На чем летает ракета – Летающая ракета — За счет чего летают ракеты на орбите? Ведь воздуха нет

Содержание

На чем летают «Тополя» / Вооружения / Независимая газета

Есть в российской оборонке предприятия, о которых практически невозможно прочитать в открытой печати. Но без них самые знаменитые ракетные системы – «Тополь-М», «Булава», «Тайфун», «Искандер», «Печора», С-200, да и многие другие – просто не смогли бы существовать. Одно из таких предприятий – Федеральный центр двойных технологий (ФЦДТ) «Союз». Именно здесь создаются твердые ракетные топлива и уникальные артиллерийские пороха, проектируются и отрабатываются энергетические установки для ракетных комплексов самого разного назначения. Не только боевых, но и космических систем – в частности, «Протон», «Молния», «Зенит» и «Морской старт». Также выпускаются «Союзом» установки прямого преобразования энергий, разрабатываются высокоэффективные технологии двойного назначения, в том числе и для медицины.

УНИКАЛЬНАЯ ПРОДУКЦИЯ

«Союз» ведет свою историю с 1947 года. Будущий ФЦДТ был создан на базе опытно-исследовательского завода № 512, расположенного под стенами Николо-Угрешского монастыря, что в подмосковном Дзержинске. Советская власть сначала превратила монашескую обитель в коммуну для беспризорников, а затем – в колонию для малолетних преступников. В Великую Отечественную войну тут выпускались пороховые заряды для легендарных «катюш», а после размещалось Особое техническое бюро (ОТБ), куда собрали ученых-химиков, заложивших основу современной «твердотопливной» науки. ОТБ вскоре преобразовали в НИИ-125, а в 1975 году – в Люберецкое научно-производственное объединение «Союз». С 1994 года, после посещения предприятия первым президентом России, когда выяснилось, что кроме уникальных ракетных топлив здесь делают и уникальные образцы гражданской продукции, НПО стал Федеральным центром двойных технологий «Союз».

За прошедшие 60 лет на предприятии создано более 50 номенклатур смесевых твердых ракетных топлив, в том числе высоконаполненных, содержащих в своем составе взрывчатые вещества и высокодисперсные компоненты, скорость горения которых может регулироваться от долей миллиметра до нескольких десятков миллиметров в секунду, с низкой и высокой зависимостью скорости горения от давления, высокоэнергетического и высокоплотного, с низкой температурой горения и с экологически чистыми продуктами сгорания. Разработано свыше 30 рецептур баллиститных ракетных топлив (баллиститы – нитроглицериновые бездымные пороха). Беспламенных и бездымных, быстро и медленно горящих. Стойких к действию ионизирующего излучения и факторов космического пространства. Плазменных с высокой электропроводностью и других.

Твердые топлива – это многокомпонентные энергетические системы, представляющие собой высоконаполненную термореактивную или термопластическую полимерную композицию, содержащую до 50 разнообразных компонентов. В их числе горючее, окислители, катализаторы и ингибиторы горения, стабилизаторы химической стойкости, технологические добавки и целый ряд других структур, включая и термолабильные, и химически не совместимые между собой. Но при этом обеспечивается требуемая пожаро- и взрывобезопасность топлив и систем на их основе.

Если перевести эту информацию на обычный язык, то станет ясно, что в твердотопливных зарядах ракетных двигателей «Союза» заключены несовместимые в обычной жизни взрывчатые вещества, которые расположены там каким-то невообразимым образом… И в результате могут безопасно храниться в корпусе ракеты несколько десятков лет без дополнительного обслуживания и проверок. Но при этом в случае необходимости они готовы создать ракете столь высокие энергетические мощности, которые позволят доставить самый увесистый «груз» в заданную точку планеты в самое кратчайшее время. Например, ракеты комплекса «Тайфун», которыми пока еще вооружены отечественные атомные подводные лодки стратегического назначения, до сих пор имеют твердотопливный заряд, разработанный «Союзом», превышающий по уровню энергетики все мировые аналоги. Даже по сравнению с американскими «Трайдентами».

Как это достигается – очень большой секрет. Только для «Тополя-М» в ФЦДТ «Союз» было создано 17 твердотопливных зарядов, в том числе для всех маршевых ступеней и уникального двигателя с регулируемой тягой. Подобная работа была проделана и для морской «Булавы».

ТОПЛИВА ДЛЯ НЕПОБЕДИМОГО

В целом ФЦДТ «Союз» разработано и сдано в эксплуатацию около 500 номенклатур твердотопливных зарядов, в том числе свыше 150 зарядов и корпусов маршевых и специальных двигателей для стратегических ракетных комплексов шахтного и мобильного базирования РВСН и ВМФ. В числе таких систем недавно ликвидированные ракеты БЖРК 15Ж60 и их шахтный «собрат» 15Ж61, уже упомянутый комплекс «Тайфун», уничтоженные по Договору РСМД комплексы «Темп-С» и «Пионер», продолжающие существовать сегодня и развиваться все виды «Тополей».

ФЦДТ «Союз» отработал заряды для тактических и оперативно-тактических ракет Сухопутных войск «Луна» и «Луна-М», «Точка» и «Точка-У», «Ока» и «Искандер», активно-реактивных снарядов для артиллерийских установок «Б-4М», «Пион», «Гиацинт», «2С3М», высокоточных артиллерийских и минометных систем «Смельчак», «Сантиметр», «Китолов», «Краснополь», для ПТУРов «Малютка», «Штурм», «Атака», «Хризантема», реактивных систем залпового огня «Град», «Ураган» и «Смерч».

Для войск ПВО здесь созданы заряды к ЗРК «Печора» и «Печора-2», «Куб», «Шторм», уже упомянутые С-200, «Волга». Для ВМФ заряды к 35 ракетным системам, в том числе «Удав», «Ливень», «Гранит», «Малахит», «Базальт» и многим другим. Не остались в стороне и ВВС. Для них разработаны заряды к 35 ракетным системам. К Х-59, РС-2У, К-98, к авиационной бомбе «БЕТАБ-500» и прочим комплексам. Нет возможности перечислить другие системы и комплексы. Главный вывод – нет такого вида и рода войск, в системах вооружения которых не использованы твердые топлива и заряды разработки ФЦДТ «Союз».

Необходимо отметить, что «Союз» сотрудничает со всеми ведущими отечественными организациями генеральных и главных конструкторов, занимающихся высокоэнергетическими твердотопливными ракетными комплексами. В частности, знаменитый конструктор 18 видов боевой техники, создавший «Оку» и заложивший основы нынешнего «Искандера», Сергей Павлович Непобедимый отмечал, что именно высокоэнергетические топлива ФЦДТ «Союз» позволили его ракетным системам приобрести те уникальные боевые свойства, которые сделали их лучшими в мире.

Но, рассказывая о твердотопливных зарядах для ракет и снарядов, нельзя не упомянуть об уникальных изделиях общегражданского назначения, которые тоже созданы в «Союзе». Здесь, к примеру, на основе малопламенных порохов и баллиститных топлив для авиационных двигателей разработаны аэрозолеобразующие составы, обеспечивающие самый эффективный из известных ныне объемных способов тушения пожаров, в том числе и для применения в нефтяной и газовой промышленности, на транспорте, да и в быту тоже. Нужно сказать и о принципиально новом направлении в импульсной электроэнергетике – созданном здесь совместно с Институтом атомной энергии и рядом других промышленных организаций МГД-генераторе на твердом плазменном топливе мощностью 550 мегаватт в одном импульсе. С его помощью можно исследовать строение земной коры, вести разведку нефтегазовых месторождений, в том числе и на морском шельфе, и даже предупреждать землетрясения, воздействуя на их нарождающийся очаг┘

Таким организациям, соединяющим в себе уникальные военные технологии для производства вооружений и технологии для создания крайне необходимых внутреннему и международному рынку высокоинтеллектуальных инновационных технических средств, видимо, и принадлежит будущее российской оборонки. Первые 60 лет Федерального центра двойных технологий «Союз» это наглядно доказывают. Юрий Милёхин, генеральный директор ФЦДТ «Союз», резюмирует: «Главное здесь, как и в нашей работе, соблюсти гармонию пропорций и ингредиентов, чтобы не пострадали безопасность и обороноспособность страны».

nvo.ng.ru

Как взлетает ракета: космонавтика простыми словами

Космос – это таинственное и максимально неблагоприятное пространство. Тем не менее Циолковский считал, что будущее человечества заключается именно в космосе. Нет никаких оснований спорить с этим великим ученым. Космос – это безграничные перспективы для развития всей человеческой цивилизации и расширения жизненного пространства. Кроме того, он скрывает в себе ответы на многие вопросы. Сегодня человек активно использует космическое пространство. И от того, как взлетают ракеты, зависит наше будущее. Не менее важно и понимание людьми этого процесса.

Космическая гонка

Не так давно две могучие сверхдержавы находились в состоянии холодной войны. Это было похоже на бесконечное состязание. Многие этот промежуток времени предпочитают описывать как обычную гонку вооружений, но это совершенно не так. Это гонка науки. Именно ей мы обязаны многими гаджетами и благами цивилизации, к которым так привыкли.

Космическая гонка была лишь одним из важнейших элементов холодной войны. Всего за несколько десятилетий человек перешел от обычных атмосферных полетов к высадке на Луне. Это невероятный прогресс, если сравнивать с другими достижениями. В то прекрасное время люди думали, что освоение Марса — это куда более близкая и реальная задача, чем примирение СССР и США. Именно тогда люди были максимально увлечены космосом. Практически каждый студент или школьник понимал, как взлетает ракета. Это не было сложным знанием, наоборот. Такая информация была простой и очень интересной. Астрономия приобрела чрезвычайную важность среди других наук. В те годы никто и сказать не мог, что Земля плоская. Доступное образование повсеместно ликвидировало невежество. Однако те времена давно прошли, и сегодня все совсем не так.

Декаданс

С распадом СССР закончилась и конкуренция. Пропал повод для сверхфинансирования космических программ. Многие перспективные и прорывные проекты так и не были реализованы. Время стремления к звездам сменилось настоящим декадансом. Что, как известно, обозначает упадок, регресс и определенную степень деградации. Для того чтобы понять это, не нужно быть гением. Достаточно обратить внимание на медиасети. Секта плоской земли активно ведет свою пропаганду. Люди не знают элементарных вещей. В Российской Федерации астрономия и вовсе не преподается в школах. Если подойти к прохожему и поинтересоваться, как взлетают ракеты, он не ответит на этот простой вопрос.

Люди даже не знают о том, по какой траектории ракеты летают. В таких условиях нет и смысла спрашивать про орбитальную механику. Отсутствие должного образования, «Голливуд» и видеоигры – все это создало ложное представление о космосе как таковом и о полетах к звездам.

Это не вертикальный полет

Земля не плоская, и это неоспоримый факт. Земля даже не шар, ведь она немного сплюснута по полюсам. Как взлетают ракеты в таких условиях? Поэтапно, в несколько стадий и не вертикально.

Самое большое заблуждение нашего времени состоит в том, что ракеты взлетают вертикально. Это совсем не так. Такая схема выхода на орбиту возможна, но очень неэффективна. Ракетное топливо заканчивается очень быстро. Иногда – менее чем за 10 минут. Для такого взлета попросту не хватит топлива. Современные ракеты взлетают вертикально только на начальном этапе полета. Затем автоматика начинает давать ракете небольшой крен. Причем чем выше высота полета, тем заметнее угол крена космической ракеты. Так, апогей и перигей орбиты формируются сбалансированно. Таким образом достигается максимально комфортное соотношение между эффективностью и расходом топлива. Орбита получается близкой к идеальному кругу. Идеальной же она не будет никогда.

Если ракета взлетает вертикально вверх, получится невероятно огромный апогей. Топливо закончится раньше, чем появится перигей. Иными словами, ракета не только не вылетит на орбиту, но и из-за нехватки топлива полетит по параболе обратно на планету.

В основе всего — двигатель

Любое тело не способно двигаться само по себе. Должно быть что-то, что заставляет его это делать. В данном случае это ракетный двигатель. Ракета, взлетая в космос, не теряет своей способности двигаться. Для многих это непонятно, ведь в вакууме реакция горения невозможна. Ответ максимально прост: принцип работы ракетного двигателя немного иной.

Итак, ракета летит в безвоздушном пространстве. В ее баках находится два компонента. Это топливо и окислитель. Их смешивание обеспечивает воспламенение смеси. Однако из сопел вырывается не огонь, а раскаленный газ. В этом случае нет никаких противоречий. Такая установка прекрасно работает в вакууме.

Ракетные двигатели бывают нескольких типов. Это жидкостные, твердотопливные, ионные, электрореактивные и ядерные. Первые два вида применяются чаще всего, так как способны давать наибольшую тягу. Жидкостные применяются в космических ракетах, твердотопливные – в межконтинентальных баллистических с ядерным зарядом. Электрореактивные и атомные предназначены для максимально эффективного передвижения в вакууме, и именно на них возлагают максимум надежд. В настоящее время вне тестовых стендов они не применяются.

Однако недавно Роскосмос разместил заказ на разработку орбитального буксира с ядерным двигателем. Это дает повод надеяться на развитие технологии.

Особняком держится узкая группа двигателей орбитального маневрирования. Они предназначены для управления космическим аппаратом. Однако используются не в ракетах, а в космических кораблях. Их недостаточно для полетов, но хватает для маневрирования.

Скорость

К сожалению, в наше время люди приравнивают космические полеты к базовым единицам измерения. С какой скоростью взлетает ракета? Это вопрос не совсем корректен по отношению к космическим ракетам-носителям. Совершенно неважно, с какой скоростью они взлетают.

Ракет существует довольно-таки много, и все из них имеют разную скорость. Те, что предназначены для вывода космонавтов на орбиту, летят медленнее грузовых. Человек, в отличие от груза, ограничен перегрузками. Грузовые же ракеты, например сверхтяжелая Falcon Heavy, взлетает слишком быстро.

Точные единицы скорости посчитать трудно. Прежде всего потому, что они зависят от полезной нагрузки РН (ракеты-носителя). Вполне логично, что РН с полной загрузкой взлетает гораздо медленнее полупустой РН. Однако есть общая величина, которую все ракеты стремятся достигнуть. Это называется космической скоростью.

Существует первая, вторая и, соответственно, третья космическая скорости.

Первая — необходимая скорость, которая позволит двигаться по орбите и не падать на планету. Она составляет 7,9 км в секунду.

Вторая нужна для того, чтобы покинуть земную орбиту и отправиться к орбите другого небесного тела.

Третья же позволит аппарату преодолеть притяжение Солнечной системы и покинуть ее. В настоящее время с такой скоростью летят аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Однако вопреки словам СМИ, они все еще не покинули границы Солнечной системы. С астрономической точки зрения им потребуется не менее 30 000 лет, чтобы достигнуть облака Орта. Гелиопауза же не является границей звездной системы. Это лишь место, в котором солнечный ветер сталкивается с межсистемной средой.

Высота

На какую высоту взлетает ракета? На ту, которая требуется. После достижения гипотетической границы космоса и атмосферы измерять расстояние между кораблем и поверхностью планеты некорректно. После выхода на орбиту корабль находится в другой среде, и дистанция измеряется в величинах расстояния.

fb.ru

Ракета — Википедия

Ракета-носитель «Союз-2.1А»

Раке́та (от итал. rocchetta — маленькое веретено, через нем. Rakete или нидерл. raket) — летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей только вследствие отброса части собственной массы (рабочего тела) аппарата и без использования вещества из окружающей среды. Поскольку полёт ракеты не требует обязательного наличия окружающей воздушной или газовой среды, то он возможен не только в атмосфере, но и в вакууме. Словом ракета обозначают широкий спектр летающих устройств от праздничной петарды до космической ракеты-носителя.

В военной терминологии слово ракета обозначает класс, как правило, беспилотных летательных аппаратов, применяемых для поражения удалённых целей и использующих для полёта принцип реактивного движения. В связи с разнообразным применением ракет в вооружённых силах, различными родами войск, образовался широкий класс различных типов ракетного оружия.

История

Существует предположение, что некое подобие ракеты было сконструировано ещё в Древней Греции Аликсом Сином. Речь идёт о летающем деревянном голубе Архита Тарентского (др.-греч. Ἀρχύτας ὁ Ταραντίνος). Его изобретение упоминается в произведении древнеримского писателя Авла Геллия (лат. Aulus Gellius) «Аттические ночи» (лат. «Noctes Atticae»). В книге говорится, что птица поднималась с помощью разновесов и приводилась в движение дуновением спрятанного и скрытого воздуха. До сих пор не установлено, приводился ли голубь в движение действием воздуха, находящегося у него внутри, или воздуха, который дул на него снаружи. Остаётся неясным, как Архит мог получить сжатый воздух внутри голубя. В античной традиции пневматики нет аналогов такого использования сжатого воздуха.^[1]

[12]

Истоки возникновения ракет большинство историков относят ко временам китайской династии Хань (206 год до н. э. — 220 год н. э.), к открытию пороха и началу его использования для фейерверков и развлечений. Сила, возникающая при взрыве порохового заряда, была достаточной, чтобы двигать различные предметы. Позже этот принцип нашёл применение при создании первых пушек и мушкетов. Снаряды порохового оружия могли летать на далёкие расстояния, однако не были ракетами, поскольку не имели собственных запасов топлива. Тем не менее, именно изобретение пороха стало основной предпосылкой возникновения настоящих ракет. Описание летающих «огненных стрел», применявшихся китайцами, показывает, что эти стрелы были ракетами. К ним прикреплялась трубка из уплотненной бумаги, открытая только с заднего конца и заполненная горючим составом. Этот заряд поджигался, и затем стрела выпускалась с помощью лука. Такие стрелы применялись в ряде случаев при осаде укреплений, против судов, кавалерии.

[2]

В XIII веке вместе с монгольскими завоевателями ракеты попали в Европу, и в 1248 г. английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон опубликовал труд по их применению.^[3]

Известно, что ракеты применялись русскими казаками, начиная с XVI—XVII веков.^[4]Многоступенчатые ракеты были описаны в XVI веке Конрадом Хаасом и в XVII веке литовским военным инженером Казимиром Семеновичем.

Двухступенчатая ракета XVI века

В Индии в конце XVIII века ракетное оружие применялось весьма широко, и, в частности, существовали особые отряды ракетчиков, общая численность которых достигала примерно 5000 человек. Ракетные стрелы-снаряды, представлявшие собой трубки с зарядом горючего вещества, применялись индийцами в сражениях с британскими войсками.

В начале XIX века британская армия также приняла на вооружение боевые ракеты, производство которых наладил Уильям Конгрив (Ракета Конгрива). В то же время российский офицер Александр Засядко разрабатывал теорию ракет. Он, в частности, пытался рассчитать, сколько пороха необходимо для запуска ракеты на Луну. Большого успеха в совершенствовании ракет достиг в середине XIX века российский генерал артиллерии Константин Константинов. Русский революционер-изобретатель Николай Иванович Кибальчич в 1881 году также выдвигал идею элементарного ракетного двигателя.^[5]^[6]

Ракетная артиллерия широко применялась вплоть до конца XIX века. Ракеты были более лёгкими и подвижными, чем артиллерийские орудия. Точность и кучность ведения огня ракетами была небольшой, но сопоставимой с артиллерийскими орудиями того времени. Однако во второй половине XIX века появились нарезные артиллерийские орудия, обеспечивающие большую точность и кучность огня и ракетная артиллерия была всюду снята с вооружения. Сохранились лишь фейерверочные и сигнальные ракеты.^[2]

В конце XIX века стали предприниматься попытки математически объяснить реактивное движение и создать более эффективное ракетное вооружение. В России одним из первых этим вопросом занялся Николай Тихомиров в 1894 году.

Теорией реактивного движения занимался Константин Циолковский. Он выдвигал идею об использовании ракет для космических полетов и утверждал, что наиболее эффективным топливом для них было бы сочетание жидких кислорода и водорода. Ракету для межпланетных сообщений он спроектировал в 1903 году.

Немецкий учёный Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы межпланетного полёта. Кроме того, он проводил стендовые испытания ракетных двигателей.

Американский учёный Роберт Годдард в 1923 году начал разрабатывать жидкостный ракетный двигатель, и работающий прототип был создан к концу 1925 года. 16 марта 1926 года он осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.

Работы Циолковского, Оберта и Годдарда были продолжены группами энтузиастов ракетной техники в США, СССР и Германии. В СССР исследовательские работы вели Группа изучения реактивного движения (Москва) и Газодинамическая лаборатория (Ленинград). В 1933 году на их основе был создан Реактивный институт (РНИИ). В нём в том же году было завершено начатое ещё в 1929 году создание принципиально нового оружия — реактивных снарядов, установка для запуска которых позднее получила прозвище «Катюша».

17 августа 1933 года была запущена ракета «ГИРД 9», которую можно считать первой советской зенитной ракетой. Она достигла высоты 1,5 км. А следующая ракета «ГИРД 10», запущенная 25 ноября 1933 года, достигла уже высоты в 5 км.^[7]

В Германии подобные работы вело Немецкое Общество межпланетных сообщений (VfR). 14 марта 1931 член VfR Йоханнес Винклер осуществил первый в Европе удачный запуск жидкостной ракеты.

В VfR работал Вернер фон Браун, который с декабря 1932 года начал разработку ракетных двигателей на артиллерийском полигоне германской армии в Куммерсдорфе. Созданный им двигатель был использован на опытной ракете А-2, успешно запущенной с острова Боркум 19 декабря 1934 года. После прихода нацистов к власти в Германии были выделены средства на разработку ракетного оружия, и весной 1936 года была одобрена программа строительства ракетного центра в Пенемюнде, руководителем которого был назначен Вальтер Дорнбергер, а техническим директором — фон Браун. В нём была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полёта 320 км. Во время Второй мировой войны 3 октября 1942 года состоялся первый успешный запуск этой ракеты, а в 1944 году началось её боевое применение под названием «Фау-2» (V-2).

Военное применение V-2 показало огромные возможности ракетной техники, и наиболее мощные послевоенные державы — США и СССР — также начали разработку баллистических ракет.^[3]

В 1957 году в СССР под руководством Сергея Павловича Королёва как средство доставки ядерного оружия была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось применение ракет для космических полётов.

Видео по теме

Ракетные двигатели

Большинство современных ракет оснащаются химическими ракетными двигателями. Подобный двигатель может использовать твёрдое, жидкое или гибридное ракетное топливо. Химическая реакция между топливом и окислителем начинается в камере сгорания, получающиеся в результате горячие газы образуют истекающую реактивную струю, ускоряются в реактивном сопле (соплах) и выбрасываются из ракеты. Ускорение этих газов в двигателе создаёт тягу — толкающую силу, заставляющую ракету двигаться. Принцип реактивного движения описывается третьим законом Ньютона.

Однако не всегда для движения ракет используются химические реакции. В паровых ракетах перегретая вода, вытекающая через сопло, превращается в высокоскоростную паровую струю, служащую движителем. Эффективность паровых ракет относительно низка, однако это окупается их простотой и безопасностью, а также дешевизной и доступностью воды. Работа небольшой паровой ракеты в 2004 году была проверена в космосе на борту спутника UK-DMC. Существуют проекты использования паровых ракет для межпланетной транспортировки грузов, с нагревом воды за счёт ядерной или солнечной энергии.

Ракеты наподобие паровой, в которых нагрев рабочего тела происходит вне рабочей зоны двигателя, иногда описывают как системы с двигателями внешнего сгорания. Другими примерами ракетных двигателей внешнего сгорания может служить большинство конструкций ядерных ракетных двигателей.

Силы, действующие на ракету в полёте

Наука, исследующая силы, действующие на ракеты или другие космические аппараты, называется астродинамикой.

Основные силы, действующие на ракету в полёте:

Тяга двигателя.
При движении в атмосфере — лобовое сопротивление.
Подъёмная сила. Обычно мала, но значительна для ракетопланов.
Сила тяжести.

Применение

Военное дело

Ракеты используются как способ доставки средств поражения к цели^[8]. Небольшие размеры и высокая скорость перемещения ракет обеспечивает им малую уязвимость. Так как для управления боевой ракетой не нужен пилот, она может нести заряды большой разрушительной силы, в том числе ядерные. Современные системы самонаведения и навигации дают ракетам большую точность и манёвренность.

Существует множество видов боевых ракет, отличающихся дальностью полёта, а также местом старта и местом поражения цели («земля» — «воздух»). Для борьбы с боевыми ракетами используются системы противоракетной обороны.

Существуют также сигнальные и осветительные ракеты.

Научные исследования

Геофизические и метеорологические ракеты применяются вместо самолётов и воздушных шаров на высоте более 30—40 километров. Ракеты не имеют ограничительного потолка и используются для зондирования верхних слоёв атмосферы, главным образом мезосферы и ионосферы.

Существует деление ракет на лёгкие метеорологические, способные поднять один комплекс приборов на высоту около 100 километров, и тяжёлые геофизические, которые могут нести несколько комплексов приборов и чья высота полёта практически не ограничена.

Обычно научные ракеты оснащают приборами для измерения атмосферного давления, магнитного поля, космического излучения и состава воздуха, а также оборудованием для передачи результатов измерения по радио на землю. Существуют модели ракет, где приборы с полученными в ходе подъёма данными опускаются на землю с помощью парашютов.

Ракетные метеорологические исследования предшествовали спутниковым, поэтому на первых метеоспутниках стояли те же приборы, что и на метеорологических ракетах. В первый раз ракета была запущена с целью изучить параметры воздушной среды 11 апреля 1937 года, но регулярные ракетные запуски начались с 1950-х годов, когда были созданы серии специализированных научных ракет. В Советском Союзе это были метеорологические ракеты МР-1, М-100, МР-12, ММР-06 и геофизические типа «Вертикаль».^[9] В современной России в сентябре 2007 года использовались ракеты М-100Б.^[10] За пределами России применялись ракеты «Аэроби», «Black Brant», «Skylark».

Существуют также специальные противоградовые ракеты, предназначенные для защиты сельскохозяйственных угодий от градовых облаков. Они несут в головной части реагент (обычно йодистое серебро), который при взрыве распыляется и приводит к образованию дождевых облаков вместо градовых. Высота полета ограничивается 6—12 км.

Космонавтика

Создателем космонавтики как науки считается Герман Оберт, впервые доказавший физическую возможность человеческого организма выносить возникающие при запуске ракеты перегрузки, а также состояние невесомости.

10 мая 1897 года К. Э. Циолковский в рукописи «Ракета» исследует ряд задач реактивного движения, где определяет скорость, которую развивает летательный аппарат под воздействием тяги ракетного двигателя, неизменной по направлению, при отсутствии всех других сил; конечная зависимость получила название «формула Циолковского» (статья опубликована в журнале «Научное обозрение» в 1903 году).

В 1903 году К. Э. Циолковский опубликовал работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами» — первую в мире, посвященную теоретическому обоснованию возможности осуществления межпланетных полетов с помощью реактивного летательного аппарата — «ракеты». В 1911—1912 годах опубликована вторая часть этой работы, в 1914 году — дополнение. К. Э. Циолковский и независимо от него Ф. А. Цандер пришли к выводам, что космические полёты возможны и на известных уже тогда источниках энергии, и указали практические схемы их реализации (форму ракеты, принципы охлаждения двигателя, использование жидких газов в качестве топливной пары и др.).

Высокая скорость истечения продуктов сгорания топлива (часто превосходящая М = 10) позволяет использовать ракеты в областях, где требуются сверхбольшие скорости движения, например, для вывода космических аппаратов на орбиту Земли (см. Первая космическая скорость). Максимальная скорость, которая может быть достигнута при помощи ракеты, рассчитывается по формуле Циолковского, описывающей приращение скорости как произведение скорости истечения на натуральный логарифм отношения начальной и конечной массы аппарата.

Ракета пока является единственным транспортным средством, способным вывести космический аппарат в космос. Альтернативные способы поднимать космические аппараты на орбиту, такие как «космический лифт», электромагнитные и обычные пушки, пока что находятся на стадии проектирования.

В космосе наиболее ярко проявляется основная особенность ракеты — отсутствие потребности в окружающей среде или внешних силах для своего перемещения. Эта особенность, однако, требует, чтобы все компоненты, необходимые для создания реактивной силы, находились на борту самой ракеты. Так, для ракет, использующих в качестве топлива такие плотные компоненты, как жидкий кислород и керосин, отношение массы топлива к массе конструкции достигает 20:1. Для ракет, работающих на кислороде и водороде, это соотношение меньше — около 10:1. Массовые характеристики ракеты очень сильно зависят от типа используемого ракетного двигателя и закладываемых пределов надёжности конструкции.

Скорость, требуемая для выведения на орбиту космических аппаратов, часто недостижима даже при помощи ракеты. Паразитный вес топлива, конструкции, двигателей и системы управления настолько велик, что не даёт разогнать ракету до нужной скорости за приемлемое время. Задача решается за счёт использования составных многоступенчатых ракет, позволяющих отбросить излишний вес в процессе полёта.

За счёт уменьшения общего веса конструкции и выгорания топлива ускорение составной ракеты с течением времени увеличивается. Оно может немного снижаться лишь в момент сбрасывания отработавших ступеней и начала работы двигателей следующей ступени. Подобные многоступенчатые ракеты, предназначенные для запуска космических аппаратов, называют ракетами-носителями^[11].

Чаще всего в качестве ракет-носителей используются многоступенчатые баллистические ракеты. Старт ракеты-носителя происходит с Земли, или, в случае долгого полёта, с орбиты искусственного спутника Земли.

В настоящее время космическими агентствами разных стран используются ракеты-носители Атлас V, Ариан 5, Протон, Дельта-4, Союз-2 и многие другие.

Хобби, спорт и развлечения

Запуск модели ракеты

Есть люди, увлекающиеся ракетомодельным спортом, их увлечение состоит в постройке и запуске моделей ракет. Также ракеты используют в любительских и профессиональных фейерверках.

Ракеты на перекиси водорода применяются в реактивных ранцах^[12], а также ракеты используются как двигатель в ракетных автомобилях. Ракетные автомобили сохраняют рекорд в гонках на максимальное ускорение.^[13]

См. также

Примечания

12.https://www.youtube.com/watch?v=_KQhSDur1WU

Литература

Ракета // Космонавтика : Маленькая энциклопедия ; Главный редактор В. П. Глушко. 2-е издание, дополнительное — Москва: «Советская энциклопедия», 1970 — C. 372
Boris Rauschenbach. Hermann Oberth 1894—1989. Über die Erde hinaus — eine Biographie: — Der. Böttiger Verlags — GmbH — ISBN 3-925725-27-7
Harald Tresp, Karlheinz Rohrwild. — Am Anfang war die Idee… Hermann Oberth — Vater der Raumfahrt: Herman E. Sieger GmbH, Lorh/Württemberg. 1994
Hermann Oberth. Mein Beitrag zur Weltraumfahrt: — Hermann — Oberth — Raumfahrt — Museum, Druck Center Meckencheim. Nürnberg/Feucht. 1994. ISBN 3-925103-71-6
Marsha Freeman. Hin zu neuen Welten. Die Geschichte der deutschen Raumfahrtpioniere: — Der. Böttiger Verlags — GmbH, Wiesbaden. 1995. ISBN 3-925725-22-9
Walter Dornberger, V2 — Der Schuß ins Weltall, Bechtle Verlag, Esslingen 1952.
«Испытание ракетно-космической техники — дело моей жизни» События и факты — А. И. Осташев, Королёв, 2001 г.;

Ссылки

wikipedia.green

На чем летают американские ракеты

Удивительное дело, я тут сделал экспресс-опрос своих знакомых, оказалось, что практически все уверены, что в настоящее время, после закрытия проектов «Спейс Шатл» и «Буран», многоразовые космические корабли человечеством не используются.

А меж тем, вот прямо сейчас, они пролетают над нами. По состоянию на 2016 год, США экплуатируют по меньшей мере два типа многоразовых космических кораблей, а в 2017 году их странет уже четыре. Или даже пять, в зависимости от того, как считать.

Это, впрочем, не удивительно, российские СМИ выстроили вокруг западных космических программ довольно глухую стену молчания, и если через нее что-то и просачиватеся, то в исключительно отфильтрованном, дозированном и искаженном виде. Вот, большая часть моих знакомых почему-то уверена, что c запуском многоразовых ракет Falcon «у американцев — сплошные сбои», хотя дело обстоит ровно наоборот.

Вот только вчера, например, совершил очередную посадку многоразовый коммерческий космический грузовик «Дракон» (Dragon), который ранее был запущен многоразовой космической ракетой «Сокол 9» (Falcon 9), которая запустив его, вернулась на землю. Вот про многоразовую космическую ракету почти все хоть что-то слышали, а про многоразовый космический корабль — практически никто.

Вот я и подумал. Что было бы неплохо рассказать, как обстоят дела в мировой космической области. Как они на самом деле обстоят там.

Помните, как после закрытия программы «Спейс Шатл» в 2011, все российские СМИ дружно и громогласно писали, что теперь эре многоразовых космических кораблей пришел конец, они себя изжили, возобновятся не скоро, а основным средством доставки грузов и экипажей в космос на МКС станут старые добрые и надежные Союзы и Прогрессы?

Так вот, это была неправда. Вернее — полуправда. Союзы и Прогрессы конечно были и остаются основным средством доставки на российскую часть Международной космической станции.

А на американскую ее часть, после закрытия программы многоразовых Шаттлов, стал летать многоразовый «Дракон». Который, возможно и не такой впечатляющий, как Шаттл, и не такой огромный, но зато устроен намного более просто: надежнее, безопаснее и, главное — существенно дешевле. Дешевле, потому, что использует совсем другие, современные технологии полета и посадки. И потому, что может выводится на орбиту многоразовыми же ракетами, а не одноразовыми ускорителями.

А еще вот прямо сейчас над нами пролетает другой многоразовый американский космический корабль, Боинг X-37.

Не слышали?

Оно и понятно, владельцем этого космического корабля является не НАСА, а армия США, и потому никто не знает, зачем он там летает и что делает. X-37 — это не просто «многоразовый корабль», это полноценный космоплан, или, как еще говорят — «орбитальный самолёт». То есть он не просто кружится на орбите, на которую его вывели, а свободно маневрирует в космосе, летает куда хочет… Ну, короче, помните аппараты, на которых повстанцы в «Звездных войнах» атаковали «Звезду Смерти». Ну вот это примерно то же самое, только беспилотник.

Boeing X-37

Летают X-37 основательно и подолгу. Так, например, предыдущий полет продолжался 674 дня. А тот, что летает сейчас, летает уже ровно год, с 20 мая 2015.

Но и «Дракон», и «X-37» это бесплотные корабли. Пилотируемые многоразовые полеты начнутся в следующем, 2017 году.

Такое «запаздывание» произошло не потому, что имеются какие-то сложности в реализации программы, а наоборот, потому что наука и техника сейчас развиваются настолько стремительно, что новые возможности появляются быстрее, чем разработчики успевают нарисовать чертежи, и очень хочется включить туда все новое.

Так, например, пилотируемая «пассажирская» версия «Дракона» Dragon V2 должна была начать совершать регулярные полеты еще в 2015 году. Она была готова к этому, были проведены испытания, но… в тот момент наука и технологии сделали еще несколько крупных шагов вперед и регулярные полеты перенесли на два года, чтобы дать «Второму Дракону» новые возможности. Пассажиров стало на 2 человека больше (семь вместо пяти), новые двигатели, которые, внимание, изготавливаются методом 3D печати, при этом обеспечивается мягкая посадка даже при отказе всех восьми двигателей.

Взлет «Дракона 2″ с земли (без ракеты-носителя)

Аппарат может свободно маневрировать в космосе, а в условиях земной атмосферы… взлетать и садиться, как вертолет, на своих 8 реактивных напечатанных на 3-D принтерах двигателях.

И да, на орбиту его выводит все та же многоразовая ракета «Сокол» (Falcon).

Об остальных «многоразовиках», которые уже существуют, испытаны и должны начать регулярно летать в следующем году, я расскажу вкратце, чтобы не утомлять вас.

Орбитальный самолет Dream Chaser (бегущий за мечтой), первый полет которого должен состояться в ноябре 2016 года. Увидев его, вы воскликнете: «да это же Шаттл». Ну да, это так и есть, DreamChaser — это развитие проекта «Спейс Шаттл». Но, конечно, — на новом уровне. Изготовлен он из композитных материалов, может самостоятельно взлетать и садиться в атмосфере (а не только планировать, как Шаттл), и особый цимес — он складной. При старте крылья, стабилизаторы и все выступающие части убираются, корабль как бы «сворачивается в трубочку», которую для вывода аппарата на орбиту можно «всунуть» в любую подходящую по размеру ракету и таким образом избежать стартовых повреждений (напомню, что причиной гибели и Челленджера и Колумбии были повреждения на старте).

Орбитальный самолет Dream Chaser

Из существующих ракет по размеру подходят американская одноразовая Атлас-5 и европейская Ариан 5, но в будущем возможен переход на многоразовые «Falcon», такая техническая возможность существует уже сейчас.

Орион (Orion) — многоразовый многоцелевой космический корабль способный совершать межпланетные перелеты. Махина, жилой дом, диаметром 5 метров. Это не «проект» и не «перспективная разработка». Этот корабль уже создан, уже совершил свой первый полет в космос, но пока не эксплуатируется, так как программы межпланетных перелетов (к Луне и к Марсу) начнутся только в 20-х годах. А потребности «ближнего космоса» сейчас вполне покрываются «Драконами». Впрочем, чтобы проект не «простаивал зазря» планируется, что корабль Orion все же будет летать к МКС в ближайшие годы.

Боинг CST-100 Starliner —многоразовый корабль узкого назначения, для полетов на орбитальные станции, близкий аналог первого «Дракона», но в отличие от него может брать на борт экипаж из семи человек. Создан по заказу НАСА. Ну просто потому, что НАСА сочла, что помимо арендованных у частного подрядчика «Драконов», в лице SpaceX, у нее должны быть и собственные корабли. Характерной особенностью Старлайна является то, что его можно установить практически на любую существующую ныне ракету.

Boeing CST-100 Starliner

Но главный цимес, благодаря чему все эти корабли будут действительно, а не условно «многоразовыми» — это конечно проект «Сокол» (Falcon), многоразовые ракеты, которые будут выводить (и уже сейчас выводят) все эти многоразовые корабли в космос и возвращаться на землю. Благодаря чему в обозримом времени стоимость вывода груза на орбиту будет сравнима со стоимостью израсходованного топлива.

Falcon— это модульная линейка ускорителей, которые могут соединяться между собой на манер конструктора Lego, наращивая мощности и возможности получаемых ракет до физических пределов технологии. Причем после реализации задачи, все кубики этого конструктора возвращаются на землю путем мягкой посадки для повторного использования.

В настоящее время самая мощная ракета серии, Falcon Heavy (первый запуск осенью 2016 года), способна вывести на низкую опорную орбиту 55 тонн груза, что в два с половиной раза больше чем самая мощная российская ракета Протон и в полтора раза больше чем пока еще несуществующая, но заявленная российская Ангара-7.

Теперь давайте посмотрим, что там «нового космического» в активе Российской Федерации.

Ни-че-го!

Все те же Союзы-Прогрессы, которые безнадежно устарели, летают аж с 60-х годов, но есть явные признаки, что в обозримом будущем летать перестанут.

Да есть еще «Протон», из тех же, 60-х, который по российской документации проходит как «тяжелая» ракета, но по выводимой на орбиту массе относится к средним. Самая аварийная, очень опасная, летающая на чрезвычайно ядовитом гептиле ракета. Запускать которую можно только из одного места в мире, с Байконура, и которая всецело зависит от импортных (в том числе, украинских) комплектующих, с которыми сейчас… ну вы сами понимаете. Собственно, «Протон» планировали снять с производства еще в 80-х и заменить «Энергией». Но, «Энергия» не состоялась, и Протон сейчас летает (постоянно взрываясь) лишь потому, что других «тяжелых» ракет у России нет.

А как же «Ангара»? — спросите вы. — Которой российские СМИ прожужжали нам все уши.

А вот давайте об «Ангаре» и поговорим.

Тем более, что есть с чем сравнивать — «Ангара» в какой-то мере аналог «Falcon». Та же модульная конструкция — кубики Лего — из которых собирается ракета нужной мощности. Но на этом — сходство и кончается!

Прежде всего отличие состоит в том, что Falcon’ы уже летают, а когда начнет летать Ангара — большой вопрос.

Давайте сравним:

Проект Falcon стартовал в 2002 году, а спустя уже 6 лет, в 2008 началась коммерческая эксплуатация ракет. Проект Ангара стартовал в 1995 году, и сейчас спустя 21 (двадцать один!) год совершенно непонятно, когда же начнется эксплуатация этих ракет.

В принципе одного этого факта уже достаточно, чтобы понять все про Ангару, но давайте продолжим для полноты картины.

За 8 лет эксплуатации на «Falcon» сменилось ТРИ (!) поколения двигателей, это не считая «модернизаций». Последнее поколение двигателей, Мерлин 1D+, позволило перевести «легкую» ракету Falcon 9 в класс «средне-тяжелых», без какой-либо модернизации, просто за счет замены двигателей.

На Ангаре используются якобы «новейшие» двигатели РД-191 — которые на самом деле представляют собой просто упрощенную «четвертинку» (одна камера, вместо четырех) двигателей РД-170, которыми оснащалась ракета «Энергия», но которые были разработаны для ракет «Зенит» (Южмаш, Украина) аж в конце 70-х.

Предельная нагрузка, которую сможет вывести на низкую опорную орбиту самая тяжелая Ангара-7 (к разработке которой еще даже не приступили, в работе сейчас Ангара-5) — 35 тонн. Для Falcon верхний предел не ограничен, но самая тяжелая на сегодняшний день модификация, Falcon Heavy, выводит на низкую опорную орбиту 55 тонн.

Falcon стартует практически с любого подходящего по размерам стартового комплекса, для запуска Ангары требуется построенный специально для нее сложный комплекс, который сейчас имеется только в Плесецке, откуда коммерческие запуски — невозможны.

Falcon — многоразовый, Ангара — одноразовая.

Ну и главное, повторюсь. Falcon летает уже восемь лет, а когда полетит Ангара — неизвестно. Но известно — другое, в момент начала эксплуатации (если она начнется) — это будет уже безнадежно устаревшая система.

Ну и мой рассказ будет неполным, если я не упомяну «перспективный» российский проект «Федерация», который в какой-то мере является аналогом упоминавшегося выше американского «Ориона», только по размерам и грузоподъёмности уступает Ориону в 4 раза. Ситуация тут ровно такая же: «Орион» уже летает, а что касается «Федерации», то на сегодняшний момент, спустя одиннадцать лет (!) после запуска проекта в работу (2005 год) работы находятся на стадии «начата разработка рабочей документации».

Ситуацию с «Федерацией» предельно кратко обрисовал бывший космонавт Сергей Крикалев, а ныне — первый заместитель главы ЦНИИмаша на заседании экспертного совета коллегии Военно-промышленной комиссии РФ в 2014 году: «Если продолжать всё делать как сейчас, мы новый корабль не построим вообще никогда, даты всё время переносятся, утвержденного системного графика создания корабля нет, когда будет создана ракета для него, также неясно».

Это было в 2014 году. С той поры экономика России сильно просела, а санкции сделали недоступными технологии, без которых «Федерация» вряд ли состоится.

Стоило мне вчера написать статью о российских космических фейках, как меня тут же завалили «примером» отставания США от России в космической сфере. Дескать, американские ракеты летают на Российских двигателях РД-180, и без этих российских двигателей американская космическая программа сразу же заглохнет. С кучей ссылочек. Так что, дескать, никуда американцы без рассеюшки-матери не денутся.

Переход по ссылкам, присланным мне, показал, что вся информация о российско-американском сотрудничестве в области РД-180, которая имеется на русском языке, представляет собой худшую разновидность лжи — полуправду. Где отдельные, совершенно правдивые факты (производство двигателя полностью сосредоточенно в России) переплетены с утаиванием ключевой информации и скреплены точечной малозаметной ложью.

Начнем с того, что никакого «Российского двигателя РД-180» в природе не существует. Есть двигатель РД-180 созданный в рамках российско-американского сотрудничества, который был разработан в России по заказу США, и который в настоящее время производится американской компанией Pratt & Whitney на российских производственных мощностях. Поэтому сама подача материала в Российских СМИ, которые пишут, что «США закупает двигатели в России» 100% густая ложь. Это все равно как написать, что «Apple закупает свои Iphone в Китае» только на том основании, что всё их производство сосредоточенно там.

Впрочем, давайте я расскажу всё по порядку, потому что история там — очень интересная.

В конце 50-х годов на вооружении США стояло несколько сотен баллистических ракет Atlas. Когда случился карибский кризис, американцы сочли, что эти ракеты — недостаточно эффективны, чтобы противостоять Советской угрозе, их сняли с вооружения, но не выбросили, не утилизировали. Согласно концепции, которая тогда была принята в США, и которая действует до сих пор, все баллистические ракеты военного назначения должны иметь возможность использоваться в качестве ракет-носителей для вывода грузов на орбиту.

Поэтому со списанием Атласов космическое ведомство США получило около сотни готовых космических ракет для запуска спутников и космических кораблей в космос. Причем замечу, — это очень важно, — фактически халявных, бесплатных ракет, поскольку Пентагон за них уже заплатил ранее.

Атласы широко использовались в первые годы освоения космоса в качестве основного носителя (именно на Атласе взлетел первый американский космонавт Джон Гленн), а затем — как «резервная» ракета. Когда, например, взорвался Челледжер, то до выяснения причин катастрофы, программа Шаттлов была приостановлена, и все космические запуски делались на Аталасах.

Меж тем в 90-х годах стало ясно, что ракеты «Титан», на которых делались все американские «средние» запуски надо снимать с производства — негативные последствия от использования ядовитого аэрозина в качестве топлива — были слишком сильными.

А на консервации еще оставались сотни халявных Атласов. Было решено оснастить эти Атласы новыми, более мощными двигателями и заменить ими Титаны. Американская компания General Dynamic, в чьем ведении находились Атласы, объявила в 1995 году тендер на разработку нового двигателя, и этот тендер безоговорочно с большим отрывом выиграло российское предприятие «НПО Энергомаш», которое предложило цену в несколько раз более низкую, чем конкуренты.

Времена в России были тяжелые, приходилось демпинговать. Но главное, у Энергомаша был хороший задел. Для того, чтобы получить двигатель с нужными американцам характеристиками, надо было лишь «уполовинить» уже имеющийся двигатель от ракеты «Энергия», сделать вместо четырех камер только две.

В результате Энергомаш «разработал» нужный двигатель, который получил название РД-180, передал все права и всю документацию на его производство американцам, а те, в соотвествии с условиями тендера, разместили производство двигателя в России на заводах Энергомаша, поскольку там уже была вся необходимая технологическая оснастка.

Надо заметить, что этот контракт потом сильно аукнулся российскому ВПК, потому что, когда России самой потребовался «половинный» двигатель для ракет Русь-М и Ангара, оказалось, что по условиям контракта она не может изготавливать РД-180 для своих целей, а должна закупать его у американской компании Pratt & Whitney.

В итоге для Русь-М пришлось делать «альтернативную» разработку, РД-180В (которая так и не была завершена), а на Ангару ставить не «половинный», а «четвертинный» двигатель РД-191.

Ну а что касается американских Атласов, то ракеты, оснащенные РД-180, сначала получили индекс R (это не «Российский двигатель», как пишут у нас, а просто очередной индекс, так совпало), а затем были полностью модернизированы под РД-180. И получили обозначение Атлас-5.

Так что все американские Атлас 5 сейчас имеют первую ступень, оснащенную двигателем РД-180 компании Pratt & Whitney, который собирается в России.

Поэтому, когда Россия попала под санкции, то под санкции попало и это производство. Поначалу было решено перенести производство РД-180 из России на территорию США.

Но тут нарисовался Илон Маск со своей компанией SpaceX и сказал: «Я могу сделать лучше и дешевле». Прикинули, оказалось и вправду, гораздо дешевле и лучше будет отдать подряд Маску.

В России конечно обрадовались бы такому раскладу, но в США больше всего на свете боятся монополизации рынка. Все профильные контролирующие органы тут же выдали заключение, что передача подряда SpaceXvприведет к образованию недопустимой монополии.

Но в результате этих обсуждений попутно выяснилось, что в переносе производства РД-180 в США уже нет никакого резона. То, что было «дешево» в 95-м, сейчас уже стало «дорого».
РД-180 — очень хороший двигатель, но — уже сильно устаревший, для его производства придется возрождать технологии, от которых во всем мире давно отказались. Наука и технологии не стоят на месте, и в самих США есть куча фирм, которые могут сделать то, что требуется, гораздо лучше, гораздо быстрее и главное — уже сильно дешевле по сравнению с Энергомашем.

Короче, выяснилось, что РД-180 больше не нужен.

Поэтому General Dynamic провело новый тендер, который выиграли две американские компании. United Launch Services которая, начиная с 2019 года начнет поставлять двигатель Vulcan BE-4, который заменит РД-180. И Aerojet Rocketdyne, которая разработает следующее поколение принципиально новых двигателей, которое в свою очередь заменит Vulcan BE-4.

Ну и чтобы было понятно, что произошло, упомяну только одну деталь — весь контракт с United Launch Services стоит 46 миллионов долларов — это стоимость всего пяти РД-180.

А конгресс США, чтобы подстраховаться и создать запас на переходный период разрешил Энергомашу выпустить еще 18 штук РД-180. Последних РД-180 в истории.

Вот, собственно, что кроется за заголовками Российских СМИ «Америка не может обойтись без российских двигателей».

http://shipilov.com/zhurnalistika/867-potemkinskie-rakety-ili-nerogozinskie-sokoly.html

http://shipilov.com/zhurnalistika/868-rd-180-neulovimyj-dzho-ili-skripach-ne-nuzhen.html

А вы заметили, что НАСА, ещё со времен закрытия программы Сатурн-5, не заказывает керосиновых ЖРД? Либо водородные, либо твердотопливные , либо комбинации твердотопливных с водородными.
НАСА никогда не использовала в космических носителях много-камерных ЖРД. Многокамерность — это подпись под собственным приговором «я отсталый».
Если надо было делать очень мощный двигатель — его делали однокамерным, как F-1 или ещё более мощный F-1A. Ларчик просто открывался.
В большой камере сгорания керосинового двигателя возникает эффект «нестабильности горения». У фон Брауна его научились исследовать и смогли парировать. У Глушко — нет. Вместо ЖРД с большой камерой сгорания, Глушко, по требованию Совета Главных Конструкторов, соединил 4 модернизированн ые камеры от Фау-2 общим турбонасосом топлива и окислителя. Получились двигатели Семерки РД-107/108. На этих движках Союзы летают по сей день. РД-170 — это тоже самое: четыре камеры вместо одной.

0 #4Иван15.05.2016 19:31

В этом смысле SpaceX конечно впереди всех, и их ракеты уже сертифицированы для запусков военных спутников, но здесь речь не о Маске, а о замене РД-180. Автор прав, что американцы не любят монополии, и лишь один SpaceX им не подходит. В конце концов, американцы конечно сделают свои двигатели и откажутся от РД-180, но займет это дольше, чем считает автор.

Цитировать

+43 #3Володин Алексей14.05.2016 18:35

Я где-то читал, что вся эта история с разработкой и изготовленим РД-180 в России имела еще одну цель для США: чтобы российские ракетчики работали дома, а не сорвались куда-нибудь в Иран. Если это так , то это высший пилотаж: получили двигатель, использовать его в России нельзя, разработчики не работают на Иран. Впрочем, пропагандоны это не оценят.

maxpark.com

на чем они летают и будут летать в космос в будущем : i_future

Двигатели, на которых отправляются в космос российские ракеты-носители, были созданы в 60-70-е годы. Новые разработки создают задел еще на десятилетия вперед.

«Нет двигателя — и любая самая совершенная конструкция ракеты со всей ее начинкой мертва».
(академик Валентин Петрович Глушко)

В черте города Химки на площади в 90 га расположился гигант машиностроения НПО Энергомаш им. Академика В.П. Глушко. Именно здесь были созданы двигатели, положившие начало космической эре, и принесшие Советскому Союзу лавры победителя в космической гонке с США. Разработанные, испытанные и произведенные на «Энергомаше» РД-107/108 позволили доставить на орбиту первый искусственный спутник Земли ПС-1 и корабль «Восток-1» с Юрием Гагариным на борту.

РД-108 © Антон Тушин/Ridus.ru

«Энергомаш» представляет собой предприятие полного цикла, т.е. все этапы производства от разработки до выпуска конечного продукта проходят в рамках одного предприятия. Здесь даже есть свой стенд, на котором испытывают двигатели. Если вам доводилось бывать в Химках, вы наверняка видели уходящие из промзоны в небо мрачные красно-белые трубы – это и есть тот самый стенд (вообще, на «Энеромаше» около 70 различных стендов, но этот самый главный – на нем испытывают готовый продукт и экспериментальные модели). Если из труб начинает клубами валить белый дым – проходят испытания. Раньше жителей города об истпытании двигателя помимо дыма оповещал душераздирающий звук, который был слышен на дальних окраинах города. Благодаря бронекамере и гидрогасителю продуктов сгорания сегодня химчане избавлены от этой неприятности. Что же касается выбросов в атмосферу в ходе тестов, то это пары воды и CO2, на два порядка менее вредный, чем смог от соседней Ленинградки.

На «Энергомаше» вы не встретите гастарбайтеров, здесь работают не просто профессионалы высокого уровня, а настоящие фанаты своего дела. Многие из сотрудников предприятия работают здесь поколениями, с момента его появления.

На участке автоматической сварки © Антон Тушин/Ridus.ru

Личное клеймо сварщика, которое гарантирует высочайшее качество работы © Антон Тушин/Ridus.ru

Сегодня здесь выпускают двигатели, на которых летают российские, американские и южнокорейские ракеты. А начиналось все в 1928-1929 годах со студенческих работ и дипломного проекта будущего академика Валентина Глушко. В 1929 году в Ленинграде под его руководством была организована группа по разработке жидкостных ракетных двигателей (ЖДР) в составе Газодинамичекой лаборатории – этот момент и считается датой основания «Энергомаша». В рамках Реактивного НИИ (РНИИ) Глушко разрабатывал двигатель к летательным аппаратам Сергея Королева. К 1937 году он создал двигатель, который по своим параметрам превосходил немецкие, французские и американские аналоги. Уже прошли госиспытания на стенде, наземные испытания, все было готово к летным испытаниям. Но это был 1937 год, сначала расстреляли замнаркома обороны маршала Михаила Тухачевского, а вслед за ним та же участь постигла директора РНИИ Ивана Клейменова и главного инженера института Георгия Лангемака. В марте 1938 арестовали и Глушко, а спустя два месяца — Королева. Полтора года Глушко провел на Лубянке и в Бутырке, а потом получил приговор – 8 лет колонии. Однако его оставили работать в «шарашке», где он занимался разработкой вспомогательных двигателей для боевых самолетов, которые позволяли взлетать с более короткой полосы или ускоряться на короткое время в воздухе. В ходе войны их не использовали, хотя Сталин и подписал акт о запуске этих двигателей в серийное производство.

Летом 1944-ого нарком НКВД Берия пишет докладную Сталину с просьбой поощрить его подопечных и в конце августа 35 человек, в том числе Глушко и Королев, были досрочно освобождены со снятием судимостей.

Вспомогательные двигатели для боевых самолетов, которые разрабатывал заключенный Глушко © Антон Тушин/Ridus.ru

Двигатель РД-100 представляет собой существенно модифицированный двигатель для ФАУ-2 © Антон Тушин/Ridus.ru

Сразу после войны они были направлены в Германию для изучения военной техники. Вернувшись на Родину, Глушко сумел воссоздать «один в один» двигатель «оружия возмездия», легендарной немецкой ракеты ФАУ-2, но уже из советских материалов и руками советских рабочих. Двигатель работал на кислороде и водном растворе спирта. Вскоре конструкторы «Энергомаша» принялись за его модификацию, внося усовершенствования.

Это было время Холодной войны, поэтому двигатель первым делом приладили к баллистической ракете средней дальности Р-5. Она могла долететь до Западной Германии, Турции, Японии, но требовалось перелететь океан еще… Тогда приняли решение обратиться к технологии, предложенной Глушко еще в 1948 году, которая предполагала новую конструкцию камеры сгорания основного узла. Она позволяла довести температуру горения до 4 тысяч градусов, а давление до 90 атмосфер и даже выше. После серии испытаний технология подтвердила свою эффективность и на ее основе появилась «семерка» — РД-107/108. Как уже было сказано выше, на этих двигателях в космос были отправлены первый спутник Земли и первый человек. В несколько модернизированном виде эти двигатели востребованы и сегодня – 28 мая на нем к МКС стартовал экипаж корабля «Союз ТМА-13М».

«Сегодня «семерки» для «Союзов» серийно производит предприятие в Самаре. Конца и края жизни этой ракеты не видно. Не так давно начались ее полеты с европейского космодрома в Южной Америке «Куру», на космодроме «Восточный» будет стартовая площадка под ракету «Союз-2» с этими двигателями», — говорит начальник отдела научной информации «Энергомаша» Владимир Судаков.

Но военных двигатель не устроил, поскольку топливо довольно быстро испарялось, и долго в боевой готовности ракету держать было невозможно. В результате конструкторы были вынуждены создать двигатель, который бы работал на несимметричном диметилгидразине и азотной кислоте – токсичном топливе, которое позволяет держать ракету заправленной годами. Такие двигатели были созданы к началу шестидесятых: РД-216, РД-218 и РД-219 для первых и второй ступеней боевой ракеты Р-16 и одного из вариантов РН «Космос». Впоследствии они были существенно усовершенствованы, РД-264 применяется на МБР «Воевода», которая и сегодня стоит на боевом дежурстве.

На этом же топливе к середине 60-х был создан РД-253 для ракеты-носителя «Протон» — самый мощный в мире однокамерный ЖРД. На первый ступени «Протона» работаю шесть таких двигателей, каждый из которых имеет 150 тонн тяги в базовом варианте.Благодаря им свершились полеты космических аппаратов «Луна», «Венера», «Марс», орбитальных станций «Салют» и «Мир», а также элементов МКС.

На сегодняшний день «Протон», несмотря на серию падений, является лучшей в мире тяжелой ракетой. Иностранные заказчики выстраиваются в очередь, чтобы вывести на ней на орбиту свои спутники.

Так выглядит РД-253 сверху © Антон Тушин/Ridus.ru

В РД-253 была применена новая схема, в которой горячий газ идет на турбину, раскручивает ее, а потом не выбрасывается за борт ракеты, а по газоотводу поворачивает в основную камеру, и все топливо полностью проходит через камеру сгорания при повышенном давлении.

С середины 70-х эту же схему начали использовать в сравнительно экологически чистых кислородно-керосиновых двигателях: для «Энергии-Бурана», для РН «Зенит», американской ракеты «Атлас» и новой российской ракеты «Ангара».

«Двигатель для «Энергии-Бурана» делался как многоразовый и предполагал до десяти полетных использований. А на стенде мы один и тот же двигатель повторно включали более двадцати циклов. Но в полетах эта многоразовость не проверялась: «Энергия» летала только два раза, один раз спутник выводили, второй раз беспилотный «Буран». Но мы сохранили производство этих двигателей и используем их на ракетах «Зенит»», — говорит Владимир Судаков.

РД-171М для ракеты-носителя «Зенит», которая стартует с воды, в сборочном цехе © Антон Тушин/Ridus.ru

Мощность турбины РД-170/171 равна примерно мощности установок трех атомных ледоколов. При этом цикл работы составляет всего 145 секунд – столько длится полет ракеты на двигателе первой ступени. В секунду сгорает 2,5 тонны топлива. Двигатель обеспечивает тягу в пустоте в 806 тонн. Ближе всех к этому показателю смогли приблизиться американцы, которые в Лунной программе использовали двигатель F-1 с показателем 790 тонн.

С развалом СССР для «Энергомаша», как и для всей страны, начались тяжелые годы. Но тогда же предприятие получило право выхода на мировой рынок. Когда американцы объявили конкурс на двигатель для ракеты «Атлас», «Энергомаш» предложил свой вариант двигателя на базе РД-170/171. Для этого количество камер сократили вдвое, и сконструировали новый турбонасосный агрегат, получив мощность тяги вместо 806 тонн, в 424 тонны, при требовавшихся заказчикам 360 тоннах. В итоге в 1999 году в Америку был поставлен первый товарный двигатель РД-180, на которых «Атласы» уже 51 раз успешно выходили в космос. Ни одного падения зафиксировано не было. Всего США уже закупили около 70 таких двигателей, и каждый год «Энергомаш» отправляет за океан еще по четыре-пять РД-180. Последние санкции и громкие заявления с обеих сторон пока никак на заказах не сказались, а правительство США через суд добивается того, чтобы президентский запрет не коснулся поставок российский ракетных двигателей.

РД-180 в сборочном цехе после контрольных испытаний на стенде готовят к отправке за океан © Антон Тушин/Ridus.ru

© Антон Тушин/Ridus.ru

Сегодня «Энергомаш» собирает линейку из трех двигателей РД-171М («Зенит») , РД-180 («Атлас-5») и РД-191 («Ангара»). РД-107/108 собираются в Самаре, а РД-253 в Перми. Проектируется форсированная модификация РД-171М, получившая название РД-175, которая при тех же габаритах выдает не 806, а более 1000 тонн тяги. Это двигатель будущего, обеспечивающий конкурентные преимущества на десятилетия вперед, он будет разработан для ракет-носителей тяжелого класса.

Большие надежды возлагаются на ракету «Ангара-5»: в июне с «Плесецка» должна стартовать легкая ракета «Ангара-1», и, если все пройдет нормально, то к концу года пройдут летные испытания и тяжелого варианта «Ангара-5». Двигатели для этих РН работают на кислороде и керосине, так что «Ангара-5» может прийти на смену токсичному и в последнее время плохо летающему «Протону». На двигателях, разработанных для «Ангары», трижды летали южнокорейские ракеты KSLV-1, но корейцы программу временно свернули и об их дальнейших планах пока ничего неизвестно.

Кроме того, американцы планируют на базе «Атласа-5» совершать коммерческие полеты, и «Энергомаш» готов сертифицировать свои двигатели для полетов человека, а также сделать форсированные модификации РД-180 с тягой до 500 тонн.

Сегодня 40% запусков с Земли в космос производятся на двигателях, разработанных на «Энергомаше». И не исключено, что в скором времени эта цифра только возрастет. Американские ракеты «Антарес» летают на модификациях российских двигателей НК-33, приобретённых у СНТК им. Н. Д. Кузнецова. НК-33 также применяются на российских ракетах «Союз 2.1в». Но этих двигателей осталось мало, а нового производства нет. «Энергомаш» готов предложить решение. В частности, РД-181 адаптирован к «Антаресу».

Аналог РД-180 американцам под силу создать, в лучшем случае, в течение пяти лет при затратах в миллиард долларов, по самым скромным подсчетам.

Новые ракетные двигатели РД-193, РД-175. РД-195, РД-192, РД-181, РД-701 создают задел на десятилетия вперед и позволяют не только «Энергомашу», но всей российской космической отрасли с уверенностью смотреть в будущее. Но главное не это. Закупается новое оборудование, в цехах идет ремонт без отрыва от производства, и на «Энергомаш» потянулась молодежь.

i-future.livejournal.com

Что такое ракета и как она летает.

В этом блоге я буду много писать о ракетах и космических аппаратах, но для начала давайте разберемся с тем, что же такое ракета и за счет чего она летает. Ведь кроме ракеты есть еще немало видов техники, умеющей летать.

Самолет летает, опираясь крыльями на воздух (крыло благодаря своей форме создает разницу давлений над собой и под собой, за счет чего более высокое давление снизу толкает крыло вверх в зону низкого давления). Все, что нужно, — набрать скорость, при которой подъемная сила крыла будет больше веса самолета. Для этого можно использовать реактивный двигатель, но в отличие от ракетного двигателя самолетный берет кислород для сжигания топлива из воздуха. Таким образом самолет не может летать выше определенной высоты, где плотности воздуха не хватит для создания крылом подъемной силы, а количества кислорода не хватит для работы двигателя. Для полета в космос непригоден.

Есть тип летательных аппаратов, которые могут обходиться вообще без двигателя. Это аэростаты (воздушные шары). Летают только засчет силы Архимеда. В сети есть много видео, где люди развлечения ради запускают самодельные воздушные шары с камерой, как они пишут, в космос. Вот пример такого видео:

Только это далеко не космос. Шар у этих товарищей взлетел на высоту 33 км, что является стратосферой, а официальная граница космоса — 100 км. Вообще шарики с гелием особо выше 30 — 33 км никогда не поднимутся, потому что воздушный шар не может взлететь выше той высоты, где плотность воздуха равна плотности газа в шаре. Для полета в космос непригоден.

Но как же подняться выше предельных высот для самолетов и воздушных шаров? Вот тут-то нас и выручит ракета. Основное отличие ракеты от других видов летательных аппаратов состоит в том, что полет ракеты практически никак не зависит от внешних условий (плотности воздуха, его состава и т. п.), поскольку все, что ей нужно для полета у нее с собой.

Попробуйте встать на лед на коньках, держа в руках большой тяжелый предмет (например, кирпич). Со всей силы швырните кирпич вперед, — и вы заметите, что сами начнете двигаться назад. Дело в том, что швыряя кирпич, вы сами оттолкнулись от него, поэтому поехали назад. Причем, чем тяжелее кирпич и чем сильнее вы его бросите, тем быстрее и дальше поедете сами.

Точно также делает ракета, только вместо кирпичей она швыряет молекулы продуктов сгорания топлива (они называются рабочим телом) и, отталкиваясь от них, движется в сторону противоположную той, куда летят эти молекулы. Есть интересная зависимость: с увеличением массы рабочего тела, увеличивается сила, с которой ракета от него отталкивается, а с увеличением скорости отбрасывания рабочего тела, сила возрастает в квадратичном порядке. Таким образом гораздо выгоднее отбрасывать небольшую массу с большой скоростью, чем большую массу с меньшей скоростью. Поэтому в качестве рабочего тела ракеты используются газы (исключение — любительские водяные ракеты, где рабочим телом является жидкая вода), а скорость истекания их из ракеты во много раз превышает скорость звука.

Для того, чтобы ракета полетела, нужно чтобы сила, с которой она отталкивается от рабочего тела (эту силу называют тягой двигателя) превышала вес ракеты. Параметр, показывающий, во сколько раз тяга двигателя превышает вес ракеты, называется тяговооруженность ракеты.

Современная ракета Союз очень тяжелая. Ее масса вместе с топливом и поднимаемым ей космическим кораблем составляет 307,7 тонн. Для того, чтобы поднять такую массу, ракете нужно выбрасывать рабочее тело с огромной скоростью: от 2,5 км/с, до 3 км/с, что примерно в 9 раз превышает скорость звука у поверхности Земли.

Вот, как выглядит старт этой ракеты:

Но для успешного полета ракете мало только двигателя и топлива. Нужна еще, как минимум, система стабилизации. Дело в том, что сила тяги двигателя прикладывается к ракете снизу, гораздо ниже ее центра тяжести, поэтому ракета в течение всего полета находится в состоянии неустойчивого равновесия. Чтобы понять смысл этих слов попробуйте удержать карандаш острием на пальце.

Задача системы стабилизации — отслеживать положение ракеты относительно вертикали и если положение начнет изменяться (ракета заваливается), вовремя принять меры к возврату ракеты в первоначальное положение. Звучит это сложно и заумно, но на деле все довольно просто.

Простейшая система стабилизации — аэродинамическая. Это те самые «крылышки», которые нередко рисуют на мультяшных ракетах:

Работает она очень просто: «крылышки» (называются стабилизаторы) увеличивают площадь поверхности корпуса ракеты позади центра тяжести. При отклонении ракеты от курса набегающий поток воздуха давит на боковую поверхность корпуса тем сильнее, чем больше эта поверхность. Поскольку позади центра тяжести поверхность больше, чем впереди, воздух давит на нее сильнее, заставляя ракету повернуться вокруг центра тяжести и вернуться на курс.

Разумеется, такая система работает только в атмосфере. В космосе, где воздуха нет, аэродинамические стабилизаторы бесполезны. Для космических ракет применяется активная система стабилизации. Она состоит из гироскопа, бортовой электроники и маленьких подруливающих двигателей.

Гироскоп — это волчок, быстро вращающееся тело. Его основное свойство — сохранять свое положение в пространстве. Как бы ракета ни поворачивалась, гироскоп внутри нее остается в первоначальном положении, поэтому его можно использовать, как ориентир, относительно которого электроника с помощью датчиков отслеживает, в какой момент в какую сторону и насколько ракета повернулась.

Вот здесь можно посмотреть на то, как работает гироскоп:

Основываясь на показания датчиков, следящих за положением гироскопа относительно ракеты, бортовая электроника выдает команды исполнительным механизмам на изменение положения маленьких подруливающих двигателей, расположенных рядом с основным двигателем. Они изменяют направление вектора тяги, создавая вращательный момент, возвращающий ракету в заданное положение.

На этой фотографии изображен двигатель центрального блока ракеты Союз. Кроме основных четырех сопел видны четыре маленьких сопла, расположенные по краям блока. Это и есть подруливающие двигатели. Они закреплены на кардановом подвесе, поэтому могут поворачиваться.

Бывает, что и основной двигатель может поворачиваться, выполняя роль подруливающего, но такая технология применима для двигателей с небольшой тягой, так как кардановый подвес слабоват для мощных двигателей. Пример применения основного двигателя в качестве подруливающего — маршевый двигатель взлетной ступени лунного модуля космического корабля Аполлон.

На этом пока все. В следующей статье я расскажу о том, как ракеты выводят на орбиту космические аппараты.

megavolt-lab.livejournal.com

Из чего состоят ракеты и как они появились

В одном из прошлых материалов мы разбирали важнейший компонент полета в глубокий космос – гравитационный маневр. Но в силу своей сложности такой проект, как космический полет, всегда можно разложить на большой ряд технологий и изобретений, которые делают его возможным. Таблица Менделеева, линейная алгебра, расчеты Циолковского, сопромат и еще целые области науки внесли свою лепту в первый, да и все последующие полеты человека в космос. В сегодняшней статье мы расскажем, как и кому пришла в голову идея космической ракеты, из чего она состоит и как из чертежей и расчетов ракеты превратились в средство доставки людей и грузов в космос.

Краткая история ракет

Общий принцип реактивного полета, который лег в основу всех ракет, прост — от тела отделяется какая-то часть, приводящая все остальное в движение.

Кто первым реализовал этот принцип – неизвестно, но различные догадки и домыслы доводят генеалогию ракетостроения аж до Архимеда. Доподлинно о первых подобных изобретениях известно, что ими активно пользовались китайцы, которые заряжали их порохом и за счет взрыва запускали в небо. Таким образом они создали первые твердотопливные ракеты. Большой интерес к ракетам появился у европейских правительств в начале

Второй ракетный бум

Ракеты ждали своего часа и дождались: в 1920-х годах начался второй ракетный бум, и связан он в первую очередь с двумя именами.

Константин Эдуардович Циолковский — ученый-самоучка из Рязанской губернии, невзирая на трудности и препятствия, сам дошел до многих открытий, без которых невозможно было бы даже говорить о космосе. Идея использования жидкого топлива, формула Циолковского, которая рассчитывает необходимую для полета скорость, исходя из соотношения конечной и начальной масс, многоступенчатая ракета — все это его заслуга. Во многом под влиянием его трудов создавалось и оформлялось отечественное ракетостроение. В Советском Союзе начали стихийно возникать общества и кружки по изучению реактивного движения, в числе которых ГИРД — группа изучения реактивного движения, а в 1933 году под патронажем властей появился Реактивный институт.

Константин Эдуардович Циолковский.
Источник: Wikimedia.org

Второй герой ракетной гонки — немецкий физик Вернер фон Браун. Браун имел отличное образование и живой ум, а после знакомства с другим светилом мирового ракетостроения, Генрихом Обертом, он решил приложить все свои силы к созданию и усовершенствованию ракет. В годы Второй Мировой фон Браун фактически стал отцом «оружия возмездия» Рейха — ракеты «Фау-2», которую немцы начали применять на поле боя в 1944 году. «Крылатый ужас», как называли её в прессе, принес разрушение многим английским городам, но, к счастью, на тот момент крах нацизма был уже делом времени. Вернер фон Браун вместе со своим братом решил сдаться в плен к американцам, и, как показала история, это был счастливый билет не только и не столько для ученых, сколько для самих американцев. С 1955 года Браун работает на американское правительство, и его изобретения ложатся в основу космической программы США.

Но вернемся в 1930-е. Советское правительство по достоинству оценило рвение энтузиастов на пути к космосу и решило употребить его в своих интересах. В годы войны себя отлично показала «Катюша» — система залпового огня, которая стреляла реактивными ракетами. Это было во многом инновационное оружие: «Катюша» на базе легкого грузовика «Студебеккер» приезжала, разворачивалась, обстреливала сектор и уезжала, не давая немцам опомниться.

Окончание войны подкинуло нашему руководству новую задачу: американцы продемонстрировали миру всю мощь ядерной бомбы, и стало совершенно очевидно, что на статус сверхдержавы может претендовать только тот, у кого есть нечто похожее. Но здесь была проблема. Дело в том, что, помимо самой бомбы, нам нужны были средства доставки, которые бы смогли обойти ПВО США. Самолеты для этого не годились. И СССР решил сделать ставку на ракеты.

Константин Эдуардович Циолковский умер в 1935 году, но ему на смену пришло целое поколение молодых ученых, которое и отправило человека в космос. Среди этих ученых был Сергей Павлович Королев, которому суждено было стать «козырем» Советов в космической гонке.

СССР принялся за создание своей межконтинентальной ракеты со всем усердием: были организованы институты, собраны лучшие ученые, в подмосковных Подлипках создается НИИ по ракетному вооружению, и работа кипит вовсю.

Только колоссальное напряжение сил, средств и умов позволило Советскому Союзу в кратчайшие сроки построить свою ракету, которую назвали Р-7. Именно её модификации вывели в космос «Спутник» и Юрия Гагарина, именно Сергей Королев и его соратники дали старт космической эре человечества. Но из чего состоит космическая ракета?

Конструкция ракеты

Схема двухступенчатой ракеты.
Источник: Wikimedia.org

Любая конструкция, которую мы запускаем в космос, состоит условно из двух частей: космического корабля и ракеты-носителя. Из-за земного притяжения, сопротивления воздуха и плотности атмосферы основная масса конструкции заключается как раз в ракете-носителе, которая должна вытягивать полезную нагрузку на орбиту.

С самого начала освоения космоса люди поняли, что нужно делать многоступенчатые ракеты. Таким образом, как только у одной ступени заканчивалось топливо, она отделялась от всей конструкции и облегчала дальнейший полет. Схем расположения ступеней много: есть продольные, поперечные, смешанные. Есть также разгонные ступени, которые включаются на последнем этапе, уже в космосе, и выводят на орбиту космический аппарат.

Каждая ступень представляет из себя двигатель с топливным баком и необходимые для крепления, защиты и безопасности устройства.

В топливных баках содержатся два компонента — жидкость и окислитель, если мы говорим о жидкостных двигателях. С помощью насоса топливо и окислитель поступают в камеру сгорания, там смешиваются, поджигаются и через сопло выбрасывают реактивную струю. Смесь топлива и окислителя в таком случае становится рабочим телом системы — расходуя его, система движется в противоположном направлении от реактивной струи. Все по законам Ньютона.

На ракетных двигателях РД-107, РД-108 и РД-109 в качестве топлива использовался керосин, а в качестве окислителя — жидкий кислород. К примеру, на современном «Протоне» для тех же нужд используют гептил и N₂O₄.

Технология многоступенчатых ракет на жидком топливе оказалась настолько надежной и универсальной, что с их помощью летают в космос до сих пор. Более того, этот способ оказался универсальным — ничего другого мы пока не придумали. Первый искусственный спутник Земли летал на двухступенчатой ракете на керосине, Falcon9 Илона Маска, хоть они и научились возвращать ступени, идут все по тому же, известному пути — две ступени и керосин.

Очевидно, что в ближайшие годы нам не стоит ожидать отказа от ракет, как основного способа космических путешествий. Квантовые телепорты, антигравитация и прочее — пока только хорошие названия для глав фантастической книги, страницы которой придется писать нашим потомкам. А пока заправляем ракеты и летим в небо.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

sciencepop.ru

На чем летает ракета – Летающая ракета — За счет чего летают ракеты на орбите? Ведь воздуха нет — 22 ответа