Dopravní stavby - úvod

la zkoušet první vojenská raketa
středního doletu V-2 (A-4)
• 1947 - 14.10. americký pilot Charles Yeager překonal rychlost
zvuku na raketoplánu X-1
• 1957 - 04.10. byla v SSSR vypuštěna první umělá družice
Země, Sputnik 1
Obr. J.Kepler
Obr. První kapalinová raketa
Obr. První umělá družice Sputnik 1
• 1957 - 03.11. na Sputnik 2 odstartoval do
vesmíru první živý tvor, pes Lajka
• 1961 - 12.04. se J.A.Gagarin stal prvním
kosmonautem světa v kosmické lodi Vostok 1
• 1969 - 20.07. přistáli N.A.Armstrong a
E.E.Aldrin v rámci letu Apollo 11 poprvé na
Měsíci
• 1981 - 12.04. v USA odstartoval první kosmický
raketoplán Columbia STS-1
• 1986 - 28.01. raketoplánu Challenger STS-51L,
dvacátá pátá výprava, v 11 hodin 38 minut
Skončil o třiasedmdesát sekund později, explozí
vnější nádrže a kosmického letounu, v němž
zahynulo všech sedm členů posádky.
• 1998 - 20.11. byla vypuštěním modulu Zaria
zahájena stavba Mezinárodní kosmické stanice
ISS
Obr. Pes (fenka) Lajka první živočich ve vesmíru.
Obr. Start raketoplánu Challenger.
Principy raketových motorů
Chemické motory:
1. Motory na kapalné pohonné látky
Princip: Pohonné hmoty se dopravují do spalovací komory a tam hoří
Výhody: vysoký specifický impuls (2500-4000 N.s/kg), řízení
velikosti tahu, možnost restartu
Nevýhody: vysoká složitost, nižší spolehlivost
Použití: univerzální, pro všeobecné účely
2. Motory na tuhé pohonné látky
Princip: pohonné látky jsou uloženy ve spalovací komoře a tam hoří
Výhody: vysoká spolehlivost, vysoký tah, jednoduchost, nižší cena,
okamžitá připravenost k použití
Nevýhody: nemožnost řízení tahu, nižší specifický impuls (1500-2500
N.s/kg), vyšší hmotnost
Použití: urychlovací (startovní) motory, levné pohonné jednotky
3. Hybridní motory
Princip: ve spalovací komoře je tuhá složka a kapalná se tam
dopravuje z nádrže
Použití: zatím nepoužity
Obr. Motory na kapalné pohonné látky
Obr. Motory na pevné pohonné látky - Pegasus
Fyzikální motory:
1. Motory na stlačený plyn
Princip: stlačený plyn se vypouští z tlakové nádoby do trysky přes ventil
Použití: orientační a stabilizační motory
2. Motory elektrotermální
Princip: pracovní látka je elektricky ohřívána na vysokou teplotu a uniká tryskou ven
Použití: zatím nepoužity
3. Motory iontové
Princip: pracovní látka je ionizovaná a urychlená z trysky elektrostatickým polem
Nevýhody: velmi malý tah, fungují jen ve vzduchoprázdnu
Použití: orientační a stabilizační motory
4. Motory fotonové
Princip: soustředěný tok fotonů (světlo) vyvolává tah
Nevýhody: neznáme efekt. způsob vytváření světla (využít slun. světla u sluneční plachetnice), velmi malý tah
Použití: zatím nepoužity
5. Motory jaderné (atomové)
Princip: pracovní látka se ohřívá v atomovém reaktoru
Nevýhody: vysoké náklady, možnost radioakt. zamoření
Použití: zatím v praxi nepoužity
Obr. Princip fotonového motoru
Vesmírná doprava
•Prvním člověkem byl J.A.
Gagarin, který byl
dopraven do vesmíru
ruskou raketou Vostok.
• Velmi zajímavý je rozdíl
„oficiální“ verze a verze
kosmické lodi, kterou
kosmonaut měl k dispozici.
Obr. Vostok - verze pro tisk
Obr. Vostok - skutečná verze
Raketoplány - STS(Space
Transport System)
• Poprvé odstartoval raketoplán
Columbia 12.4.1981 a zpět se
vrátil 14.41981.
•Společnost NASA vyrobila
celkem 5 raketoplánu
(Columbia, Challenger,
Discovery, Atlantis,
Endeavour).
• Jedná se o dvoustupňový
částečně znovu použitelný
prostředek.
Obr. První start raketoplánu Columbia
Nákladní doprava
• První rakety pro vojenské a zábavné účely
vznikaly v Číně již v 11 stol.
• Nejstarší moderní dopravní rakety
vznikaly v průběhu II. světové války
vněmeckých laboratořích pro dálkové
bombardování Velké Británie.
• Využívají se pro dopravu družic a
zásobování orbitálních stanic.
•Ve většině případů jsou to zcela
automatizované lety.
• Hmotnosti vynášeného zatížení od 50 -
100 000 kg.
Obr. Raketa Atlas pro vynášení nákladu do 3 450 kg
Kosmodromy
1) USA – Cape Canaveral, Edwards Air Force Base, Wallops
Flight Center, Western Test Range
2) Rusko – Bajkonur(Tjuratam), Svobodnyj, Kapucin Jar,
3) Čína – Jiuguan, Xichang, Taiyuan
4) Japonsko – Kagošima, Tanegašima Učú Senta
5) Francie – Hammaguir
6) Brazílie – Alcantara
7) Izrael – Palmachim Air Force Base
8) Indie – Shriharikota High Altitude Range
9) Itálie – San Marco Equatoril Range
10) ESA – Centre Spatial Guaynais (Kouru)
11) mezinárodní – Sea Launch
Dnes existuje celkem 19 kosmodromů, které jsou v provozu v 10
zemích a v Pacifiku.
Kosmodrom Sea Launch
Zcela ojedinělý projekt odpalovací rampy umístěné na upravené ropné plošině.
•Při startu plošina zakotví v Pacifiku (poblíž rovníku) 1600 km jižně od Havaje.
•Rozměry 160 x 66 metrů.
• Základny pro ruské rakety Zenit.
• Plošina má samostatný pohon a před vypuštěním rakety zvětšií ponor až na 21 m.
• První start rakety Zenit z kosmodromu Sea Launch byl uskutečněn 28.03.1999.
Obr. Start první rakety Zenit
Výhodou je poloha u
rovníku, která dovolí vynést
až o 1/3 více nákladu než z
ruských a amerických
základen.
Cena projektu 2 mld. $
Skládá se ze dvou částí, odpalovací plošiny Odyssey a doprovodného plavidla
Sea Launch Commander.
V případě startu je
plošina zcela
automatizovaná a
doprovodné
plavidlo odplouvá
do vzdálenosti 6 km
a dálkověřídí start
rakety Zenit.
Zajímavosti: Japonsko - nejmenší
raketa
• Délce 16,5 m
•Průměru 0,735 m
•Hmotnosti při startu 9 399 kg
• Hmotnost družice Ósumi 23 kg
• Dráha družice ve výši 328-5164 km
s periodou 144 minut
• Cena 388 000 dolarů
• Start proběhl šikmo, což umožňoval použitý
způsob pohonu raketovými motory na TPL s
dostatečným přebytkem tahu.
Obr. Japonská Lambda - nejlehčía nejmenší
raketa na světě
Rusko - Největší a nejtěžší raketa
Neúspěšná ruská superraketa N1 s nosností
kolem 100 tun, určená pro pilotované lety k
Měsíci v šedesátých letech. Byly vytvořeny 4
rakety této verze a všechny zkušební lety
skončily explozi 1. raketového stupně, který
nebyl vůbec testován a testy se plánovaly
pouze při ostrých startech.
• Nosnost 95-98t
• Váha 2800-2900t
•Počet motorů 1.stupně 30
• Cena 4,5 mld. rublů
pro srovnání s americkým projektem Apollo
• Cena Apollo 24-25 mld. $
(2/3 rozpočtu věnovány na zkoušky)
Obr. Ruská superraketa N1
Vznášedlo - universální dopravní
prostředek
Vynálezcem prakticky použitelného vznášedla je Sir Christopher
Sydney Cockerell(4.6.1910-1.6.1999)
Obr. První vznášedlo na světě
Princip vznášedla
• Proud vzduchu do vzduchového polštáře je dodáván buď samostatným
dmychadlem nebo je odebírán z pohonného dmychadla. Vháněn je do
speciálních zástěn z pružného materiálu, které umožňují pohyb vozidla
přes vyšší překážky.
•K řízení se používá směrového kormidla stejně jako u letadel, nebo také
obracečů tahu umístěných po stranách pohonného dmychadla.
Charakteristika a využití
• Obojživelné vozidlo
• Rychlost dle povrchu
hladina nebo sníh 70 - 100 km/h
• Universálnost
• Ekologický provoz
•Spotřeba 10 - 30 l/hod. pro malé typy
Vlastnosti:
Využití:
• Doprava přes kanál La Manche
• Záchranářské jednotky
• Vojenské verze
• Výzkumné a ekologické
Obr. Záchranářská verze
Obr. Útočná verze