Ракета

Ракета је, по најширој дефиницији, било које возило, пројектил или ваздухоплов који се креће као последица реакције на избацивање гаса велике брзине из ракетног мотора, без потребе за постојањем околне средине попут гаса или воде, те према томе оне могу радити и у вакууму свемира. Издувни гасови ракетног мотора се у потпуности формирају од погонског горива које се налази у ракети.^[1]

Најстарије познате ракете за војну и рекреативну употребу настале су у Кини, у 13. веку^[2], док значајне употребе за индустријске, научне и истраживачке сврхе није било све до друге половине 20. века, када је брз напредак у ракетној технологији омогућио свемирску трку, међупланетарна истраживања, прво слетање људи на Месец и појаву глобалних навигационих сателитских система.^[3]

Најуобичајенији тип ракете данас је хемијска ракета, која и погонски гас и енергију за његово убрзавање добија од хемијских реакција свог горива у ракетном мотору.^[4]

Историја

Прве ракете на барут еволуирале су у средњовековној Кини под династијом Сонг до 13. века.^[2] Монголи су усвојили кинеску ракетну технологију и проналазак се проширио монголским инвазијама на Блиски исток и Европу средином 13. века.^[5] Употреба ракета је забележена у описима дејстава Сонг морнарице Сонг у једној војној вежби из 1245. године. Ракетни погон са унутрашњим сагоревањем помиње се у једној референци на 1264. године, у коме се напомиње да је „копнени пацов”, врста ватромета, уплашила царицу-мајку Гонгшенг на гозби коју је у њену част приредио њен син цар Лизонг.^[6] Касније су ракете укључене у војну расправу Хуолонгђинг, познату и као Приручник за ватреног патка, коју је средином 14. века написао кинески артиљеријски официр Ђао Ју. У овом тексту се помиње прва позната вишестепена ракета, „ватрени змај који излази из воде“ (Huo long chu shui), за коју се сматра да ју је користила кинеска морнарица.^[7]

Средњовековне и рано-модерне ракете војно су коришћене као запаљиво оружје у опсадама. Између 1270. и 1280. године Хасан ал-Рамах написао је al-furusiyyah wa al-manasib al-harbiyya (Књига о војном коњиштву и генијалним ратним уређајима), која је обухватала 107 рецепата за барут, од којих 22 за ракете.^[8]^[9] У Европи је Конрад Кајзер описао ракете у свом војном спису Белифортис око 1405. године.^[10]

Делови

Ракета се састоји од следећих делова као минимум: ракетни мотор, горивна смеша, тело ракете и уређај за стабилизацију и вођење ракете. Ракете са ракетним моторима на течно гориво још минимално захтевају и резервоаре горива и оксиданс (уместо горивне смеше).

Коришћење

Пошто се погон ракете не ослања на њену околину, њихово коришћење је једина опција за кретање кроз свемир.

Такође, пошто је релативно једноставно и јефтино направити једнократну ракету у односу на друге методе убрзавања у ваздуху, оне се широко користе у свим областима где потреба за једнократним убрзањем малих терета постоји, попут ватромета, противградних ракета, избацивих седишта и разних војних употреба.

Војне употребе

Војне употребе ракета постоје од самог почетка њихове историје, када су се у средњевековној Кини ракете пуњене барутом користиле за застрашивање непријатеља и као запаљиво оружије.^[11]

Данас се ракете користе на сваком нивоу ратовања, од ручних бацача малих домета за противоклопну употребу до стратешких међуконтиненталних балистичких ракета.

Наука и истраживање

Орбиталне ракете су потребне за сва истраживања у Земљиној орбити и око других свемирских тела, као и постављања вештачких сателита у орбиту. Поред њих, ракете су у науци корисне и за истраживање виших слојева атмосфере и начина на који материјали и објекти реагују на екстремно брзо кретање кроз атмосферу, што се углавном постиже мањим, суборбиталним ракетама.

Ракете као хоби

Модел ракете су мале ракете које хобисти сами праве, а потом лансирају.

Оне често користе једноставне материјале који су широко доступни, попут картона или пластике, као и горива попут тзв. ракетне бомбоне(чији је главни састојак обичан шећер^[12]) и ваздуха под притиском. Међутим, неки хобисти користе и технологије напреднијег нивоа, сличне онима које се корите за комерцијалне орбиталне ракете.

Рад

Ракета са собом носи кисеоник или други оксиданс са везаним кисеоником у посебном резервоару (ако користи ракетни мотор на течно гориво), јер је кисеоник неопходан за сагоревање, а у свемиру га нема. Ракета са мотором на чврсто гориво обично има оксиданс већ помешан са горивом у једну масу (најједноставнија смеша је црни барут), па јој није потребан посебан резервоар са оксидансом.

Сагоревањем горива уз присуство оксиданса у комори за сагоревање, долази до изласка сагорелих гасова кроз специјално профилисани део млазника (сужено грло). После проласка кроз сужено грло млазника, где је притисак гасова повећан, долази до наглог ширења млазника у виду „звона“. Нагло опада притисак, али расте брзина гасова, који излазе стварајући користан потисак.

Мотори ракете за свемирске мисије морају бити довољно снажни да би савладали силу гравитације, и ракета мора бити вишестепена да би се постигла прва космичка брзина.

Ракетна једначина Циолковског

$\Delta v\$ је највећа теоријска промена у брзини ракете без утицаја гравитације или отпора ваздуха. Ова промена брзине се може израчунати из ракетне једначине Циолковског:

\Delta v\ =v_{e}\ln {\frac {m_{0}}{m_{1}}}

где је:

m_{0}

је укупна почетна маса, укључујући гориво у Kg

m_{1}

је укупна завршна маса, у Kg

v_{e}

је брзина истицања гасова из мотора у m/s, где је

V_{e}=I_{sp}\cdot g_{0}

\Delta v\

је промена брзине у m/s

Ракетни центри и агенције

Највећи ракетни центри налазе се у САД, Казахстану и Русији. Најпознатије свемирске агенције на свету су: ESA (енгл. European Space Agency), NASA (енгл. National Aeronautics and Space Administration) и Роскосмос, (рус. Федеральное космическое агентство России).

Референце

^ Sutton, George P.; Biblarz, Oscar (2001). Rocket Propulsion Elements. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-32642-7. Архивирано из оригинала 12. 1. 2014. г. Приступљено 28. 5. 2016.
^ ^а ^б MSFC History Office. „Rockets in Ancient Times (100 B.C. to 17th Century)”. A Timeline of Rocket History. NASA. Архивирано из оригинала 2009-07-09. г. Приступљено 2009-06-28. Грешка код цитирања: Неисправна ознака <ref>; назив „NASAEARLY” је дефинисано више пута с различитим садржајем
^ https://education.nationalgeographic.org/resource/history-space-exploration/
^ https://www.britannica.com/technology/rocket-jet-propulsion-device-and-vehicle/Chemical-rockets
^ "Rockets appear in Arab literature in 1258 A.D., describing Mongol invaders' use of them on February 15 to capture the city of Baghdad.". „A brief history of rocketry”. NASA Spacelink. Архивирано из оригинала 2006-08-05. г. Приступљено 2006-08-19.
^ Crosby, Alfred W. (2002). Throwing Fire: Projectile Technology Through History. Cambridge: Cambridge University Press. стр. 100–103. ISBN 978-0-521-79158-8.
^ Needham, Volume 5, Part 7, 510.
^ Hassan, Ahmad Y. „Gunpowder Composition for Rockets and Cannon in Arabic Military Treatises In Thirteenth and Fourteenth Centuries”. History of Science and Technology in Islam. Архивирано из оригинала 26. 2. 2008. г. Приступљено 29. 3. 2008.
^ Hassan, Ahmad Y. „Transfer Of Islamic Technology To The West, Part III: Technology Transfer in the Chemical Industries”. History of Science and Technology in Islam. Архивирано из оригинала 9. 3. 2008. г. Приступљено 29. 03. 2008.
^ Riper, A. Bowdoin Van (2004). Rockets and missiles : the life story of a technology. Westport: Greenwood Press. стр. 10. ISBN 978-0-313-32795-7.
^ Crosby, Alfred W. (2002). Throwing Fire: Projectile Technology Through History. Cambridge: Cambridge University Press. стр. 100—103. ISBN 978-0-5217-9158-8.
^ https://www.nakka-rocketry.net/sucrose.html

Литература

Adle, Chahryar (2003), History of Civilizations of Central Asia: Development in Contrast: from the Sixteenth to the Mid-Nineteenth Century
Ágoston, Gábor (2008), Guns for the Sultan: Military Power and the Weapons Industry in the Ottoman Empire, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-60391-1
Agrawal, Jai Prakash (2010), High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics, Wiley-VCH
Andrade, Tonio (2016), The Gunpowder Age: China, Military Innovation, and the Rise of the West in World History, Princeton University Press, ISBN 978-0-691-13597-7 .
Arnold, Thomas (2001), The Renaissance at War, Cassell & Co, ISBN 0-304-35270-5
Benton, Captain James G. (1862). A Course of Instruction in Ordnance and Gunnery (2 изд.). West Point, New York: Thomas Publications. ISBN 1-57747-079-6.
Brown, G. I. (1998), The Big Bang: A History of Explosives, Sutton Publishing, ISBN 0-7509-1878-0 .
Buchanan, Brenda J., ур. (2006), „Gunpowder, Explosives and the State: A Technological History”, Technology and Culture, Aldershot: Ashgate, 49 (3): 785—786, ISBN 0-7546-5259-9, S2CID 111173101, doi:10.1353/tech.0.0051
Chase, Kenneth (2003), Firearms: A Global History to 1700, Cambridge University Press, ISBN 0-521-82274-2 .
Cocroft, Wayne (2000), Dangerous Energy: The archaeology of gunpowder and military explosives manufacture, Swindon: English Heritage, ISBN 1-85074-718-0
Cowley, Robert (1993), Experience of War, Laurel .
Cressy, David (2013), Saltpeter: The Mother of Gunpowder, Oxford University Press
Crosby, Alfred W. (2002), Throwing Fire: Projectile Technology Through History, Cambridge University Press, ISBN 0-521-79158-8 .
Curtis, W. S. (2014), Long Range Shooting: A Historical Perspective, WeldenOwen .
Earl, Brian (1978), Cornish Explosives, Cornwall: The Trevithick Society, ISBN 0-904040-13-5 .
Easton, S. C. (1952), Roger Bacon and His Search for a Universal Science: A Reconsideration of the Life and Work of Roger Bacon in the Light of His Own Stated Purposes, Basil Blackwell
Ebrey, Patricia B. (1999), The Cambridge Illustrated History of China, Cambridge University Press, ISBN 0-521-43519-6
Grant, R.G. (2011), Battle at Sea: 3,000 Years of Naval Warfare, DK Publishing .
Hadden, R. Lee. 2005. "Confederate Boys and Peter Monkeys." Armchair General. January 2005. Adapted from a talk given to the Geological Society of America on March 25, 2004.
Harding, Richard (1999), Seapower and Naval Warfare, 1650-1830, UCL Press Limited
al-Hassan, Ahmad Y. (2001), „Potassium Nitrate in Arabic and Latin Sources”, History of Science and Technology in Islam, Приступљено 23. 7. 2007 .
Hobson, John M. (2004), The Eastern Origins of Western Civilisation, Cambridge University Press .
Johnson, Norman Gardner. „explosive”. Encyclopædia Britannica. Chicago: Encyclopædia Britannica Online.
Kelly, Jack (2004), Gunpowder: Alchemy, Bombards, & Pyrotechnics: The History of the Explosive that Changed the World, Basic Books, ISBN 0-465-03718-6 .
Khan, Iqtidar Alam (1996), „Coming of Gunpowder to the Islamic World and North India: Spotlight on the Role of the Mongols”, Journal of Asian History, 30: 41—5 .
Khan, Iqtidar Alam (2004), Gunpowder and Firearms: Warfare in Medieval India, Oxford University Press
Khan, Iqtidar Alam (2008), Historical Dictionary of Medieval India, The Scarecrow Press, Inc., ISBN 978-0-8108-5503-8
Kinard, Jeff (2007), Artillery An Illustrated History of its Impact
Konstam, Angus (2002), Renaissance War Galley 1470-1590, Osprey Publisher Ltd. .
Liang, Jieming (2006), Chinese Siege Warfare: Mechanical Artillery & Siege Weapons of Antiquity, Singapore, Republic of Singapore: Leong Kit Meng, ISBN 981-05-5380-3
Lidin, Olaf G. (2002), Tanegashima – The Arrival of Europe in Japan, Nordic Inst of Asian Studies, ISBN 8791114128
Lorge, Peter (2005), Warfare in China to 1600, Routledge
Lorge, Peter A. (2008), The Asian Military Revolution: from Gunpowder to the Bomb, Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-60954-8
Lu, Gwei-Djen (1988), „The Oldest Representation of a Bombard”, Technology and Culture, 29 (3): 594—605, JSTOR 3105275, S2CID 112733319, doi:10.2307/3105275
McLachlan, Sean (2010), Medieval Handgonnes
McNeill, William Hardy (1992), The Rise of the West: A History of the Human Community, University of Chicago Press .
Morillo, Stephen (2008), War in World History: Society, Technology, and War from Ancient Times to the Present, Volume 1, To 1500, McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-052584-9
Needham, Joseph (1980), Science & Civilisation in China, 5 pt. 4, Cambridge University Press, ISBN 0-521-08573-X
Needham, Joseph (1986), Science & Civilisation in China, V:7: The Gunpowder Epic, Cambridge University Press, ISBN 0-521-30358-3 .
Nicolle, David (1990), The Mongol Warlords: Ghengis Khan, Kublai Khan, Hulegu, Tamerlane
Nolan, Cathal J. (2006), The Age of Wars of Religion, 1000–1650: an Encyclopedia of Global Warfare and Civilization, Vol 1, A-K, 1, Westport & London: Greenwood Press, ISBN 0-313-33733-0
Norris, John (2003), Early Gunpowder Artillery: 1300–1600, Marlborough: The Crowood Press .
Partington, J. R. (1960), A History of Greek Fire and Gunpowder, Cambridge, UK: W. Heffer & Sons .
Partington, J. R. (1999), A History of Greek Fire and Gunpowder, Baltimore: Johns Hopkins University Press, ISBN 0-8018-5954-9
Patrick, John Merton (1961), Artillery and warfare during the thirteenth and fourteenth centuries, Utah State University Press .
Pauly, Roger (2004), Firearms: The Life Story of a Technology, Greenwood Publishing Group .
Perrin, Noel (1979), Giving up the Gun, Japan's reversion to the Sword, 1543–1879, Boston: David R. Godine, ISBN 0-87923-773-2
Petzal, David E. (2014), The Total Gun Manual (Canadian edition), WeldonOwen .
Phillips, Henry Prataps (2016), The History and Chronology of Gunpowder and Gunpowder Weapons (c.1000 to 1850), Notion Press
Purton, Peter (2010), A History of the Late Medieval Siege, 1200–1500, Boydell Press, ISBN 978-1-84383-449-6
Robins, Benjamin (1742), New Principles of Gunnery
Rose, Susan (2002), Medieval Naval Warfare 1000-1500, Routledge
Roy, Kaushik (2015), Warfare in Pre-British India, Routledge
Schmidtchen, Volker (1977a). „Riesengeschütze des 15. Jahrhunderts. Technische Höchstleistungen ihrer Zeit”. Technikgeschichte. 44 (2): 153—173. (153–157)
Schmidtchen, Volker (1977b). „Riesengeschütze des 15. Jahrhunderts. Technische Höchstleistungen ihrer Zeit”. Technikgeschichte. 44 (3): 213—237. (226–228)
Tran, Nhung Tuyet (2006), Viêt Nam Borderless Histories, University of Wisconsin Press .
Turnbull, Stephen (2003), Fighting Ships Far East (2: Japan and Korea Ad 612-1639, Osprey Publishing, ISBN 1-84176-478-7
Urbanski, Tadeusz (1967), Chemistry and Technology of Explosives, III, New York: Pergamon Press .
Villalon, L. J. Andrew (2008), The Hundred Years War (part II): Different Vistas, Brill Academic Pub, ISBN 978-90-04-16821-3
Wagner, John A. (2006), The Encyclopedia of the Hundred Years War, Westport & London: Greenwood Press, ISBN 0-313-32736-X
Watson, Peter (2006), Ideas: A History of Thought and Invention, from Fire to Freud, Harper Perennial (2006), ISBN 0-06-093564-2
Willbanks, James H. (2004), Machine guns: an illustrated history of their impact, ABC-CLIO, Inc.