¿Cuándo entró el concepto de "etapas" en la cohetería?

El diseño de cohetes por etapas es común ahora, pero en algún momento de la historia del diseño de cohetes debe haber sido revolucionario.

¿Cuándo se introdujo el diseño escenificado? ¿Fue aceptado rápidamente o tardó un tiempo en convertirse en un lugar común?

¿Permitiría los antiguos fuegos artificiales de varias etapas?
Uhoh: ¡No sabía que la puesta en escena era tan antigua! Supuse que solo se volvió necesario cuando los cohetes ingresaron al espacio.
@DanSorensen Bueno, los cohetes son viejos , la mayoría de la gente lo olvida. el primer uso registrado de cohetes fue en 1232, aunque en términos modernos se parecían más a granadas propulsadas por cohetes (RPG). se necesitaron más de 300 años para crear una puesta en escena a partir de ahí. Pero el concepto (quemar algo en una cámara de combustión, usar el escape caliente para impulsar algo hacia adelante) es bastante antiguo.
@Polygnome: No se me pasó por alto la era de los cohetes. Pensé que la puesta en escena era una solución moderna para perder peso y salir de la atmósfera. Pero no consideré que los coheteros estuvieran resolviendo esos problemas antes, incluso si los viajes espaciales no llegaran hasta más tarde. Su respuesta fue informativa y sorprendente para mí.
@DanSorensen Es bueno escucharlo, yo mismo me sorprendí. Pero investigar esto fue divertido;)
@DanSorensen: Oye, los juegos de rol siguen siendo cohetes...
Pero, "RPG" no significa "Granada propulsada por cohete". "RPG" es una transliteración de "РПГ", que significa "Ручной Противотанковый Гранатомёт", que, según Google Translate, significa Lanzagranadas antitanque de mano.
Solía ​​hacer modelos de cohetes como pasatiempo: hacíamos pájaros de varias etapas que nunca abandonaban el gran campo desde el que despegábamos. (De hecho, una vez se realizó una prueba de baja potencia a 4 pies por encima de la plataforma. Todos pensaron que había explotado porque se oyó un fuerte crujido y algo se alejó. No nos dimos cuenta de lo fuerte que era la puesta en escena y las etapas gastadas estaban diseñadas para caer una vez que salieron, permitieron un aterrizaje suave sin paracaídas).
@jameslarge Si bien tiene razón sobre el origen de los juegos de rol, hoy en día es un acrónimo y, de hecho, significa "granada propulsada por cohete";)
Incluso el lanzagranadas antitanque de mano original funcionaba por medio de propulsión de cohetes, para no ponerle un punto demasiado fino. No era una "pistola de granadas".
AFAIR, el primer concepto viable de un cohete espacial junto con los cálculos que indican su viabilidad fue de Tsiolkovsky y fue un diseño por etapas.

Respuestas (4)

El primer cohete multietapa es mucho más antiguo de lo que se podría pensar. Es del siglo XIV d.C.

Huolongchushu i o dragón de fuego que sale del agua (chino: 火龙出水; pinyin: huolóngchushui; literalmente: 'dragón de fuego fuera del agua') fue la forma más antigua de cohetes multietapa y misiles de crucero balísticos utilizados en la China medieval. El nombre del arma se usó para infundir miedo en las tropas enemigas. Si el enemigo estaba fuera de alcance, el dragón de fuego tenía una contingencia. Revista de tres flechas impulsadas por cohetes ubicadas dentro de la boca del misil. Actuó como uno de los primeros cohetes multietapa y misiles de crucero balísticos del mundo, disparado contra barcos enemigos en batallas navales .

(Fuente: Wikipedia/Huolongchushui )

El científico e historiador británico Joseph Needham señala que el material escrito y la ilustración representada de este cohete provienen del estrato más antiguo de Huolongjing, que puede fecharse aproximadamente entre 1300 y 1350 d . C. (de la parte 1 del libro, capítulo 3, página 23) .

(Fuente: Wikipedia/cohete multietapa )

Los textos parecen implicar fuertemente que los cohetes no solo eran teóricos, sino que en realidad se usaban en la batalla.

Si cuenta las flechas como etapa separada y no como carga útil, este es un cohete de etapas múltiples.

En Europa, el primer cohete de varias etapas (y la primera descripción de más de 3 etapas que pude encontrar) fue inventado por el alemán (bávaro) Johann Schmidlap en el siglo XVI, quien los describió en su obra "Künstliche und rechtschaffene Fewerwerck zum Schimpff " , publicado en 1560 en Johann vom Berg und Ulrich Neuber en Nuremberg (Nürnberg). Se reimprimió en 1564 y en 1590/1591 se hizo una nueva edición [1] .

Este diseño difiere un poco de los diseños chinos anteriores (que eran desconocidos en Europa en ese momento) en que hay múltiples etapas destinadas a la propulsión, y no solo una carga útil que en sí misma es propulsada por cohetes.

La siguiente ilustración muestra sus conceptos de dos y tres etapas:

Schmidlap 1564 - cohete de dos y tres etapas

El trabajo (en la edición de 1564) está disponible en archive.org [3]

Él pudo o no haber sido influenciado por las ideas de Conrad Haas, quien tenía pensamientos similares.

Un buen artículo está disponible en Doru Todericiu, 'Raketentechnik im 16. Jahrhundert' ( PDF disponible [4] ).

Lamentablemente, tanto el texto original como el artículo solo están disponibles en alemán. No pude encontrar buenas fuentes en inglés, excepto que la NASA le atribuye el logro antes mencionado [5] .

Hubo cohetes de múltiples etapas más antiguos descritos en China y Corea en el siglo XIV.
@Uwe nació en Schorndorf, Nuremberg es donde se publicó por primera vez el trabajo.
¿Qué pasa con el año 1232, que mencionaste en un comentario al OP? Esta respuesta no parece mencionarlo.
@Ruslan ¿Por qué lo haría? la pregunta era sobre cohetes de varias etapas , no sobre la primera aparición de cohetes de una sola etapa. Mi comentario te dice claramente que pasaron 300 años desde la invención del cohete hasta que se convirtió en varias etapas (aunque, revisa también la respuesta de Uwes).
¿No era Baviera un miembro del Sacro Imperio Romano Germánico?
Ah, pensé que tu comentario era sobre los de múltiples etapas.
@AntonSherwood Claro que lo fue. Pero la idea de un estado nacional alemán surgió después de la caída de HRE, con la unificación de Alemania bajo Bismarck en 1871.
No dijiste estado -nación la primera vez. Si la nacionalidad no es al menos potencialmente independiente de la condición de Estado, el "nacionalismo" y el "Estado-nación" no son conceptos.
@AntonSherwood Podemos debatir las complejidades de esto en historia o política, por ahora centrémonos en la exploración espacial aquí;)
Cita de @Uwe, por favor.
@Polygnome Me parece interesante cómo la parte inferior de los cohetes en los bocetos de Schmidlap muestra lo que se parece a la boquilla de Laval, que se inventó solo unos siglos después.

Mencionaría las obras de Konstantin Tsiolkovsky . Creo que fue el primero en proponer el uso de cohetes multietapa para vuelos espaciales.

Su obra más importante, publicada en mayo de 1903, fue Exploración del espacio exterior por medio de dispositivos de cohetes (en ruso: Исследование мировых пространств реактивными приборами).

Tsiolkovsky calculó, usando la ecuación de Tsiolkovsky , que la velocidad horizontal requerida para una órbita mínima alrededor de la Tierra es de 8.000 m/s (5 millas por segundo) y que esto podría lograrse por medio de un cohete de varias etapas alimentado por oxígeno líquido e hidrógeno líquido. .

Rocket Devices", se demostró por primera vez que un cohete podía realizar vuelos espaciales. En este artículo y sus posteriores secuelas (1911 y 1914), desarrolló algunas ideas de misiles y consideró el uso de motores de cohetes líquidos.

Tsiolkovsky publicó "The Space Rocket Trains", que contenía los primeros cálculos sólidos para cohetes de etapas múltiples, en 1929, 15 años después de que Goddard obtuviera una patente sobre cohetes de etapas múltiples. Si uno tuviera que considerar seriamente a Tsiolkovsky, una respuesta debería profundizar en quién de Tsiolkovsky, Goddard y Oberth publicaron qué y cuándo. Pero, de nuevo, todos llegaron unos 350 años demasiado tarde, como muestra mi respuesta.

Las nuevas ideas importantes a menudo son pensadas por más de una persona de una sola nación. Consulte esta página sobre cohetes multietapa.

En el siglo XIV la idea se desarrolló en China y Corea usando cohetes sólidos hechos con pólvora.

Más tarde en Europa esta idea apareció en Austria, Alemania y Polonia como ya se respondió.

El trabajo teórico fue realizado por al menos cuatro personas:

  • Kazimieras Simonavičius de la Commonwealth polaco-lituana (1600-1651)
  • el ruso Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935)
  • el estadounidense Robert Goddard (1882-1945)
  • el alemán Hermann Oberth (1894–1989), nacido en Hermannstadt, Transilvania

El primer diseño de un cohete de combustible líquido de varias etapas se inició en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial. Pero el diseño del A9/A10 nunca se terminó ni se realizó. Fue el primer diseño de un cohete militar intercontinental.

Después de la Segunda Guerra Mundial, las primeras pruebas de vuelo de un gran cohete de combustible líquido de dos etapas se realizaron en los EE. UU. utilizando el cohete alemán A4-V2 y el US WAC Corporal como segunda etapa. La combinación se llamó Bumper . Se lograron récords en altura y alcance. El primer cohete lanzado desde Cabo Cañaveral fue el Bumper 8.

La primera carga útil en órbita fue lanzada por el cohete ruso Sputnik . Este cohete usó puesta en escena paralela en lugar de en serie. Todos los motores podían encenderse en la plataforma de lanzamiento y el motor de la segunda etapa funcionó antes y después de la separación de los propulsores. Otra variante de la familia de cohetes R-7, el Vostok , se utilizó para la primera órbita tripulada. Incluso las primeras misiones a la luna se realizaron con una variante de Vostok.

Esta respuesta podría beneficiarse enormemente al incluir parte de la información que se puede encontrar detrás del enlace en el cuerpo de la respuesta (esencialmente, todo lo que sigue al segundo párrafo es información tangencial, lo cual es bastante interesante), pero los dos primeros párrafos actualmente son más o menos una respuesta de solo enlace. ¡Buenos hallazgos, aunque!

Cyrano de Bergerac escribió en 1657 sobre viajar a la Luna utilizando un vuelo espacial por etapas, e incluso mencionó que después de recorrer la mayor parte del camino, ¡la atracción gravitacional de la Luna superaría la de la Tierra!

Fuentes:

Philip Ball revela al verdadero Cyrano de Bergerac (olvídense del personaje ficticio de nariz grande) y sus vínculos con los vuelos espaciales del siglo XVII. Cyrano era un soldado, jugador y duelista que se retiró de las hazañas militares a causa de sus heridas alrededor de 1639, a la edad de 20 años. Pero estudió en la universidad y, a juzgar por los libros que escribió, estaba bien versado en los debates filosóficos y científicos de su época. Diseñó naves espaciales para viajar a la luna y al sol. Philip habla sobre la vida y la época de Cyrano con Mary Baine Campbell de la Universidad de Brandeis en Massachusetts.

Los viajes al Nuevo Mundo en el siglo XVII fueron viajes de comercio y, en última instancia, de colonización. Hoy, el motivo de las ganancias ha regresado a los viajes espaciales. Los esfuerzos para desarrollar naves espaciales y enviar personas al espacio son realizados cada vez más no solo por agencias gubernamentales sino también por empresas privadas, en busca nuevamente de tierras y minerales. Philip habla sobre el control de la explotación del espacio con Patricia Lewis de ICAN, la Campaña Internacional para la Abolición de las Armas Nucleares.

Corrí y agarré el brazo del soldado que encendía el fuego. Le arranqué el fusible y, furioso, me lancé a mi máquina para romper el artilugio que lo rodeaba. Pero llegué demasiado tarde. Apenas había entrado cuando me encontré propulsado hacia las nubes. Estaba aterrorizado, pero mi mente no estaba tan alterada como para recordar todo lo que sucedió en ese momento. Puedo decirles, entonces, que el fuego quemó un banco de cohetes (que habían sido unidos en filas de seis con un gancho en el borde de cada juego de media docena).Se encendió otra etapa, luego otra, de modo que el peligro de la pólvora quedó atrás al arder. Cuando el material se agotó, el andamio se había ido. Estaba pensando que lo único que me quedaba por hacer era darme de cabeza contra alguna montaña cuando sentí (sin moverme lo más mínimo) que seguía subiendo. Mi máquina se separó de mí y la vi caer de nuevo a tierra.

A lo largo de los siglos, muchos han pensado en las perspectivas de los viajes espaciales. En 1657, Cyrano de Bergerac escribió una historia llamada "Voyage dans la Lune" en la que una máquina vuela a la Luna utilizando un principio de puesta en escena de cohetes (discutido a continuación). Este fue un concepto notable y muy adelantado a su tiempo.

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