foguete

Lançamento de um Saturn V com Apollo 8 no topo

Pershing II

Arma de mísseis, 1865 ( HGM ) .

Subida do ônibus espacial Atlantis

Soyuz-FG lança a espaçonave tripulada Soyuz TMA-5

Ariane 42P

Foguete modelo

Foguete de fogos de artifício em vôo

Foguete de brinquedo (União Soviética, 1969)

Um foguete ( rocchetta italiana , fuso , a partir do qual Conrad Haas deu o termo rackette ) é um míssil com propulsão de recuo ( propulsão de foguete ). O acionamento também pode funcionar independentemente de um fornecimento de substância externa (por exemplo, oxidante) durante a operação e, portanto, acelerar o foguete mesmo no vácuo . Em contraste com os projéteis , os foguetes têm fases de aceleração (comparativamente) longas. A carga significativamente menor resultante permite uma estrutura correspondentemente mais leve. Os foguetes vêm em tamanhos, desde foguetes de fogos de artifício úteis até foguetes espaciais gigantes, como o Energija ou o Saturn V , que foi usado no programa Apollo , o vôo tripulado à lua .

Os mísseis são usados ​​em particular como arma militar , em viagens espaciais , como foguetes de sinalização ou fogos de artifício . Se um míssil tem um sistema de autocontrole muito extenso e pode, por exemplo, seguir alvos móveis, ele pertence aos mísseis guiados .

história

O primeiro lançamento de foguete registrado ocorreu no ano de 1232 no Império Chinês . Na guerra contra os mongóis , os chineses usaram um tipo de míssil na Batalha de Kaifeng : eles dispararam um grande número de mísseis simples movidos a pólvora negra contra os atacantes. Os mísseis não devem ferir o inimigo tanto quanto devem assustar os cavalos inimigos.

Na Europa, o primeiro Start documentado encontrou um foguete em 1555 na região de Sibiu, na Transilvânia . O míssil já tinha um sistema de propulsão de três estágios. (ver: Conrad Haas )

De acordo com o relatório de Evliya Çelebi , Lâgari Hasan Çelebi teria voado no século 17 na costa do Bósforo abaixo do Palácio de Topkapi (hoje: Istambul) com um foguete de fabricação própria por cerca de 20 segundos antes de pousar na água com asas . No entanto, as datas exatas ou relatórios de terceiros independentes que testemunham este voo não são conhecidos.

Na Índia, os chamados foguetes de Mysore foram usados ​​contra as tropas inglesas nas Guerras de Mysore (1766–1799). Seu sucesso pegou os britânicos de surpresa, especialmente na Batalha de Pollilur / Perambani (1780), quando foguetes detonaram um carro de pólvora e deram a volta por cima .

Inspirado por esses modelos, o inglês William Congreve fez seus  primeiros grandes experimentos em 1804 com o foguete Congreve desenvolvido por ele e posteriormente batizado em sua homenagem - uma espécie de foguete incendiário; a arma foi usada em 1806 em Boulogne, em 1807 ao bombardear Copenhagen , em 1809 ao atacar a frota francesa perto da Île-d'Aix e ao bombardear Vlissingen e em 1813/1814 ao largo de Glückstadt. Durante as Guerras de Libertação , os ingleses enviaram baterias de foguetes a seus aliados, que foram usadas nos cercos de Wittenberg e Danzig e na Batalha de Leipzig em 1813 . Os mísseis de Congreve também foram usados ​​na guerra de 1812 contra os americanos.

Depois de estudar cuidadosamente as armas de mísseis ingleses, o barão austríaco Vincenz von Augustin introduziu esta nova arma no exército austríaco. Augustin foi chefe da instalação de foguetes de guerra desde 1814 e estava no comando do corpo de foguetes (corpo de fogos de artifício) em Wiener Neustadt, que havia sido recentemente estabelecido na artilharia austríaca até 1838. Um foguete austríaco para foguetes rotativos de 2,5 quilos data de 1865 e está no Museu de História do Exército em Viena . No desenvolvimento posterior do britânico William Hale (1797-1870), o foguete Hale , a estabilização não era mais alcançada por uma haste, mas pelo próprio propelente. Após a ignição, os gases em pó saíram não só pela abertura do drive traseiro, mas também por orifícios laterais, colocando o foguete em rotação. Na Rússia, Konstantin Iwanowitsch Konstantinow desenvolveu foguetes com um alcance de 5 km nos anos de 1847 a 1871; desde 1894, Nikolai Ivanovich Tichomirow realizou investigações em motores de foguetes sólidos, o que levou ao desenvolvimento do lançador de foguetes Katyusha .

Em 1903, Konstantin Ziolkowski publicou a equação básica do foguete e, assim, colocou o princípio do foguete de múltiplos estágios em uma base científica.

O físico Hermann Oberth realizou uma série de experimentos fundamentais com foguetes no início do século XX. Em 1923, ele publicou The Rocket for Planetary Spaces , uma versão de sua dissertação que foi rejeitada pela Universidade de Heidelberg.

Em 1926, Robert Goddard testou com sucesso seu foguete desenvolvido por ele mesmo com combustível líquido nos EUA.

Na Opel , a pesquisa de foguetes começou em 1927 com uma bancada de teste especialmente projetada para medir o empuxo do foguete. Até Max Valier e Friedrich Wilhelm Sander participaram. Em 11 de abril de 1928, Kurt C. Volkhart conduziu o primeiro resultado da pesquisa da Opel no autódromo de obras: o carro- foguete RAK1 . Fritz von Opel completou o que provavelmente foi o primeiro vôo de foguete tripulado do mundo no Frankfurt Rebstock em setembro de 1929 . Ele atingiu uma velocidade de 150 km / h com a aeronave Opel Sander RAK-1.

Em 1931, Johannes Winkler , fundador da VfR ( Association for Space Travel ), conseguiu lançar um foguete líquido pela primeira vez na Europa. Os mísseis GIRD-09 e GIRD-X foram lançados na União Soviética em 1935 . Ambos os mísseis foram desenvolvidos pelo GIRD ( Grupo para o Estudo do Movimento Impulsionado pelo Recuo ), uma suborganização do OSSOAWIACHIM . Em 1942, a unidade 4 desenvolvida pelo pioneiro alemão dos foguetes Wernher von Braun decolou em Peenemünde como o primeiro grande foguete controlado e estabilizado por vôo, iniciando assim o desenvolvimento que levou ao uso de foguetes como meio de transporte para armas de massa destruição. Lothar Sieber realizou a primeira decolagem vertical tripulada de um avião-foguete em 1945 em um Ba 349 Natter . O vôo terminou em um acidente fatal. 1957 deixou um míssil balístico intercontinental soviético modificado do tipo R-7 da atmosfera terrestre e colocou o satélite Sputnik 1 em órbita ao redor da Terra.

construção

Cada foguete consiste nos seguintes conjuntos:

• Motor ( motor de foguete que consiste em câmara de combustão , bocais (por exemplo, bocal de aerospike ), sistema de bomba e resfriamento para motores líquidos ou propelente sólido para foguetes de combustível sólido)
• Unidade de estabilização e / ou controle
• Carga útil ( ogiva , satélite , tripulação, módulo de retorno, etc.)

Os conjuntos são mantidos juntos pela concha. Os conjuntos individuais também podem aparecer várias vezes ( foguete de vários estágios ).

Motor

Os motores de foguetes químicos são geralmente usados para mísseis de auto-lançamento, sendo feita uma distinção entre motores de estado líquido e sólido .

No entanto, o termo míssil não se limita a princípios funcionais baseados na combustão de combustíveis. Na área de foguetes muito pequenos, a massa de suporte também pode ser constituída de água simples , que é ejetada para trás com a ajuda de ar comprimido. Fala-se então de um foguete de água .

Os motores nucleares que já foram testados não foram usados ​​até agora por razões de segurança e proteção ambiental. Os motores de foguetes elétricos são usados ​​apenas para sondas espaciais e satélites já lançados, pois suas baixas forças de empuxo são insuficientes para superar a gravidade terrestre e só são eficazes no espaço ( propulsão iônica ).

Dispositivos de controle e direção

Como todos os mísseis, o míssil precisa de controles que ponham o míssil em curso e o mantenham. Essas unidades também devem manter a atitude de vôo estável. Para voar na atmosfera terrestre, os foguetes têm as chamadas “barbatanas” ou “barbatanas”. Eles usam o fluxo de ar que ocorre durante o vôo, comparável à função de uma unidade de cauda em uma aeronave , e mantêm o foguete direto na direção do vôo para evitar que ele se desvie. O míssil também pode ser dirigido com as aletas; este tipo de controle só é possível dentro da atmosfera terrestre.

A maioria de todos os foguetes são controlados pelo giro direto do motor ou propulsores embutidos . Aqui, o fluxo de gás do motor é direcionado de tal forma que o foguete se empurra na direção desejada; este sistema de controle funciona independentemente do ambiente.

Bicos de controle ( Reaction Control System , RCS) são necessários para um controle preciso no espaço . Muitas vezes, são muito pequenos e geram apenas pequenos impulsos. Com eles, o foguete pode ser dirigido em qualquer direção.

Mísseis não guiados

Foguetes não guiados são alinhados pelo ângulo de lançamento e só são estabilizados aerodinamicamente ou através de sua própria rotação durante o vôo . Exemplos disso são foguetes de fogos de artifício , foguetes modelo , foguetes de resgate de navios , foguetes de sondagem menores ( por exemplo, MMR06 -M), vários foguetes militares de curto alcance ( por exemplo, Katyusha ), mísseis ou projéteis superfície-superfície / superfície-ar simples de pistolas de foguete e armas de foguete.

A estabilização pode ser feita por:

• Estabilização de torção . O foguete é colocado em rotação em torno de seu eixo longitudinal. O princípio é o mesmo do giroscópio , que é estabilizado em sua posição por rotação.
• Unidades de cauda, ​​que também podem gerar turbulência, se necessário. As unidades de cauda geralmente estão localizadas na parte traseira do foguete, mas sempre atrás de seu centro de gravidade . Eles causam estabilização aerodinâmica. Se houver um desvio da trajetória de vôo pretendida, a pressão dinâmica é criada nas unidades de cauda, ​​o que realinha o foguete.
• Uma haste estabilizadora, como B. em foguetes de fogos de artifício. Devido ao comprimento da haste, ela possui um grande momento de inércia , o que dificulta sua torção para fora da trajetória de vôo pretendida. Em altas velocidades, a haste também atua como uma unidade de cauda. Abaixar o centro de gravidade não é decisivo aqui, uma vez que - ao contrário de um pêndulo suspenso - a gravidade não gera nenhum torque em um foguete .

Mísseis guiados

Os mísseis guiados estão sujeitos a monitoramento de curso durante o vôo e têm a opção de corrigir o curso. A correção de curso pode ser feita de forma autônoma ou por uma estação de controle.

A correção de curso geralmente é iniciada por um sistema de giroscópio que monitora a posição espacial , também chamado de sistema de navegação inercial . Hoje é complementado, por exemplo, pelo controle GPS . Isso pode ser feito pelos seguintes elementos de controle:

• As unidades de cauda atuam no ar circundante e podem, portanto, ser usadas durante voos na atmosfera, mesmo após o incêndio ter fechado.
• Os propulsores atuam diretamente no fluxo do gás expelido.
• Bicos de expansão giratórios ou direção dinâmica a gás .
• Propulsores de direção que atuam na lateral do eixo longitudinal.

No campo militar, os mísseis guiados são chamados de mísseis .

Os exemplos incluem mísseis militares de longo alcance ( o primeiro míssil balístico e guiado produzido em massa foi o A4 de 1944 ), bem como mísseis antiaéreos e antitanques , mísseis de sondagem maiores e veículos de lançamento para lançamento de satélites.

Casca

O casco dos foguetes deve ser o mais leve possível para economizar combustível e carga útil. Para transportar o mínimo de carga morta possível depois que uma certa quantidade de combustível foi queimada , foguetes maiores são projetados em vários estágios - após um estágio ter queimado , ele é cortado e o próximo estágio é aceso. A separação ocorre principalmente por decolagem ( pirobolt ), mas também pode ser feita pela ignição da etapa seguinte. Isso otimiza a energia utilizável e aumenta a potência específica e a capacidade de carga útil. Existem sistemas de foguetes de até cinco estágios nas viagens espaciais.

O envelope deve ser projetado para ser aerodinamicamente adequado para voos na atmosfera; também pode haver cargas térmicas consideráveis ​​devido ao atrito do ar. Em alguns foguetes, como o foguete Atlas dos EUA , o envelope é mantido no lugar devido ao aumento da pressão interna. A massa do projétil é muitas vezes apenas uma fração da massa total de um foguete (massa do projétil, a carga útil e o combustível). Em alguns veículos de lançamento, o peso da carcaça é de apenas 5% da massa total. O casco e as estruturas de um foguete são feitos principalmente de alumínio , pois esse metal é relativamente leve e estável. Componentes que estão sob alta tensão são feitos de aço ou titânio .

Lançadores e foguetes de sondagem

• EUA : Aerobee , Vanguard , Thor , Atlas , Redstone , Saturn , Scout , Titan , Delta , Pegasus , Space Shuttle , Falcon 1 , Falcon 9 , Falcon Heavy , impulsionadores de veículo de lançamento , Ares I , Ares V
• Rússia / União Soviética / CIS: MMR06 , R-7 , Soyuz , N1 , Zyklon , Zenit , Kosmos , Proton , Energija , Angara , Wolna
• Europa : Ariane 1–3, Ariane 4 , Ariane 5 , Cirrus , Meteor , Europa , Vega , Monica , Zenit (foguete suíço)
• França : diamante
• Reino Unido : Blue Streak , Black Knight , Black Arrow , Skylark
• República Popular da China : Chang Zheng (Longa Marcha) , Feng Bao
• Coreia do Norte : Taepodong-1 , Taepodong-2
• Japão : série Mu , série N , Kappa ou J série , HI , H-II
• Índia : SLV , ASLV , PSLV , GSLV
• Paquistão : Hatf V (Ghauri) , Shaheen I e II
• Israel : Shavit
• Brasil : VLS-1
• Ucrânia : Dnepr
• Viagem espacial privada (empresa privada): Falcon 1 , Falcon 9 , Falcon Heavy , Electron (foguete)

Acidentes com mísseis

Embora muitas explosões tenham ocorrido durante o desenvolvimento e teste de mísseis, ocorreram apenas alguns acidentes com mísseis com ferimentos pessoais, uma vez que geralmente eram aplicadas medidas de segurança muito rígidas.

Acidentes fatais com mísseis com vítimas no solo

Acidentes fatais com mísseis em voos tripulados e viagens espaciais

Noções básicas de física

Embora existam implementações técnicas muito diferentes de foguetes, todas são baseadas na transmissão do momento da massa ejetada contra a direção desejada de aceleração do foguete .

A equação fundamental do foguete descreve a relação entre a massa do foguete e a do combustível . Ele segue da mecânica newtoniana e foi criado pela primeira vez em 1903 pelo físico russo Konstantin Ziolkowski .

Veja também

• Lista de tipos de mísseis
• Foguete experimental , foguete amador , sistema de escape de lançamento
• Local de lançamento de foguete , estação espacial , câmera de foguete , oscilação do pogo , Raketensinfonie , lançadores de foguete
• Engenheiros de design: Abdul Kalam , Sergei Pawlowitsch Koroljow , Berthold Seliger

literatura

• Eugen Reichl, Dietmar Röttler: Rockets - A enciclopédia internacional. Motorbuch-Verlag, Stuttgart 2020, ISBN 978-3-613-04260-5 .
• Philipp Burkhalter: Foguetes e viagens espaciais - como os foguetes funcionam e são feitos de uma forma facilmente compreensível. Burkhalter Verlag, Bern 2011, ISBN 3-033-02876-4 .
• Volkhard Bode, Gerhard Kaiser: trilhas de mísseis. Peenemünde 1936–1996 - Um relato histórico com fotos atuais. Christoph Links Verlag - LinksDruck GmbH, Berlin 1996, ISBN 3-86153-112-7 .
• Gerhard Reisig: Rocket Research in Germany. Como os humanos conquistaram o espaço. Agência Klaus Lenser, Münster 1997, ISBN 3-89019-500-8 .
• Michael J. Neufeld: O foguete e o reino. Wernher von Braun, Peenemünde e o início da era dos foguetes. Henschel Verlag, Berlin 1999, ISBN 3-89487-325-6 .
• Harald Lutz: Os experimentos esquecidos com foguetes de Cuxhaven. In: Sterne und Weltraum 44 (3), 2005, ISSN  0039-1263 , pp. 40-45.

Links da web

Wikcionário: foguete  - explicações de significados, origens das palavras, sinônimos, traduções

• Dados completos sobre mísseis civis e militares na Encyclopedia Astronautica
• Combustíveis de armas de mísseis alemãs

Evidência individual

1. ↑ Imagem: arquivo RIA Novosti, imagem # 566218 / Oleg Ivanov / CC-BY-SA 3.0
2. ↑ Science Online. Site da Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH. Recuperado em 25 de janeiro de 2010.
3. ↑ “Eles também usam foguetes grandes com 20 a 25 centímetros de comprimento e uma lâmina afiada em forma de foice na ponta. Eles são disparados horizontalmente e têm como objetivo trazer desordem às unidades de cavalaria. São menos eficazes do que as nossas granadas de mão, mas vão muito mais longe. Segundo os autores indianos, esses mísseis, chamados vana , foram usados desde muito cedo. O Rāmāyana fala dos vana Rāmas como uma de suas armas mais importantes. Não se deve, portanto, supor que a pólvora era conhecida desde muito cedo na Índia? "; Jean Antoin Dubois, Vida e Ritos dos Índios, Parte III, cap. 9, p. 542
4. ↑ " Durante a guerra, os índios usam uma espécie de flecha de fogo denominada foguetes [ português " foguetes de fogos de artifício "]. São varas de ferro com 2 ½ - 3 m de comprimento e cerca de 3 polegadas [7,5 cm] grosso; em uma extremidade, uma aljava de ferro pesada é preenchida com pó, que é aceso através de um pequeno orifício na lata, após o que a haste voa em rotação constante a uma velocidade surpreendente, às vezes matando ou ferindo gravemente cinco a seis pessoas. Eles são pessoas especiais que manejam essas flechas de fogo, e é preciso alguma força e habilidade para dirigi-las adequadamente e dar-lhes uma direção horizontal "; Jakob Haafner, Reise in einer Palankin, página 60, nota de rodapé 1.
5. ^ Museu Heeresgeschichtliches (Ed.): O Museu Heeresgeschichtliches em Viena. Viena, Graz 1960, p. 51.
6. ↑ Manfried Rauchsteiner , Manfred Litscher (Ed.): O Museu de História do Exército em Viena. Graz, Viena 2000, p. 51.
7. ^ Rudolf Hofstätter: Viagem espacial soviética , Springer-Verlag , 2013, ISBN 978-3-0348-5280-7 p. 15 [1]
8. ↑ Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski : Explorando o Espaço Usando o Aparelho de Reação (Russo) em Wissenschaftliche Rundschau , São Petersburgo, No. 5, 1903.
9. ↑ Alain Chabot: Missão L1 No. 8L: Um acidente mortal. In: russianspaceweb.com. 14 de julho de 2018, acessado em 20 de julho de 2020 .