Выполнил:
Жуков Максим Владимирович,
ученик 4 класса МОУ СОШ № 13.
Научный руководитель:
Смирнова Наталия Николаевна,
учитель начальных классов МОУ СОШ № 13
ВВЕДЕНИЕ
Испокон веков люди воевали и совершенствовали оружие. Независимо от национальности и вероисповедания люди старались стрелять и поражать противника как можно на большем расстоянии. Несмотря на, казалось бы, определённую жестокость данные совершенствования дали развитие многим отраслям техники, одним из которых является ракетостроение.
Актуальность
Технический прогресс не стоит на месте. Очень важно знать, куда развиваться далее в области космонавтики. А для этого необходимо вспомнить основные этапы создания и развития космической техники, ознакомиться с биографией великих конструкторов, ученых, занимавшихся разработками в данной области и сделать свои выводы. Поэтому я считаю, что эта тема важна в данный момент времени.
Цель работы: изучить основные этапы создания и развития космической техники.
Задачи:
- Узнать, с чего начиналось ракетостроение.
- Изучить первые шаги в космосе.
- Узнать современные достижения в космонавтике.
- Имитировать запуск ракеты в домашних условиях.
Гипотеза: что заставляет ракету двигаться в безвоздушном пространстве космоса, какая сила толкает ее вверх? Возможно это специально разработанное учеными топливо для ракет.
Объект исследования: реактивное движение.
Предмет исследования: космическая ракета.
Методы исследования:
- Анализ научной литературы, обобщение, систематизация.
- Метод исследования.
- Метод конструирования.
1. РАКЕТОСТРОЕНИЕ
1.1. История реактивного двигателя
Из различных источников и статей известно, что принцип реактивного движения, применяемый в современных ракетах, известен человечеству с древнейших времён. Первый реактивный двигатель описан древнегреческим учёным, математикам и инженером Героном, жившим примерно в I в. н.э. в Александрии, с его знаменитым реактивным двигателем, идея которого, в последствии, на протяжении веков неоднократно применялась и усовершенствовалась.
По моему мнению, о реактивном принципе люди стали задумываться гораздо раньше. Ведь люди всегда наблюдали за животным миром, а там данный принцип распространен, например, у кальмаров и медуз.
1.2. Открытие пороха
Первыми порох изобрели китайцы. Существуют предположения, что ими и индусами порох был открыт за 1,5 тысячи лет до Рождества Христова. Главной составной пороха является селитра, которой было достаточно в Древнем Китае. В местностях, богатых щелочами, встречалась она в самородном виде и походила на хлопья выпавшего снега. Селитру зачастую использовали вместо соли. При горении селитры с углем китайцы часто могли наблюдать вспышки. Китайский медик ТаоХун-цзин, живший в конце V — начале VI столетий, впервые описал свойства селитры и ее начали использовать, как лечебное средство. Селитру часто использовали в своих опытах и алхимики.
Конечно, основной толчок в создании первых ракет был получен в связи с открытием пороха. Это произошло в Китае где-то в середине первого века нашей эры. Практически сразу порох стал использоваться для военных целей. Даже был военный трактат Уцзинцзунъяо.
Это были «огненные стрелы» — небольшие бамбуковые трубки, набитые пороховой массой и закрепленные на палке, служившей стабилизатором. Их применяли для поджога крепостей и против конницы. Иногда ракеты прикреплялись к стрелам, подожженная ракета увеличивала дальность и поражающее действие стрелы. У ракет было и мирное назначение: их запускали в дни больших торжеств. Они были устроены так «когда сгорал «посылающий» порох и начинал гореть «подрывающий» порох. Это изобретение внесло огромный вклад в ракетостроение.
1.3. . Известные люди в ракетостроении и космонавтике
Но все эти открытия были очень далеки от понятия ракетостроения. Хотя ещё 400 лет назад было доказано о возможности полетов в космос. Даже был подсчёт, сколько нужно пороха для полета на луну. Великим теоретиком именно в создании ракет для полёта в космос был русский ученый Константин Циолковский, который осознал важность многоступенчатых ракет уже в 1883 г.
Константи́н Эдуа́рдович Циолко́вский - русский и советский учёный-самоучка и изобретатель, школьный учитель. Основоположник теоретической космонавтики. Обосновал использование ракет для полётов в космос, пришёл к выводу о необходимости использования «ракетных поездов» — прототипов многоступенчатых ракет. Основные научные труды относятся к аэронавтике, ракетодинамике и космонавтике.
Представитель русского космизма, член Русского общества любителей мироведения. Автор научно-фантастических произведений, сторонник и пропагандист идей освоения космического пространства. Циолковский предлагал заселить космическое пространство с использованием орбитальных станций, выдвинул идеи космического лифта, поездов на воздушной подушке. Считал, что развитие жизни на одной из планет Вселенной достигнет такого могущества и совершенства, что это позволит преодолевать силы тяготения и распространять жизнь по Вселенной.
Практиками в ракетостроении были немецкий конструктор Вернер фон Брауни и советский конструктор Сергей Павлович Королёв. Два этих конструктора построили ракеты, которые полетели в космос.
Серге́й Па́влович Королёв - советский учёный, конструктор, главный организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР и основоположник практической космонавтики. Одна из крупнейших фигур XX века в области космического ракетостроения и кораблестроения.
Сергей Королёв является создателем советской ракетно-космической техники, обеспечившей стратегический паритет и сделавшей СССР передовой ракетно-космической державой, и ключевой фигурой в освоении человеком космоса, создателем практической космонавтики. По его инициативе и под его руководством был осуществлён запуск первого искусственного спутника Земли и первого космонавта планеты Юрия Гагарина.
Дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии, академик Академии наук СССР. Член КПСС с 1953 года. Полковник. Скончался 14 января 1966 года в Москве из-за сердечной недостаточности. Похоронен в Кремлевской стене.
1.4. Первый запуск и первый человек в космосе
Благодаря военным изобретениям обоих конструкторов Советский союз первым запустил сначала первый искусственный спутник 4 октября 1957 года.
Спутник-1 — первый искусственный спутник Земли, советский космический аппарат, запущенный на орбиту 4 октября 1957 года. Кодовое обозначение спутника — ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществился с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там» (получившего впоследствии открытое наименование космодром «Байконур») на ракете-носителе «Спутник», созданной на базе межконтинентальной баллистической ракеты Р-7.
Над созданием искусственного спутника Земли, во главе с основоположником практической космонавтики С.П.Королёвым, работали учёные М.В.Келдыш, М.К.Тихонравов, Н.С.Лидоренко, Г.Ю.Максимов, В. И.Лапко, Б.С.Чекунов, А.В.Бухтияров и многие другие.
Дата запуска считается началом космической эры человечества, а в России отмечается как памятный день Космических войск. В его честь названа Равнина Спутника на Плутоне.
После запуска первого спутника 12 апреля в 1961 году Юрий Гагарин стал первым человеком в мировой истории, совершившим полет в космическое пространство. Ракета-носитель «Восток» с кораблём «Восток-1», на борту которого находился Гагарин, была запущена с космодрома Байконур. После 108 минут полёта Гагарин успешно приземлился в Саратовской области, неподалёку от города Энгельса. Начиная с 12 апреля 1962 года, день полёта Гагарина в космос был объявлен праздником — Днем Космонавтики.
Человек стал использовать реактивное движение в качестве способа передвижения только в XX веке.
1.5. Современная ракета
В настоящее время только реактивное движение позволяет космическим кораблям достигать космических скоростей. Кроме того, это единственный реальный способ передвижения в безвоздушном пространстве.
Ракета состоит из нескольких ступеней, расположенных одна на другой. Каждая ступень ракеты состоит из двигателя и топливных баков. Первой включается и работает самая нижняя ступень. Эта ракета самая мощная, так как ее задача – поднять в воздух свою конструкцию. Когда топливо сгорает и баки пустеют, нижняя ступень открывается, и тут начинают работу двигатели второй ступени. В это время ракета набирает скорость и летит быстрее. Когда горючее кончается, вторая ступень открывается и включается в работу третья, которая еще больше разгоняет корабль. Вот тут включается первая космическая скорость и корабль выходит на орбиту, и далее летит один, так как последняя ступень ракеты полностью сгорает при отсоединении. Еще у ракеты есть стабилизаторы - маленькие крылья внизу. Они нужны для того, чтобы ракета летела ровно и прямо, без стабилизатора она в полете будет болтаться из стороны в сторону. Стабилизаторы же меняют всю картину. Когда ракета начинает отклоняться в бок, или заносить в сторону, стабилизаторы подставляются под поток воздуха своей широкой частью и этим потоком их сносит назад.
2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАКЕТЫ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ
Чтобы доказать свою гипотезу, я провел эксперимент. В своей экспериментальной работе я использовал метод конструирования. Для стартовой площадки нам понадобится бутылка из-под лимонада, уксус и сода. Уксус и сода – это «реактивный двигатель» моей ракеты. Начертив на картоне контуры элементов будущей ракеты, я аккуратно вырезал ее и склеил задуманную ракету. Так же я приклеил крылья стабилизаторов, как на настоящей ракете. Реактивная смесь из уксуса и соды готова. Теперь быстро устанавливаем ракету на стартовую площадку и отрываем бутылку, пуск! Наша ракета взлетела в воздух.
Из проведенного опыта получены следующие выводы: для осуществления любой технической задумки, а особенно в такой важной отрасли, как ракетостроение, крайне необходимо проводить тщательный расчет всех параметров, способных оказать влияние на проводимый запуск.
Моя гипотеза подтвердилась. На самом деле для запуска ракеты нужно топливо. Это называется реактивным движением.
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Из всего вышеперечисленного можно понять, какой огромный толчок развитию науки дало ракетостроение, а также влияние на общество в целом, позволив войти человечеству в новый век сверхбыстрой связи и информационных технологий. Годы создания основ отечественного ракетостроения и теории применения ракетного оружия - это время поистине героических свершений, которыми вправе гордиться все, кто стоял у истоков создания первых образцов ракетного оружия, потому что именно тогда был заложен фундамент, на котором в последующие десятилетия бурно развивались ракетостроение и космонавтика.
Вообще представить современную жизнь без достижений в ракетостроении и космонавтике не возможно. Ведь благодаря освоению ближнего космоса, в наши дни вокруг Земли вращаются всевозможные спутники разного назначения. С помощью научных спутников учёные наблюдают за небесными телами. Всё это, то, что есть сейчас, а в будущем научные станции и установки станут более легкими, а обитаемые жилые станции будущего, вращаясь рядом с Землей, позволят своим обитателям часто возвращаться на родную планету и принимать гостей. А если какая-то часть человечества решит поселиться в далёком космосе, связь можно будет поддерживать, только посылая радиосигналы. Вероятно, ещё долго не появятся межпланетные корабли, способные развивать скорость, превышающую несколько сотен тысяч километров в час, а при современном развитии космических технологий путь на Землю и обратно займёт десятки лет. Конечно же, найдутся добровольцы желающие стать поселенцами колоний, которые на огромных космических кораблях повезут с собой отобранные виды растений, животных. Но не так уж далёк день, когда космические колонии станут новыми мирами. И всё это уже будет не воображение писателей-фантастов.
Список использованных источников и литературы
1. Гордиенко Н.И. «Космонавтика. Иллюстрированная энциклопедия». М., «Эксмо», 2010.
2. «Космос» «Белфакс», 2008.
3. Майкл Горн «НАСА: Полная иллюстрированная история». М. «Эксмо», 2010.
4. Филипп Симон, Мари-Лор Буэ. «Тайны вселенной. Детская энциклопедия». М., «Махаон», 2009.
5. https://ru.wikipedia.org
6. https://mipt.ru
7. http://www.bibliofond.ru
8. http://diletant.media.