5- mavzu: Kosmonavtika asoslari. Kosmonavtika
Download 452.43 Kb. Pdf ko'rish
|
Kosmonavtika asoslari
- Bu sahifa navigatsiya:
- Raketa harakati qonunlari
- Masalalar. 1
|
5- mavzu: Kosmonavtika asoslari .
Kosmonavtika (kosmos va yun. nautike — kemani boshqarish sanʼati) — kosmik fazoga parvoz qilish; turli xildagi kosmik apparatlardan foydalangan holda kosmosni va Yerdan tashqaridagi kosmik obʼyektlarni oʻrganishni taʼminlaydigan fan va texnika soxalari majmui. Quyidagi muammolar bilan shugʻullanadi: kosmik uchishlar nazariyasi — trayektoriyalarni hisoblash; ilmiytexnikaviy kosmik raketalar, boshqarish bort tizimi, uchirish joyi qurilmalari, boshqariluvchi kemalar va stansiyalar, ilmiy lab. jihozlari hamda yerdagi uchirishni boshqarish tizimini yaratish, trayektoriyani oʻlchash xizmati, telemetriya, orbital stansiyalarni jihozlash va bosh-qarish; tibbiy-biologik hayotni taʼminlash bort tizimini yaratish; ortiqcha zoʻriqish, vaznsizlik, radiatsiya va shahri k. masalalar bilan bogʻliq ravishda inson organizmida kechadigan noxush hodisalarni bartaraf qilish; kosmik fazo va sayyoralardan foydalanishning huquqiy, xalqaro huquq meʼyorlari boʻyicha boshqarish masalalari va x.k.
Rasm. 1977- yilda ulkan planetalarning tadqiq qilishga mo`ljallab uchirilgan kosmik apparati.
Kosmik fazoga uchish mumkinligining nazariy asoslarini birinchi boʻlib, 19-asr oxirida K. E. Siolkovskiy yaratdi. U oʻzining "Reaktiv qurilmalar yordamida Olam fazosini tadqiq etish" (1903) va boshqa asarlarida kosmik parvozlarni texnik jihatdan amalga oshirish mumkinligini koʻrsatib, Kosmonavtika ning asosiy muammolarini hal qilish yechimlarini berdi. Kosmonavtika masalalarini yechishda I. V. Meshcherskiy, Yu. V. Kondratyuk (1897—1942), F. A. Sander (1887—1933) kabi rus olimlari, R. EnoPeltri (Fransiya) va boshqa olimlar oʻz ishlari bilan qatnashdilar. 20-asr 20-yillarida Kosmonavtika asosiy gʻoyalarini targʻib qilish va bu sohaning amaliy muammolarini birgalikda hal etish maqsadida bir necha mamlakatlarda, jum-ladan, Rossiya (1924), Avstriya (1926), Germaniya (1927), Buyuk Britaniya va AQShda (1930) Kosmonavtika jamiyatlari tuzildi. 1921 yilda Rossiyada raketa texnikasiga doir ishlar boshlanib, Gazodinamik laboratoriya tashqil etildi.
1933 yilda S. P. Korolyov boshchiligida birinchi marta suyuq yonilgʻili raketalar uchirildi. 1933 yil oxirida Moskvada Reaktiv i. t. instituta ishga tushdi.AQShda suyuq yoqilgʻili reaktiv dvigatellar boʻyicha ishlar R. Goddard tomonidan 1921 yilda boshlandi, suyuq yonilgʻili raketalarni uchirish esa 1926 yilda amalga oshirildi. Germaniyada bu turdagi dvigatellarning lab. sinovi G. Obert tomonidan 1929 yilda, suyuq yonilgʻili dvigatellarni uchirish boʻyicha sinovlar esa I. Venkler tomonidan 1931 yilda boshlandi.
Raketa va reaktiv samolyotlar harakatining asosiy hususiyatlaridan biri shundan iboratki bu yerda berk tizimning massasi harakat davomida uzluksiz o’zgarib boradi: raketada yonga yonilg’idan hosil bo’lgan gaz raketadan uzluksiz otilib chiqib turadi va binobarin, raketaning massasi ham uzluksiz kamayib boradi.
Yonilg’ining yonish jarayonida hosil bo’lgan gaz qandaydir 𝒖 ⃗ tezlik bilan raketadan otilin chiqishi tufayli raketa 𝒖 ⃗ ga teskari yo’nalishda biror 𝒗 ⃗ tezlik bilan harakatlanadi. Umuman olganda harakat jarayonida raketaning massasi bilan bir qatorda uning tezligi ham o’zgarib boradi, ya’ni u tezlanish bilan harakatlanadi. Raketaga tezlanish beradigan kuch- gazning otilib chiqishi tufayli vujudga keladigan reaktiv kuchdir. Bu kuch raketaning harakat tenglamasi orqali ifodalanadi. Yer bilan bog’langan inersial sanoq tizimida harakatlanayotgan raketaning 𝒕 paytdagi massasi 𝒎 va tezligi 𝒗 ⃗ bo’lsa, uning shu paytdagi impulsi 𝒎𝒗 ⃗ ga teng bo’ladi. So’ngra 𝒅𝒕 vaqt davomida raketadan massasi 𝒅𝒎 ga teng gaz otilib chiqishi natijasida uning massasi 𝒎−𝒅𝒎 ga, tezligi esa 𝒗+𝒅𝒗 ⃗ ga teng bo’ladi ya’ni 𝒅𝒕 vaqtdan so’ng raketaning impulsi (𝒎−𝒅𝒎)(𝒗 ⃗+𝒅𝒗 ⃗) ga teng bo’ladi. Raketaga nisbatan 𝒖 ⃗ tezlik bilan harakatlanayotgan 𝒅𝒎 massali gazning impulsi esa (
𝒗 ⃗+𝒅𝒗 ⃗−𝒖 ⃗) (raketaga nisbatan uning impulsi- 𝒖 ⃗𝒅𝒎 ga teng!) bo’ladi. Mazkur berk tizim uchun impulsning saqlaninsh qonuni quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi: (𝒎−𝒅𝒎)(𝒗 ⃗+𝒅𝒗 ⃗ )+( 𝒗 ⃗+𝒅𝒗 ⃗−𝒖 ⃗ ) 𝒅𝒎=𝒎𝒗 ⃗
Bundan 𝒎𝒅𝒗 ⃗−𝒖 ⃗𝒅𝒎=𝟎 Yoki 𝒎𝒅𝒗 ⃗=𝒖 ⃗𝒅𝒎 ga ega bo’lamiz. Tizim tezligidan (𝒅𝒗 ⃗) o’zgarishi 𝒅𝒕 vaqt davomida sodir bo’lgani tufayli (gazning tezligi 𝒖 ⃗ ni o’zgarmas deb hisoblab), oxirgi tenglikni quyidagicha yozamiz: 𝒎 (𝒅𝒗 ⃗)/𝒅𝒕=𝒖 ⃗ 𝒅𝒎/𝒅𝒕 (1) Bu tenglikning o’ng tomoni tizimga ta’sir etuvchi reaktiv kuchni ifodalaydi; bu tenglik tashqi kuchlar (raketaning o’g’irlik kuchi va havoning qarshilik kuchi) hisobga olmaganda hol uchun raketaning harakat tenglamasi deb ataladi. Demak, raketaga ta’sir etuvchi reaktiv kuch gazning tezligiga va vaqt virligi davomida sarf bo’lgan yonilg’i massasiga mutanosibdir. Agar raketaga tashqi kuchlar ham ta’sir etsa, uning harakat tenglamasi quyidagi ko’rinish oladi: 𝒎 (𝒅𝒗 ⃗)/𝒅𝒕= (𝑭_𝑻 ) ⃗+(𝒖 ) ⃗ 𝒅𝒎/𝒅𝒕 (2) Bu yerda 𝑭_𝑻 – raketaga ta’sir etuvchi og’irlik kuchi va muhitning qarshilik kuchlarining vektor yig’insidir. 𝒖 ⃗ ning yo’nalishi 𝒗 ⃗ ning yo’nalishi bilan qarama-qarshi bo’lsa, raketa tezlanish bilan harakatlanadi; agar 𝒖 ⃗ ning yo’nalishi 𝒗 ⃗ bilan bir xil bo’lsa raketa harakati sekinlanuvchan harakat bo’ladi. Shunig uchun (1) tenglikni raketaning harakat yo’nalishiga bo’lgan proyeksiyasi orqali ifodalasak uni quyidagicha yozamiz: 𝒎 𝒅𝒗/𝒅𝒕=−𝒖 𝒅𝒎/𝒅𝒕 Yoki 𝒅𝒗=−𝒖 𝒅𝒎/𝒎 (3) Agar tizim (raketa+yonlig’i)ning boshlang’ich massasi 𝒎_𝟎 va tizim ishining oxirida uning massasi 𝒎_𝝓=𝒎_𝟎−𝒎_𝒆bo’lsa raketaning oxirgi eng katta tezligi (3) tezlikni integrallash orqali
topiladi ( 𝒖=𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕 ): 𝒗=−𝒖
∫2_(𝒎_𝟎)^(𝒎_𝝓)▒〖𝒅𝒎/𝒎=𝐥𝐧〖𝒎_𝟎/𝒎_𝝓 〗 〗 ya’ni : 𝒗=𝒖 𝐥𝐧〖𝒎_𝟎/𝒎_𝝓 〗 (4) bu yerda 𝒎_𝝓=𝒎_𝟎−𝒎_𝒆 foydali yuk deyiladi (𝒎_𝒆− ishlatilgan yonilg’I massasi ). (4) tenglik Siolovskiy formulasi deb ataladi. Ko’rinib turibdiki, raketaning erishgan eng katta tezligi raketdan chiqayotgan gazning tezligiga va ishlatilgan massasiga mutanosibdir. Boshqacha aytganda, Siolovskiy formulasi raketag muayyan 𝒆 ⃗ tezlik berish uchun zarur bo’lgan yonilg’i massasi (𝒆_𝒆) ni hisoblashga imkon beradi. Savollar : 1. Kosmonavtika nimani o`rganadi? 2. Kosmonavtikaning asoschilari kimlar? 3. Birinchi Yer sun`iy yo`ldoshi qachon uchirildi?
balandlikda uchib o’tgan. U bir vaqtning o’zida Berlindan 2200 km uzoqlikda joylashgan Moskvani ko’rishi mumkinmi?
kosmik kema start hududida qo’nishi uchun Yer atrofida necha marta aylanishi lozim bo’ladi?
sayyoralararo stansiyalar uchishning 192 va 188 sutkasidan so’ng unga etib oldilar va Yerdan berilgan buyrug’iga binoan, Marsning sun’iy yo’ldoshlariga aylandilar. Ularning uchish davomiyligi Yer bilan Mars qarama-qarshi joylashganda mos keluvchi o’rtacha masofaga teng yarim elliptik orbita bo’ylab harakatlanganiga nisbatan qanchaga katta? Download 452.43 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|