Техника - молодёжи 1953-02, страница 34

УСКОРЕНИЕ

силы тяжести 9,8 М/СЕК*

КУЙБЫШЕВ

©ысота

-^скорость норабля

1 мин 38СЕК

высота

СНОРОС V

■ « - ^ Р ^ ' v^; ,

2405 км

ч

00

мин

сек

вил

установить, какую долю работы, необходимой для удаления в бесконечность пустой ракеты, выполнили двигатели, поднявшие ее на 400 км. Округляя величину радиуса Земли до 6 400 км, мы получаем 400: (400 + -}- 6 400)^:=1:17. Это, конечно, очень много.

Если же принять во внимание, что для превращения тела в искусственный спутник требуется половина энергии, необходимой для удаления его в бесконечность, то получится, что современные ракеты, если можно так выразиться, с точки зрения развиваемой энергии, уже на Уэ космические. В связи с этим не будет лишенным интереса вспомнить, что еще пятнадцать лет назад жидкостные ракеты не поднимались на высоту десяти километров.

Во сколько же раз придется увеличить скорость современной ракеты для превращения ее в искусственный спутник Земли?

С точки зрения развиваемой скорости, современные ракеты уже более чем на ^]У₃ космические.

Правда, ракета, поднимающаяся на 400 км, достигает максимальной скорости в 2 250 м в сек. Искусственный же спутник, вращающийся тут же за пределами атмосферы, должен обладать скоростью, более чем в 3 раза превышающей эту величину. Но это вопрос не простой арифметики. Следует еще учесть работу, затраченную на подъем ракеты, на преодоление сопротивления воздуха и гравитационные потери во время взлета. (Эти последние! потери выражаются в том, что при работающем двигателе приращение скорости ракеты в поле тяготения меньше, чем вне его.) Однако при соответствующем выборе траектории и режима работы двигателя эти потери небольшие.

Таким образом, «идеальную скорость», то-есть скорость, которой могла бы достигнуть современная ракета в свободном пространстве¹, пришлось бы увеличить всего примерно в 3 раза. С помощью составных ракет эта задача может быть решена уже в наши дни. Наука сегодня находится накануне осуществленР1я космического полета. 1

Чтобы легче было заглянуть в ближайшее будущее космонавтики, познакомимся с еще одним благоприятным для осуществления межпланетных полетов фактором.

При отлете с земной поверхности последующее увеличение «потолка» на одинаковую величину требует все меньшего и меньшего прироста скорости. Поэтому надо полагать, что рекорды высот на вертикально взле-

¹ Под этим названием подразумевается пространство, лишенное сопротивляющейся среды и удаленное от небесных тел на достаточное расстояние, чтобы можно было пренебречь силами тяготения.

Схема гипотетического перслстЪ Москва—Караганда за четверть часа на испытательной космической ракете. При посадке ракета тормозит свою скорость с помощью своих двигателей. Налево сверху показано, как сила тяжести уменьшает ускорение движения корабля. Наверху направо — общий вид земного шара и траектория _{полета ракеты.

тающих ракетах будут достигаться скачкообразно, пока, наконец, не наступит день, когда взлетевшая ракета не покинет навсегда нашу планету.

Многие считают, что космическая ракета должна обязательно быть снабженной двигателем, работающим на ядерном горючем. Такое мнение ничем не оправдано.

Современные ракеты, работающие на термохимическом (обычном) топливе, имеют скорость истечения газов до 2 500 м в сек. Можно предполагать, что скоро удастся довести <эту скорость до 4 тыс. м в сек. ;

При такой скорости истечения газов и достаточно большом относительном запасе топлива космический полет вполне осуществим.

В настоящее время вес уносимого жидкостной ракетой топлива превышает в 3 и более раза вес самой ракеты. И здесь в связи с применением все более качественных материалов и более удачных конструкций можно надеяться на дальнейшие успехи.

Нельзя, однако, забывать, что ракету с данным двигателем нельзя чересчур загружать топливом, иначе она может вовсе не подняться. И вообще сильно перегруженный двигатель не способен сообщить ракете большую скорость.

Это не значит, что конструкторы не стремятся, например, в баки поместить как можно больше горючего и окислителя, но одновременно с этим они увеличивают мощность двигателя. Ибо чем больше тяга ракетного двигателя, тем при прочих равных условиях меньше топлива уходит для достижения данной цели.

Итак, в современном ракетостроении наблюдаются тенденции к увеличению: скорости истечения газов, относительного запаса топлива, мощности двигателя, количества составных ступеней ракеты.

Достигнутые на всех этих участках успехи подведут нас вплотную к созданию космической ракеты.

С амой простой по конструкции является ракета с постоянной тягой. В такой ракете секундный расход топлива, а также режим работы насосов и других механизмов не меняются за все время полета. Обычно ракеты на жидком топливе строятся именно такого типа. Однако такая ракета с не очень большой скоростью истечения газов не может быть использована для межпланетных путешествий, если даже предположить, что она способна взять с собой необходимое количество топлива для достижения необходимой скорости.

О г л