K. Semenavičiaus raketos: a – tripakopė nuoseklaus pakopų jungimo, b – daugiapakopė lygiagretaus pakopų jungimo
nešančiosios raketos Zenit (Rusija) leidimas (2011)
raketà (it. rocchetta – verpstelė), erdvėje skriejantis aparatas, varomas reaktyvinės traukos. Skriejančią raketą veikia variklio traukos, kosminio kūno traukos, priekinio pasipriešinimo (atmosferoje), keliamoji jėgos; šias jėgas tiria astrodinamika. Skiriamas aktyvusis (raketa skrieja su veikiančiais varikliais; paprastai trunka mažiau kaip 20 minutes) ir pasyvusis (neveikia varikliai, t. p. ir kosminio kūno traukos jėga) raketos skriejimas. Pagal skriejimo pobūdį skiriama balistinė raketa, sparnuotoji raketa, pagal paskirtį – nešančioji raketa (erdvėlaiviams leisti), kovos raketa (bepilotė; naikinimo priemonėms į taikinį nešti; raketinis ginklas), pirotechninė raketa (pvz., kovos padegamoji – objektams padegti, šviečiančioji – signalinė), tiriamoji raketa (aukštesniesiems atmosferos sluoksniams, pvz., jonosferai, tirti), startinė raketa (padeda lėktuvui kilti), sportinė (leidžiami raketos modeliai) ir kitokios.
Būna pilotuojama ir bepilotė, dažniausiai valdoma (būna ir nevaldomų, pvz., kai kurios kovos, meteorologinės, geofizinės raketos). Raketą sudaro korpusas, varikliai, valdymo sistema (valdomųjų raketų), kuro bakai, naudingasis krovinys. Korpusas gaminamas iš kaitrai ir mechaninėms perkrovoms ypač atsparių medžiagų, jis jungia visas raketos dalis į vieną konstrukciją. Prie raketos korpuso tvirtinamos aerodinaminės plokštumos (uodega, sparnai), reikalingos keliamajai jėgai kurti, valdyti, stabilizuoti. Skriejančios bepilotės raketos stabilizuojamos uodegos sparneliais arba sukimusi apie išilginę ašį. Raketų reaktyvinę trauką sukuria vienas ar keli kietojo ir skystojo kuro raketiniai varikliai. Varikliai, kuro bakai, kuro tiekimo sistema su valdymo ir atskyrimo įtaisais sudaro raketos pakopą. Galingos raketos (dažniausiai skystojo kuro) turi kelias (2–4) variklių pakopas. Pakopos jungiamos nuosekliai (viena ant kitos), rečiau lygiagrečiai ir mišriai. Svarbiausia raketos charakteristika – greitis, pasiekiamas aktyviojo tarpsnio pabaigoje ir reikalingas naudingajam kroviniui iškelti į kosmosą, priklauso nuo kuro ištekėjimo greičio (dažniausiai būna iki 10 km/s); jį lemia kuro masės ir pačios raketos masės santykis (dažniausiai būna nuo 20:1 iki 10:1). Kelių pakopų raketos greitis keliskart didesnis negu vienos pakopos raketa, nes sunaudojus degalus pakopų korpusai numetami, taip sumažėja raketos masė. Dauguma raketų dar turi numetamus greičio arba starto (paprastai kietojo kuro) variklius. Kosminių raketų variklių trauka kilimo momentu būna nuo kelių iki kelių šimtų meganiutonų. Valdymo sistema reguliuoja kuro tiekimą į variklius, valdo jų ir kitų įtaisų veikimą, pakopų atskyrimą, stabilizuoja ir orientuoja (erdvėlaivio orientavimas) raketos erdvėje, koreguoja jos trajektoriją.
Raketa valdoma viso skriejimo metu arba tik atskiruose jo tarpsniuose. Naudingasis krovinys būna erdvėlaivis, kovinė galvutė, mokslinių tyrimų aparatūra, įvairūs įtaisai, raketinis lėktuvas. Raketa leidžiama iš kosmodromo, raketnešio laivo, lėktuvo, sraigtasparnio, antžeminių leidimo įrenginių. Viena galingiausių kosminių nešančiųjų raketų yra Saturn 5 (Jungtinės Amerikos Valstijos), naudota 1967–73, t. p. ir Apollo bei Skylab programose; leista 13 kartų. Jos ilgis 110,6 m, skersmuo 10,1 m, trauka kilimo momentu 34,4 MN, startinė masė 2963,5 t, į orbitą iškelto naudingojo krovinio masė 140 t. Tripakopė. I pakopa turi 5 skystinius deguonies ir žibalo, II – 5 skystinius deguonies ir vandenilio, III – 1 skystinį deguonies ir vandenilio.
balistinės raketos
Istorija
Raketa pradėta konstruoti išradus juodąjį paraką (apie 9 amžių). Pirmosios raketos buvo pirotechninės, naudotos fejerverkams. Kovos raketas – ugnies strėles 1232 kinai naudojo prieš mongolus, apsiautusius Pekiną. Strėlės gale buvo vamzdelis su degiuoju mišiniu, kurį padegus strėlę iššaudavo lanku. 1270–80 arabas Hassanas al Ramma parašė knygą apie ginklus, tarp kurių buvo 107 parakiniai (iš jų 22 raketos). Raketos pavadinimą 1379 sukūrė italų artilerijos karininkas Muratori. 1529–56 raketos sandarą ir gaminimo technologiją aprašė austrų karo inžinierius Conradas Haasas. Iš Lietuvos kilęs karo inžinierius ir artilerijos specialistas K. Semenavičius veikale Didysis artilerijos menas, pirmoji dalis (Artis Magnae Artilleriae pars prima 1650) apibendrino žinias apie to meto parakines raketas, jų gaminimo technologiją, pirmą kartą iškėlė daugiapakopės raketos, raketinės artilerijos, raketos stabilizavimo sparnelių idėją. Kovos raketas 1806 panaudojo Didžioji Britanija kare prieš Napoleono kariuomenę. Jas patobulino Williamas Congreve’as (Didžioji Britanija): raketa turėjo lakštinės geležies vamzdinį apvalkalą su kūginiu galu ir buvo pritaisyta prie atraminio rėmo, masė apie 15 kg, skriejimo tolis iki 2,7 km. Šiomis raketomis 19 a. buvo ginkluotos daugelio šalių kariuomenės, bet nei iki I pasaulinio karo, nei per jį nebuvo panaudotos.
Raketų sodas J. F. Kennedy kosminių skrydžių centre Floridoje
Po karo buvo tobulinamos kovos raketos. 1903 K. Ciolkovskis paskelbė raketos judėjimo teoriją, iškėlė kosminės raketos idėją, suprojektavo kelių pakopų kosminę raketą su mišriu skystuoju kuru (iš vandenilio ir deguonies). 20 a. 6 dešimtmetyje raketos pradėtos naudoti kosmoso moksliniams tyrimams (kosmonautika): 1957 nešančioji raketa Sputnik (SSRS), 1958 – Explorer (Jungtinės Amerikos Valstijos) į kosmosą iškėlė naudingą krovinį – dirbtinį Žemės palydovą, o 1961 04 12 nešančioji raketa Vostok 8K72K (SSRS) – erdvėlaivį Vostok 1 su pirmuoju žmogumi (J. Gagarinu).
W. Congreve’o kovos raketa
nešančiosios raketos Saturn 5 su erdvėlaiviu Apollo schema: 1 – avarinio gelbėjimo sistema, 2, 3, 4 – erdvėlaivis Apollo (2 – įgulos modulis, 3 – variklių modulis, 4 – Mėnulio modulis), 5, 6 – raketos III pakopa (5 – kuro bakas, 6 – variklis), 7, 8 – raketos II pakopa (7 – kuro bakas, 8 – penki varikliai), 9, 10 – raketos I pakopa (9 – kuro bakas, 10 – penki varikliai), 11 – stabilizavimo plokštė