רקטת האצה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
רקטת האצה שמשמשת בכלי רכב חלליים מסוימים.

רקטת האצהאנגלית: Booster Rocket) היא השם הניתן לאמצעי ההנעה המשמש בשלב הראשון של משגר רב־שלבי, בו נעשה שימוש ברקטה בעלת דחף חזק יותר ומשך בעירה קצר יותר במקביל למנוע פנימי בעל משך פעולה ארוך הרבה יותר. במונח נעשה שימוש הן בהקשרים צבאיים, כגון במקרה של טילי שיוט ומטוסים, והן בהקשרים אחרים, כגון במקרה של מעבורת חלל. לאחר שהדלק של רקטת ההאצה אוזל, היא עתידה ליפול בחזרה לכדור הארץ מכיוון שלקראת סוף הבעירה שימוש בה הופך לחסרון שכן היא מהווה תוספת משקל מיותרת וכמעט ואינה מפיקה דחף. רגע ההיפרדות של רקטת ההאצה מן הגוף הראשי של הכלי הממונע נקרא Booster engine cut-off. החל מרגע זה, שאר הכלי הממונע ממשיך במעופו עם מנוע הליבה שלו.

הרעיון מאחורי השימוש ברקטת ההאצה הוא שכדי להביא את העצם המשוגר למסלול הרצוי יש להתגבר על "מחסום" מסוים - שילוב השפעות כוח הכובד הפועל על העצם והתנגדות האוויר לתנועתו. במרבית המקרים התנגדות האוויר היא הגורם המשמעותי יותר, שכן צפיפות האוויר דועכת מעריכית עם הגובה ועל כן על מנת להגיע ל-"גובה" מסוים בזמן קצר מסוים יש לעשות שימוש במנוע בעל עוצמה חזקה יותר במשך זמן זה, כאשר לאחר נקודת המקסימום אין צורך בו יותר. במקרה של מעבורות חלל, הנקודה של מקסימום התנגדות אוויר (מקסימום לחץ דינמי), מכונה Max Q, ומשך הבעירה של רקטת ההאצה מתוכנן כך שהיא תפיק דחף עד למרחק מסוים לאחר נקודה זו.

תכנון פרופיל הדחף (thrust profile) של רקטת ההאצה, כלומר פונקציית הדחף שהיא מפיקה לפי הזמן, עושה שימוש בשיטות של אופטימיזציית מסלול (trajectory optimization) כדי להגיע לביצועיים מרביים. שיטות כאלו, שמתבססות על חשבון וריאציות, בוחרות בפרופיל דחף מסוים מתוך פרופילים רבים באופן שממקסם את הגובה שמגיע אליו כלי רכב באמצעות כמות דלק נתונה. למעשה, מסלולים מבוססי אופטימיזציה מסלולית אחראים למרבית שיאי העולם בטיפוס לגובה. במקרים אלו הטייס הטיס את מטוסו בהתאם לסכמת מאך-גובה אופטימלית מסוימת כדי למקסם את הגובה אליו הוא מגיע. פרופיל דחף אופטימלי עומד ביסוד התכנון של כל רקטות ההאצה המודרניות.