Если мы рассмотрим конструкцию самого обыкновенного дротика, то заметим, что он имеет тяжелый наконечник и оперенный хвост. Такое исполнение не случайно и призвано развести на максимальное расстояние центр тяжести (находящийся спереди) и центр действия аэродинамических сил (находящийся сзади).
Благодаря тому, что центр действия аэродинамических сил находится за центром тяжести, достигается динамическая устойчивость дротика. Другими словами, при отклонении оси дротика от траектории движения (например, в результате небольшого поворота) возникает силовое возмущение, которое стабилизирует полет дротика. То же самое происходит с некоторыми ракетами, имеющими наиболее простое конструктивное исполнение.
Однако помимо аэродинамических сил на ракету действует тяга, которая приложена к хвосту ракеты, и, как ни странно, это не самое удачное расположение. Например, из повседневного опыта ясно, что удобнее ехать на автомобиле с прицепом вперед, чем сдавать назад, так как при движении задом прицеп норовит повернуть в сторону. То же самое происходит и с ракетой. Если вектор тяги не проходит строго через центр тяжести ракеты, возникает момент силы, который пытается повернуть ракету, и, если силы аэродинамики не компенсируют момент, ракета начнет неуправляемо метаться из стороны в сторону, пока не врежется во что-нибудь менее подвижное.
Однако если присмотреться к современным баллистическим ракетам и ракетам-носителям космического назначения, можно заметить, что их хвостовое оперение либо представлено очень скромными аэродинамическими стабилизаторами, либо отсутствует вовсе. Но ощипанным птеродактилям и летучим мышам отсутствие оперения не мешает летать. Так и здесь. Дело в том, что стабилизация современных ракет осуществляется благодаря управляемому вектору тяги. У большинства ракет регулируется не только уровень тяги, но и угол поворота сопла.
Обычно отклоняемый вектор тяги имеют рулевые двигатели, в то время как маршевые остаются неподвижными. Существуют разные способы управления вектором тяги, о которых более подробно будет рассказано в будущих статьях. Регулируя вектор тяги, автоматическая система управления может компенсировать все действующие на ракету внешние моменты сил, в том числе возникающие и от бокового ветра, подобно тому, как мышцы вытянутой вперед руки компенсируют момент силы тяжести от поднятой гантели. Однако если ось ракеты в пределах земной атмосферы сильно отклонилась от вектора скорости (летит не прямо, а полубоком), возникающие аэродинамические силы способны настолько сильно закрутить ракету, что управляемый вектор тяги окажется бессильным перед возникшей проблемой, и ракета завалится, а затем неминуемо разрушится, как опустится рука, если в нее положить слишком тяжелую гирю.
Кстати, в космосе из-за отсутствия атмосферы аэродинамические стабилизаторы бесполезны, и единственный возможный способ «руления» и обеспечения требуемой ориентации - реактивный.
Подписывайтесь на канал,
ставьте лайки, оставляйте комментарии