KUIDAS RAKETID TÖÖTAVAD III
Raketi stabiilsus ning kontrollsüsteemid
Efektiivne reaktiivmootor on ainult üks osa töökindlast raketist. Rakett peab olema püsiv ka lennu ajal. Ebakindel rakett lendab korrapäratult, mõnikord viseldes või suunda muutes. Sellised raketid on väga ohtlikud, kuna nende liikumissuunda ei saa ette ennustada. Valesti ehitatud raketid võivad kummuli minna ning koguni startimisväljakule tagasi kukkuda.
Raketi töökindluse tagamiseks on vajalik kontrollsüsteemi olemasolu. Kontrollsüsteemid on kas aktiivsed või passiivsed. Nendevahelisi erinevusi ning seda, kuidas nad töötavad, selgitame hiljem. Kõigepealt on tähtis aru saada, mis teeb raketi töökindlaks.
Kõikidel asjadel, olenemata nende suurusest, massist või kujust, on punkt, mida nimetatakse massikeskmeks. Massikese on see punkt, kus kogu keha mass on tasakaalus. Proovi leida see punkt joonlaual, asetades see sõrmel tasakaalu. Kui joonlaud on mõlemast otsast ühesuguse paksuse ja tihedusega, siis massikese on täpselt joonlaua keskel. Kui joonlaud on tehtud puust ning joonlaua ühte otsa on löödud nael, siis raskuskese ei asu enam keskel, vaid joonlaua naelapoolses otsas.
Rakettide puhul on massikese oluline seetõttu, et ebakindel rakett paiskub ümber just selle punkti ümber.
Pöörlemine ja kaldumine ettepoole või kõrvale toimub õhus ühe või enama telje ümber. Koht, kus kõik kolm telge ristuvad, ongi massikese. Rakettide töös on kõige olulisem jälgida kallet. Raketi kaldumisel ükskõik millises suunas muutub trajektoor. Raketi pöörlemine ümber oma telje ei ole nii oluline, kuna selle tulemusel liikumissuund ei muutu. Pöörlemine koguni stabiliseerib lendu. Kuid kui halvasti söödetud jalgpall võib väravani lennata isegi siis, kui ta pigem viskleb kui pöörleb, siis rakett ei tohi lennul vibreerida. Jalgapallisöödu mõju-vastasmõju energia kulub ära sel hetkel, kui väravavaht ta kinni püüab. Lendav rakett saab aga kogu lennu jooksul energiat juurde.
Peale massikeskme on veel üks tähtis punkt, mis mõjutab liikumist. See on rõhukese. Rõhukese eksisteerib ainult siis, kui rakett lendab läbi õhu. Tänu hõõrdumisele ja rõhule võib rakett õigest suunast kõrvale kalduda. Kujuta endale ette tuulelippu. Tuulelipp on noolekujuline tahvlike, mis on kinnitatud katusele selleks, et näidata tuule suunda. Nool kinnitatakse vertikaalselt asetatud varda külge, mis läbib noole massikeset. Kui tuul hakkab puhuma, siis nooleteravik pöördub vastu tuult. Tuulelipu teravik pöördub vastu tuult, sest tema pindala on väiksem kui tagumisel osal. Tuule mõju on suurem ning seetõttu sabaosa lükatakse tagasi. Kui rõhukese ja massikese ei ühtiks, siis tuul ei mõjutakse ühte osa tugevamini kui teist ning tuule suunda ei saaks määrata. Rõhukese on massikeskme ning noole tagumise otsa vahel. See tähendab seda, et tagumine osa on suurema pindalaga kui esimene.
Rakett peab olema ehitatud nii, et rõhukese on alumises otsas ning massikese ülemises. Kui need punktid ühtivad või on teineteisele väga lähedal, siis on raketi lend ebastabiilne. Raketi juhtimiseks ja stabiilsena hoidmiseks on spetsiaalne kontrollsüsteem. Väiksemad raketid vajavad tavaliselt ainult stabiliseerimissüsteemi, suuremad raketid, näiteks sellised, mis viivad satelliite orbiidile, vajavad lisaks veel ka kursimuutmissüsteemi.
Kontrollsüsteemid on kas aktiivsed või passiivsed. Passiivsed kontrollsüsteemid kinnitatakse raketist väljapoole. Hiinlased kasutasid oma tulenooltes kõige primitiivsemat kontrollsüsteemi - tokki, mille külge nool oli kinnitatud ja mis hoidus rõhukeskme massikeskmest eemal. Hoolimata sellest ei olnud nende tulenooled täpsed. Aastaid hiljem parandati tulenoolte lennusuunda märgatavalt, paigutades nad vajalikus suunas asetatud renni. Renn juhtis noolt vajalikus suunas kuni piisava kiiruse saavutamiseni.
Tokk, mille külge tulenool kinnitati, andis aga liiga palju kaalu juurde ning piiras noole tegevusulatust. Oluliselt parandas raketi lendu düüsi lähedale väljapääsu juurde kobaras stabilisaatorite asetamine. Stabilisaatorid valmistatakse kergetest metallidest ning voolujoonelise kujuga. Nad annavad rakettidele noolekujulise välimuse. Stabilisaatori küllalt suur pindala hoiab rõhukeskme massikeskme taga.
Kaasaegse raketinduse algusega XX sajandil otsiti uusi ideid rakettide töökindluse parandamiseks ning kogukaalu vähendamiseks. Selle tulemuseks oli aktiivse kontrollsüsteemi väljatöötamine. Aktiivne kontroll sisaldab liikuvaid stabilisaatoreid, tiivikuid, kardaanilisi düüse, vernjee-rakette, kütusepihusteid. Isegi väikseimale suunamuutusele reageerivad spetsiaalsed andurid ning stabilisaatorid annavad liikumisele õige suuna.
Raketi liikumissuunda saab muuta ka mootorist väljavoolava gaasi nurga abil. Väljapaiskuva gaasi suuna muutmiseks on mitmeid võimalusi. Tiivad on väikesed stabilisaatorisarnased seadeldised, mis paigutatakse heitgaasi sisse. Tiivikute kalle suunab heitgaasi ning vastavalt mõju - vastasmõju seadusele reageerib raketti sellele liikumisega vastassuunas.
Suuna muutmiseks kasutatakse ka väikeseid raketikesi nn. vernier-rakette, mis on monteeritud mootorist väljapoole ning käivituvad ainult siis, kui see on vajalik. Õige kombinatsiooni käivitamine tagab liikumise õiges suunas.
Õhutühjas kosmoses tagab raketi stabiilsuse pöörlemine ümber oma telje ning heitgaasi õige nurga all voolamine. Stabilisaatorid ja tiivikud pole vajalikud, kuna õhutakistus puudub. (Ulmefilmides näidatavad tiibade ning stabilisaatoritega kosmoses lendavad raketid on väga kaugel teaduslikust lähenemisest).