От ракеты до космического корабля (окончание)
Настанет время, когда такие ракеты будут использоваться для перевозки пассажиров с континента на континент за какие-нибудь полчаса. Но для этого конструкторам придется еще основательно потрудиться.
Межконтинентальная баллистическая ракета позволила ученым нашей страны осуществить заветную мечту человека — преодолеть земное тяготение и запустить искусственные спутники Земли. Чтобы ракета превратилась в спутник нашей планеты и в течение долгого времени обращалась вокруг нее на более или менее постоянной высоте (не меньше 200 км), ее нужно разогнать до огромной скорости, примерно 8 км/сек. Для этого ракету делают многоступенчатой — из нескольких ступеней, соединенных между собой последовательно, примерно так, как составляется из вагонов поезд. Каждая ступень представляет собой самостоятельную ракету со своим топливом и двигателем. Когда двигатель самой нижней ступени вырабатывает весь свой запас топлива, она отделяется и автоматически включается двигатель следующей ступени. В результате скорость самой последней ступени оказывается большей, чем скорость одной большой ракеты с таким же запасом топлива: ведь в многоступенчатой ракете после отделения первых ее частей топливо расходуется на разгон меньшей массы. Идея многоступенчатой, или, как ее иногда называют, составной, ракеты — одно из гениальных предложений Константина Эдуардовича Циолковского.
Третий советский искусственный спутник Земли.
С помощью такой составной ракеты и удалось запустить первые искусственные спутники Земли. Необходимую космическую круговую скорость приобретала последняя ступень с установленным на ней специальным оборудованием спутника. Как известно, первый спутник весил 83,6 кГ, второй — уже 508,3 кГ, а третий — 1327 кГ.
Для сравнения достаточно указать, что первый спутник США, запущенный почти через 3 месяца после второго советского спутника, «Эксплорер» весил 14 кГ. Запуск искусственных спутников Земли открыл людям дорогу в космос, начал новую эру в истории человечества.
Но все же этот запуск был только полупобедой человека в его борьбе с земным тяготением: ведь спутник хоть и не падает на Землю, но и не расстается с ней! Чтобы окончательно порвать цепи земного тяготения и вырваться на просторы космоса, нужна еще на 40% большая скорость, чем скорость спутников. Эта так называемая скорость отрыва равна примерно 11,2 км/сек, или около 40 тыс. км/час.
Так, возможно, будет выглядеть межпланетный корабль, прилетевший на Луну.
И вот всего через год с небольшим после запуска первого советского искусственного спутника человечество одержало и эту решающую победу в борьбе за покорение мирового пространства. И снова эта победа была одержана нашей страной, советским народом. Золотыми буквами в истории науки навсегда будет запечатлена дата 2 января 1959 г. — день, когда впервые в истории творение рук человеческих покинуло Землю, чтобы никогда на нее не возвратиться. В этот день был совершен успешный запуск первой советской космической ракеты, стартовавшей в сторону Луны. Ракета превысила скорость отрыва и, повинуясь строго определенному для нее пути, начертанному в просторах космоса советскими учеными, прошла на небольшом расстоянии от Луны, вышла на свою орбиту и стала первой искусственной планетой солнечной системы. Она мчится теперь на расстоянии в миллионы километров от Земли. Пройдут миллионы лет, а она будет все так же мчаться вокруг Солнца, неся на себе вымпел Страны Советов. Это было осуществление дерзновенной мечты людей о полете в космос — не зря простые люди во всем мире назвали советскую ракету «Мечтой»!
1959 г. был ознаменован и двумя другими крупнейшими победами советской науки в борьбе за исследование мирового пространства.
12 сентября 1959 г. стартовала и взяла курс к Луне вторая советская космическая ракета. На этот раз перед ракетой была поставлена иная задача: «попасть» в Луну, опуститься на лунной поверхности. И эта труднейшая задача была блестяще выполнена! 14 сентября ракета упала на Луну. Был совершен первый в мире межпланетный полет, переброшен мост между двумя небесными телами.
Советская автоматическая меж планетная станция, облетевшая Луну и сфотографировавшая ее обратную сторону.
Но и это не последний «лунник», как называют наши лунные ракеты за рубежом. 4 октября 1959 г. в небо взмыла третья советская космическая ракета, тоже взявшая курс к Луне. Так была отмечена вторая годовщина со дня запуска первого советского искусственного спутника Земли.
На борту новой ракеты находилась автоматическая межпланетная станция, которая облетела по точно вычисленной наперед траектории вокруг Луны, сфотографировала ее не видимую с Земли сторону, а затем при помощи техники телевидения передала полученные изображения на Землю.
А в январе 1960 г. советские ученые провели успешные испытания баллистических многоступенчатых ракет для запуска тяжелых спутников Земли.
Теперь после этих исторических побед в штурме космоса, по-видимому, не потребуется много времени, чтобы вслед за первыми космическими ракетами стартовали и другие, перед которыми будут ставиться все более сложные задачи. Не за горами время, когда мы увидим на газетных полосах сделанные с небольшого расстояния и переданные с борта новых автоматических межпланетных станций фотоснимки загадочных марсианских каналов или не менее загадочных спутников Марса — Фобоса и Деймоса. С помощью инфракрасных или ультракоротковолновых радиолучей можно будет, наконец, проникнуть сквозь плотную пелену облаков, окутывающих Венеру, и получить снимки ее таинственной поверхности. Потом будет совершена и посадка ракет с приборами на Луне и планетах. И только вслед за этими автоматическими разведчиками космоса последуют ракеты с людьми.
Но для этого надо решить еще немало проблем, из которых, пожалуй, наиболее важная — посадка корабля на Землю. Ведь космический корабль ворвется в земную атмосферу с гораздо большей скоростью, чем даже межконтинентальные ракеты. На нем будут находиться люди, а их значительно труднее защитить от чрезмерного перегрева, чем приборы и оборудование. Да и скорость корабля необходимо погасить полностью. Вот почему для решения этой проблемы огромное значение имеет создание искусственных спутников, которые совершат посадку на Землю сначала без людей, автоматически, а потом и с людьми. Это одна из наиболее важных и актуальных задач астронавтики и реактивной техники.
Однако когда эта задача будет решена и первый космический корабль с людьми отправится в путь, то целью его будет не посадка на Луне. Корабль сможет лишь облететь ее и затем возвратиться на родную планету. Посадка на Луне — задача настолько еще трудная, что современной реактивной технике она пока не под силу.
Причина этого — в огромной затрате топлива. Ведь даже наиболее простой космический полет на Луну с посадкой на ней и возвращением на Землю требует топлива не только на преодоление тяготения Земли, но и на двукратное преодоление тяготения Луны — двукратное потому, что сначала надо тормозить при посадке, а затем снова взлететь. Поэтому для совершения даже этого простейшего полета необходимо столько топлива, сколько требуется для разгона ракеты до скорости не менее чем 22-25 км/сек. Достичь такой скорости при современном уровне развития ракетной техники пока невозможно.
Недалеко то время, когда осуществится мечта человечества о полете людей в космос.
Новые перспективы здесь открывает атомная энергия. Создать атомно-реактивные двигатели различных типов — ракетные, турбореактивные, турбовинтовые — вполне возможно. Как известно, атомная энергия в миллионы раз превосходит по величине химическую энергию, выделяющуюся при сгорании топлива в жидкостных ракетных двигателях. Однако это вовсе не означает, что в атомных двигателях во много раз по сравнению с обычными увеличится и скорость истечения вещества. Для того чтобы в атомном двигателе не возникали недопустимо большие температуры, которые мгновенно испарят весь двигатель, приходится «разбавлять» атомное горючее каким-нибудь пассивным веществом, не участвующим в ядерной реакции. Значит, и скорость истечения снизится. Но, по-видимому, она все же будет примерно раза в два больше, чем в обычных, жидкостных, ракетных двигателях. Возможности осуществления межпланетного полета при этом увеличиваются в большой степени; в частности, полет на Луну с посадкой на ней становится реальностью.
В дальнейшем серьезные перспективы открывают также проекты ионных межпланетных кораблей. Однако тяга ионных двигателей небольшая, поэтому взлет корабля с Земли должен будет осуществиться при помощи обычных ракетных двигателей.
Но, пожалуй, наиболее реальные перспективы для межпланетных полетов открывает идея К. Э. Циолковского об использовании искусственных спутников в качестве своеобразных «заправочных колонок». По этой идее, корабль, взлетевший с Земли и использовавший
Такой проект делает принципиально возможным полет и посадку не только на Луну, но и на Марс и Венеру. Однако для его осуществления нужно еще исследовать и решить многие сложные проблемы, в частности создание населенных искусственных спутников нашей планеты. Сооружение этих поселений в космосе — важнейшая задача астронавтики. Трудностей здесь очень много. Ведь такой спутник должен весить многие сотни, если не тысячи тонн, и, конечно, его нельзя забросить на орбиту с помощью ракет. Очевидно, придется собирать его из отдельных частей, доставляемых на орбиту грузовыми ракетами. И хотя подобное строительство чрезвычайно сложно, несомненно, населенные спутники появятся.
Венцом достижений астронавтики будет, естественно, полет к звездам, к системам, планеты которых заселены мыслящими существами. Однако такой полет — дело очень отдаленного будущего, так как это связано с преодолением колоссальных расстояний, которые даже лучи света проходят за многие годы и десятилетия. Расчеты показывают, что проблему межзвездного полета можно решить, вероятно, только с помощью фотонных двигателей, в которых в результате неизвестных нам пока еще физических процессов осуществится полное выделение внутренней энергии вещества. Лишь они способны разогнать корабль до нужной колоссальной скорости (подробнее о физических основах реактивной техники, о советских искусственных спутниках Земли и космических ракетах см. т. 3, ст. «Советские ракеты и искусственные спутники Земли»),Развитие человеческого разума беспредельно. Следует надеяться, что человеческая мысль преодолеет все огромные трудности и жители Земли отправятся в грандиозные полеты к далеким звездам.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите
.
de-ussr.ru
От ракеты инженера Герасимова до С-500. День войск ПВО
Традиционно во второе воскресенье апреля в Вооружённых силах России отмечается праздник войск ПВО (противовоздушной обороны). В 2018 году праздник пришёлся на 8 апреля и совпал с Воскресением Христовым.Официально в нашей стране день войск ПВО отмечается с советских времён. В календаре армейских праздничных дат он появился в 1975 году на основании указа Президиума Верховного Совета Союза ССР. Официальный повод, что называется, изобретать не пришлось. К тому моменту войска ПВО многократно успели проявить себя как настоящий щит Отечества, защищающий страну и граждан от посягательств с воздуха.
Из официального документа:
«За большие заслуги войск противовоздушной обороны страны в годы Великой Отечественной войны и за выполнение ими особо важных задач в мирное время».
До 1980 года празднику военнослужащих войск противовоздушной обороны была отведена «стационарная» дата – 11 апреля. А с 1981 года дата стала «плавающей» — второе апрельское воскресенье.
Когда были впервые применены силы противовоздушной обороны? Ответ на этот вопрос очевиден – в тот исторический период, когда наземным объектам и войскам стали реально угрожать с воздуха. Сначала — с аэростатов, воздушных шаров и дирижаблей.
Принято считать, что первое применение зенитных средств состоялось во время войны так называемой Первой коалиции (90-е годы XVIII века). Речь идёт об антифранцузской коалиции. В исторических заметках сохранились документы, в которых описывается обстрел с земли французского наблюдательного воздушного шара. Обстрел осуществлялся австрийцами из артиллерийских орудий – из мортир с максимальным углом возвышения ствола. Исторический документ описывает события так:
Был приличный недолёт ядер, но обстрел вынудил французский шар покинуть воздушное пространство над полем боя.
Его попросту верёвками оттянули назад, после чего шар приземлился. Это историческое событие описывает гравюра:
Интересен тот факт, что уже через два года австрийская «зенитная» артиллерия сбила французский аэростат в районе крепости Шарлеруа, на тот момент принадлежавшей голландцам. Аэростат принадлежал существовавшей на тот момент французской воздухоплавательной роте.
Первая массированная угроза применения летательных аппаратов проявила себя во время Первой мировой войны. Именно тогда активно против наземных позиций (включая и ведение разведки) стали работать не только аэростаты и дирижабли, но и самолёты. Причём работали и в глубоком тылу.
Историки знают примерное соотношение наличия самолётов у стран, участвовавших в Первой мировой войне. К её началу ведущие европейские государства располагали следующим количеством парка аэропланов:
Франция – 500, Германия – 150, Россия – 140, Англия – 65, Италия – 50, Австро-Венгрия – 20.
Как видно, у антигерманской коалиции имелся значительный перевес, в том числе за счёт сотен французских самолётов. Другой вопрос, насколько эффективно эти французские аэропланы использовались…
Военнослужащие 5-го армейского АО у самолёта «Вуазен» (вооружение — пулемёт «Максим»). 1916 г.
Здесь нужно отметить и такой важный момент, как практический опыт использования средств воздухоплавания в ходе войны с Японией 1904-1905 годов. В частности, средства воздухоплавания тогда применялись при обороне Порт-Артура.
Через два года после окончания Русско-японской войны командование Артиллерийского комитета принимает решение о разработках мер борьбы с управляемыми аэростатами. Через некоторое время был предложен фактически ключевой принцип для действия всех систем ПВО — поражать цель не обязательно прямым попаданием выпущенного боеприпаса, так как это чрезвычайно сложная задача, — достаточно создать боеприпас, который бы разрывался в зоне поражения цели. Такой вариант предложил военный инженер российской императорской армии Н.В.Герасимов, в итоге спроектировавший гироскопическую ракету, но в ходе испытаний у боеприпаса был выявлен ряд недостатков, включая недостатки по ТТХ.
Современные средства ПВО России становятся настоящей гарантией того, что угроза с воздуха сводится к минимуму. За зенитными ракетными комплексами С-400 «Триумф» выстраивается буквально очередь из заказчиков, по достоинству оценивающих эффективность этих российских вооружений. Китай, Турция, Индия, Саудовская Аравия, Пакистан.
Замглавкома ВКС РФ генерал-лейтенант Виктор Гуменный отмечает эффективность российских зенитных ракетных комплексов в Сирии. Из его интервью ведомственной газете «Красная звезда», в котором он отметил, что благодаря системам ПВО Москва и Дамаск знают о «каждом шаге» американской коалиции:
Мы получаем от сил пункта ПВО Сирии всю необходимую информацию о воздушной обстановке, в том числе и о действиях нашей и сирийской авиации при выполнении поставленных перед ними боевых задач. Благодаря налаженному взаимодействию мы знаем о каждом шаге авиации коалиции над территорией Сирии и информируем об этом военно-политическое руководство нашей страны
.
Свой вклад в безопасность России и других стран мира вносят и другие системы ПВО-ПРО. В частности, можно напомнить о передаче ЗРК С-300 Ирану.
На подходе перспективная система С-500, параметрами которой уже интересуются зарубежные «партнёры».
Однако противовоздушная оборона — это отнюдь не только техника. Это в первую очередь люди, которые могут такую технику создавать, и люди, которые могут её эффективно воспользоваться для защиты воздушных рубежей страны. И именно у этих людей сегодня профессиональный праздник.
«Военное обозрение» поздравляет всех причастных с Днём войск противовоздушной обороны России!
www.globalwarnews.ru
«Русские ракеты доберутся от Калининграда до Лондона за несколько минут»
Лондон, 19 ноября 2016, 01:04 — REGNUM «Ракета RS-28 Sarmat имеет максимальную скорость полета 4,3 мили в секунду. Разрабатывалась она специально для того, чтобы за счет сверхвысокой скорости перехитрить системы ПВО, — пишет The Daily Mail. — Владимир Путин запустил ядерную ракету, которая может достичь территории Великобритании всего через 13 минут после пуска. Гиперзвуковая скорость полета дает возможность ракете быть практически невидимой для систем ПРО США, размещаемых в Европе».
«Снимки, которые Россия выложила в сеть, просто пугают. «Сармат» несет до 16 разделяющихся боеголовок, суммарный заряд которых составляет 40 мегатонн — в 2000 мощнее той бомбы, что была сброшена в 1945 году на Хиросиму, — сообщает корреспондент Либби Палмер. — Президент России планирует заменить стоящие на вооружении старые SS-18 Satan на гиперзвуковые «Сарматы» уже в 2018 году. К этому решению Владимир Путин пришел на фоне череды недавних разногласий с Западом».
«Гиперзвуковая ракета русских — быстрая смерть, — оповещает своих читателей таблоид The Sun. — Для того, чтобы достичь Великобритании такой ракете потребуется всего 23 минуты».
Для полноты впечатления издание сопровождает свой текст картой с нанесенным на нее кратчайшим (то есть по прямой) маршрутом Москва — Лондон (1551 миля) и фотографией Владимира Путина в бушлате и головном уборе морского офицера.
«Путин вложил миллиарды в разработку гиперзвуковой ракеты и добился успеха, — резюмирует издание. — Но на данный момент ракет дальнего действия, способных двигаться с такой скоростью на вооружении у России нет».
Сложно сказать, на что намекают газетчики последней фразой — то ли на то, что надо поспешить с разработкой своих «гиперзвуков», то ли на то, что еще не поздно уговорить Россию отказаться от доводки до боевых кондиций «быстрой смерти».
Высказывания The Daily Express по этой же теме более короткие, более конкретные и более жесткие.
«Россия показала смертельную ракету, способную пробивать брешь системы ПРО НАТО. Путь от Калининграда до Лондона у этой ракеты займет всего несколько минут. Разработчик оружия «Корпорация Тактическое Ракетное Вооружение России» заявляет, что бомба Хиросимы по сравнению с их детищем покажется просто детской игрушкой».
Новость издание сопроводжает двумя фотографиями. На одной — президент России сердито стучащий кулаком по столу, на другой несколько растерянная премьер-министр Великобритании. Фото, по всей видимости, должны просигналить Терезе Мэй: есть еще время подумать, как разговаривать с Россией и Путиным.
regnum.ru
От ракеты до космического корабля (продолжение)
Пожалуй, надо сказать несколько слов еще об одной веточке, отходящей от газотурбинной ветви, — о турбовинтовых двигателях. Эти двигатели по существу не реактивные, хотя очень похожи на турбореактивные. Основная тяга создается здесь иначе — с помощью воздушного винта, как в обычных поршневых самолетах. А струя вытекающих из двигателя газов тоже дает тягу, но она значительно меньше тяги винта.
Турбовинтовые двигатели очень выгодны при скоростях полета, с какими сейчас летают пассажирские самолеты. При этих скоростях они расходуют меньше топлива, чем турбореактивные двигатели. Вот почему они широко применяются в гражданской авиации на самолетах ТУ-114, ИЛ-18, АН-10.
Вернемся теперь к бескомпрессорным воздушно-реактивным двигателям. Как показывает само их название, у них нет компрессора. И тем не менее они способны развивать тягу. Как же осуществляется в них сжатие воздуха?
Оказывается, это возможно, и даже не одним способом. Вот, например, так называемый пульсирующий двигатель. В нем нет ни компрессора, ни турбины, только одна решетка клапанов перегораживает внутренний канал — тракт. Воздух здесь сжимается потому, что течет через двигатель с перерывами.
Пусть произошла вспышка очередной порции топлива. Давление в камере сгорания повысилось, и клапаны в решетке закрылись — они открываются внутрь. Под действием повышенного давления газы с большой скоростью вытекают через сопло наружу. Теперь давление в двигателе понизилось, поэтому клапаны открываются и через них поступает свежий воздух. Затем в камеру сгорания снова подается топливо, снова вспышка, и все идет сначала.
Правда, такой двигатель не очень выгоден: он расходует слишком много топлива. Это и не удивительно: сжатие воздуха в нем все же небольшое. Поэтому пульсирующие двигатели применяются там, где особенно важны простота и малый вес конструкции, а не экономичность.
Иное дело прямоточные двигатели! У них тоже нет компрессора, нет даже решетки клапанов, как у пульсирующих. Это, по существу, пустая внутри труба. Работает она не периодически, а непрерывно, как и газотурбинные двигатели. И все же в ней происходит сжатие воздуха.
Здесь мы встречаемся с явлением, играющим огромную роль во всей современной реактивной технике. Оказывается, когда скорость полета начинает значительно превышать скорость звука, входящий в двигатель воздух в результате торможения сжимается до весьма большого давления. Этот, как его называют, скоростной напор сказывается и при меньших скоростях полета. Он помогает, в частности, компрессору турбореактивного двигателя сжимать воздух. Однако лишь при очень больших скоростях полета давление воздуха в двигателе получается настолько большое, что он начинает хорошо работать без всякого компрессора. Вот поэтому прямоточный двигатель может развивать при огромной сверхзвуковой скорости полета большую тягу и расходовать при этом меньше топлива, чем любой другой реактивный двигатель.
А при малых скоростях и на стоянке он не способен развивать тягу. Поэтому летательные аппараты с прямоточным двигателем должны иметь еще какой-нибудь двигатель, который предварительно разгонял бы их до очень большой скорости.
Вот почему появился своеобразный «гибрид» двигателей обоих типов. На нашем дереве он украшает веточку, соединяющую обе уже известные нам ветви — турбореактивных и бес-
компрессорных двигателей. Такие «гибриды» бывают разных типов. Они играют большую роль в реактивной технике. Наш гибрид называется турбопрямоточным. Само название показывает, от каких двигателей он произошел. Это, по существу, два двигателя, поставленные друг за другом: впереди — турбореактивный, за ним — прямоточный. Здесь прямоточный двигатель называют форсажной камерой турбореактивного, так как он используется, лишь когда нужно кратковременно увеличить тягу двигателя — «форсировать» его, например при взлете.
Форсажная камера стала обязательной частью почти всех современных мощных турбореактивных двигателей. Именно с ее помощью достигаются рекордные для современной реактивной авиации скорости полета. Но конструкторов уже не устраивает такое простое сочетание этих двигателей. Они мечтают о более полном использовании преимуществ обоих типов. Хорошо бы, например, на большой скорости полета, когда прямоточный двигатель становится более выгодным, совсем отключать турбореактивный. Пока еще таких конструкций нет, но, безусловно, они появятся.
Обратимся теперь ко второй главной ветви — к ракетным двигателям. Она также делится на две большие ветви и несколько отростков. Одна из этих ветвей — пороховые ракетные двигатели, или двигатели твердого топлива, другая — жидкостные ракетные двигатели. Различие между ними сводится лишь к состоянию топлива, на котором они работают.
Пороховые — самые старые из всех реактивных двигателей. Но их значение теперь снова возрастает. Устройство их очень простое. В камере сгорания помещают заряд твердого топлива. При запуске двигателя оно воспламеняется и сгорает, раскаленные газы вытекают через сопло в атмосферу и создают реактивную тягу. Простота и постоянная готовность к действию — вот положительные качества этих двигателей.
Но есть у них и серьезные недостатки. Главный из них — это то, что остановить уже начавший работать двигатель и вновь запустить его потом невозможно или по крайней мере очень трудно. Понятно, что это ограничивает применение пороховых двигателей в авиации, зато для ракет их используют широко.
Этого недостатка совершенно нет у жидкостного ракетного двигателя. Жидкое топливо позволяет легко управлять двигателем — останавливать его, снова включать, менять тягу,— достаточно изменить количество подаваемого в камеру сгорания топлива.
Жидкостные ракетные двигатели делятся на две ветви по способу подачи топлива в камеру сгорания двигателя. При газобалонной системе в топливные баки подается под давлением газ, который и выдавливает топливо в камеру сгорания. При турбонасосной системе топливо подается насосами, которые действуют при помощи специальной турбины.
Есть и так называемые гидрореактивные двигатели, специально предназначенные для работы под водой, например в водометном катере.
Конструкторы постепенно совершенствуют реактивные двигатели, создают новые их типы. Особенно интересны предположения ученых, относящиеся к двум типам двигателей, пока еще не существующим, но вполне возможно, что будущее принадлежит именно им.
Один из них — ионный. Его принципиальное отличие от всех упоминавшихся выше двигателей заключается в том, что газы из него вытекают наружу не в результате повышенного давления, а под действием электрических сил. Это — электрический ракетный двигатель.
Еще более непохож на обычные так называемый фотонный двигатель. Во всех уже известных нам двигателях наружу вытекают частицы вещества — молекулы газов или ионы. В фотонном двигателе, как показывает само название, реактивную тягу создают фотоны, т. е. кванты света. Таким образом, фотонный двигатель — это, по существу, чудовищной силы прожектор, который будет передвигаться силой отдачи отбрасываемого им сверхмощного пучка света. Космический корабль с фотонным двигателем мог бы донести человека до дальних звезд — ведь теоретически он может развить скорость, близкую к скорости света. Идея фотонного двигателя очень проста, но технологическое ее воплощение связано с громадными трудностями.
Прогресс, достигнутый с возникновением реактивной техники в авиации, огромен. Со старыми, поршневыми двигателями было невозможно преодолеть «звуковой барьер» или хотя бы приблизиться к скорости звука (примерно 1225 км/час). А самолеты с турбореактивными двигателями летают быстрее звука — скорости наиболее совершенных из них значительно больше скорости звука; высота полета достигает десятков километров, а дальность — десятков тысяч километров. Газотурбинные двигатели все шире применяются и на вертолетах.
Большое значение в авиации приобретают ракетные двигатели.
Но особенно велико значение ракетных двигателей для различных беспилотных управляемых летательных аппаратов. В частности, в настоящее время широко распространены ракеты для исследования атмосферы на больших высотах и для других научных работ. Применяются ракеты и в военной технике.
Самые большие и совершенные ракеты — так называемые межконтинентальные баллистические. Это — вершина развития современной ракетной техники, и она достигнута в нашей стране. Как показывает само название, такие ракеты способны перелетать с континента на континент, на расстояние в 8-10 тыс. км и даже более.
Двигатель ракеты работает лишь считанные минуты, при взлете, но разгоняет ее до огромной скорости — в б-7 км/сек. За это время он успевает израсходовать весь запас топлива, который составляет большую часть общего веса ракеты. После остановки двигателя ракета летит по так называемой баллистической кривой, т. е. как артиллерийский снаряд. Поэтому ее и называют баллистической. Она забирается на высоту в тысячу километров и выше, а затем обрушивается на цель. Сверхточные, тонкие, умные приборы управления полетом обеспечивают попадание практически в любую цель на земном шаре. Весь полет ракеты длится примерно 20-30 мин.
infopedia.su
Ракета-носитель Союз (Байконур): myauu
Памятник «Ракета-носитель Союз» находится на улице Королёва в городе Байконур Кызыл-ординской области республики Казахстан.Доступ свободный (если так можно сказать о памятнике в закрытом городе), высокий человек может даже потрогать.
Залезть сложно.
Охраны нет.
Состояние памятника — хорошее, недавно отреставрирован.
Дата съёмки — 12 июля 2015 года.
01.
Все фото кликабельны до 3648х2736.
02. На постаменте с 1981 года находится ракета «Союз-У».
«МОНУМЕНТ УСТАНОВЛЕН В ЧЕСТЬ 20-ЛЕТИЯ КОСМИЧЕСКОЙ ЭРЫ»
«Союз-У» — трёхступенчатая ракета-носитель (РН) среднего класса из семейства Р-7.
Предназначена для выведения на околоземную орбиту космических аппаратов народно-хозяйственного, научно-исследовательского («Ресурс-Ф», «Фотон») и специального назначения (спутники серии «Космос»), а также пилотируемых и грузовых космических кораблей серий «Союз» и «Прогресс».
Являлсь модификацией ракеты-носителя «Союз».
Отличие РН «Союз-У» от предшественников заключалось в применении двигателей первой и второй ступеней с повышенными энергетическими характеристиками, что позволяло выводить на орбиту больше полезного груза.
РН предназначалась для замены всех остальных ракет семейства Р-7, за исключением РН «Молния», поэтому получила название Союз-Унифицированный.
Эксплуатировалась с 1973 года и является самой массовой в истории (всего произведён 771 пуск).
Первый пуск состоялся 18 мая 1973 года.
По данным производителя — находится в эксплуатации и в 2016 году.
Подтверждённый показатель эксплуатационной надежности ракеты-носителя «Союз-У» составляет 0,985.
Компоновочная схема ракеты:
03. Всего у ракеты три ступени.
То есть, три различные полётные конфигурации, используемые одна за другой.
04. Со старта ракета уходит в том же виде, что и стоит на памятнике (конечно не лежащей, а поднятой в вертикальное положение) .
Её поднимают двадцать маршевых ракетных двигателей (большие красные круглые сопла)
05. Каждая из четырёх внешних групп двигателей имеет собственные баки топлива (керосин) и окислителя (кислород), находящиеся в длинных конусах Боковых блоках (жёлтый низ, белая середина, красный верх).
Комплект из четырёх таких конусов образует «пакет» первой ступени.
Эти блоки называются Ускорители «Б», «В», «Г» и «Д».
Сухая масса конструкции бокового блока составляла не более 3,75 т. В боковые блоки перед стартом заправляли 155—160 тонн топлива и окислителя.
Первая ступень нужна, чтобы оторвать ракету от земли и поднять в верхние слои атмосферы, прорвавшись через плотный приземный слой воздуха.
06. Когда ракета поднималась достаточно высоко (примерно через 118 секунд после старта) боковые блоки отделялись.
Наступало время второй ступени.
Вторая ступень включала массу конструкций центрального блока «А» с полезной нагрузкой и топливом, остающимся в баках блока после окончания работы первой ступени.
Сухая масса конструкции бокового блока «А» составляла не более чем 6 т.
В центральный блок перед стартом заправляли в общей сложности не более чем 90—95 тонн топлива.
Отделение второй ступени происходило примерно на 278 секунде после старта.
Вторая ступень нужна, чтобы доставить ракету к верхней границе атмосферы и разогнать её почти до первой космической скорости.
07. Вторая ступень это центральная труба от низа ракеты до решетчатой конструкции.
На снимке хорошо видно, что боковые блоки и центральный соединены только в двух точках — верхней (красные конусы) и нижней.
08. Решётчатая конструкция — Переходная ферма, отстреливалась вместе с отработавшей второй ступенью.
09. После отделения второй ступени, включался двигатель третьей (Блок «И»).
Он разгонял ракету до первой космической скорости (7,9 км/с) и направлял на нужную орбиту.
Максимальное время работы двигателя третьей ступени — 250 секунд.
Получается, что вывод ракеты в космос занимает не более 528 секунд (8 минут и 48 секунд).
10. Третья ступень занимает место от переходной фермы до начала расширения головного обтекателя (и серого кольца, обхватывающего и удерживающего памятник).
Головным обтекателем, чуть более толстым, чем третья ступень, укрыт космический корабль.
Головной обтекатель сбрасывается в верхних слоях атмосферы
11. На самом верху ракеты находитcя тонкая штанга двигателей системы аварийного спасения (САС).
Эта система нужна для спасения экипажа в случае аварии на старте или в начале полёта.
12. При срабатывании САС, космический корабль отделяется от РН и улетает в сторону и вверх.
После чего происходит его посадка на парашюте.
Большие квадратные решётки отклоняются вниз на шарнире и выполняют роль стабилизаторов (как перья на стрелах).
13. Двигатели и управление.
У первой и второй ступеней они находятся вместе, в самой нижней точке ракеты.
14. 20 маршевых двигателей, 12 рулевых и четыре аэродинамических руля.
Четыре одинаковых блока по бокам — первая ступень.
Центральный блок — вторая ступень.
На старте они работают все вместе.
Затем боковые блоки отделяются, оставляя работать только центральный.
15. Четыре больших двигателя — маршевые РД-117 на боковых блоках и РД-118 на центральном — они разгоняют ракету.
Два маленьких — рулевые — управляют её движением по наклону и вращению.
16. Чтобы понять сложность задачи наведения и управления ракетой можно поставить простой опыт.
Возьмите обычный простой карандаш.
Сядьте на пол.
Поставьте карандаш тупым концом на ладонь (не держать пальцами, а именно торцом на раскрытую ладонь).
Встаньте не уронив карандаша и не сжимая ладонь, только на балансировке.
Этот пример очень близок по физической сути к полёту ракеты.
И ракетные двигатели и ваша ладонь толкают длинный цилиндрический предмет вверх.
Центр тяжести предмета гораздо выше той точки, которую вы можете толкать вверх.
Предмет постоянно пытается наклониться и вам приходится непрерывно двигать ладонью, чтобы он хоть как-то сохранял «стоячее» положение.
Вместо движений ладони у ракеты есть качающиеся рулевые двигатели, соединённые с системой управления (СУ), которая отклоняет их в нужный момент.
СУ — аналоговая. Никаких компьютеров, чистая электроника сопротивлений, ёмкостей, индуктивностей и реле.
Цифровые компьютерные системы появились на следующей модификации РН — «Союз-2», успешно летающей с 2004 года.
На снимке хорошо видно красное сопло даигателя, а так же форсунку подачи топлива и окислителя в его центре.
Приводы отклоняющие двигатель видны в левом верхнем углу снимка и на предыдущем кадре.
17. В самом начале полёта, когда воздух ещё достаточно плотный, используются аэродинамические рули — отклоняемые СУ «крылышки».
18. Когда первая ступень отрабатывает до конца происходит отделение боковых блоков.
Штанги с пироболтами, соединяющие боковые блоки.
Пироболты взрывались по команде СУ и блоки отваливались от ракеты.
19. На старте ракета «подвешивалась», а не «ставилась».
За верхнюю часть боковых блоков.
При взлёте боковые опоры стартового стола выходили из разъёма и ракета «освобождалась из оков».
Схема похожа на вертикально установленную зубцами вверх вилку с нанизанной сарделькой.
Если потянуть сардельку вверх, то она соскользнёт почти без усилий.
Система хороша тем, что не требует никакой автоматики и управления.
Ракета пошла вверх и сразу освободилась.
Сама.
20. Скамейка, зелень, ракета и плюс сорок пять.
Ссылки:
Wikimapia
Фото на Yandex
KMZ-файл
Координаты:
45°37’41.95″С
63°19’15.46″В
myauu.livejournal.com
Устройство и принцип действия ракеты
Каково устройство многоступенчатой ракеты разберем на классическом примере ракеты для полета в космос, описанном в трудах Циолковского, родоначальника ракетостроения. Именно им первым была опубликована принципиальная идея изготовления ракеты многоступенчатой.
Устройство и принцип действия ракеты
Принцип действия ракеты.
Для того чтобы преодолеть земное притяжение, ракете необходим большой запас топлива, при этом, чем больше топлива мы берем, тем больше получается масса ракеты. Поэтому для уменьшения массы ракеты их строят на принципе многоступенчатости. Каждую ступень можно рассматривать как отдельную ракету с собственным ракетным двигателем и запасом топлива для полета.
Устройство ступеней космической ракеты.
Первая ступень космической ракеты самая большая, в ракете для полета космос двигателей 1ой ступени может быть до 6 и более чем тяжелей груз необходимо вывести в космос, тем больше двигателей в первой ступени ракеты.
В классическом варианте их три, расположены симметрично по краям равнобедренного треугольника как бы опоясывающего ракету по периметру. Эта ступень самая большая и мощная, именно она отрывает ракету от Земли. Когда топливо в первой ступени ракеты израсходовано вся ступень отбрасывается.
После этого движением ракеты управляют двигатели второй ступени. Их иногда называют разгонными, поскольку именно с помощью двигателей второй ступени ракета достигает первой космической скорости, достаточной для выхода на околоземную орбиту.
Так может повторяться несколько раз, при этом каждая ступень ракеты весит меньше предыдущей, поскольку с набором высоты сила притяжения Земли уменьшается.
Сколько раз повторяется этот процесс столько и ступеней содержит космическая ракета. Последняя ступень ракеты предназначена для маневрирования (маршевые двигатели для коррекции полета имеются в каждой ступени ракеты) и доставки полезного груза и космонавтов к месту назначения.
Мы рассмотрели устройство и принцип действия ракеты, точно также устроены и принципиально не отличаются от космических ракет баллистические многоступенчатые ракеты, страшное оружие несущее ядерное оружие. Они способны полностью уничтожить как жизнь на всей планете, так и саму планету Земля.
Многоступенчатые баллистические ракеты выходят на околоземную орбиту и уже оттуда поражают наземные цели разделившимися боеголовками с ядерными зарядами. При этом чтобы долететь до самой удаленной точки им достаточно 20-25 минут.
Что еще почитать по теме:
pravda-chto.ru
От ракеты до космического корабля (продолжение)
Пожалуй, надо сказать несколько слов еще об одной веточке, отходящей от газотурбинной ветви, — о турбовинтовых двигателях. Эти двигатели по существу не реактивные, хотя очень похожи на турбореактивные. Основная тяга создается здесь иначе — с помощью воздушного винта, как в обычных поршневых самолетах. А струя вытекающих из двигателя газов тоже дает тягу, но она значительно меньше тяги винта.
Турбовинтовые двигатели очень выгодны при скоростях полета, с какими сейчас летают пассажирские самолеты. При этих скоростях они расходуют меньше топлива, чем турбореактивные двигатели. Вот почему они широко применяются в гражданской авиации на самолетах ТУ-114, ИЛ-18, АН-10.
Вернемся теперь к бескомпрессорным воздушно-реактивным двигателям. Как показывает само их название, у них нет компрессора. И тем не менее они способны развивать тягу. Как же осуществляется в них сжатие воздуха?
Оказывается, это возможно, и даже не одним способом. Вот, например, так называемый пульсирующий двигатель. В нем нет ни компрессора, ни турбины, только одна решетка клапанов перегораживает внутренний канал — тракт. Воздух здесь сжимается потому, что течет через двигатель с перерывами.
Осевой компрессор турбореактивного двигателя.
Пусть произошла вспышка очередной порции топлива. Давление в камере сгорания повысилось, и клапаны в решетке закрылись — они открываются внутрь. Под действием повышенного давления газы с большой скоростью вытекают через сопло наружу. Теперь давление в двигателе понизилось, поэтому клапаны открываются и через них поступает свежий воздух. Затем в камеру сгорания снова подается топливо, снова вспышка, и все идет сначала.
Правда, такой двигатель не очень выгоден: он расходует слишком много топлива. Это и не удивительно: сжатие воздуха в нем все же небольшое. Поэтому пульсирующие двигатели применяются там, где особенно важны простота и малый вес конструкции, а не экономичность.
Иное дело прямоточные двигатели! У них тоже нет компрессора, нет даже решетки клапанов, как у пульсирующих. Это, по существу, пустая внутри труба. Работает она не периодически, а непрерывно, как и газотурбинные двигатели. И все же в ней происходит сжатие воздуха.
Здесь мы встречаемся с явлением, играющим огромную роль во всей современной реактивной технике. Оказывается, когда скорость полета начинает значительно превышать скорость звука, входящий в двигатель воздух в результате торможения сжимается до весьма большого давления. Этот, как его называют, скоростной напор сказывается и при меньших скоростях полета. Он помогает, в частности, компрессору турбореактивного двигателя сжимать воздух. Однако лишь при очень больших скоростях полета давление воздуха в двигателе получается настолько большое, что он начинает хорошо работать без всякого компрессора. Вот поэтому прямоточный двигатель может развивать при огромной сверхзвуковой скорости полета большую тягу и расходовать при этом меньше топлива, чем любой другой реактивный двигатель.
А при малых скоростях и на стоянке он не способен развивать тягу. Поэтому летательные аппараты с прямоточным двигателем должны иметь еще какой-нибудь двигатель, который предварительно разгонял бы их до очень большой скорости.
Вот почему появился своеобразный «гибрид» двигателей обоих типов. На нашем дереве он украшает веточку, соединяющую обе уже известные нам ветви — турбореактивных и бескомпрессорных двигателей. Такие «гибриды» бывают разных типов. Они играют большую роль в реактивной технике. Наш гибрид называется турбопрямоточным. Само название показывает, от каких двигателей он произошел. Это, по существу, два двигателя, поставленные друг за другом: впереди — турбореактивный, за ним — прямоточный. Здесь прямоточный двигатель называют форсажной камерой турбореактивного, так как он используется, лишь когда нужно кратковременно увеличить тягу двигателя — «форсировать» его, например при взлете.
Форсажная камера стала обязательной частью почти всех современных мощных турбореактивных двигателей. Именно с ее помощью достигаются рекордные для современной реактивной авиации скорости полета. Но конструкторов уже не устраивает такое простое сочетание этих двигателей. Они мечтают о более полном использовании преимуществ обоих типов. Хорошо бы, например, на большой скорости полета, когда прямоточный двигатель становится более выгодным, совсем отключать турбореактивный. Пока еще таких конструкций нет, но, безусловно, они появятся.
Обратимся теперь ко второй главной ветви — к ракетным двигателям. Она также делится на две большие ветви и несколько отростков. Одна из этих ветвей — пороховые ракетные двигатели, или двигатели твердого топлива, другая — жидкостные ракетные двигатели. Различие между ними сводится лишь к состоянию топлива, на котором они работают.
Пороховые — самые старые из всех реактивных двигателей. Но их значение теперь снова возрастает. Устройство их очень простое. В камере сгорания помещают заряд твердого топлива. При запуске двигателя оно воспламеняется и сгорает, раскаленные газы вытекают через сопло в атмосферу и создают реактивную тягу. Простота и постоянная готовность к действию — вот положительные качества этих двигателей.
Но есть у них и серьезные недостатки. Главный из них — это то, что остановить уже начавший работать двигатель и вновь запустить его потом невозможно или по крайней мере очень трудно. Понятно, что это ограничивает применение пороховых двигателей в авиации, зато для ракет их используют широко.
Этого недостатка совершенно нет у жидкостного ракетного двигателя. Жидкое топливо позволяет легко управлять двигателем — останавливать его, снова включать, менять тягу,— достаточно изменить количество подаваемого в камеру сгорания топлива.
Жидкостные ракетные двигатели делятся на две ветви по способу подачи топлива в камеру сгорания двигателя. При газобалонной системе в топливные баки подается под давлением газ, который и выдавливает топливо в камеру сгорания. При турбонасосной системе топливо подается насосами, которые действуют при помощи специальной турбины.
Есть и так называемые гидрореактивные двигатели, специально предназначенные для работы под водой, например в водометном катере.
Конструкторы постепенно совершенствуют реактивные двигатели, создают новые их типы. Особенно интересны предположения ученых, относящиеся к двум типам двигателей, пока еще не существующим, но вполне возможно, что будущее принадлежит именно им.
Один из них — ионный. Его принципиальное отличие от всех упоминавшихся выше двигателей заключается в том, что газы из него вытекают наружу не в результате повышенного давления, а под действием электрических сил. Это — электрический ракетный двигатель.
Еще более непохож на обычные так называемый фотонный двигатель. Во всех уже известных нам двигателях наружу вытекают частицы вещества — молекулы газов или ионы. В фотонном двигателе, как показывает само название, реактивную тягу создают фотоны, т. е. кванты света. Таким образом, фотонный двигатель — это, по существу, чудовищной силы прожектор, который будет передвигаться силой отдачи отбрасываемого им сверхмощного пучка света. Космический корабль с фотонным двигателем мог бы донести человека до дальних звезд — ведь теоретически он может развить скорость, близкую к скорости света. Идея фотонного двигателя очень проста, но технологическое ее воплощение связано с громадными трудностями.
Прогресс, достигнутый с возникновением реактивной техники в авиации, огромен. Со старыми, поршневыми двигателями было невозможно преодолеть «звуковой барьер» или хотя бы приблизиться к скорости звука (примерно 1225 км/час). А самолеты с турбореактивными двигателями летают быстрее звука — скорости наиболее совершенных из них значительно больше скорости звука; высота полета достигает десятков километров, а дальность — десятков тысяч километров. Газотурбинные двигатели все шире применяются и на вертолетах.
Большое значение в авиации приобретают ракетные двигатели.
Но особенно велико значение ракетных двигателей для различных беспилотных управляемых летательных аппаратов. В частности, в настоящее время широко распространены ракеты для исследования атмосферы на больших высотах и для других научных работ. Применяются ракеты и в военной технике.
Самые большие и совершенные ракеты — так называемые межконтинентальные баллистические. Это — вершина развития современной ракетной техники, и она достигнута в нашей стране. Как показывает само название, такие ракеты способны перелетать с континента на континент, на расстояние в 8-10 тыс. км и даже более.
Двигатель ракеты работает лишь считанные минуты, при взлете, но разгоняет ее до огромной скорости — в б-7 км/сек. За это время он успевает израсходовать весь запас топлива, который составляет большую часть общего веса ракеты. После остановки двигателя ракета летит по так называемой баллистической кривой, т. е. как артиллерийский снаряд. Поэтому ее и называют баллистической. Она забирается на высоту в тысячу километров и выше, а затем обрушивается на цель. Сверхточные, тонкие, умные приборы управления полетом обеспечивают попадание практически в любую цель на земном шаре. Весь полет ракеты длится примерно 20-30 мин.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
От ракеты до космического корабля От ракеты до космического корабля (окончание).
de-ussr.ru