Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 10-01-2025

DRAAGRAKET

betekenis & definitie

(Fr.: fusée porteuse; Du.: Tragerrakete; Eng.: launcher), raket gebruikt voor het lanceren van kunstmatige satellieten of andere ruimtevaartuigen. Vele draagraketten zijn ontwikkeld uit militaire intercontinentale ballistische raketten, andere zijn speciaal ontworpen voor de ruimtevaart.

Het grootste assortiment heeft de Verenigde Staten. De kleine Scoutraketten zijn vooral gebruikt voor de lancering van lichte Explorersatellieten. Met raketten van de Thorfamilie zijn de Discoverersatellieten en ook vele militaire satellieten gelanceerd. Raketten van de Atlasfamilie zijn gebruikt o.a. voor de lancering van interplanetaire ruimtevaartuigen (Mariners) en voor onbemande maanvluchten (Rangers, Surveyors); raketten van de Titanfamilie voor de bemande Gemini’s en de grote Saturnusraketten voor het Apollomaanprogramma.

Van de draagraketten van de Sovjet-Unie is minder bekend. Vele satellieten zijn gelanceerd met raketten van de A-klasse, zoals de Spoetniks, de Vostoks en de Sojoes. De kleine raketten van de B-klasse zijn gebruikt voor de kleinste Kosmossatellieten. Daarnaast beschikt de Sovjet-Unie nog over een zwaardere draagraket, die 20 ton in de ruimte kan brengen en gebruikt is voor interplanetaire vluchten (Zond 4...8) en voor maanvluchten (Luna 15...17). Een raket van ten minste de grootte van de Saturnus V is (1976) nog niet operationeel. In W.-Europa beschikt alleen Frankrijk over een draagraket, de Diamant, waarmee enkele kleine satellieten (Peole bijv.) gelanceerd zijn. In 1961 is binnen Europa een internationale samenwerking voor de ontwikkeling van draagraketten tot stand gekomen, maar de daaruit voortgekomen Europaraketten zijn nooit gebruikt voor de lancering van satellieten. Onder leiding van Frankrijk wordt gewerkt aan de Ariane, die in staat is een satelliet van 750 kg in een geostationaire baan te brengen. De eerste vluchten zouden plaats kunnen vinden in 1979.

In het algemeen worden vloeibare stuwstoffen gebruikt met een uitstroomsnelheid van ca. 3000 ms−1, zoals de combinatie zuurstof-kerosine (1ste trap van de Thor, Atlas en Saturnus) of die van combinatie hydrazine-stikstofperoxide dan wel -salpeterzuur (1ste en 2de trap Titan, 1ste trap Diamant, Agena). De combinatie waterstof-zuurstof met hogere uitstroomsnelheid wordt gebruikt voor de Centaur en de tweede en derde trap van de Saturnus V. Vaste stuwstof wordt gebruikt voor de kleinere raketten en voor de boosters die dienen om de versnelling bij de start te verhogen, toegepast bij de Thor-Delta. Bij de Titan IIIC zijn zij uitgegroeid tot geweldige raketten die branden vóór de ontsteking van de hoofdmotor, zodat zij samen een afzonderlijke trap vormen — meestal aangeduid als de nulde trap. Voorts hebben de meeste draagraketten nog vernierraketten die zorgen voor een fïjnregeling van de snelheid. Kleine remraketten met vaste stuwstof worden gebruikt om de scheiding tussen de trappen goed te doen verlopen.

Besturing.

Draagraketten worden vrijwel altijd verticaal gelanceerd, maar de eindconditie is een horizontale vlucht. Daarom is een besturingssysteem nodig om de vereiste baanveranderingen tot stand te brengen; meestal dient het ook om de draagraket te stabiliseren.

Het principe van de besturing is vergelijkbaar met dat van een boot met buitenboordmotor: de stuwkracht wordt van richting veranderd waardoor een moment opgewekt wordt dat de raket doet draaien. Na de rotatie zorgt de hoofdmotor voor de verandering van de baan. Een complicatie is dat om drie assen moet worden gedraaid.

Raketmotoren met vloeibare stuwstof worden meestal in hun geheel gedraaid. Voor de 1ste trap zijn gewoonlijk hoofd- en vernierraketten beschikbaar, die alle draaibaar zijn. Voor de hogere trappen is vaak maar één motor beschikbaar zonder vernierraketten. Dan wordt de motor gebruikt voor besturing om twee assen en wordt voor besturing om de langsas gebruik gemaakt van speciale kleine stuurraketten. Voor raketten met vaste stuwstof zijn mogelijk: straalafbuiging door injectie in de straalpijp (nulde trap Titan IIIC) of gebruik van daarin aangebrachte roeren (1ste trap Scout).

Verder kunnen aërodynamische roeren gebruikt worden of kan de besturing geheel met stuurraketten worden verricht. Bij een hogere trap wordt soms stabilisatie verkregen door de raket snel te doen draaien om de lengteas (3de trap Thor Delta en 4de trap Scout).

Geleiding.

Het geleidingssysteem van een draagraket heeft tot taak de positie en snelheid daarvan te bepalen en daaruit de benodigde stuursignalen af te leiden. Men onderscheidt geleidingssystemen waarbij de besturingssignalen op de grond vastgesteld worden (radiogeleiding; DOVAP, zie Dopplereffect) en die waarbij zij in de draagraket bepaald worden (traagheidsgeleiding).

Bij radiogeleiding worden positie en snelheid gemeten bijv. met radar. Hieruit en uit de gewenste baan berekent een computer de benodigde stuursignalen, die per radio aan de raket worden doorgegeven (1ste trap Atlas Agena).

Traagheidsgeleidingssystemen maken gebruik van versnellingsmeters waarvan het uitgangssignaal geïntegreerd wordt om de snelheid en de positie van de raket te berekenen (met een computer die zich aan boord bevindt). De versnellingsmeters zijn vaak geplaatst op een cardanisch opgehangen platform, dat niet met de raket meedraait (atlas Centaur en Titan IIIC). De meters worden ook wel vast aan de raket verbonden, in welk geval een grotere rekenmachine nodig is (Thor Delta en Titan IIIB). Vooral bij hogere trappen wordt gebruik gemaakt van extra informatie, verkregen met zon-, ster- of horizonsensoren, om de nauwkeurigheid te verbeteren.

Beveiliging.

Draagraketten worden steeds zodanig gelanceerd dat de leeggebrande trappen in zee (of op onbewoond gebied) neerkomen. Gaat daarbij iets fout dan kan de raket via een meegevoerd beveiligingssysteem van de grond af worden opgeblazen, zodanig en op zulk een tijdstip dat de brokken in de atmosfeer verbranden of op veilig gebied neerkomen. Bij bemande vluchten is de draagraket vaak uitgerust met een ontsnappingstoren, waarin zich een extra raket met vaste stuwstof bevindt waarmee het bemande compartiment gescheiden kan worden van de rest van de draagraket. Dank zij speciale voorzieningen kan daarna geland worden op land en/of zee.

< >