatori, come lo SpaceTelescope Hubble. Sono stati sviluppati razzi speciali per lanciare le persone in orbita terrestre e sulla superficie della Luna.

Il sistema di guida di un razzo può includere sensori molto sofisticati, computer di bordo, radar e apparecchiature di comunicazione per manovrare il razzo in volo.Molti differentmethodshave stati sviluppati per controllare razzi in volo.Il sistema di guida V2 includeva piccole palette nello scarico del tubo di scarico per deviare la spinta dal motore. I razzi moderni tipicamenterotatol’ugello per manovrare il razzo.Il sistema di guida deve anche fornire un certo livello di stabilità in modo che il razzo non ruoti in volo.

Come si può vedere in figura, la maggior parte di un razzo su larga scala è sistema di propulsione.Ci sono due classi principali di sistemi di propulsione, motori a razzo liquido emotori a razzo solidi.Il V2 utilizzava un motore a razzo liquido costituito da serbatoi di carburante e ossidante (propellente), pompe, una camera di combustione con ugello e l’impianto idraulico associato. TheSpace Shuttle, Delta II, e Titan III tutti utilizzano solido rocket strap-on.

Le varie parti del razzo sopra descritte sono state raggruppate per struttura funzionale, carico utile, guida e sistemi di propulsione. Ci sonoaltri possibili raggruppamenti. Ai fini della determinazione del peso e delle prestazioni di volo, gli ingegneri raggruppano spesso il carico utile, la struttura, la struttura di propulsione (ugello, pompe, serbatoi, ecc.), e la guida in un singolo paramter peso a vuoto. Il peso del propellente rimanente diventa quindi l’unico fattore che cambia nel tempo quando determina le prestazioni del razzo.

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