Машина-двигатель От водяного колеса до атомного двигателя, стр. 35
Наши советские инженеры, продолжая развивать идеи Циолковского, много и плодотворно работают над разрешением наиболее сложных технических вопросов, связанных с постройкой «космического корабля».
Интересуясь двигателями, мы не можем не обратить внимания на любопытное предложение ученика и помощника Циолковского — инженера Цандера.
Цандер, исследуя вопрос о возможности применения в ракетном двигателе наиболее высококалорийных топлив, предложил в качестве горючего использовать… некоторые металлы.
Оказывается, сгорая в кислороде, такие металлы, как алюминий или магний, могли бы выделять еще больше тепла, чем жидкое топливо, и ракетный двигатель оказался бы более мощным. Цандер показал, что это имеет большое значение для космического корабля, так как в таком случае можно было бы постепенно сжигать становящиеся ненужными металлические части самой ракеты.
При этом ракета делалась бы всё легче, а скорость ее всё возрастала бы.
Вот тогда-то и получился бы двигатель, который частично сам себя съедал!
Однако техника пока еще не нашла удачного решения такой задачи. Продолжаются упорные исследования, ученые и инженеры ищут наилучшие способы сжигания и управления горением таких металлических топлив.
Отпадающие двигатели
Еще Циолковский подсчитал: для того, чтобы ракета смогла преодолеть земное притяжение и улететь в мировое пространство, она должна подняться с Земли со скоростью не менее чем 11,2 километра в секунду. Значит, для межпланетного корабля должен быть построен такой двигатель, который способен был бы разогнать ракету вскоре после взлета до такой огромной скорости. Правда, если взлет ракеты в мировое пространство производить не с Земли, а с какого-то промежуточного спутника Земли, то двигатель сможет развивать меньшие мощности, а ракета полетит с меньшей начальной скоростью.
Сейчас ученые работают и над созданием межпланетных ракет, поднимающихся с Земли, и над созданием искусственных спутников Земли.
Оказывается, что для того, чтобы ракета могла подняться с Земли с нужной скоростью, пролететь далее по заданному маршруту и вновь вернуться на Землю, она должна запастись огромным количеством топлива. Так, для полета на Луну требуется, чтобы вес заправленной топливом ракеты был почти в 40 раз больше веса незаправленной ракеты.
Пока не удалось найти такого топлива, чтобы можно было развивать нужную мощность двигателя при малом потреблении этого топлива и снизить соотношение между нужными запасами горючего и весом ракеты.
Обычные современные виды топлива выделяют при сгорании сравнительно мало тепла, отчего приходится сжигать большие количества топлива.
Мы уже знаем, что Цандер предложил двигатель, сам себя съедающий, то есть облегчающийся по мере полета, использующий для топлива металлические конструкции.
Аналогичную цель преследует и способ создания «составных ракет», предложенный еще Циолковским. Представьте себе поставленные столбиком два или три ракетных двигателя. Они связаны между собой. При подъеме с Земли запускается нижний двигатель. Выработав свое горючее и развив известную скорость полета, этот первый двигатель выключается и отпадает, отделяется от ракеты. Ракета стала легче. Она уже успела подняться на значительную высоту и набрать какую-то скорость. Тут ее подхватывает и разгоняет с еще большей скоростью второй двигатель, и так далее.
Считается, что более трех двигателей нецелесообразно связывать в одну ракету.
Для межпланетных полетов составные ракеты не очень удобны. Было бы, вероятно, удобнее использовать другое предложение Циолковского — создавать искусственны спутники Земли — своеобразные летающие вокзалы для отправления межпланетных снарядов.
Подготовка к созданию таких «вокзалов» уже приняла практический характер. В 1957 году, как объявили американцы, ими с Земли запускается первый искусственный спутник. Это пока будет небольшой шар весом в 10 килограммов, с диаметром около 60 сантиметров. Половина его веса придется на металлическую оболочку, а вторая половина — на приборы, которые будут регистрировать данные о верхних слоях атмосферы. Все результаты измерений будут поступать на Землю в виде радиосигналов.
Спутник поднимется с Земли с помощью трехступенчатой ракеты, то есть с тремя отпадающими двигателями. Когда отделится последний двигатель, спутник будет обращаться вокруг Земли по эллиптической орбите на расстояниях от 320 до 1300 километров от Земли. В течение суток спутник будет совершать примерно 16 оборотов вокруг земного шара.
Итак, практическое осуществление межпланетных полетов сейчас зависит главным образом от того, как скоро удастся найти такое «концентрированное» топливо, которое занимало бы мало места и могло бы обеспечить энергией весь космический рейс.
С неба на землю
До сих пор, говоря о ракетном двигателе, вспоминая работы Кибальчича и Циолковского, мы связывали этот двигатель с кораблем межпланетных путешествий.
Попробуем спуститься теперь от неизведанных и далеких космических просторов на нашу знакомую и близкую Землю. Посмотрим, нельзя ли и для менее грандиозных задач использовать реактивный двигатель.
…В июне 1941 года гитлеровские полчища двинулись на мирные советские города и села. Накопив много технических средств войны — танков, самолетов, артиллерии, — фашисты быстро продвигались вглубь Советского Союза, сея вокруг смерть и опустошение. В августе 1941 года гитлеровские дивизии уже были под городом Смоленском… Еще рывок, — думали фашистские генералы, — и вдоль улиц Москвы прогарцует белый конь победителя.
Но советский народ сумел мобилизовать свои силы, с каждым днем всё увеличивая и увеличивая мощь отпора.
Первый неожиданный «сюрприз» Советская Армия преподнесла фашистам как раз под Смоленском…
Однажды ничего не подозревавшие передовые части врага, полные уверенности в легкой победе, вдруг оказались засыпанными небывалым количеством смертоносных снарядов. Это были удивительные, невиданные снаряды: с огромной скоростью они прилетали откуда-то с неба, волоча за собой по небу огненный хвост. Их было так много, ложились они так часто, что огромная площадь, на которую они падали, буквально выжигалась. Фашисты оцепенели. Солдаты, орудия, танки — всё попадало под огневой ураган. Но не только сила огня испугала вражеских солдат — их испугало загадочное происхождение и странный вид снарядов…
Так гитлеровцы впервые познакомились с новым советским оружием — реактивной артиллерией, с русскими «катюшами», как любовно были названы советскими бойцами эти гвардейские реактивные минометы.
Гвардейские реактивные минометы в действии.
Вы, наверно, видели — ну, хотя бы в кино или на картинке — эти «катюши». На обычной грузовой автомашине ставятся несколько направляющих лотков — это реактивные «пушки». Они легкие, многоствольные. Быстро переезжая с места на место, посылая сразу несколько снарядов, они представляют собой весьма опасное оружие для врага.
Этой подвижностью и легкостью они обязаны снарядам, которые движутся не от силы порохового взрыва, как в обычной пушке, а от порохового реактивного двигателя, помещающегося в каждом снаряде.
Вот вам и пример наземного использования реактивного двигателя.
Другой пример — салютная или сигнальная ракета, о которой мы уже говорили.
Приведем еще несколько примеров.
Наши ученые много работают над исследованием верхних слоев атмосферы — стратосферы. Туда поднимались советские стратостаты. Но еще выше стратостатов могут подняться специальные ракеты. Их поднимает жидкостно-реактивный двигатель. Они летят без людей, с автоматически действующими записывающими приборами, и, вернувшись на землю, доставляют записи ученым.
