Вчера президентът посети Самара, където посети един от водещите руски предприятия- АД Ракетно-космически център (РКЦ) Прогрес - и проведе среща за социално-икономическото развитие на региона.
Владимир Путин започна да инспектира фабричните продукти направо от хеликоптерната площадка на територията на завода. Тук на президента бяха показани образци на авиационна и водна техника. Държавният глава дори седна на кормилото на двумоторния турбовитлов самолет „Рисачок“, който се произвежда в предприятието.
Историята на предприятието започва със самолети. От 1917 г. това е Държавен авиационен завод № 1 и се намира в Москва. А работилницата за ремонт на велосипеди се ражда през 1894 г. и всичко започва от нея. Заводът е евакуиран в Самара (тогава Куйбишев) през 1941 г. Оттук на фронта бяха изпратени щурмови самолети Ил-2 и Ил-10, изтребители МиГ-3. И през 1959 г. първата серийна междуконтинентална балистична ракета излетя от полигона Байконур, от 12 април 1961 г. всички изстрелвания на местни космически екипажи бяха извършени на носители Самара.
Съвременната история на предприятието също е успешна. На Владимир Путин бяха показани и разказани за международните и перспективни проекти на завода. Например международният проект "Союз", който се изпълнява в Гвианския космически център, включва около 50 изстрелвания на ракети-носители за 15 години, което осигурява на "Прогрес" дългосрочна поръчка за производство на ракети клас "Союз-ST".
Компанията работи по перспективни космически проекти за създаване на нови ракети от среден клас от типа Союз-5, ракети-носители от тежки и свръхтежки класове за полети до Луната и Марс, производство на малки космически кораби и други високотехнологични проекти.
В цеха за сглобяване и изпитване на ракети-носители за изстрелване на пилотирани и транспортни космически кораби на президента бяха показани както серийни, така и прототипи на ракети-носители, основният продукт на предприятието.
Според генералния директор на завода Александър Кирилин, за 50 години в Самарския РКС са създадени девет модификации на ракети-носители от среден клас – „Восток“, „Молния“, „Союз“. И през годините са изстреляни повече от 1800 от тях, както и 980 космически кораба, които също се правят в Progress. Освен това те решават много проблеми, включително национална сигурност, научни и икономически цели.
Вечерта в административната сграда на завода Владимир Путин проведе съвещание за социално-икономическото развитие на Самарска област. В него участваха министри от правителството, вицепремиерът Дмитрий Рогозин и лидери големи предприятияобласти в рафинирането на нефт, автомобилостроенето, космическата индустрия и жилищното строителство.
| 1.1. | Етапи на развитие на ракетната и ракетната техника…………………………………….. | |
| 1.2. | Теорията за телата с променлива маса е в основата на космонавтиката. Развитие на космонавтиката и практическата ракетна техника……………………………... | |
| 1.3. | Формиране на пазара на космически услуги и развитие на RKT на настоящия етап……………………………………………………………………………………. | |
| 1.3.1. | Основните задачи, решавани от ракетно-космическата техника……………….. | |
| 1.3.2. | Работи, извършени в ракетно-космическия комплекс по време на подготовката на ракети-носители за изстрелване и на етапа на изстрелване…………………………………………… | |
| 1.3.3. | Съставът на ракетно-космическия комплекс и полигонът за изпитания и редовни изстрелвания на ракети носители…………………………………………………….. | |
| Перспективи за развитие на ракети носители……………………………………….. | ||
| Литература……………………………………………………………..…………. |
Глава 1
Въведение в ракетно-космическата техника
Етапи на развитие на ракетите и ракетната техника
Историята на развитието на ракетите датира от древни времена. Появата на ракетите е неразривно свързана с изобретяването на барута, чиито продукти на горене създават реактивна сила, способна да информира ракетата относително висока скорост. Литературата сочи, че рецептата за производство на барут е била известна в Китай, Индия, арабските страни, но все още не е известно къде се е появил барутът за първи път. Смята се, че ракети („огнени стрели“) са били използвани в Китай още през 10-12 век.
Използването на ракети като оръжие винаги е било обусловено от сравнително високите енергийни възможности на ракетите, което прави ракетите ефективни при бойна употреба. Въпреки това, постоянното съперничество на други видове хвърляне на снаряди, като правило, доведе на много етапи от създаването на ракети до изоставяне на използването на последните. Основната причина за неуспеха беше ниската точност на поразяване на целта с ракети в сравнение с конкурентните системи. Това се дължи на факта, че при неракетните системи съобщението за необходимата скорост на снаряда, куршума и т.н. се извършва в кратък участък от движението на снаряда по водача, който може да бъде насочен доста точно към цел.
В резултат на това е възможно повече или по-малко точно да се ориентира векторът на скоростта на снаряда, чиято стойност се формира, когато снарядът се движи в цевта, и сравнително малко се влияе от външните условия на полета на снаряда. Въпреки това, същите тези условия изискват на снаряда да бъдат дадени големи ускорения и, следователно, големи натоварвания, причинени от реакции, действащи върху задвижващото устройство. Това налага производството на неракетна снарядна система, която е много по-тежка от масата на снаряда (стотици пъти).
В ракетната система скоростта на снаряда се съобщава главно извън пусковата установка, на относително дълъг участък от траекторията на полета. Това води до факта, че ускорението на снаряда е малко, следователно натоварванията върху системата за хвърляне също са малки. Теглото на ракетната установка става сравнимо с теглото на ракетата и може да се различава само няколко пъти.
"Огнените стрели" са били широко използвани в Индия. Европейците (британците) за първи път се сблъскаха с "огнени стрели" по време на колонизацията на Индия. Един военен инженер, полковник Уилям Конгрив, се зае с изучаването им. Той занесе ракетите в Англия, подобри ги и постигна приемането на ракети от британската армия. Ракетите бяха широко и успешно използвани в бойните действия на британската армия. Така през 1807 г., по време на войната с Наполеон, английският флот по време на обсадата на Копенхаген почти напълно унищожи града с помощта на ракети. брой 2 стр. 152 фиг. 7; страница 159 фиг. 11. Появата на ракети в арсенала на Англия ги принуди да бъдат взети в други страни.
В Русия ракетите са описани в "Хартата" на Анисим Михайлов, написана от него през 1607-1621 г. При Петър I ракетите са широко използвани в руската армия. В началото на 80-те години на 17 век в Москва е създаден Ракетният институт, който след това е преместен в Санкт Петербург. В началото на 18 век в него е създадена сигнална ракета, която е на служба в руската армия повече от век и половина. проблем 2, страница 159 фигура 11.
Един от първите създатели на военни ракети за руската армия е генерал Александър Дмитриевич Засядко (1779 - 1837 г.) Той създава успешни рикошетни и запалителни ракети, които се използват в ракетните роти и батареи на руската армия.
През 40-те години на миналия век руският учен генерал Константинов К. И. разработи научната основа за изчисляване и проектиране на прахови ракети. брой 2 стр. 160 фиг. 12. По неговите методи са създадени ракети с обсег на стрелба до 4-5 км, които стават ефективно оръжие на руската армия.
Въпреки това, развитието на нарезната артилерия през втората половина на 19 век, което направи възможно получаването на по-голям обсег на стрелба и по-висока точност и по-малко разсейване на удара, замени ракетите. Както вече беше отбелязано, въздействието на външни натоварвания (аеродинамични, причинени от неточност в производството на снаряда, хвърляща инсталация и т.н.) върху снаряда по време на полет в ускорителната част под действието на реактивна сила води до големи ъглови отклонения на вектор на скоростта на снаряда от необходимата стойност, а оттам и до отклонения на параметрите движението на снаряда по траекторията. Тези отклонения значително надвишават подобни отклонения на артилерийските оръдия, разработени през втората половина на 19 век, точността на изстрелване на ракети е много по-ниска от точността на снарядите при стрелба от тези оръдия. Това беше причината за отказа да се използват ракети като снаряди за поразяване на цели.
В хода на развитието на методите за въоръжена борба в периода на бързо развитие на науката и технологиите в края на 19 - началото на 20 век се наблюдава преход към позиционни войни, чието провеждане изисква огромно напрежение върху цялата икономика. и моралния потенциал на вражеските страни и изразходването на големи човешки ресурси, организацията на икономическото управление на тези страни, маневрените сили и средства в цялата страна.
В хода на такива войни изискванията за възможността за поразяване на вражески цели на значително разстояние от фронтовата линия на въоръжената борба на воюващите армии непрекъснато нарастваха. Такива съоръжения включват центрове за управление, комуникационни центрове от всякакъв тип, най-важните центрове за енергийни доставки, промишлено производство, съсредоточаване на войски, военна техника и основни складове за различни запаси. За да се нанесат морални щети на населението на страната и да се намалят трудовите му ресурси, се смяташе за възможно да се ударят големи вражески селища.
Един от първите опити за създаване на средство за доставяне на боен снаряд дълбоко зад вражеските линии (според концепциите от онова време) беше създаването в Германия по време на Първата световна война на оръжие със свръхдалечна далечина, предназначено да стреля по цели разположен на разстояние 200-250 км от оръдието.
Уникалният опит от използването на това оръжие показа, че ефективността на такава система за хвърляне е изключително ниска. За да се достави снаряд с тегло 7 килограма до целта, беше необходимо да се създаде пистолет с тегло 350 тона, с ниска скорост на огън, с много ниска жизнеспособност поради изключително високото натоварване на цевта при изстрел.
В допълнение, кръговото отклонение на снаряда от точката на прицелване, равно на 2 км, беше толкова голямо, че наистина беше възможно да се стреля по площни цели като напр. голям градТова беше Париж. Това показа, че при такива параметри на дисперсията може да се постигне повишаване на ефективността до приемливо ниво само чрез рязко увеличаване (стотици пъти) на масата на бойната глава. Тоест, беше невъзможно да се успее по пътя на използването на приемни системи за доставяне на такъв заряд до целта.
Развитието на авиацията през първите две десетилетия на 20-ти век може да предполага, че използването на самолети ще реши проблема. Още в края на Първата световна война всички големи воюващи страни създават бомбардировачи, способни да доставят до един тон или повече бомбен товар на разстояние от 300-350 км (Fridrichshafen G-IV, Gotha G-V в Германия), ( Handley Page H-12, Handley Page H-15 в Англия), (Иля Муромец в Русия), (Martin MB в САЩ). Вярно е, че по време на Първата световна война на практика не е извършено нито едно въздушно нападение върху дълбоки тилови цели на противника, с изключение на няколко бомбардировки, извършени от германски дирижабли. Но натрупаният опит от използването на авиацията за нападение на вражеските сухопътни войски на предната линия и близо до военния тил, тенденцията в развитието на авиацията (увеличаване на обхвата на полета, скоростта, товароносимостта, развитието на въоръжението на самолета) направи възможно създаването на теории за авиацията войни, основателите на които доказаха, че в такива войни практически само авиацията може да потисне съпротивата на противника, да нанесе непоправими щети на икономиката на противника и да деморализира населението. Но авторите на тези теории не са взели предвид бойните възможности на развиващите се системи за противовъздушна отбрана, изградени върху използването на съвременни изтребители, противовъздушна артилерия, ранно откриване на атакуващи вражески самолети, комуникации и контрол. Развитието на противовъздушната отбрана направи възможно маневрирането дори с ограничени сили, осигурявайки местни противодействия в отбранителните средства.
Разбирането на това доведе до факта, че в страни с развита научна и техническа база (САЩ, СССР, Германия) възникна идеята за създаване на бойни роботизирани самолети, които комбинират възможностите на самолетите за достигане на отдалечени цели със значителен полезен товар на борда с повишаване на надеждността на задачата със сравними разходи за материални ресурси за създаване и производство на тези устройства, било поради масовото им използване в сравнително евтин вариант, или чрез увеличаване на тяхната неуязвимост при летене по такива траектории и с такава скорост, което ги направи недостъпни за системите за ПВО от онова време. Най-голям успех в осъществяването на тази идея постигнаха германските учени и инженери. AT до голяма степентова се обяснява с факта, че в европейските страни, които спечелиха Първата световна война (Англия, Франция, Италия), в САЩ и СССР, голямо влияние беше дадено на развитието на военната авиация, което се оправда. А в Германия Версайският мирен договор забранява притежаването и разработването на такива самолети и силите на учените са насочени към създаването на неконвенционални средства за нападение, инструмент за потискане на задни цели, които не са предмет на ограниченията на мира договор. Такъв инструмент се оказват безпилотната крилата ракета Фау-1 (FZG-76) и балистичната ракета Фау-2 (А4).
В Германия, която до голяма степен запазва своя научен и технически потенциал, а в средата на 30-те години получава икономически възможностисъздаване на нови оръжейни системи беше възможно да се създаде много по-мощно и по-ефективно безпилотно балистично превозно средство, отколкото в други страни и да се проектират единици за наземно оборудване, да се организира масовото му производство, както и производството на единици за наземно оборудване, да се тества цялата битка ракетна система, намиране, създаване и тестване на организационни и оперативни принципи на приложение.
Създаване на безпилотни летателни апарати като снаряди Фау-1 и управляеми балистични ракети Фау-2 и използване на опита в тяхната експлоатация и бойна употребарязко се активизира работата по подобни системи за въоръжена борба, проведена в различни страни по света, особено в СССР и САЩ.
Инсталирането на система за управление на борда на балистична ракета позволи да се повиши точността на изстрелване на ракета по малки цели и да се направи конкурентна по отношение на ефективността с всяка ракетна система.
В Съветския съюз през март 1946 г., на първата следвоенна сесия на Върховния съвет на СССР, наред с другите първостепенни задачи за развитието на страната, задачата за осигуряване на развойната работа беше наречена реактивна технология. През 1946 г. с постановление на Централния комитет на КПСС и Съвета на министрите на СССР беше взето решение за създаване на нови и развитие на съществуващи научноизследователски, развойни и изпитателни организации, чиято дейност трябва да бъде насочена към създаване на ракети от различни класове и цели, предимно балистични ракети с голям обсег, наземно оборудване, осигуряващо тяхната подготовка, изстрелване, управление на полета и измерване на параметрите на полета.
В началото на 50-те години на миналия век Съветският съюз достигна челните позиции в разработването и използването на мощни ракети. През 1957 г. това позволява на човечеството да направи първата стъпка в практическото изследване на космоса - да изстреля изкуствен спътник на Земята, а след това през 1961 г. и първия космонавт.
С по-нататъшното развитие на ракетната технология създателите му решиха два проблема:
Подобряване на ракетите като средство за въоръжена борба, повишаване на тяхната неуязвимост от влиянието на противника и увеличаване на бойната мощ на ракетите. Решението на този проблем винаги е било свързано с желанието да се намалят размерите на ракетата, като същевременно се запази или дори увеличи мощността на бойната глава и нейната ефективност. Това от своя страна би позволило или да се увеличат защитните свойства на силозните пускови установки, увеличаването на размера на които не е разрешено от международните споразумения, или да се създадат мобилни ракетни системи от различни видове с приемливи размери. По правило ракетите, които отговарят на тези изисквания, са изработени от твърдо гориво;
Повишаване на възможностите на ракетите като средство за изследване на близкия и далечен космос. И по този път в началния период постоянно се наблюдаваха тенденции към увеличаване на размера на ракетите, тъй като задачите, които бяха и се поставят пред ракетната технология, изискват възможност за изстрелване на по-тежки обекти.
На първия етап от това развитие почти всички задачи на изследването на космоса бяха решени чрез използване на бойни ракети и техните степени като средство за изстрелване на космически обекти. В бъдеще бяха създадени специални носители на космически превозни средства за решаване на проблемите на изследването на космоса.
Средните и тежките ракети, които са използвани за тази цел, са оборудвани предимно с ракетни двигатели с течно гориво. И в момента само много малка част от задачите за изследване на космоса могат да бъдат решени с помощта на етапите на съвременните бойни ракети (ракети с двойна технология). Тоест, все повече се проследява известно разграничаване на бойни ракети и ракети - носители на космически обекти.
1.2. Теорията за телата с променлива маса е в основата на космонавтиката.
Развитие на космонавтиката и практическата ракетна техника.
В основата на теорията и практиката на използване на ракети са основните положения на механиката на телата с променлива маса. Механиката на тела с променлива маса е наука на 20 век. Съвременната ракетна техника поставя все повече и повече нови проблеми за този сравнително нов клон на теоретичната механика.
Ракетите от различни видове, ракети, торпеда вече са усвоени от индустрията на почти всички страни по света. Всички ракети са тела, чиято маса се променя значително по време на движение. Като цяло случаи на движение на тела, чиято маса се променя с времето, могат да се видят в много природни явления. Например, масата на падащ метеорит, движещ се в атмосферата, намалява поради факта, че метеоритните частици се отделят поради съпротивление на въздуха или изгарят.
Основният закон на динамиката на точка с променлива маса е открит от руски учен, професор от Санкт Петербургския политехнически институт И. В. Мещерски през 1897 г. Показано е, че има два фактора, които отличават уравненията на движение на точка с променлива маса от уравненията на Нютон: променливостта на масата и хипотезата за разделяне на частиците, които определят допълнителната или реактивна сила, която създава движението на точка.
Законът за движение на точка с променлива маса гласи: „За всеки момент от времето произведението от масата на излъчващия център и неговото ускорение е равно на геометричната сума на резултата от външните сили, приложени към него и реактивния сила."
d(m×V)/dt = F + R
Основното уравнение на движението на точка с променлива маса, получено от IV Meshchersky, позволи да се установят количествени модели за различни проблеми. Една от съществените хипотези, залегнали в основата на метода на Мещерски, е хипотезата за късодействие (контактно действие на тялото и изхвърлените частици). Предполага се, че в момента на отделяне на частицата от тялото възниква явление, подобно на удар, частицата придобива относителна скорост V 2 за много кратък период от време и по-нататъшно взаимодействие между частицата и основното тяло спира.
Важен принос в механиката на променливата маса е направен от руския учен К. Е. Циолковски. През 1903 г. той публикува труда "Изследване на световните пространства с реактивни устройства", в който подробно изучава редица интересни случаиправолинейно движение на тела с променлива маса (ракети). Най-простият проблем, разрешен в изследването на Циолковски, се отнася до самия принцип реактивно задвижване. Изследвайки движението на точка в среда без външни сили, Циолковски показа, че при достатъчно висока скорост на изхвърляне на частиците и съотношение на началната маса на точката към крайната маса могат да се получат много големи (космически) скорости.
В механиката на телата с променлива маса Циолковски излезе с идеята да изучава такива движения на точка с променлива маса, когато в определени интервали от време масата на точката се променя непрекъснато, а в някои моменти от време - рязко. Това направи възможно изграждането на теорията за многостепенните ракети.
Космонавтиката като наука, а след това и като практически отрасъл се формира в средата на 20 век. Но това беше предшествано от завладяваща история за раждането и развитието на идеята за космически полет, която беше инициирана от фантазията, и едва тогава се появиха първите теоретични работи и експерименти. И така, първоначално в човешките мечти полетът в космоса се извършваше с помощта на страхотни средства или природни сили (торнадо, урагани). По-близо до 20-ти век техническите средства вече присъстват в описанията на писателите на научна фантастика за тези цели - балони, свръхмощни оръдия и накрая ракетни двигатели и самите ракети. Повече от едно поколение млади романтици израснаха върху произведенията на Дж. Верн, Г. Уелс, А. Толстой, А. Казанцев, основата на които беше описанието на пътуването в космоса.
Всичко, казано от писателите на научна фантастика, вълнува умовете на учените. Така К. Е. Циолковски каза: „Първоначално неизбежно идва мисъл, фантазия, приказка, а след тях върви точно изчисление.“
Публикуване в началото на 20 век на теоретичните трудове на пионерите на космонавтиката К. Е. Циолковски, Ф. А. Зандер, Ю. В. Кондратюк стр. 8, Р. Х. 2 страница 174 фиг. 9, G. Ganswindt, R. Eno Peltri, G. Oberth vol. 2 стр. 175, В. Гомана до известна степен организира полет на фантазия, но в същото време оживява нови направления в науката - имаше опити да се определи какво може да даде астронавтиката на обществото и как го засяга.
Един от пионерите на ракетно-космическата технология е Робърт Ено Пелтери, френски учен, инженер и изобретател.
Той идва в астронавтиката след страстта си към авиационните технологии. Един от първите, които обърнаха внимание на възможността за използване на атомната енергия в космическите технологии.
През 1912-1913 г. Робърт Годард (Goddard) в Съединените щати разработи теорията за ракетното задвижване. Годард изведе диференциалното уравнение на движението на ракетата и разработи приблизителен метод за решаването му, определи минималната стартова маса за повдигане на един фунт полезен товар на различни височини и получи стойността на ефективността на ракетата. Те показаха възможността за изстрелване на многостепенна ракета и определиха ползите от нейното използване. От 1915 г. той се занимава със стендови експерименти с ракети с твърдо гориво. През 1920 г. във Вашингтон е публикуван фундаменталният труд на Годард „Методът за достигане на върховните висоти“. Тази работа е една от класическите в историята на ракетната и космическа техника.
През 1921 г. Годард започва да провежда експериментални изследвания с ракетни двигатели с течно гориво, като използва течен кислород като окислител и въглеводороди като гориво. Първото изстрелване на ракетния двигател на стенда се състоя през март 1922 г. За първи път успешен полет на ракета с ракетен двигател с течно гориво, създаден от Годард, се случи на 16 март 1926 г., бр. 2 стр. 189 фиг. 26 ракета с тегло 4,2 кг достигна височина 12,5 м и прелетя 56 м.
Трябва да се каже, че идеята за съчетаване на космическата и земната посока на човешката дейност принадлежи на основателя на теоретичната астронавтика К. Е. Циолковски. Когато ученият каза: „Планетата е люлката на ума, но не можете да живеете вечно в люлката“, той не предложи алтернатива - или Земята, или космоса. Циолковски никога не е смятал излизането в космоса за следствие от някаква безнадеждност на живота на Земята. Напротив, той говори за рационалното преобразуване на природата на нашата планета със силата на разума. Хората, твърди ученият, „ще променят повърхността на Земята, нейните океани, атмосфера, растения и себе си. Те ще контролират климата и ще разполагат както в Слънчевата система, така и на самата Земя, която за неопределено дълго време ще остане обиталището на човечеството.
В района на теоретична разработкапо въпросите на космонавтиката и междупланетните пътувания работи талантливият изследовател Ю. В. Кондратюк, който независимо от К. Е. Циолковски в своите трудове „На тези, които ще четат, за да строят“ (1919 г.) и „завладяването на междупланетните пространства ” (1929) ) получава основните уравнения на движението на ракетата. В редица разпоредби, разгледани в неговите произведения, основните положения, изложени в произведенията на Циолковски, бяха допълнени. Например Кондратюк предложи по време на полети до Луната да изведе космическа система в орбитата на изкуствен спътник, а след това излитащо и кацащо превозно средство и да го насочи към Луната. Показана е енергийната ефективност на такова изстрелване на полезен товар, насочен към Луната.
Ф. А. Зандер беше друг виден представител на националната школа по астронавтика. Книгата "Проблеми на полета с помощта на реактивни превозни средства", публикувана през 1932 г., събира материали за дизайна на ракетите, теорията на ракетния полет и предложения за използване на някои метали и сплави като гориво за ракетни двигатели.
През 1921 г. по инициатива и под ръководството на Н. И. Тихомиров, като част от Комитета за военни изследвания към Революционния военен съвет на РСФСР, е създадена Лабораторията за газова динамика (GDL), която се занимава с разработването на балистични ракети барут. Въз основа на тези разработки бяха създадени, успешно тествани и приети от Червената армия системи за залпов огън, които изиграха значителна роля в битките при Халхин Гол и във Великата отечествена война.
През май 1929 г. в GDL по инициатива на V. P. Glushko е създаден отдел, в който през 1930-31 г. са разработени реактивни двигатели с течно гориво ORM-1 и ORM-2 (експериментални реактивни двигатели).
Четворният азотен оксид (окислител) и толуен или смес от бензин и толуен (гориво) са използвани като горивни компоненти в двигателите. Двигателите развиват тяга до 20 кг. Въз основа на резултатите от тестовете през 1931-32 г. е създадена и тествана серия ракетни двигатели с течно гориво до ORM-52 с тяга 250-300 kg.
През 1931 г. в Москва и Ленинград към Осовияхим са създадени групи за изследване на реактивното задвижване (Мос ГИРД и Ленинград), които обединяват на доброволни начала ентусиасти от ракетната наука.
В Мос ГИРД са работили Ф. А. Цандер, С. П. Королев, Ю. А. Победоносцев, М. К. Тихонравов и др.
В Mos GIRD, под ръководството на S.P. Королев, е създадена първата ракета GIRD-09 по проект на Тихонравов M.K. 2. Ракетата е тествана през август 1933 г. През ноември същата година под ръководството на С. П. Королев е създадена ракетата GIRD-X, работеща на течен горивен алкохол и течен кислород. Ракетният двигател развива тяга до 65 kg. Ракетата е проектирана от F.A. Zander.
През 1933 г. на базата на GDL и Mos GIRD в системата на Народния комисариат на отбраната е създаден Реактивният изследователски институт на Червената армия (RNII RKKA), който няколко месеца по-късно е прехвърлен в индустрията. В института през 1934-38 г. са създадени редица LRE (от ORM-53 до ORM-102), а ORM-65, създаден през 1936 г., развива тяга до 175 kg и е най-модерният двигател от онова време.
През 1939 г. по инициатива на В. П. Глушко и под негово ръководство е създадено експериментално конструкторско бюро за течни ракетни двигатели (ОКБ-ГДЛ), където през четиридесетте години е разработено семейство авиационни ракетни двигатели, които служат като прототипи в развитието на мощни ракетни двигатели.
В СССР непосредствено след Втората световна война практическата работа по космическите програми е свързана с имената на С. П. Королев и М. К. Тихонравов. В началото на 1945 г. М. К. Тихонравов организира група от специалисти от RNII за разработване на проект за пилотиран ракетен апарат за голяма надморска височина (кабина с двама космонавти) за изследване на горните слоеве на атмосферата. Беше решено проектът да се създаде на базата на едностепенна ракета с течно гориво, предназначена за вертикален полет на височина до 200 км (проект VR-190). Проектът включваше решаването на следните задачи:
Изследване на условия на безтегловност при краткотраен полет на човек в херметична кабина;
Изследване на движението на центъра на масата на кабината и движението му около центъра на масата след отделяне от ракетата-носител;
Получаване на данни за горните слоеве на атмосферата;
Проверка на работата на системите (отделяне, спускане, стабилизация, кацане и др.), включени в дизайна на кабината за голяма надморска височина.
В проекта VR-190 за първи път бяха предложени решения, използвани в съвременните космически кораби:
парашутна системаспускане, спиране на ракетен двигател, меко кацане, система за разделяне с помощта на пироботове;
Електроконтактен прът за предсказуемо запалване на двигателя за меко кацане, некатапултираща херметична кабина с животоподдържаща система;
Система за стабилизиране на кабината извън плътните слоеве на атмосферата с помощта на дюзи с ниска тяга.
Като цяло проектът BP-190 беше комплекс от нови технически решения и концепции, потвърдени от развитието на местни и чуждестранни ракетни и космически технологии. През 1946 г. материалите по проекта VR-190 са докладвани на И. В. Сталин от Тихонравов. От 1947 г. Тихонравов и неговата група работят върху идеята за полет на ракета, а в края на четиридесетте и началото на петдесетте години той показва възможността за получаване на първата космическа скорост и изстрелване на сателити с помощта на ракетна база, разработвана в СССР . През 1950-53 г. усилията на членовете на групата на М. К. Тихонравов са насочени към изучаване на проблема за създаването на композитни ракети и спътници.
В доклад до правителството през 1954 г. относно възможността за разработване на изкуствен спътник С. П. Королев пише: „По ваше указание представям меморандум от другар. Тихонравова М. К. "На изкуствен спътник на Земята." В доклада за научна дейностЗа 1954 г. С. П. Королев отбелязва: „Ние считаме за възможно да направим предварително развитие на проекта на самия спътник, като вземем предвид продължаващата работа (работата на М. К. Тихонравов е особено забележителна).“
Започва работа по подготовката на изстрелването на първия спътник PS-1. Създаден е първият Съвет на главните конструктори, ръководен от С. П. Королев, който по-късно ръководи космическата програма на СССР, която се превръща в лидер в изследването на космоса. Създадено под ръководството на С. П. Королев, ОКБ-1-ЦКБЕМ-НПО "Енергия" се превръща в център на космическата наука и индустрия в СССР от началото на 50-те години на миналия век. Космонавтиката е уникална с това, че голяма част от предсказаното първо от писатели на научна фантастика, а след това и от учени, се е сбъднало с космическа скорост. Изминаха малко повече от 40 години от изстрелването на първия изкуствен спътник на Земята, 4 октомври 1957 г., стр. 37 фиг. 8, а историята на космонавтиката вече съдържа редица забележителни постижения, постигнати първоначално от СССР и САЩ, а след това и от други космически сили.
Вече много хиляди сателити летят в орбити около Земята, превозни средства са достигнали Луната, Венера, Марс; беше изпратено научно оборудване до Юпитер, Меркурий, Сатурн, за да се получат знания за тези отдалечени планети от Слънчевата система.
От изстрелването на първия космонавт Ю. А. Гагарин на космическия кораб "Восток", след изстрелванията на космическия кораб p. 9 "Салют", "Мир", СССР става за дълго време водеща страна в света в пилотираната космонавтика. Мащабни космически системи за широк спектър от задачи (включително социално-икономически и научни), интеграция космически индустрииразлични страни.
Първите мощни ракетни двигатели с течно гориво (създадени под ръководството на Глушко V.P.), прилагането на нови научни идеи и схеми, които практически елиминираха загубите при задвижването на TPU, изтласкаха руското двигателостроене в челните редици на космическите технологии. Развитие на термохидродинамиката, теория на топлообмена и якостта, металургия на материалите, химия на горивата, измервателна техника, вакуумна и плазмена техника.
Проектиране на сложни космически системи, изграждане на космодрум, високоточни и надеждни системи за управление на дистанционни метеорологични съоръжения, сателитна геодезия, създаване на информационно пространство.
Води се борба със замърсяването на космоса.
Ефективността на средствата за въоръжена борба се увеличава 1,5-2 пъти.
През 20-те години на миналия век в Германия се провежда практическа работа по създаването на ракетен двигател с течно гориво и се разработват проекти за балистични ракети. В работата участват видни немски учени и инженери Г. Оберт, Р. Небел, В. Ридел, К. Ридел. Херман Оберт работи върху ракети. Още през 1917 г. той създава проект за бойна ракета с течно гориво (алкохол и течен кислород), която трябва да носи бойна глава на разстояние от няколкостотин километра. През 1923 г. Оберт написва дисертацията си „Ракета в междупланетното пространство“. Идеите на Г. Оберт са доразвити в книгата "Начини на космически полети" (1929), в която се разглежда по-специално възможността за използване на енергията на слънчевата радиация по време на междупланетни полети.
През 1957 г. е публикувана книгата на Оберт "Хората в космоса", където той отново се връща към използването на енергията на слънчевата радиация с помощта на огледала, разположени в космоса.
Oberth разработва няколко проекта за космически ракети с ракетни двигатели, предлагащи алкохол, въглеводороди, течен водород като гориво и течен кислород като окислител.
Р. Небел работи по проект на ракета, изстреляна от самолет по наземни цели.
В. Ридел провежда експериментални изследвания на ракетни двигатели. През 1927 г. е основан Бреслау. Общество за междупланетни комуникации, чиито членове създадоха и тестваха ракетна количка в Руселхайм.
В края на 20-те години на миналия век е създадена група за изследване на ракетни двигатели с течно гориво под ръководството на В. Дорнбергер в отдела по балистика и боеприпаси на управлението на въоръжението на състезателя за извършване на експериментална работа, насочена към създаване на ракети с ракетни двигатели с течно гориво. През 1932 г. в Кюнелсдорф, близо до Берлин, в специално организирана експериментална лаборатория започва разработката на ракетен двигател за балистични ракети.
В тази лаборатория Вирнер фон Браун става водещ дизайнер. През 1933 г. група инженери, ръководени от Дорнбергер и Браун, проектират балистична ракета с ракетен двигател А-1 с начално тегло 150 кг, дължина 1,4 м, диаметър 0,3 м. Двигателят развива тяга 295 килограма. Въпреки че дизайнът беше неуспешен, но подобрената му версия A-2, създадена на базата на A-1, беше успешно изстреляна през декември 1934 г. на остров Боркум (Северно море). Ракетата достигна височина от 2,2 км.
През 1936 г., с пълната подкрепа на командването на Райхсвера, групата Дорбергер-Браун започва да разработва балистична ракета с приблизителен обсег от 275 км и тегло на бойната глава от 1 тон. В същото време беше взето решение за изграждане на ракетен изследователски център Peenemünde в Балтийско море, остров Узедом, състоящ се от две части. Peenemünde-West за тестване на нови видове оръжия на военновъздушните сили и Peenemünde-Ost, където се извършваше работа, върху ракета за сухопътните сили.
След неуспешни изстрелвания на ракетата А-3, започна работа по ракета А-4 с ракетен двигател, който имаше следната тактическа спецификации: начално тегло 12 тона, дължина 14 м, диаметър на корпуса 1,6 м, обхват на стабилизатора 3,5 м, тяга на двигателя на Земята 25 тона, обхват на полета около 300 км. Кръговото отклонение на ракетата трябва да бъде в рамките на 0,002 - 0,003 км. Главната част имаше заряд експлозивен, равно на 1т.
Първото експериментално изстрелване на ракетата А-4 се състоя на 13 юни 1942 г. и завърши с неуспех, ракетата падна 1,5 минути след изстрелването на 3 октомври 1942 г., ракетата прелетя 190 км, достигна височина 96 км и се отклони от изчислената точка на падане с 4 км.
Между септември 1944 г. и март 1945 г. командването на германските въоръжени сили изпрати около 5,8 хиляди ракети V-2 за бойни ракетни части. Почти 1,5 хиляди ракети не са достигнали пусковите установки. Към Англия и Белгия са изстреляни около 4,3 хиляди ракети. От тях 15% са постигнали целта. Такъв нисък процент на успешни изстрелвания се дължи на конструктивните недостатъци на V-2. Въпреки това беше натрупан опит в използването на ракетни оръжия с голям обсег, които веднага бяха използвани в САЩ и СССР.
1.3. Формиране на пазара на космически услуги и развитие на RCT на съвременния етап
Ако в първия период на бързото развитие на ракетната технология решаването на проблемите в космоса се извършваше на всяка цена, за решаването на всеки нов проблем се разработваше нова, обикновено по-модерна ракета, то още в края на 60-те години въпрос на икономическа ефективностракетна техника.
С нарастването на практическата му ефективност се възвръща различни областичовешка дейност в космоса. В напредналите страни интересът към използването на неговите резултати започна да се появява в повечето страни по света. Възникна въпросът за използването на лизинг на ракети-носители и космически кораби на страни, които разполагат с това оборудване, или за създаване и усвояване на собствени космически технологии. Първият път доведе до създаването на пазар за космически услуги. Въпреки това, поради високите разходи за наемане на космически комуникационни линии, метеорологични, навигационни и други космически системи, в много страни беше повдигнат въпросът за създаването на собствени ракети-носители и космически кораби.
Но често дори големите държави нямаха достатъчно собствени ресурси за тези цели, поради което започнаха да се създават международни космически асоциации за изпълнение на големи космически проекти, например Европейската космическа агенция и редица други.
От края на седемдесетте години пазарът на космически услуги е устройство и интензивно развиващ се сектор на света икономическа система. Това се дължи на нарастващото търсене на услуги, които се предоставят с търговска цел с помощта на ракетни и космически системи: телекомуникации, продукти и услуги за дистанционно наблюдение на земната повърхност, изстрелване на самолети в космоса, геодезически и навигационни услуги и др. Освен това политическите промени доведе до отслабване държавно регулиранев развитието на частната инициатива в областта на космическите дейности. В резултат на създаването на обещаващи технологии и разработването на ракети-носители и космически кораби се откриха нови възможности за изследване на космоса на търговска основа.
Тази статия ще предостави на читателя такива интересна тема, като космическа ракета, ракета носител и целия полезен опит, който това изобретение донесе на човечеството. Ще бъде разказано и за полезни товари, доставени в открития космос. Изследването на космоса започна не толкова отдавна. В СССР това беше средата на Третата петилетка, когато Втората Световна война. Космическата ракета е разработена в много страни, но дори САЩ не успяха да ни изпреварят на този етап.
Първо
Първата при успешно изстрелване, напуснала СССР, е космическа ракета-носител с изкуствен спътник на борда на 4 октомври 1957 г. Сателитът PS-1 бе изведен успешно в ниска околоземна орбита. Трябва да се отбележи, че за това бяха необходими шест поколения и само седмото поколение руски космически ракети успяха да развият скоростта, необходима за достигане на околоземното пространство - осем километра в секунда. В противен случай е невъзможно да се преодолее привличането на Земята.
Това стана възможно в процеса на разработване на балистични оръжия с голям обсег, където се използва усилване на двигателя. Да не се бърка: космическа ракета и космически корабса различни неща. Ракетата е превозно средство за доставка и към нея е прикрепен кораб. Всичко може да бъде там вместо това - космическа ракета може да носи сателит, оборудване и ядрена бойна глава, което винаги е служило и все още служи като възпиращ фактор за ядрените сили и стимул за запазване на мира.
История
Първите, които теоретично обосноваха изстрелването на космическа ракета, бяха руските учени Мешчерски и Циолковски, които още през 1897 г. описаха теорията за нейния полет. Много по-късно тази идея е подета от Оберт и фон Браун от Германия и Годард от САЩ. Именно в тези три страни започна работа по проблемите на реактивното задвижване, създаването на реактивни двигатели с твърдо гориво и течно гориво. Най-хубавото е, че тези проблеми бяха решени в Русия, поне двигателите на твърдо гориво вече бяха широко използвани през Втората световна война („Катюша“). Реактивните двигатели с течно гориво се оказаха по-добри в Германия, която създаде първата балистична ракета - V-2.
След войната екипът на Вернер фон Браун, след като взе чертежи и разработки, намери подслон в САЩ и СССР беше принуден да се задоволи с малък брой индивидуални ракетни възли без никаква придружаваща документация. Останалото са го измислили сами. Ракетната технология се развива бързо, увеличавайки обхвата и масата на превозвания товар все повече и повече. През 1954 г. започва работа по проекта, благодарение на който СССР първи осъществява полет на космическа ракета. Това беше междуконтинентална двустепенна балистична ракета R-7, която скоро беше модернизирана за космоса. Той се оказа успешен - изключително надежден, осигуряващ много рекорди в изследването на космоса. В модернизиран вид се използва и до днес.
"Спутник" и "Луна"
През 1957 г. първата космическа ракета - същата R-7 - изстреля изкуствения Спутник-1 в орбита. По-късно САЩ решиха да повторят подобно изстрелване. При първия опит обаче космическата им ракета не излетя в космоса, а се взриви още при старта - дори на живо. "Авангард" е проектиран от чисто американски екип и той не оправда очакванията. Тогава Вернер фон Браун поема проекта и през февруари 1958 г. изстрелването на космическата ракета е успешно. Междувременно в СССР R-7 беше модернизиран - към него беше добавен трети етап. В резултат скоростта на космическата ракета стана съвсем различна - достигна се втората космическа ракета, благодарение на която стана възможно напускането на орбитата на Земята. Още няколко години серията R-7 беше модернизирана и подобрена. Бяха сменени двигателите на космическите ракети, експериментираха много с третата степен. Следващите опити бяха успешни. Скоростта на космическата ракета позволи не само да напусне орбитата на Земята, но и да мисли за изучаване на други планети от Слънчевата система.
Но първо вниманието на човечеството беше почти изцяло приковано към естествения спътник на Земята - Луната. През 1959 г. до него долетя съветската космическа станция Луна-1, която трябваше да извърши твърдо кацане на лунната повърхност. Въпреки това, поради недостатъчно точни изчисления, апаратът премина малко (шест хиляди километра) и се втурна към Слънцето, където се установи в орбита. Така нашето светило се сдоби с първия си собствен изкуствен спътник – случаен подарък. Но нашият естествен спътник не беше сам за дълго и през същата 1959 г. Луна-2 долетя до него, като изпълни задачата си абсолютно правилно. Месец по-късно "Луна-3" ни достави снимки обратна странанашата нощна светлина. И през 1966 г. Луна 9 леко се приземи точно в Океана на бурите и получихме панорамни гледки към лунната повърхност. Лунната програма продължи дълго време, до момента, в който американските астронавти кацнаха на нея.
Юрий Гагарин
12 април се превърна в един от най-значимите дни у нас. Невъзможно е да се предаде силата на националното ликуване, гордост, истинско щастие, когато беше обявен първият в света полет на човек в космоса. Юрий Гагарин стана не само национален герой, той беше аплодиран от целия свят. И затова 12 април 1961 г., денят, който триумфално влезе в историята, стана Ден на космонавтиката. Американците спешно се опитаха да отговорят на тази безпрецедентна стъпка, за да споделят космическа слава с нас. Месец по-късно Алън Шепард излита, но корабът не излиза в орбита, това е суборбитален полет в дъга, а американската орбита се оказва едва през 1962 г.
Гагарин излетя в космоса с кораба "Восток". Това е специална машина, в която Королев създава изключително успешен, решителен набор от всякакви видове практически задачикосмическа платформа. В същото време в самото начало на шейсетте години се разработва не само пилотирана версия на космически полет, но и проект за фоторазузнаване. "Восток" като цяло имаше много модификации - повече от четиридесет. И днес работят сателити от серията Bion - това са преки потомци на кораба, на който е направен първият пилотиран полет в космоса. През същата 1961 г. много по-трудна експедиция има Герман Титов, който прекарва цял ден в космоса. Съединените щати успяха да повторят това постижение едва през 1963 г.
"Изток"
За космонавтите на всички космически кораби "Восток" беше осигурена седалка за катапултиране. Това беше мъдро решение, тъй като едно устройство изпълнява задачи както при стартиране (аварийно спасяване на екипажа), така и при меко кацане на спускаемия автомобил. Дизайнерите са съсредоточили усилията си върху разработването на едно устройство, а не на две. Това намали техническия риск; в авиацията системата за катапулт беше вече добре развита по това време. От друга страна, огромна печалба във времето, отколкото ако проектирате принципно ново устройство. В крайна сметка космическата надпревара продължи и СССР я спечели с доста голяма разлика.
Титов се приземи по същия начин. Имаше късмет да скочи с парашут железопътна линия, по който се е движил влакът, а журналисти веднага са го снимали. Системата за кацане, която се превърна в най-надеждната и мека, е разработена през 1965 г., тя използва гама висотомер. Тя все още служи днес. САЩ нямаха тази технология, поради което всичките им спускаеми апарати, дори новият Dragon SpaceX, не кацат, а се пръскат надолу. Изключение правят само совалките. А през 1962 г. СССР вече е започнал групови полети на космическите кораби "Восток-3" и "Восток-4". През 1963 г. отрядът на съветските космонавти е попълнен с първата жена - Валентина Терешкова отиде в космоса, като стана първата в света. В същото време Валерий Биковски постави рекорд за продължителност на самостоятелен полет, който досега не е победен - той прекара пет дни в космоса. През 1964 г. се появява многоместният кораб "Восход", а САЩ изостават с цяла година. И през 1965 г. Алексей Леонов излезе в открития космос!
"Венера"
През 1966 г. СССР започва междупланетни полети. Космическият кораб "Венера-3" направи твърдо кацане на съседна планета и достави там глобуса на Земята и вимпела на СССР. През 1975 г. Венера 9 успява да направи меко кацане и да предаде изображение на повърхността на планетата. А Венера-13 прави цветни панорамни снимки и звукозаписи. Серията AMS (автоматични междупланетни станции) за изследване на Венера, както и околното космическо пространство, продължава да се подобрява и сега. На Венера условията са сурови и практически нямаше надеждна информация за тях, разработчиците не знаеха нищо за налягането или температурата на повърхността на планетата, всичко това, разбира се, усложни изследването.
Първата серия превозни средства за спускане дори знаеха как да плуват - за всеки случай. Въпреки това отначало полетите не бяха успешни, но по-късно СССР успя толкова много в скитанията на Венера, че тази планета беше наречена руска. Венера-1 е първият космически кораб в историята на човечеството, предназначен да лети до други планети и да ги изследва. Пуснат е през 1961 г., комуникацията е загубена седмица по-късно поради прегряване на сензора. Станцията стана неконтролируема и успя да направи първото в света прелитане близо до Венера (на разстояние около сто хиляди километра).
По стъпките
"Венера-4" ни помогна да разберем, че на тази планета двеста седемдесет и един градуса на сянка (нощната страна на Венера) налягането е до двадесет атмосфери, а самата атмосфера е деветдесет процента. въглероден двуокис. Този космически кораб откри и водородната корона. "Венера-5" и "Венера-6" ни разказаха много за слънчевия вятър (плазмените потоци) и неговата структура в близост до планетата. "Венера-7" уточни данни за температурата и налягането в атмосферата. Всичко се оказа още по-сложно: температурата по-близо до повърхността беше 475 ± 20 ° C, а налягането беше с порядък по-високо. Буквално всичко беше преработено на следващия космически кораб и след сто и седемнадесет дни Венера-8 меко кацна на дневната страна на планетата. Тази станция имаше фотометър и много допълнителни инструменти. Основното беше връзката.
Оказа се, че осветлението на най-близкия съсед почти не се различава от земното - като нашето в облачен ден. Да, там не просто е облачно, времето наистина се проясни. Снимките, видени от оборудването, просто зашеметиха земляните. Освен това са изследвани почвата и количеството амоняк в атмосферата, измерена е скоростта на вятъра. И "Венера-9" и "Венера-10" успяха да ни покажат "съседа" по телевизията. Това са първите в света записи, предадени от друга планета. А самите тези станции вече са изкуствени спътници на Венера. Венера-15 и Венера-16 бяха последните, които летяха до тази планета, която също стана сателити, като преди това достави на човечеството абсолютно нови и необходими знания. През 1985 г. програмата е продължена от Вега-1 и Вега-2, които изучават не само Венера, но и Халеевата комета. Следващият полет е планиран за 2024 г.
Нещо за космическата ракета
Тъй като параметрите и техническите характеристики на всички ракети се различават една от друга, нека разгледаме ракета носител от ново поколение, например Союз-2.1А. Това е тристепенна ракета от среден клас, модифицирана версия на Союз-У, която е в експлоатация с голям успех от 1973 г.
Тази ракета-носител е предназначена да осигури изстрелването на космически кораби. Последните могат да имат военни, икономически и социални цели. Тази ракета може да ги извежда в различни типове орбити - геостационарни, геопреходни, слънчево-синхронни, силно елиптични, средни, ниски.
Модернизация
Ракетата е напълно модернизирана, тук е създадена фундаментално различна цифрова система за управление, разработена на нова вътрешна елементна база, с високоскоростен бордов цифров компютър с много по-голямо количество RAM. цифрова системауправлението осигурява на ракетата високоточно изстрелване на полезни товари.
Освен това бяха инсталирани двигатели, на които бяха подобрени инжекторните глави на първия и втория етап. Друга телеметрична система работи. По този начин се увеличи точността на изстрелване на ракетата, нейната стабилност и, разбира се, управляемост. Масата на космическата ракета не се увеличи, а полезният товар се увеличи с триста килограма.
Спецификации
Първият и вторият етап на ракетата-носител са оборудвани с ракетни двигатели с течно гориво РД-107А и РД-108А от НПО Енергомаш на името на академик Глушко, а на третия е монтиран четирикамерен РД-0110 от конструкторското бюро Химавтоматика. сцена. ракетно горивослужат като течен кислород, който е екологично чист окислител, както и нискотоксично гориво - керосин. Дължината на ракетата е 46,3 метра, масата в старта е 311,7 тона, а без бойната глава - 303,2 тона. Масата на конструкцията на ракетата-носител е 24,4 тона. Горивните компоненти тежат 278,8 тона. Полетните изпитания на Союз-2.1А започнаха през 2004 г. на космодрума Плесецк и бяха успешни. През 2006 г. ракетата носител направи първия си комерсиален полет - изведе в орбита европейския метеорологичен космически кораб Metop.
Трябва да се каже, че ракетите имат различни възможности за извеждане на полезен товар. Носачите са леки, средни и тежки. Ракетата носител Rokot например изстрелва космически кораби в околоземни ниски орбити - до двеста километра и следователно може да носи товар от 1,95 тона. Но Proton е тежък клас, той може да изведе 22,4 тона в ниска орбита, 6,15 тона в геопреходна орбита и 3,3 тона в геостационарна орбита. Ракетата-носител, която обмисляме, е предназначена за всички обекти, използвани от Роскосмос: Куру, Байконур, Плесецк, Восточный и работи в рамките на съвместни руско-европейски проекти.
обсъдихме най-важния компонент на полета в дълбокия космос - гравитационната маневра. Но поради своята сложност, проект като космически полет винаги може да бъде разложен на широк набор от технологии и изобретения, които го правят възможен. Периодичната таблица, линейната алгебра, изчисленията на Циолковски, устойчивостта на материалите и други области на науката допринесоха за първия и всички последващи пилотирани космически полети. В днешната статия ще ви разкажем как и на кого е хрумнала идеята за космическа ракета, от какво се състои тя и как ракетите са се превърнали от чертежи и изчисления в средство за доставяне на хора и стоки в космоса.Кратка история на ракетите
Общият принцип на реактивния полет, който е в основата на всички ракети, е прост - някаква част се отделя от тялото, задвижвайки всичко останало.
Кой е първият, който е приложил този принцип, не е известно, но различни предположения и предположения довеждат генеалогията на ракетната наука чак до Архимед. За първите подобни изобретения е известно със сигурност, че те са били активно използвани от китайците, които са ги заредили с барут и са ги изстреляли в небето поради експлозията. Така създадоха първия твърдо гориворакети. Голям интерес към ракетите се появи сред европейските правителства в началото
Втора ракета
Ракетите чакаха в крилата и чакаха: през 20-те години на миналия век започва вторият ракетен бум и той се свързва предимно с две имена.
Константин Едуардович Циолковски, самоук учен от провинция Рязан, въпреки трудностите и препятствията, той сам достигна до много открития, без които дори би било невъзможно да се говори за космоса. Идеята за използване на течно гориво, формулата на Циолковски, която изчислява скоростта, необходима за полет, въз основа на съотношението на крайната и началната маса, многостепенна ракета - всичко това е негова заслуга. В много отношения под влиянието на неговите произведения се създава и формализира местната ракетна наука. В Съветския съюз спонтанно започват да възникват общества и кръгове за изследване на реактивното задвижване, включително ГИРД - група за изследване на реактивното задвижване, а през 1933 г. под патронажа на властите се появява Реактивният институт.
Константин Едуардович Циолковски.
Източник: wikimedia.org
Вторият герой на ракетната надпревара е немският физик Вернер фон Браун. Браун имаше отлично образование и жив ум и след като се срещна с друго светило на световната ракетна наука Хайнрих Оберт, той реши да вложи всичките си усилия в създаването и подобряването на ракетите. По време на Втората световна война фон Браун всъщност става баща на "оръжието за възмездие" на Райха - ракетата V-2, която германците започват да използват на бойното поле през 1944 г. „Крилатият ужас“, както беше наречен в пресата, донесе унищожение на много английски градове, но, за щастие, по това време крахът на нацизма вече беше въпрос на време. Вернер фон Браун, заедно с брат си, реши да се предаде на американците и, както показва историята, това беше щастлив билет не само и не толкова за учените, но и за самите американци. От 1955 г. Браун работи за правителството на САЩ и неговите изобретения са в основата на американската космическа програма.
Но обратно към 30-те години на миналия век. Съветското правителство оцени усърдието на ентусиастите по пътя към космоса и реши да го използва в свои интереси. През годините на войната Катюша се показа перфектно - многократна ракетна система, която изстреля ракети. Това беше в много отношения иновативно оръжие: Катюша, базирана на лекия камион Studebaker, пристигна, обърна се, стреля по сектора и си тръгна, без да позволи на германците да се опомнят.
Краят на войната постави пред нашето ръководство нова задача: американците демонстрираха на света пълната мощ на ядрена бомба и стана съвсем очевидно, че само онези, които имат нещо подобно, могат да претендират за статут на суперсила. Но тук беше проблемът. Факт е, че в допълнение към самата бомба се нуждаехме от превозни средства за доставка, които биха могли да заобиколят противовъздушната отбрана на САЩ. Самолетите не бяха подходящи за това. И СССР реши да заложи на ракетите.
Константин Едуардович Циолковски умира през 1935 г., но той е заменен от цяло поколение млади учени, които изпращат човек в космоса. Сред тези учени беше Сергей Павлович Королев, който беше предопределен да стане „козът“ на Съветите в космическата надпревара.
СССР започна да създава своя собствена междуконтинентална ракета с цялото си старание: бяха организирани институти, събраха се най-добрите учени, в Подлипки край Москва се създава изследователски институт за ракетни оръжия и работата кипи.
Допуснато е само колосално напрежение на сили, средства и умове съветски съюзв възможно най-скоропострояват своя собствена ракета, която наричат R-7. Именно нейните модификации изстреляха Спутник и Юрий Гагарин в космоса, Сергей Королев и неговите сътрудници поставиха началото на космическата ера на човечеството. Но от какво се състои една космическа ракета?
В битката за Кайкен през 1232 г. китайците свалят върху монголо-татарската армия „огнени стрели“, които представляват тръби, пълни с барут. След битката при Кайкен монголците започнаха да произвеждат своите ракети и послужиха за разпространението на първата ракетна технология в Европа. От 13-ти до 15-ти век има съобщения за различни експерименти с ракети. В Англия монах на име Роджър Бейкън работи върху нова формула за барут, която ще увеличи обсега на ракетните снаряди. Във Франция Жан Фроасар открива, че полетът на снаряд може да бъде по-точен, ако ракетата се изстреля през тръба. Идеята на Froissart, няколко века по-късно, дава тласък на създаването на противотанкови ракети като базуката. В Италия Джан де Фонтана разработи ракетен снаряд с форма на торпедо, който се движеше по повърхността на водата, за да запали вражески кораби.
Но индийският принц Хайдар Али, управлявал в кралство Майсур (или Карнатака), в Южна Индия, може да се нарече новатор в съвременните ракетни технологии. По време на войните между Майсур и британската Източна Индия търговско дружествоХайдар Али използва ракети и ракетни полкове под формата на редовни войски. Основната технологична иновация е използването на корпус от висококачествен метал, в който е поставен заряд от барут (така се появява първата горивна камера). Хайдар Али също създава специално обучени ракетни отряди, които могат да насочват ракети към далечни цели с приемлива точност. Използването на ракети в англо-майсорските войни доведе британците до идеята да използват този тип оръжие. Уилям Конгрив, офицер от британските сили, който е заловил някои от индийските ракети, изпраща тези снаряди в Англия за по-късно проучване и развитие. През 1804 г. Конгрив, син на началника на кралския арсенал в Улуич, близо до Лондон, се заема с разработването на ракетна програма и масовото производство на ракети. Congreve направи нова горима смес и разработи ракетен двигател и метална тръба с конусовиден връх. Тези ракети, които тежаха 15 кг, бяха наречени "Ракети Congreve".
Британците използват нови оръжия във войните срещу Наполеон. По време на обсадата на Булон през 1805 г. те изсипаха върху града две хиляди снаряда и през септември следващата годинаСтолицата на Дания Копенхаген е опожарена с 14 000 различни снаряда (ракети, бомби и гранати), от които 300 са "ракети Конгрев".
Съвременната ракетна технология дължи своето развитие главно на работата и изследванията на трима изключителни учени: полякът от Русия Константин Циолковски, германецът Херман Оберт и американецът Робърт Годард. Въпреки че тези аскети работеха независимо един от друг и идеите им често бяха пренебрегвани по онова време, те заложиха теоретичните и практически основиракетна техника и космонавтика
Константин Едуардович Циолковски, учител от обедняло полско дворянско семейство, за първи път пише за течни ракети и изкуствени спътници през 1883 и 1885 г. В своите Изследвания на световните пространства с реактивни инструменти (1903 г.) той очертава принципите на междупланетния полет. Циолковски твърди, че най-ефективното гориво за ракети ще бъде комбинация от течен кислород и водород (въпреки че дори лабораторните количества от тези вещества са били много скъпи по онова време) и предлага използването на куп малки двигатели вместо един голям. Той също така предложи използването на многостепенни ракети вместо една голяма, за да се улеснят междупланетните пътувания. Циолковски разработи основните идеи за системите за поддържане на живота на екипажа и някои други аспекти на космическите пътувания.
Херман Оберт, немски физик и инженер, живял в румънска Трансилвания (тогава част от Австро-Унгарската империя), излага принципите в книгите си Ракета в междупланетното пространство (Die Rakete zu den Planetenraumen, 1923) и Начини на космически полети (Wege zur Raumschiffahrt, 1929) междупланетен полет и извърши предварителни изчисления на масата и енергията, необходими за полети до планетите. Математическата теория беше неговата силна страна, но на практика той не надмина стендовите тестове на ракетни двигатели.
Празнината между теория и практика е запълнена от американеца Робърт Хътчинс Годард. Като млад той е очарован от идеята за междупланетен полет. Първите му изследвания са в областта на ракетите с твърдо гориво, в които той получава първия си патент през 1914 г. До края на Първата световна война Годард прави големи крачки в ракетите с барелно изстрелване, които не се използват от американската армия поради до идването на света; по време на Втората световна война обаче неговите разработки доведоха до създаването на легендарната базука, първата ефективна противотанкова ракета. Институтът Смитсониън дава на Годард грант за научни изследвания през 1917 г., което води до класическата му монография „Метод за достигане на екстремни височини“ (1919 г.). Годард започва работа по ракетен двигател през 1923 г., а работещ прототип е създаден до края на 1925 г. През 1926 г. той изстрелва първата в света ракета с ракетен двигател (течен кислород и бензин). Тези произведения на Годард стимулират ракетните изследвания в Германия през 30-те години на миналия век и се превръщат в основата на съвременната ракетна техника. През 1935 г. неговата ракета LRE достига свръхзвукова скорост, тогава е създадена ракета, която се издига на височина от 1,6 км. Годард притежава повече от 200 патента, включително тези за ракетни двигатели с течно гориво, жироскопична стабилизация, многостепенни ракети, достигащи свръхзвукова скорост и т.н. Значителна част от патентите са издадени след смъртта на учения въз основа на архивни материали, а през 1960 г. правителството на САЩ решава да плати 1 милион долара на наследниците му като компенсация за използването на резултатите от работата на Годард в областта на ракетната технология. Годард умира в Балтимор (Мериленд) на 10 август 1945 г. (един ден след края на Втората световна война). По време на войната Годард също работи върху ускорители за военноморската авиация.
Работата на Циолковски, Оберт и Годард е продължена от групи ентусиасти по ракетостроене в САЩ, СССР, Германия и Великобритания. В СССР изследователска работабяха проведени от Групата за изследване на реактивните двигатели (Москва) и Лабораторията по газова динамика (Ленинград). Членовете на Британското междупланетно общество, ограничени в своите тестове от британския закон за фойерверките, произтичащ от Барутния заговор (1605 г.) за взривяване на парламента, концентрираха усилията си върху разработването на „пилотиран лунен космически кораб“, базиран на технологията, налична по това време.
Германското дружество за междупланетни комуникации VfR през 1930 г. успя да създаде примитивна инсталация в Берлин, а на 14 март 1931 г. член на VfR, Йоханес Винклер, извърши първото успешно изстрелване на течна ракета в Европа.
Сред членовете на VfR е Вернер фон Браун (1912–1997), млад аристократ, докторант в Берлинския университет, който от декември 1932 г. започва да работи върху дисертация върху ракетни двигатели в артилерийския полигон на германската армия в Кумерсдорф. С лошо техническо оборудване фон Браун създава двигател с тяга 1300 N за един месец и започва работа по създаването на двигател с тяга 3000 N, който е използван на експерименталната ракета A-2, успешно изстреляна от о. Боркум в Северно море на 19 декември 1934 г.
Германската армия гледа на ракетите като на оръжие, което може да използва без страх от международни санкции, тъй като Версайският договор, който обобщава Първата световна война, и последващите военни договори не споменават ракети. След като Хитлер дойде на власт, германският военен отдел беше разпределен допълнителни средстваза разработване на ракетни оръжия, а през пролетта на 1936 г. е одобрена програмата за изграждане на ракетен център в Пенемюнде (фон Браун е назначен за негов технически директорслушайте)) на северния край на остров Узедом край балтийското крайбрежие на Германия.
Следващата ракета, A-3, имаше двигател 15 kN със система за херметизиране с течен азот и парогенератор, жироскопична система за управление и насочване, система за контрол на параметрите на полета, електромагнитни сервоклапани за захранване на горивни компоненти и газови кормила. Въпреки че и четирите ракети А-3 експлодират на или малко след излитането от полигона Пенемюнде през декември 1937 г., техническият опит, натрупан от тези изстрелвания, е използван за разработването на двигателя с тяга 250 kN за ракетата А-4, първата успешно стартиранекоето се състоя на 3 октомври 1942 г.
След две години тестване на дизайна, подготовка за производство и обучение на войски, ракетата A-4, преименувана на V-2 (Оръжие на възмездието-2) от Хитлер, е разгърната през септември 1944 г. срещу цели в Англия, Франция и Белгия.
3 май 1945 г главен конструкторракети V-2 (V-2) фон Браун и повечето от неговите служители се предадоха на американските окупационни власти. При пристигането си в Съединените щати фон Браун оглавява Службата за проектиране и развитие на оръжия на армията на САЩ, след което ръководи отдела за управляеми ракети на армейския арсенал Редстоун в Хънтсвил, Алабама. През 1960 г. става един от ръководителите на НАСА и първият директор на Центъра за космически полети. Маршал в Хънтсвил. Под негово ръководство е разработена ракетата-носител от серията Сатурн за пилотирани полети до Луната, изкуствени земни спътници от серията Explorer и космически кораб Аполо. Впоследствие фон Браун пое поста вицепрезидент на Faichild Space Industries в Джърмантаун, Мериленд, като напусна малко преди смъртта си. Браун умира в Александрия (Вирджиния) на 16 юни 1977 г.