Mündəricat Giriş Fəsil İkipilləli zond raketinin ümumi layihələndirilməsi

Şəkil 1.1. İki pilləli raket növləri
Uçuş zamanı birinci pillə raketin sürətləndirilməsinə cavabdehdir. Müəyyən bir nöqtədə ikinci pillə birinci pillədən ayrılır və öz gücü ilə orbitə çıxmağa davam edir.
Belə bir sistemin təkpilləli orbitə nisbətən üstünlüyü ondan ibarətdir ki, raketin quru kütləsinin böyük hissəsi orbitə daşınmır. Bu, orbital sürətə çatma xərclərini azaldır, çünki strukturun və mühərrik kütləsinin çox hissəsi atılır və orbitə çıxan kütlənin daha böyük faizi faydalı yük kütləsidir.
Üç və ya daha çox pillədə üstünlük mürəkkəbliyin azalması və daha az ayrılma hadisəsidir ki, bu da xərcləri və uğursuzluq riskini azaldır.
İkipilləli raketin ilk eskizlərindən biri 1556-cı ildə hərbi texnik Konrad Haasın kitabında təqdim edilmişdir. 17-ci əsrdə hərbi mühəndis və artilleriya generalı Kazimir Semenoviçin 1650-ci ildə Amsterdamda çap olunmuş "Artis Magnae Artilleriae pars prima" (latınca "Böyük Artilleriya Sənəti Birinci Hissə") əsərində raketləri əks etdirən rəsm nəşr olundu. Bu, üçüncü pillənin ikincidə yuvalandığı və hər ikisi birlikdə birinci pillədə olan üç pilləli bir raketdir. Baş hissəsinə atəşfəşanlıq üçün kompozisiya qoyuldu. Raketlər bərk yanacaqla - barıtla dolduruldu. Bu ixtira maraqlıdır ki, üç yüz ildən çox əvvəl o, müasir raket texnologiyasının getdiyi istiqaməti təxmin edirdi.
İlk dəfə çoxpilləli raketlərdən istifadə ideyası 1914-cü ildə amerikalı mühəndis Robert Qodard tərəfindən irəli sürülmüş və ixtiraya patent alınmışdır. 1929-cu ildə K. E. Tsiolkovski "Kosmik raket qatarları" adlı yeni kitabını nəşr etdi. K. Tsiolkovski bu termini mürəkkəb raketlər, daha doğrusu, yerdə, sonra havada və nəhayət, kosmosa uçan raketlər toplusu adlandırdı.
Əsas hissə raketlə işin ardıcıllığı raket materiallarının sıxılmada deyil, gərginlikdə işləməsini təmin etmək istəyindən irəli gəlir ki, bu da dizaynı asanlaşdırır. Tsiolkovskinin sözlərinə görə, hər raketin uzunluğu 30 metrdir. Çıxan qazlar, növbəti raketlərə təzyiq etməmək üçün dolayı yolla raketlərin oxuna qaçır. Yerdə uçuşun uzunluğu bir neçə yüz kilometrdir.
Müasir raketlərin əksəriyyəti kimyəvi raket mühərrikləri ilə təchiz edilmişdir. Belə bir mühərrik bərk, maye və ya hibrid yanacaqlardan istifadə edə bilər. Yanacaq və oksidləşdirici arasında kimyəvi reaksiya yanma kamerasında başlayır, nəticədə yaranan isti qazlar axan jet əmələ gətirir, reaktiv başlıq(lar)da sürətlənir və raketdən xaric edilir. Mühərrikdəki bu qazların təzyiqi raketi hərəkətə gətirən itələmə qüvvəsi yaradır. Reaktiv hərəkət prinsipi Nyutonun üçüncü qanunu ilə təsvir edilmişdir.
Buxar mühərriklərinin səmərəliliyi nisbətən aşağıdır, lakin bu, onların sadəliyi və təhlükəsizliyi, eləcə də suyun ucuzluğu və mövcudluğu ilə kompensasiya edilir. Kiçik bir buxar mühərriklərinin işləməsi 2004-cü ildə UK-DMC peykində kosmosda sınaqdan keçirilmişdir. Nüvə və ya günəş enerjisi hesabına suyun istiləşməsi ilə yüklərin planetlərarası daşınması üçün buxar mühərrikərinin istifadəsi layihələri var.
Hər raket aşağıdakı hissələrdən təşkil olunur:

• 
  Reaktiv mühərrik, yanacaq kamerasından, boru ucluqlar,
  
• 
  Stabilləşdirici və idarəedici düyüm,
  
• 
  Daşınan yük (mərmi, peyk, şəxsi heyət, geriyə qayıdış modulu).
  

Sadalanan hissələr bir qabıq altında birləşirlər. Bəzi hallarda ayrı-ayrı hissələrdən bir neçə dəfə istifadə olunur (çox pilləli raket).
Çox pilləli raket haqqında ilk dəfə olaraq Konstantin Siolkovski 1929-cu ildə "Kosmik raket qatarları" kitabında fikir soyləmişdir. Onu fikrincə uzunluğu 30 metr və diametri 3 metr olan yanacaqla dolu raketlər olan qatara bağlanırlar. Bunlardan birincisi qatarın yerdə təcillənməsi üçün tətbiq edilir. İkincisi onu havada, üçüncüsü isə kosmosda lazımi sürətlə hərəkət etdirmək üçün istifadə edilir. Hal hazırkı çox pilləli raketlər yerdə təcillənməyib vertikal uçsalarda burada Çialkovskinin ideyasından istifadə edilmişdir. Raket müəyyən hündürlüyə çatdıqda yanacaq yanır və çənin çəkisi artıq olur. Bunu aradan qaldırmaq üçün bir yox, bir neçə yanacaq çənindən istifadə edilir və onlar boşaldıqca gövdədən ayrılırlar.
Yüksək təcil tələb olunduğundan raketlərdə mühərrik kimi kimyəvi üsulla işləyən reaktiv mühərriklərdən istifadə olunur. Bu mühərriklərdə maye, bərk və ya hibrid raket yanacaqalrö geniş yayılmışdır. Yanacaq ilə oksidləşdirici arasında kimyəvi reaksiya yanacaq kamerasında baş verir. Nəticədə yanan qaz xaricə püskürdülən reaktiv şırnaq yaradır. Bu axın ucluqların köməyi ilə daha da gücləndirilir və raketdən xaric edilr. Qazların təcillənməsi nəticəsində itələyici qüvvə yaranır. Təsvir olunan kimyəvi üsulla işləyən raket mühərriki kosmosa uçuş zamanı lazım olan yüksk sürəti yaratmaq üçün tətbiq edilir. Kosmosda uçuş zamanı isə ətraf mühit yerdəkindən fərqli, daha sadə oluduğundan başqa mühərriklərdən istifadə etməyə şərait yaradır. Məsələn, maye oksigen və kerosinlə işləyən raketlərdə mühərriki elə bir başa gövdənin içərisində düzəltmək mümkün olur. Burada yanacaq gövdə nisbəti 20/1-ə olur. Oksigen və hidrogenlə işləyən mühərriklırdə isə nisbət daha az 10/1-ədir. Raketin ümumi çəkisi 10 tondur.
Nüvə enerjisi əsasında işləyən mühərriklərdən raketlərdə təhlükəsizlik baxımından tətbiq olunmurlar. Elektrik mühərriklər yalnız vakumda işləyirlər. Onlardan süni peyklərdə və zondlarda istifadə olunur.
İdarəetmə sistemlərinə görə raketlər (elektronik) idarə olunan və olunmayan kimi iki növə bölünürlər. İdarə olunmayanlar atma bucağı ilə hədəfə yönəldilir və uçuş zamanı aerodinamik olaraq tənzimlənir. Bunun üçün gövdədə yerləşmiş vintvari kanal, lövhə və ya da qanadlar vasitəsilə həyata keçirilir. Yönəldici qanadlar həmişə raketin arxa hissəsində, ağırlıq mərkəzindən dalda yerləşdirilir. İdarə olunan raketlərdə uçuş zamanı istiqamətə nəzarət edilir və bununla hər zaman o dəqiqləşdirilir. Bu avtomatik və ya yerdə yerləşdirilmiş idarə stansiyasından aparıla bilir. İstiqamət korreksiyası raketin gövdəsində yerləşdirilmiş giroskop cihazının köməyi ilə aparılır. Bu sistem hal-hazırda GPS sistemləri ilə əlaqəli şəkildə işləyirlər.
Üz qabıq yanacağa qənaət məqsədilə nisbətən yüngül olmalıdır. Buna görə də, raketlər bir neçə pilləli hazırlanırlar. Onlar hündürlükdən asılı olaraq bir-birinin ardınca ayrılaraq ümumi çəkini yüngülləşdirirlər. Açılma növbəti pillənin alışması ilə baş verir.
Atmosferdə uçmaq üçün qabıq aerodinamik formaya malik olmalıdr. Bundan əlavə o düşən termiki yükə də tab gətirməlidir.
Pilotlu kosmik gəmiləri orbitə çıxarmaq üçün raketlərin konstruksiya olunması zamanı insanların təhlükəsiz və etibarlı şəkildə kosmosa və geriyə qayıtması təmin edən elementlər nəzərdə tutulur. Buraya insan həyatı üçün gərək olan qida və ləvazimatlarla təchiz olunmuş kameraları misal göstərmək olar.
Raket daşıyıcılar reaktiv (raket) prinsipi ilə işləyən, insanların və müəyyən lazımi yükün kosmosa çıxarılması üçün istifadə olunan apparatdır. Yük həmişə xüsusi qabıqla əhatə olunur. Bu onun start və uçuş zamanı xarici təsirlərdən qorunmasına xidmət edir.
Raket daşıyıcılar bir və çox dəfəlik olaraq fərqlənirlər. Onları həm də, pillələrin sayına görə təsnifatlandırırlar. Ən geniş yayılmışı bir dəfəlik, çox pilləli raket daşıyıcılarıdır. Bu tiplərdən Rusiyada, Avropada, Çində istifadə olunur. Bir neçə pillədə olması və elementlərin sadə olması bu tip raketlərin yüksək etibarlığa malik olmasına imkan verirlər. Bundan əlavə olaraq bu raketlərdən uçuşu zamanı ayrılan aralıq pillələrin düşməsi üçün ərazi olması vacibdir.
Kosmosa ilk yük çıxaran raket Korolyovun rəhbərliyi altında hazırlanmış sovet raketi R7 (1957) olmuşdur. Hal-hazırda ən güclü raket daşıyıcısı kimi amerikanın "Speys Şattl" ("Space Shuttle") raketi hesab olunur. Onun yükqaldırma qabiliyyəti 29 tondur. Ən güclü rus raketi isə "Proton" sayılır (yük qaldırma gücü 22t). Əvvəllər daha güclü raketlər sınaqdan keçirilsələr də, onlar praktikada öz tətbiqini tapa bilməmişlər.
Raketlər kosmosa daxil olmaq və peykləri təyin olunmuş orbitlərdə yerləşdirmək üçün zəruri olan buraxılış aparatlarıdır. Raketlər öz faydalı yüklərini (faydalı yük peyk və ya başqa bir planetə missiya üçün nəzərdə tutulmuş fərqli bir vasitə ola bilər) müəyyən bir missiyaya uyğun olaraq istənilən nöqtələrə aparmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Yerdən qaçış sürətinə çatmaq və missiya yüklərini müvafiq orbitin sürətlərinə çatdırmaq üçün buraxılış vasitələri çox yüksək itələmə dəyərlərinə malik kimyəvi hərəkət sistemlərindən istifadə edir. Bu hərəkət sistemləri bərk yanacaq raket mühərrikləri, maye yanacaq raket mühərrikləri və ya hibrid yanacaq raket mühərrikləri ola bilər.
Serial pilləli raketlərdə pillələr Şəkil 1.1-də göstərildiyi kimi bir-birinə ardıcıl olaraq bağlanır. Bu addımlama metodunda pillələr bir-birinə bağlana bilər, eləcə də mühərriklər birbaşa bir-birinə bağlana bilər.