Kā darbojas ballistiskā raķete?

Ballistiskā raķete ir lielas un jaudīgas raķetes, kas paredzētas kaujas galviņas nogādāšanai lielos attālumos līdz iepriekš noteiktam mērķim. Ballistiskās raķetes seko suborbitālajām trajektorijām, sasniedzot kosmosa (100 km+) augstumu virs jūras līmeņa un izkļūstot no Zemes atmosfēras, dažos gadījumos sasniedzot starpkontinentālo ballistisko raķešu virsmu pat 1,200 km augstumā. Šādas raķetes sauc par “balistiskām”, jo pēc sākotnējās pastiprināšanas fāzes pārējo kursu parasti nosaka ballistika. Gluda paraboliska līnija.

Ballistiskajām raķetēm ir dažādas formas un izmēri. Amerikas Savienotajās Valstīs ballistiskās raķetes iedala četrās diapazona klasēs:
starpkontinentālā ballistiskā raķete (ICBM) – vairāk nekā 5500 kilometru
vidēja darbības rādiusa ballistiskā raķete (IRBM) – 3000 līdz 5500 kilometri
vidēja darbības rādiusa ballistiskā raķete (MRBM) no 1000 līdz 3000 kilometriem
maza darbības rādiusa ballistiskā raķete (SRBM) līdz 1000 kilometriem

Diapazonā, kas ir mazāks par 350 km, ballistiskā raķete nekad nepamet Zemes atmosfēru. Ņemiet vērā, ka vienīgās trīs ballistiskās raķetes, kas jebkad faktiski izmantotas kaujā, bija tikai tuvās darbības rādiusa kategorijā un saturēja parastās sprāgstvielas. Lielākā daļa mūsdienās esošo ballistisko raķešu ir paredzētas kodolgalviņu pārvadāšanai, lai gan neviena no tām vēl nav izmantota karā.

Ballistiskās raķetes izmanto cieto vai šķidro degvielu. Vecākās raķetes, piemēram, V2 raķete, ko Otrā pasaules kara laikā izmantoja nacistiskā Vācija, un pirmās ASV uzbūvētās ballistiskās raķetes izmantoja šķidro degvielu. Daudzos gadījumos ballistiskās raķetes šķidrā degviela ir šķidrais ūdeņradis, savukārt oksidētājs ir šķidrais skābeklis. Abi ir jāuztur kriogēnā temperatūrā, pretējā gadījumā tie pāriet uz gāzes fāzi. Palaišanas laikā abas gāzes tiek ātri izsūknētas no uzglabāšanas kamerām dzirksteles klātbūtnē, kas aizdedzina maisījumu un virza raķeti uz priekšu. Degošās degvielas blakusprodukts ir ūdens tvaiki.

Šo ūdeņraža un skābekļa šķidrās fāzes ir vēlamas raķešu iekārtām, jo ​​tām ir uzlabots enerģijas blīvums gāzes fāzē. Vēl viens pluss ir tas, ka ar šķidrumu darbināmām ballistiskajām raķetēm pēc vēlēšanās var tikt noregulēts, izslēgts vai restartēts dzinējs. Negatīvā puse ir tāda, ka šādu raķešu uzglabāšana ir apgrūtinoša, jo degvielai ir nepieciešama pastāvīga dzesēšana, lai tā būtu gatava palaišanai.

Vēl viena šķidro propelentu šķirne ir hipergoliskie propelenti. Hipergoliskie propelanti aizdegas saskarē, un nav nepieciešams aizdegšanās avots. Tas ir noderīgi biežai palaišanai un restartēšanai kosmosa manevrēšanas lietojumprogrammām. Vispopulārākajā versijā degvielai tiek izmantots monometilhidrazīns (MMH), bet oksidētājam – slāpekļa tetroksīds (N2O4).
Mūsdienīgākās ballistiskās raķetes izmanto cieto kurināmo, jo tās ir vieglāk uzglabāt un uzturēt. Piemēram, Space Shuttle izmanto divus atkārtoti lietojamus cieto pastiprinātājus, katrs ir piepildīts ar 1.1 miljonu mārciņu (453,600 16 kg) degvielas. Degviela, ko izmanto alumīnija pulverī (0.07%) ar dzelzs pulveri (70%) kā katalizatoru un amonija perhlorātu (XNUMX%) kā oksidētāju.

Lielākā daļa ballistisko raķešu ir paredzētas, lai sasniegtu mērķi no 15 līdz 30 minūtēm, pat ja mērķis atrodas otrā pasaules malā. Tā kā tās ir tik svarīgas valsts drošībai, tās ir vienas no rūpīgāk uzbūvētajām mašīnām uz planētas.