Բազմահարթակ հրթիռներ
Բազմահարթակ հրթիռը թռչող սարք է, որը բաղկացած է երկու կամ ավելի մեխանիկորեն իրար միացված հրթիռներից։ Այդ հրթիռները անվանում են հարթակներ, որոնք թռիչքի ընթացքում առանձնանում են։ Բազմահարթակ հրթիռը թույլ է տալիս հասնել ավելի մեծ արագության, քան իր հարթակներից յուրաքանչյուրն առանձին վերցրած։
Պատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Բազմահարթակ հրթիռի առաջին էսքիզներից մեկը ներկայացվել է 1556 թվականին Քոնրադ Խաասի գրքի մեջ։ XVII դարում ռազմական ինժեներ և գեներերալ Կազիմիր Սեմյոնովիչը հրատարակեց մի գիրք, որը կոչվում է «Հրետանու մեծ արվեստը մաս առաջին» («Artis Magnae Artilleriae pars prima»)[1]։ Այդ գրքի նկարներից մեկում պատկերված է երեք հարթակ ունեցող հրթիռ, որում երրորդ հրթիռը դրված է երկրորդի մեջ, երկրորդն ու երրորդը միասին՝ առաջինի մեջ։ Գլխային մասում տեղադրված է հրավառության համար նախատեսված սարքավորումներ։ Հրթիռների մեջ օգտագործվում էր պինդ վառելիք՝ վառոդ։ Այս գյուտը հետքրքիր է նրանով, որ հենց այս գյուտի սխեմայով և գաղափարով է շարժվում ժամանակակից հրթիռաշինությունը։
Առաջին անգամ բազմահարթակ հրթիռի գաղափարը առաջադրվել է 1914 թվականին ամերիկացի ինժեներ Ռոբերտ Գոդդարդի կողմից, որն ստացել է արտոնագիր իր գյուտի համար։ 1929 թվականին Ցիոլկովսկին հրապարակել է մի նոր գիրք, որը վերնագրված է «Տիեզերական հրթիռային գնացքներ»։ Այդ տերմինով Ցիոլոկովսկին անվանեց բաղկացուցիչ հրթիռները: Օրինակ «գնացքը» բաղկացած է հինգ հրթիռներից, առաջինը օգտագործվում է գլխամասային հրթիռի վառելիքը, այնուհետև վառելիքի սպառվելուց հետո առաջին հրթիռը անջատվում է «գնացքից» և ընկնում է Երկրի վրա: Այդ նույն ձևով սկսում են աշխատել երկրորդը, երրորդը, չորրորդը և վերջապես հինգերորդը, որի արագությունը այդ ժամանակ շատ մեծ կլինի, որպեսզի «գնացքը» հասնի միջմոլորակային առանցք: Գլխամասային հրթիռի աշխատանքի հաջորդականությունն այն է, որ հրթիռի բաղկացուցիչ մասերը ոչ թե սեղմված են, այլ բավականին առանձգական, որը թեթևացնում է կոնստրուկցիան: Ըստ Ցիոլկովսկիի, յուրաքանչյուր հրթիռի երկարությունը՝ 30 մետր է, իսկ տրամագիծը՝ 3 մետր: Գազերը, որոնք դուրս են գալիս մի հրթիռից մյուսի վրա ճնշում չեն գործադրում: Երկրի վրա հրթիռի թաձ հավաքելու երկարությունը կազմում է մի քանի հարյուր կիլոմետր:
Չնայած նրան, որ տեխնիկական տեսանկյունից, հրթիռաշինությունը գնաց մեծապես այլ ճանապարհով (օրինակ՝ ժամանակակից հրթիռները երկրի վրա թափ չեն հավաքում, թռչում են ուղղահայաց և հրթիռի հարթակների աշխատանքի սխեման հակառակ է Ցիոլկովսկու սխեմային), բայց բազմահարթակ հրթիռի գաղափարը մինչև հիմա մնում է արդիական:
1935 թվականին Ցիոլկովսկին գրեց մի աշխատություն «Հրթիռի առավելագույն արագությունը» («Наибольшая скорость ракеты»), որի մեջ պնդում էր, որ այդ տարիների տեխնոլոգիաներով տիեզերական արագության (Երկրի վրա) կարելի է հասնել միայն բազմահարթակ հրթիռի շնորհիվ: Այդ պնդումը պահպանում է իր ճշմարտությունը մինչև հիմա: Բոլոր ժամանակակից տիեզերական սարքավորումները բազմահարթակ են: Առաջին ձեռքով պատրաստված օբյեկտը, որը հատեց Կարմանի գիծը, և դուրս եկավ տիեզերք գերմանական մի հարթակ ունեցող Ֆաու-2 հրթիռն էր: Թռիչքի բարձրությունը հասավ 188 կիլոմետրի:
Բազմահարթակ հրթիռի գործման սկզբունքը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Հրթիռները բավականին «ծախսատար» տրանսպորտային միջոցներ են: Կրող հրթիռները, որոնք կրում են տիեզերական սարքավորումներ, հիմնականում տեղափոխում են իրենց իսկ վառելիքը, որը անհրաժեշտ է հրթիռի շարժիչների և այլ սարքավորումների աշխատանքի համար: Օգտակար բեռը, կազմում է հրթիռի մեկնարկային զանգվածի մի փոքր մաս (1,5-2,0 %):
Բաղկացուցիչ հրթիռը հնարավորություն է տալիս ավելի ռացիոնալ օգտագործել ռեսուրսները, քանի որ երբ թռիչքի ժամանակ հարթակներից մեկի վառելիքը վերջանում է, այդ հարթակը անջատվում է հրթիռից: Եվ այդ դեպքում հրթիռի մնացած վառելիքը չի ծախսվում ոչ պետքական հարթակին արագություն տալու վրա: Հաշվարկի մի օրինակ, որը հաստատում է այդ նկատառումները, բերվում է «Ցիոլկովսկու բանաձև» («Формула Циолковского») հոդվածում:
Բամզահարթակ հրթիռներում կիրառվում է խաչաձև կամ երկայնակի (տրամագծային) հարթակների բաժանումներ: Երկայնակի կամ տրամագծային բաժանման ժամանակ հարթակները տեղադրվում են իրար հետևից և աշխատում են մեկը մյուսին հաջորդելով, միանալով միայն այն դեպքում, երբ նախորդ հարթակը անջատվում է հրթիռից: Այդ սխեման թույլ է տալիս պատրաստել այնպիսի համակարգեր, որոնց մեջ կլինի ցանկացած քանակության հարթակներ: Թերությունն այն է, որ հաջորդ հարթակի ռեսուրսը չի կարող օգտագործվել նախորդի օգտագործման համար, որը նախորդի համար հանդիսանում է պասիվ բեռ:
Խաչաձև բաժանման ժամանակ հրթիռի առաջին հարթակը բաղկացած է մի քանի նույնանման հրթիռներից (գործնականում 2-8 հրթիռ) կամ տարբեր հրթիռներից, որոնք աշխատում են միարժամանակ և գտնվում են երկրորդ հարթակի շուրջը։ Երկրորդ ատրբերակի դեպքում երբ առաջին հարթակի հրթիռները տեղաբաշխված են երկրորդ հարթակի շուրջը, դա թույլ է տալիս գործի դնել միարժամանակ և՛ առաջին հարթակը, և՛ երկրորդը։ Եվ այդ ամենը օգնում է հաղթահարել հրթիռի գումարային ձգումը, որը հատկապես կարևոր է այն ժամանակ երբ աշխատում է առաջին հարթակը, քանի որ այդ հարթակի աշխատելու ժամանակ հրթիռը դեռ իր առավելագույն քաշով է։ Տեսականորեն, հրթիռը, որը աշխատում է խաչաձև բաժանման շնորհիվ, կարող է ընդգրկել անսահման քանակի հարթակներ, որոնք կաշխատեն միարժամանակ։ Բայց գործնականում այդ հարթակների քանակը սահմանափակվում է երկուսով։ Հայտնի է մի կրող հրթիռի նախագիծ, որը ընդգրկում էր երեք, խաչաձև բաժանված հարթակներ։ Այդ հրթիռի անվանումն էր «Վիկտորիա-Կ» («Виктория-К»)[2]։ Գոյություն ունի մի սխեմա, որի ժամանակ հրթիռը ներառում է և՛ խաչաձև, և՛ երկայնակի բաժանման ձևերը, որի շնորհիվ կարելի է օգտագործել երկու բաժանումների առավելությունները։ Այդ սխեմայով աշխատելուց հրթիռի առաջին և երկրորդ հարթակները առանձնացվում են երկայնակի կամ տրամագծային կերպով, իսկ մնացած հարթակները առանձնացվում են խաչաձև բաժանման միջոցով։ Այդպիսի հրթիռի օրինակ է «Սայուզ»-ը («Союз»)։
Սփեյս Շաթլի ունի եզակի կառուցվածք՝ երկու հարթակ և խաչաձև բաժանում։ Այդ հրթիռի առաջին հարթակ կազմված է երկու կողային արագացուցիչներից, որոնք ներառում են իրենց մեջ պինդ վառելիքով ռեսուրսներ։ Երկրորդ հարթակի գլխավոր շարժիչները գտնվում են ուղեծրի վրա, իսկ երկրորդ հարթակի վառելիքը գտնվում է արտաքին տարայում։ Երբ արտաքին մասի վառելիքը սպառվում է, այդ տարան անջատվում է և այրվում մթնոլորտում, գլխավոր շարժիչները անջատվում են[3], իսկ հրթիռը հասնում է ուղեծրին շնորհիվ այն բանի, որ գլխավոր շարժիչներըօգտագործվում են մի քանի անգամ։ Երկայնակի կամ տրամագծային բաժանման ժամանակ հարթակները միացվում են իրար հատուկ միացման լարերով, որոնցից յուրաքանչյուրը պետք է դիմակայի այն հրթիռների գումարային քաշին, որոնք գտնվում են իրենից հետո։ Խաչաձև բաժանման ժամանակ հրթիռի երկրորդ հարթակի կողային մասերում ամրացվում են ուժային գլանափաթեթներ (դիմացից և հետևից), որոնց վրա պետք է ամրացվի առաջին հարթակը։
Այն տարրերը, որոնք միացնում են հրթիռի բաղկացուցիչ մասերը, տալիս են հրթիռին ամրություն և հարթակների բաժանման ժամանակ պետք է միանգամից ազատեն վերևի հարթակը։ Սովորաբար հրթիռների միացումը տեղի է ունենում պիրոբոլտերի (пироболтов) միջոցով։
Այնուհետև հարթակները պետք է գտնվեն միմյանցից անվտանգ հեռավորության վրա։ (Վերին հարթակի շարժիչի մեկնարկը կարող է նպաստել ներքևի հարթակի վառելիքի տարայի բռնկմանը և մնացած վառելիքի պայթելուն, որը կվնասի վերին հարթակը կամ ապակայունացնել նրա թռիչքը)։ Հարթակների բաժանման և նրանց հեռացման համար կարող է օգտագործվել հանդիպակաց օդի հոսքի աերոդինամիկ ուժը։ Իսկ երբ հարթակները առանձնանում են այտեղ, որտեղ օդ չկա, այդ ժամանակ հարթակների վրա տեղադրում են փոքր հրթիռներ, որոնք ունեն շատ փոքր վառելիքային ռեսուրս: Այդ փոքրիկ հրթիռները նախատեսված են հարթակները իրարից հեռացնելու համար:
Վերևում բերված Սատուրն 5 հրթիռի պատկերում երրորդ և երկրորդ հարթակների կողային հատվածներում կարող ենք տեսնել այն փոքր հրթիռները, որոնք օգնում են հարթակներին հեռանալ միմյանցից:
Հարթակների ավելացումը հրթիռի վրա կարող է տալ դրական ազդեցություն որոշ սահմաններում: Ինչքան շատ հարթակներ այքնան մեծ է ստացվում մի տեղամասում միացման լարերի և շարժիչների գումարային զանգվածը: Եվ գալիս է մի պահ, որ հարթակների ավելացումը դառնում է անարդյունավետ: Ժամանակակից հրթիռաշինության մեջ հրթիռները չորս հարթակից ավելի չեն ունենում:
Հարթակների քանակը ընտրելուց առաջ պետք է հաշվի առնել նաև անվտանգությունը: Հրթիռում գոյություն ունեն այնպիսի սարքավորումներ և մանր դետալներ, որոնց չեն կարող փորձարկել մինչև հրթիռի թռիչքը: Մինչդեռ այդ սարքավորման կամ մանր դետալի շարքից դուրս գալը կբերի արտակարգ իրավիճակի: Մանգամյա օգտագործման տարրերի քանակի ավելացումը հրթիռի կառուցման մեջ նվազեցնում է հրթիռի հուսալիությունը: Եվ հենց այդ խնդրի պատճառով տեղադրվում են սահմանափակ քանակի հրթիռներ:
Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
- ↑ Simonaitis Ričardas։ «Lietuvos kariuomenei - 95»։ aidas.lt։ Վերցված է փետրվարի 5, 2018
- ↑ Balčiūnienė Irma։ «VIENO EKSPONATO PARODA: KNYGA „DIDYSIS ARTILERIJOS MENAS“!»։ www.etnokosmomuziejus.lt (lt-LT)։ Lithuanian Museum of Ethnocosmology։ Արխիվացված է օրիգինալից 2018-02-05-ին։ Վերցված է փետրվարի 5, 2018
- ↑ Jenkins, Dennis R. Space Shuttle: The History of the National Space Transportation System.. — Voyageur Press., 2006. — ISBN 0-9633974-5-1
Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
- Ракеты К. Э. Циолковского и проект полета на них
- Пилотируемые полёты на Луну, конструкция и характеристики SATURN V APOLLO. Реферат ВИНИТИ М 1973.
- http://www.maniacworld.com/solid-rocket-booster.htm Archived 2009-07-16 at the Wayback Machine.
| ||||||
