Przez trudy do gwiazd

rakieta

Kosmos to przestrzeń owiana tajemnicą. Nic więc dziwnego, że tak wiele osób postrzega ją jako niesamowicie intrygującą. Ogromny postęp techniczny pozwolił na prężny rozwój przemysłu kosmicznego, który w krótkim czasie stał się jednym z najbardziej zaawansowanych obszarów gospodarki. Umożliwiło to chociaż odrobinę poznać pozaziemski świat pełen niewiadomych.

Wystrzelenie rakiety to wydarzenie budzące wiele emocji i nadziei, a dodatkowo jest niezwykle efektowne – chmury dymu wzbijające wokół ogromnej machiny, która za chwilę opuści ziemską atmosferę zrobią wrażenie na każdym obserwatorze. Oglądając nagrania startów uważnie można natknąć się na termin „MaxQ”, który oznacza punkt maksymalnego ciśnienia dynamicznego (z ang. maximum dynamic pressure). Parametr ten opisuje moment, w którym ze względu na rozwinięcie niesamowicie wysokiej prędkości, rakieta doświadcza ogromnego ciśnienia. Jest to właściwie maksymalne ciśnienie, które będzie na nią oddziaływać podczas całego startu. W momencie wystrzelenie rakieta znajduje się w najniższym punkcie atmosfery ziemskiej, a więc takim, o największej gęstości powietrza. Wraz ze wzbijaniem się w górę gęstość maleje, natomiast prędkość rakiety nie przestaje rosnąć. Kiedy osiąga wysokość 11 km, a prędkość 1600 km/h, ciśnienie dynamiczne osiąga szczyt na poziomie aż ok. 3,3 t/m2. Moment osiągnięcia MaxQ jest najbardziej niebezpieczny ze względu na ogromne wartości ciśnienia oddziaływującego na rakietę. W tym czasie autopilot redukuje wydajność pracy głównego silnika do 60-70%, aby zapobiec nadmiernemu wzrostowi prędkości i zmniejszyć ryzyko przeciążenia.

Ciśnienie dynamiczne można wyliczyć z prostego wzoru: q=0,5ρv2, gdzie ρ oznacza lokalną gęstość powietrza, a v prędkość rakiety. Na wykresie przedstawiającym zależność pomiędzy prędkością rakiety a gęstością powietrza formuje się parabola, której najwyższy punkt oznacza właśnie MaxQ. Rosnąca prędkość, podniesiona do kwadratu formuje się na wykresie jako wstępujące ramię paraboli, natomiast po osiągnięciu szczytu, w punkcie MaxQ spada lokalna gęstość, co na wykresie można zaobserwować jako ramię zstępujące.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *