Mexanikada saqlanish qonunlari

₃ tezlikka, uchinchi kosmik tezlik deyiladi.
Bu u₃ tezlikning qiymati, Yerning Quyosh atrofidagi orbital tezligi V_orb yo'nalishiga nisbatan jism qanday yo'nalishda uchirilishiga, sezilarli holda bog’liq. Agar u₃ vektor v_orb yo'nalishi bilan mos tushsa, u₃ minimal va 16,7 km/ga teng. Bunda jism Yer orbitasiga urinuvchi parabola bo'yicha Quyosh sistemasidan chiqib ketadi.
3. Yerning sun'iy yo'ldoshlarini va kosmik kemalarni uchirish uchun ko'taruvchi-raketalar qo'llaniladi. Ko'taruvchi-raketa bortida suyuq yoqilg’ili raketa dvigatelini ishlashi uchun zarur bo'lgan yoqilg’i va oksidlovchi joylashadi.
Ular startdagi raketa massasining asosiy qismini tashkil qiladi. Dvigatel ishlagani sari raketa massasi kamayadi.
Dvigatelning ishlash jarayonida raketa olishi mumkin bo'lgan eng katta tezlik, xarakterlik (2.29) tezlikdan kichik. Lekin bu formulani tahlili qator muhim xulosalar qilishga imkon beradi. Raketaning xarakterli tezligini oshirish uchun yonish mahsulotlarini nisbiy chiqish tezligi u ni va yoqilg’i va oksidlovchining nisbiy massasini oshirish zarur. Suyuq yoqilg’ida ishlovchi reaktiv dvigatellar uchun u ning maksimal qiymati, bu yoqilg’ilarning xossalari bilan chegaralanadi va hozirgi vaqtda 5 km/s dan ortiq emas. m_т /m₀ nisbat quyidagi formula bilan aniqlanadi:

bu yyerda m_k - raketa konstruktsiyasi va dvigatelining massasi; m_ф - foydali yukning (sun'iy yo'ldosh yoki kosmik kemaning) massasi. Konstruktsiyaning nisbiy massasini kamaytirish materiallarning bikrligi va zichligi bilan chegaralanadi. Shuning uchun, hisoblashlarning ko'rsatishicha, texnikaning hozirgi rivojlanish darajasida raketa tezligini xatto birinchi kosmik tezlikka ham yetkaza olmaydi.
Bu qiyinchilikning yengish yo'lini K.E.Siolkovskiy ko'rsatdi, u sayyoralararo aloqaning mumkinligini ilmiy asoslab berdi. Kosimik tezlikka erishish uchun Siolkovskiy odatdagi (bir bosqichli) raketadan emas, tarkibiy (ko'p bosqichli) raketadan foydalanishni taklif qildi. Ko'p bosqichli raketa, bir-biri bilan birlashtirilgan bir necha raketalardan tashkil topgan va ularning harbiri o'zining dvigateliga ega va o'zida yoqilg’i va oksidlovchi zaxirasini olib uchadi. Start vaqtida raketalar to'plamining birinchi bosqichi deb ataluvchi bu raketalardan birining dvigateli ishga tushiriladi.
Birinchi bosqichda mavjud bo'lgan yoqilg’i to’liq yonib bo'lgandan keyin, ikkinchi bosqich dvigatelini avtomatik ishga tushishi va birinchi bosqichni raketalar to'plamidan ajralishi sodir bo'ladi. Ikkinchi bosqichdagi yoqilg’i yonib bo'lgandan keyin, u ham ajraladi va uchinchi bosqichni dvigateli ishlay boshlaydi. O'zida foydali yuk olib ketayotgan raketalar to'plamining oxirgi bosqichigacha shunday davom etadi.
Ko'p bosqichli raketada bir xil start massali, o'shanday yoqilg’i va oksidlovchi zahiraga ega bo'lgan bir bosqichli raketaga qaraganda xarakterli tezlikning ortishi, yoqilg’i yongan sari konstruktsiya massasining kamayishi bilan bog’liq.
4. Hozirgi vaqtda yoqilg’ining kimyoviy energiyasidan foydalanib ishlovchi suyuqlikli reaktiv dvigatellardan prinsipial farq qiluvchiyangi turdagi raketa dvigatellari yaratish ustida jadal ishlar olib borilmoqda.
Yadroviy raketa dvigatellari loyihasida ishchi modda yadro reaktorida qizdiriladi va keyin soplodan oqib chiqadi. Shunday usul bilan oqib chiqish tezligi u ni birmuncha oshirish ko'zlanmoqda. u tezlikni yanada ko'proq oshirish ionli raketa dvigatellarida mo'ljallanmoqda. Bunday dvigatellarda reaktiv tortish kuchi elektr maydonida sekundiga yuzlab, xatto ming kilometrgacha tezlatilgan zaryadli zarrachalar - ionlarning otilib chiqishi tufayli hosil bo'ladi. Ammo ionli dvigatellarda F_Р=u êdmê/dt tortish kuchini katta bo'lishi mumkin emas, chunki dvigatelda hosil bo'layotgan va unda 1 da otilib chiqayotgan hamma ionlarining massasiga son jihatdan teng bo'lgan sekundli massa sarfi êdm/dt ê juda kichik.
Raketa Yyerdan ko'tarilishi uchun tortish kuchi raketaning startdagi og’irligidan katta bo'lgan dvigatel talab qilinadi. Shuning uchun ionli dvigatel raketaning Yyerdan startini amalga oshirish uchun yaroqsiz. Lekin uni, osmon jismlaridan uzoq bo'lgan kosmik fazoda, ya'ni bu jismlarning natijali tortish kuchi kichik bo'lganda, raketaga tezlanish berish va ularning uchishdagi harakatini boshqarish uchun muvaffaqiyat bilan qo'llash mumkin. Ionli dvigatel chiqish ishlagandagi uncha katta bo'lmagan massa sarfi, suyuq yoqilg’ili reaktiv dvigatellarga qaraganda foydali yukning massasini va uning ishlash vaqtini oshirish imkonini beradi.
Foton raketa dvigatelini nazariy jihatdan eng mukammal hisoblash mumkin. Bu dvigatelning tortish kuchi elektromagnit nurlanishni, ya'ni mumkin bo'lgan maksimal tezligi yorug’likning vakuumdagi tezligiga etadigan fotonlarning nurlanishidagi tepki hisobiga hosil bo'ladi. Ammo bunday tipdagi raketa dvigatellarini yaratilishi uncha yaqin bo'lmagan kelajakning ishiga o'xshaydi. Tortish kuchi kichikligi sababli foton dvigatellar kelajakda juda kuchsiz gravitatsion maydonlardagi uzoq kosmik uchishlarda o'z qo'llanilishini topishi mumkin.