Roketler uçuşun çok erken saatlerinde fırlatma rampasından ve destek yapılarından ayrılır. Bu gerçekleştiğinde devrilmeleri gerekiyor gibi görünüyor.
Neden devrilmiyorlar?
İyi tasarlanmış bir ağırlık merkezi mi yoksa bir şekilde aerodinamik stabilizasyon sağlıyorlar mı?
Günümüzde roketler Gimbaled Thrust System kullanıyor. Roket püskürtme uçları gimbaled (Geminin pusulası gibi bir nesnenin, destek uçları olsa bile yatay kalmasını sağlayan bir cihaz), böylece itme kuvvetini vektörleştirebilirler roketi yönlendirmek için. Yalpa çemberli bir itme sisteminde, roketin egzoz nozulu bir yandan diğer yana döndürülebilir. Nozül hareket ettirildikçe, itme yönü roketin ağırlık merkezine göre değişir.
İlk roketlerin her iki tarafında da küçük roket motorları kullanan Vernier Thrusters vardı , bir roketin tutumunu (rakıma karşı) kontrol etmek için. Günümüzde, çoğu uyduda yaygındırlar.
Bu Görselde, orta roket, itme yönünün roketin merkez hattı boyunca olduğu normal uçuş konfigürasyonunu göstermektedir ve roketin ağırlık merkezinin içinden. Soldaki nozül sola döndürülmüş ve itme çizgisi şimdi bir gimbal açısında $ a $ merkez çizgisine eğimlidir. İtme artık ağırlık merkezinden geçmediğinden, ağırlık merkezi etrafında bir tork üretilir ve roketin burnu sola döner. Meme orta çizgi boyunca gimballanırsa, roket sola hareket edecektir. Sağdaki nozül sağa döndürülmüş ve burun sağa doğru hareket ettirilmiştir.
Wikipedia diyor,
Uzay aracı itişinde roket motorlar genellikle tek bir motorun hem adım hem de yalpalama eksenleri etrafında itme hareketini vektör yapmasına izin vermek için bir çift yalpa çemberi üzerine monte edilir; veya bazen motor başına yalnızca bir eksen sağlanır. Yuvarlanmayı kontrol etmek için, aracın yuvarlanma ekseni etrafında tork sağlamak için diferansiyel açı veya sapma kontrol sinyallerine sahip ikiz motorlar kullanılır.
Sağ & sol gimbaling, roketi orijinal yoluna yönlendirmek ve böylece dengesini korumak için gereklidir ... Bu bağlantı, roketlerin kararlılığı hakkında iyi bir açıklama verir. Bu makale de iyi, ancak biraz büyük ...
Yalpalama itme sistemi veya vernierlerden daha temel, bir roket (veya herhangi bir mermi (örneğin, mermi)) üzerindeki "ağırlık merkezi" ile "basınç merkezi" arasındaki ilişkidir.
Roketin burun öne doğru uçması ve ters dönmemesi için ağırlık merkezinin basınç merkezinin önünde olması gerekir.Küçük amatör veya model roketlerin yapımında, kılavuz her zaman CG'nin en az 1 gövde çapının önünde olması gerektiğidir. CP.
Ağırlık merkezi, roketin kütle bileşenlerinin yere göre "hareket ettiği" noktadır (yani, hesaplama yaparken CG'yi "roketi" temsil eden bir nokta olarak değerlendirebilirsiniz. roketi aşağı doğru çeken karşıt yerçekimi kuvveti). Basınç merkezi, roket gövdesi, burun ve herhangi bir kanat üzerindeki aerodinamik kuvvetlerin toplandığı ve "hareket ettiği" noktadır.
Yukarıdaki gimballed itme ile ilgili yanıtta, örneğin, gimballer aslında CP'yi CG'nin altına, burun tamamen lts. Yüzgeçler (örneğin, füzeler veya model roketlerdeki), CP'yi CG altında tutmak için aynı şekilde hareket eder.
Dolayısıyla, bunu yapmak için bireysel teknolojiler değişebilir, ancak buradaki temel ilke CG / CP ilişkisidir. . Umarım yardımcı olur.
Burada iş başında olan birkaç şey var.
Birincisi - roketin dönme eylemsizliği oldukça büyük. Bu, "düşmesi" durumunda çok yavaş olacağı anlamına gelir
İkincisi - uygulanan bir tork varsa yalnızca "düşer". Fırlatma rampası üzerinde dururken, ağırlık merkezi, düşmemesi için destek noktaları arasındadır; Başlatıldıktan sonra iş başında olan üç güç vardır:
Unutulmaması gereken bir şey - (2) 'deki tork nispeten küçük olduğundan (küçük açı ... iş hattının kütle merkezine göre yer değiştirmesi küçük olacaktır), herhangi bir "devrilme" oldukça yavaş olacaktır ve kontrol mekanizmasının yanıt verme zamanı vardır. Bu, elinizdeki bir süpürgeyle bir kibrit çubuğunu dengeleme problemiyle karşılaştırılabilir. Süpürgenin daha büyük boyutu, küçük açısal yer değiştirmelere tepki vermeniz için size çok daha fazla zaman verir. Aslında, sistemin, tipik zaman sabitinin $ \ sqrt \ frac {\ ell} {g} $ ile orantılı olacağı bir ters sarkaç gibi olmadığını düşünebilirsiniz. Dolayısıyla, 1 m yüksekliğindeki bir süpürgeyi dengeleyebilirseniz, 100 m (yaklaşık Satürn V'nin yaklaşık boyutu) yüksekliğindeki bir roketi dengelemek (kontrol sisteminin tepki verme süresi açısından) 10 kat daha kolay olacaktır.