הצגת המקור של הדף "הנעה רקטית רב-שלבית"

{{מקורות|נושא=מדע וטכנולוגיה|רמה=מחפש}}
[[קובץ:Gslv27d.jpg|שמאל|ממוזער|250px|משגר הלוויינים [[GSLV]] בעל הנעה רקטית תלת־שלבית ומאיצים]]
'''הנעה רקטית רב־שלבית''' (ב[[אנגלית]]: '''Multistage rocket''') היא טכנולוגיה המשתמשת במספר [[מנוע רקטי|מנועים רקטיים]] על מנת להניע מערכת ל[[מסלול (פיזיקה)|מסלול]] כלשהו. תהליך ההנעה מחולק לשלבים, כאשר כל שלב כולל הפעלה של מנוע רקטי (או מספר מנועים) הפועל באופן עצמאי. השלבים מוצבים בזה אחר זה. לעיתים ניתן השם "שלב 0" ל[[רקטת האצה|רקטות האצה]] המוצבות זו לצד זו ופועלות כחלק מאותו שלב ומסייעות לתאוצה ההתחלתית.

על פי [[נוסחת ציאולקובסקי]], השימוש בהנעה רב־שלבית מאפשר להגיע למהירות גבוהה יותר ולגובה רב יותר מאשר בשימוש בהנעה בשלב בודד גדול יותר. חלק מ[[רקטת קרקע-קרקע|רקטות הקרקע־קרקע]]{{הערה|[http://www.farsnews.ir/newstext.php?nn=13910828001062 הצגה של רקטה מונעת בהנעה דו־שלבית] – [[פג'ר 5]]}} וה[[טיל]]ים מונעים בהנעה רב־שלבית וכל [[משגר לוויינים וחלליות|משגרי הלוויינים והחלליות]] מונעים בהנעה רב־שלבית.

מערכות בעלות הנעה דו־שלבית ותלת־שלבית הן הנפוצות ביותר, אך גם מערכות עם 5 שלבים שוגרו בהצלחה.

==מודל פיזיקלי מפושט==
כאשר:
*<math>m_0</math> – מסה כוללת של הרקטה
*<math>m_l</math> – מסת המטען המועיל
*<math>m_p</math> – מסת החומר ההודף
*<math>m_f=m_o-m_p</math> – מסה מנוע ללא הודף או לאחר גמר [[בעירה]] (dry)
*<math>m_s</math> – מסת המשגר

נסמן יחס המסות:
*<math>R=\frac {m_0}{m_f} = \frac {1+ \lambda}{\epsilon + \lambda}</math>
*<math> \epsilon = \frac{m_\mathrm{E}}{m_\mathrm{E}+m_\mathrm{p}} </math>
*<math> \lambda = \frac{m_\mathrm{l}}{m_\mathrm{E} + m_\mathrm{p}} </math>

בהזנחת [[גרר (כוח)|גרר]], ותאוצת כובד קבועה, הרקטה תגיע למהירות מקסימלית:
<math>V_{max} = I_{sp} \cdot g_0\cdot R-g_0\cdot t_b</math>

ולגובה מקסימלי:
<math>H_{max}=I_{sp}\cdot g_0\cdot t_b\cdot(1 - \frac {\ln R} {R -1})-0.5\cdot g_0\cdot t_b^2\cdot\sin \theta</math>

כאשר:
*<math> I_{sp}</math> – [[מתקף סגולי]]
*<math> t_{b}</math> – זמן בעירה
*<math> g_{0}</math> – [[כוח כבידה]]
*<math> \theta</math> – זווית השיגור יחסית לקרקע

==ביצוע==
הסיבה המרכזית להעדפת הנעה רב־שלבית על פני מערכת רקטית יחידה היא שבהנעה רב־שלבית ניתן להגיע למהירויות גדולות יותר, זאת משום שהיפרדות משלבים שאינם נדרשים יותר לטיל, מורידה את [[מסה|מסתו]] ומקלה עליו. הדחף של השלב השני או השלישי, לדוגמה, מספק [[תאוצה]] גדולה יותר מהדחף שיספק מנוע גדול יותר בעל שלב בודד.

החיסרון המרכזי של שימוש בהנעה רב־שלבית הוא שהשימוש במספר מנועים רב מעלה את ההסתברות לתקלה בזמן היפרדות השלבים או בהצתת המנועים. בזמן ההפרדה נעשה לפעמים שימוש בברגים [[פירוטכניקה|פירוטכניים]] נפיצים, על מנת לקטוע את החיבור בין השלב לשאר הטיל. גם הטבעת המחברת ביניהם מעוצבת באופן שמאפשר הפרדה יעילה בין הטיל לשלב שהופרד.

===מבנה הנעה רב־שלבית===
סידור המנועים בהנעה רב־שלבית מתוכנן באופן מותאם לדרישות תפקיד המנוע ולתנאי הסביבה בזמן פעולתו. לרוב, השלב הראשון, המותקן בתחתית המערכת, הוא הרחב ביותר ובעל המנועים הגדולים ביותר, היות שהוא נדרש לשאת משקל רב יותר – את עצמו ואת השלבים שמעליו. השלב הראשון מיועד לטוס בתוך [[אטמוספירת כדור הארץ|האטמוספירה]]. מעליו, השלבים העליונים, להם מנועים קטנים יותר שנועדים לרוב לפעול ב[[ריק]].

==דוגמאות למשגרים רב שלביים==
;משגרים דו־שלביים
* [[סטורן IB]]
* [[פאלקון 1]]
* [[פאלקון 9]]
* [[דלתא 3]]

;משגרים תלת־שלביים
* [[סטורן 5]]
* [[GSLV]]
* [[אריאן 1]]
* [[אריאן 4]]

;משגרים ארבע־שלביים
* [[PSLV]]
* [[פרוטון (משגר לוויינים)|פרוטון]] (יכול להיות גם תלת־שלבי, תלוי במשימה)

==קישורים חיצוניים==
* {{בריטניקה}}

==הערות שוליים==
{{הערות שוליים}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:מנועים רקטיים]]