Raket

Ej att förväxla medFyrverkeriellerRaketvapen.

Enraketär en farkost som drivs av enraketmotor.För att minska luftmotståndet är raketer som används i atmosfären spolformade med spetsignos,men irymdenbehövs inte denna begränsning. Raketer är oftast flygande, men kan avfyras från ubåtar i undervattensläge, och det finns även raketdrivnatorpeder.Raketer som ska styras inom atmosfären har 3–4 styrfenor i bakänden, medan det i rymden är nödvändigt att vinkla raketmotorns dysa. Raketer skjuts ofta upp från särskilda ställningar, som kan kallasraketrampelleravfyrningsramp.I sin enklaste form sker avfyrningen från ett rör som riktas mot målet.

Raketdrift

Detta avsnitt är en sammanfattning avRaketmotor.

Raketdrift är ett sätt att sätta ordentlig fart på saker och ting. Raketer bygger på samma princip som enballongsom man släpper ut luften ur, eller den berömdasparkåkarenpå spegelblank is som börjar kasta snöbollar bakåt. En raket kastar utmassabakåt och får därigenom fart framåt. Raketer bygger alltså på principen om att varje kraft har en motkraft och inte på lyftkraft, så som flygplan gör. Oftast ärbränsletoch utkastmassan samma sak, det vill säga bränslet reagerarkemisktoch frigörenergisom kastar reaktionsgaserna bakåt. Alla traditionella raketer, frånfyrverkeripjäsertillrymdfärjan,använder denna metod. En raketmotor fungerar lika bra i rymdens vakuum som i atmosfären.

Generellt

En raket består generellt av ett eller fler drivsteg och en nyttolast. Beroende på ändamål (militärt, civilt, forskning, etc.) så kan nyttolasten vara i princip vad som helst. Drivstegen är dock oftast utformade på i princip samma sätt och består av bränsle, förbränningskammare och dysa. Om raketen har fler än ett drivsteg så finns även separations- och kontrollteknik mellan stegen för att få det hela att fungera.

Man kan dela in raketer i tre generella typer, efter deras bränsleform:
Fast-bränsle-raketer,använder drivmedel i fast form, till exempel kompositkrut.
Flytande-bränsle-raketer,använder ett eller fler ämnen i flytande form som drivmedel, till exempel flytande syre och flytande väte.
Hybridraketer,använder ett fast och ett flytande ämne. Exempel på hybriddrivmedel ärPVCochlustgas.

Jondrift

Detta avsnitt är en sammanfattning avJonmotor.

På 1960-talet började jondrift användas, där utkastmassan slungas bakåt av ettelektrisktfält. Raketdriften är alltså inte kemisk utan elektrisk. Den stora fördelen med dessa är att den specifika impulsen är mycket hög, dock så har de mycket låg kraft. Detta gör att de inte används för uppskjutning av raketer utan främst för banjusteringar och liknande försatelliterdär tid inte är något problem. Den europeiska rymdorganisationenESAhar uppsänt en rymdsond, SMART, med en jonmotor som sände sonden mot månen i en spiralformad bana.

Raketvarianter

Rymdraket

Se ävenRymdraket

Inomrymdfartenanvänds de största raketerna, vilka kan vara över 100 meter höga och används för att placera satelliter i omloppsbana runt jorden, transporteraastronauteroch förnödenheter tillrymdstationernasamt (de mindre raketerna) utföra mätningar på jordens atmosfär på mycket höga höjder. Bränsletankarna innehåller oftast flytandeväteochsyre. Trots vad man kan tro när man ser exempelvis enSaturn V-raket (vilken är en av de största som byggts och användes iApolloprogrammet) så finns inte särskilt mycket plats för människor i dem – den allra största delen av utrymmet tas upp av bränsletankarna.

Idag finns flera rymdraketer, bl.a. den europeiskt tillverkade bärraketenAriane 5som kan skjuta upp upptill tre satelliter till olika omloppsbanor i en och samma uppskjutning och kan samtidigt bära med sig upptill åtta sekundära laster till exempel experiment eller minisatelliter.

Beroende på vad raketens uppgift är finns det olika platser på jorden som lämpar sig olika bra föruppskjutningarna.Om den ska placera en satellit igeostationärbana så bör den skjutas upp i närheten av ekvatorn. Europeiska raketer brukar därför skjutas upp ifrån en bas iKourou,Franska GuyanaiSydamerika;snart skall även ryska raketer skjutas i omloppsbana ifrån samma plats. Amerikanska skjuts upp frånCape CanaveraliFlorida,Vandenberg Air Force BaseiKalifornienoch ryska frånKosmodromen i Bajkonur,Kazakstan;Ryssland skjuter också upp satelliter ifrånPlesetski Ryssland. Det internationella konsortietSea-launchmed partner frånUSA,Ryssland,UkrainaochNorgegör sina uppskjutningar från en mobil flytande uppskjutningsramp (modifierad oljeplattform) vid ekvatorn.

Om syftet med satelliten handlar mer om navigation, forskning eller mätningar, kan det vara fördelaktigt att placera den i en nord-sydligpolär bana.Allteftersom jorden roterar kommer satelliten att passera över hela jordytan. Sådana satelliter skickas lämpligen upp från platser så långt norrut (eller söderut) som möjligt, för att minimera den ostliga hastighetskomponent som en raket får på grund av jordrotationen.

Månraket

Månraketer är raketer som används för färder tillmånen.För att genomföra de bemannade färderna underApolloprogrammetkrävdes en 3-stegsraket kalladSaturn V.Den hade kapacitet att lyfta 150 ton upp till en omloppsbana på låg höjd.

Sondraket

Huvudartikel:Sondraket

Sondraketer,ellerkastbaneraketer,är raketer som går i kastbana. De har inte alls den horisontella fart som krävs för att gå in iomloppsbanakring jorden, men den vertikala farten kan för stora sondraketer vara tillräcklig för att nå hundratals kilometer ut i rymden och gefritt fall(tyngdlöshet) under några minuter. I Sverige skjuts sondraketer upp vidEsrange.

Militär raket

Huvudartikel:Raketvapen

Imilitärterminologi är en raket en raketdriven projektil somintekan styras medan enrobotkan styras. Lasten här är i allmänhet en sprängladdning. Artilleriraketer har en räckvidd på upp till 20 km och avfyras från pjäser med upp till 40 eldrör, vilket ger en stor effekt på kort tid. Pjäser med många eldrör har sedanandra världskrigetofta benämnts somStalinorglar.Raketmotorer används också som starthjälp och som motor i robotar.

Modellraket

EnModellraketär ungefär 10–100 cm lång och drivs med svartkrut eller kompositkrut och har vanligtvisammoniumperkloratsom oxidationsmedel. Under den avtagbaranoskonenfinns en fallskärm som ska vecklas ut en viss tid efter det att motorn brunnit ut. Dessa har ingen annan styrförmåga än den som fenorna ger. Modellraketer köps i byggsats. Själva raketmotorn kommer färdig. Det är svårt att på hobbynivå bygga en raketmotor själv då riskerna är stora. Som några exempel kan nämnas attammoniumperkloratlätt kan orsaka självantändning, och tillsammans med vissa kemikalier till och med spontan detonation. Ämnet är inkompatibelt med i stort sett alla metaller utom aluminium. Även svartkrutbaserade bränslen medför stora risker på grund av känsligheten för statisk elektricitet och explosionsrisken under pressningen som är nödvändig för att få bränslekroppen helt solid. Om bränslet i en färdig raketmotor innehåller sprickor eller gasbubblor så ökar brinnytan oförutsägbart och raketmotorn kan då explodera.

Bestämmelserna i Sverige säger att en modellraket undantas från ordinarie regelverk gällande raketskjutning om den väger max 500 gram varav framdrivningsmedel max 100 gram^[1].Dessutom ska den vara tillverkad i papper, trä, krossbar plast eller liknande material och inte får inte innehålla hårda metaller annat än små detaljer som till exempel motorkrok. Om säkerhet för intilliggande fastigheter och passerande människor beaktas så är det tillåtet att utomhus bedriva denna sport.

Modellraketen skall också ha ett genomtänkt säkerhetsystem vad gäller återvändandet till fast mark som till exempel genom användandet av fallskärm eller så kallade streamers (långa band som bromsar fallet) eller "tumble recovery" där raketen är så lätt att den fallande stilla återvänder som kan vara fallet för första- och ev. andrasteget på en flerstegsraket (Regelverket begränsar flerstegsraketer till tre steg). Andra sätt att återvända efter flygturen kan också vara genom glidflygning.

I Sverige är sporten modellraketflygning relativt liten, men inom EU, forna Östeuropa och särskilt i USA är sporten väsentligt större. Olika mästerskap som EM och VM hålls varje år. Det finns ett stort antal tävlingsgrenar som till exempel "altitude" (höjdflygning), "scale" (flygande skalabyggen som inom EU tillåts väga upp till 1000 gram) och "spot landing" (att kunna landa så nära det är möjligt en förutbestämd punkt på marken).

Modellraketflygning är i Sverige organiserat på följande vis (uppifrån och ner): FAI (Federation Aeronautique Internationale, Schweiz) - FSF (Svenska Flygsportförbundet) - SMFF (Svenska ModellFlygFörbundet) - ARK (Ale RaketKlubb, enda nu (070910) registrerade modellraketklubben i Sverige). Enskilda modellraketflygare/raketentusiaster och några numera insomnade klubbar har däremot funnits i landet ända sedan 1950-talet då sporten startade i Sverige.

Historia

^[2]

Utvecklingen av raketdrift har pågått länge, men den satte ordentlig fart vid slutet avandra världskriget.

Redan den grekiska elden, som fanns iBysanspå 800-talet, sköts ut ur sifoner och kan i viss mening betraktas som ett raketvapen. I krig användes raketer iKinacirka 1230. I Europa omtalas raketer i mitten av 1300-talet, då somfyrverkeripjäser.Sporadiskt förekom de sedan i krig för att i början av 1800-talet komma till användning i större skala.

År 1807 beskötsKöpenhamnmed uppåt 40 000 brandraketer och år 1832 organiserades en raketkår i Sverige. Kanonernas stegrade prestanda under 1800-talet slog dock ut raketerna som vapen, men de levde kvar som lys- och signalraketer.

I början av 1800-talet konstruerade fransmannen Treugouse en livräddningsraket varmed en räddningslina kunde skjutas över till fartyg i sjönöd.

Alltifrån 1920-talet gjordes framför allt i Tyskland försök med krutraketdrivna bilar och glidflygplan. AmerikanenRobert Goddardutförde 1926 den första flygningen med en vätskeraket. Under 1930-talet vidareutvecklades vätskeraketmotorer främst i Tyskland och Ryssland.

Speciellt långt framme var under 1930-talet, exempelvisWernher von Braunsom sedan hoppade av till USA och fortsatte sin forskning där. Centrum för den tyska raketforskningen låg iPeenemündeoch bakom projektet lågWehrmachtviaHeereswaffenamt.År 1939 företogs i Tyskland den första bemannade provflygningen med ett vätskeraketdrivet flygplan,HeinkelHe 176.

Under andra världskriget seriebyggdes i Tyskland det vätskeraketdrivna jaktplanetMesserschmittMe 163 B och under kriget användes både tyskar och ryssar raketer vid markstrider.

I Sovjetunionen varSergej Koroljovledande inom raketområdet med bland annatSemjorkaunder 1950-talet. Den sovjetiska raketutvecklingen ledde bland annat fram tillStalinorgeln,som med ett stort antal raketer kunde belägga stora områden med granater.

Tyskarna följde efter med sin s. k.Nebelwerfer,och de allierade användes motsvarande typer vid invasionen iFrankrike1944. Flyget hade ungefär samtidigt börjat ersätta bomber med raketer. För pansarvärn introducerade amerikanerna raketgeväretBazooka.

Alltifrån 1930-talet fortsatte utvecklingen i Tyskland av den första stora vätskeraketen, kallad A4 eller V2, som i slutet av andra världskriget användes för terrorangrepp mot England. Den blev efter krigsslutet förebild för ryska och amerikanska raketer.

För att öka prestationsförmågan utvecklades under 1950-talet två- eller flerstegsraketer, där varje steg har egna drivmedelsbehållare och motorer, som lösgörs och kastas när de använts. Med en flerstegs vätskeraket sköt ryssarna upp den första konstgjorda jordsatelliten,Sputnik,4 oktober 1957. Likaså har flerstegs vätskeraketer använts vid senare bemannade rymdflygningar.

Svenska raketföreningar

Det har funnits ett mindre antal amatörraketklubbar i Sverige som byggt betydligt mer avancerade raketer än modellraketerna.

Raketgruppen IRA:

En av de mest kvalificerade klubbarna i Sverige heterRaketgruppen IRA.Klubben var aktiv 1965-1999. En stor kampanj arrangerades i augusti 1969 på det militäraUtö skjutfältiStockholms skärgård.Klubben har en hemsida med bilder för den nyfikne.

IRA använde sig i huvudsak av kompositkrut och då framförallt Ammoniumperklorat ochPVCsom bränsle. De två ämnena är än idag de mest använda bland många seriösa raketbyggare. Dock så krävs specialhantering och tillstånd för ammoniumperkloratet.

Länk till Raketgruppen IRAs hemsida

Eskilstuna Raketsällskap:

Byggde vätskedrivna raketer i början av 1960-talet.

Swedish Rocket Society, SRS:

Byggde några raketer som medförde post på 1970-talet.

Huddinge Raket och Flygsällskap, HRFS:

Aktiva under 1970-talet med vätskeraketer.

Ale Raketklubb:

Startade 2006 och är aktiv inom modellraketer med varierande storlekar.

Länk till Ale Raketklubb utanför Göteborg

SAMRA (Swedish Amateur and Model Rocketry Association)

Startade under 2002 och har varit aktiva till och från sedan dess.

Länk till SAMRA

Umeå Modellraketklubb (UMRK)

Umeå Modellraketklubb är en förening för raketentusiaster och amatörer.

Länk till Umeå Modellraketklubb

Se även

Referenser

^”2011”.transportstyrelsen.se.https:// transportstyrelsen.se/sv/Regler/ts-foreskrifter-i-nummerordning/2011/?RuleNumber=2013:77&RulePrefix=TSFS.Läst 26 december 2017.
^Bra Böckers lexikon,1979

Spacecraft Systems Engineering,ISBN 0-471-95220-6
Geostationära Nyttosatelliter,ISBN 91-44-28021-1

[1] ”2011”.transportstyrelsen.se.https:// transportstyrelsen.se/sv/Regler/ts-foreskrifter-i-nummerordning/2011/?RuleNumber=2013:77&RulePrefix=TSFS.Läst 26 december 2017.

[2] Bra Böckers lexikon,1979

[1]

[2]