|
|
|
|
| |
ТРАНСПОРТ «ЗЕМЛЯ — КОСМОС»
Для того чтобы стать искусственным спутником Земли, любое
материальное тело должно разогнаться до скорости около 8 км/с. Ещё чуть-чуть — 11 км/с,
и оно улетит от нашей планеты совсем. Разогнаться до такой скорости — почти 29000 км/ч
— можно только при помощи ракетного двигателя. |
ОГНЕННОЕ CEPДЦE
В принципе ракетный двигатель — устройство для разгона
и отбрасывания рабочего тела, в результате чего создаётся реактивная тяга. Это
может быть газ, жидкость и т. д. На практике применяют два способа разгона: с
помощью электромагнитного поля или химической реакции в ёмкости с повышенным давлением
— камере сгорания.
Камера сгорания получила такое название потому, что чаще всего давление в ней
поднимают до требуемых величин путём сжигания химического топлива. Как правило, топливо
состоит из двух компонентов — горючего и окислителя. Если их смесь твёрдая, двигатель
называется твердотопливным (РДТТ); если жидкая (или когда система её подачи устроена так,
будто она жидкая) — жидкостным (ЖРД). Возможен вариант, когда один компонент жидкий,
другой — твёрдый; тогда двигатель именуется гибридным.
Рассмотрим на примере ЖРД, как устроен ракетный двигатель. Форсунки, через которые
подаются топливные компоненты, расположены в передней части камеры сгорания, а задняя —
представляет собой сужающуюся часть сопла.
Сопло состоит из двух участков. Первый из них — сужающийся. В нём реактивная струя
движется с дозвуковой скоростью, разгоняясь по мере уменьшения площади сечения сопла. В
самой узкой его части — критическом сечении — скорость газов достигает скорости звука, и
характер их течения радикально меняется. Теперь уже скорость струи повышается с увеличением
сечения, поэтому во втором участке сопло имеет колоколообразную форму.
|
|
Ракетный двигатель РД-180 для ракеты-носителя «Атлас» фирмы «Локхи-Мартин».
1998 г. США.
Привод - устройство для приведения в действие машин; состоит из двигателя,
силовой передачи и системы управления.
|
Эффективность двигателя тем выше, чем больше температура в камере сгорания. Но
возможности материалов далеко не безграничны, и поэтому во всех современных агрегатах
применяется охлаждение: холодные компоненты топлива, прежде чем поступить в камеру,
проходят через её двойные стенки.
Ещё один обязательный элемент
ЖРД — турбонасосный агрегат. Приводом для него служат газовые турбины,
работающие либо на продуктах сгорания основных топливных компонентов,
либо на специальном топливе (например, перекиси водорода).
Рабочим телом ракетных двигателей служат газообразные продукты сгорания. Они обычно
весьма ядовиты, кроме того, имеют большую молекулярную массу, а следовательно, меньшую,
чем хотелось бы, скорость истечения (она определяет энергетическое совершенство двигателя).
Поэтому уже давно были предложены и испытаны на стендах ядерные ракетные двигатели (ЯРД),
в которых рабочее тело, например водород, нагревается в атомном реакторе.
А в космосе успешно работают электроракетные плазменные двигатели. Они с огромной скоростью
выбрасывают поток ионизованных атомов ксенона, ускоренных электрическим полем. Источником
питания плазменных двигателей служат солнечные батареи. Но мощность этих двигателей мала,
и взлететь с Земли на них невозможно. Их используют только для стабилизации искусственных
спутников и космических станций на орбите и для перехода с одной орбиты на другую. Очень
удобны они и для межпланетных перелётов. Для полёта на Марс, например, понадобится
всего-навсего несколько сот килограммов ксенона вместо десятков тонн жидкого топлива.
|
Установка ракеты «Союз-У» перед запуском. Космодром Байконур. Фотография. 1998 г.
|
|
 Старт ракеты-носителя
«Союз-У».
|
|
«СОЮЗ-У»
«Союз-У» — представитель самого массового в мире семейства
баллистических ракет и ракет-носителей (выпушено около 1 тыс. экземпляров). Стартовая
масса — 310 т; длина — 50,67 м; размах стабилизаторов — 10,3 м; продолжительность разгона
— 520— 540 с; грузоподъёмность — до 7 т на низкую круговую орбиту; топливо — керосин и
жидкий кислород (для привода турбонасосных агрегатов применяется перекись водорода).
Первоначальный вариант ракеты создан в 1954— 1957 гг. под руководством С. П. Королёва.
Она имеет уникальную компоновку: четыре конических блока первой ступени окружают вторую,
двигатели обеих ступеней запускаются одновременно на Земле. Вторая ступень работает
вдвое дольше, чем первая, и отделяется после запуска двигателя третьей ступени, которая
размешается сверху. В таком виде носитель получил название «Спутник» и после запуска трёх
первых искусственных спутников Земли применялся для вывода на орбиту космического аппарата «Полёт».
С кабиной космонавта в третьей ступени (блок «Е») машина получила название «Восток» —
именно она вывела в космос первый корабль с человеком на борту. С более мошной третьей
ступенью (блок «И») ракета превратилась в «Союз». Четырёхступенчатая модификация «Молния»
отправила первые станции к Венере и Марсу; сейчас она применяется для запуска спутников
связи на высокоапогейные орбиты. |
|
«ПРОТОН»
«Протон» (УР-500К) — носитель тяжёлого класса. Создан в начале
60-х гг. в филиале ОКБ-52 на заводе имени М. В. Хруничева. Алина с ракетным блоком «AM»,
но без головного обтекателя — 42,3 м; диаметр корпуса — 4,1 м; габаритный диаметр — 7,4 м.
При стартовой массе более 600 т выводит на низкую околоземную орбиту груз массой до 21 т,
на геостационарную орбиту с Байконура — более 1,8 т, на траекторию к Луне — около 5 т.
Характерная конструктивная особенность: на первой ступени параллельно размешены центральный
бак с окислителем и 6 боковых баков с горючим. Под баками с горючим установлены ЖРА суммарной
тягой около 900 т. Вторая ступень имеет 4 двигателя, один из которых обеспечивает ешё и наддув
баков.
Двухступенчатый вариант «Протона» дважды доставлял на околоземную орбиту сверхтяжёлые
спутники с таким же названием для исследования космических лучей. Трёхступенчатый вариант
применяется для вывода модулей орбитальных станций и различных аппаратов, созданных на их базе.
Однако сначала появилась четырёхступенчатая версия, причём в качестве четвёртой ступени
использован ракетный блок «А» (позднее — «ДМ»), созданный в
ОКБ-1. Этот носитель запускал
межпланетные станции и спутники на высокие орбиты.
|
|
Ракета-носитель «Протон» с модулем «Заря» на стартовой площадке. Фотография. 1998 г.
|
|
[ Военная авиация |
Первая война в воздухе |
Революционные перемены | Военная реактивная эпоха
| Современный боевой самолет |
Авиация XXI в. ]
[ Два тысячелетия назад |
Уилбер и Орвилл Райт | Первый успех |
Многомоторные самолеты и русские авиаконструкторы
| Между двумя войнами ]
[ История авиации |
После войны | Как устроен самолет
| Эпоха реактивного движения |
Авиация в СССР | Оранжевый «ЧЁРНЫЙ ЯЩИК»
]
[ Техника воздушно-десантных войск |
Вертолеты |
Вертолеты для десанта | Боевые вертолеты |
Экранопланы и экранолёты ]
[ Дирижабли |
Кто будет строить дирижабли? | Посмотрите
на мир из окна дирижабля | Российские дирижабли |
Дирижабли возвращаются ]
[Воздушные шары |
Аэростаты | Транспорт «ЗЕМЛЯ-ВОЗДУХ»
Огненное сердце | Ракета-носитель ]
|