Техника - молодёжи 1958-12, страница 17

атмосферы впрыскивание производится реже, примерно каждую 7юо долю секунды. Порция катализатора во всех случаях подается одна и та же: доли "рамма.

Так как в горле сопла развивается очень высокая температура, то для его охлаждения по кольцевому каналу, располагаемому вокруг сопла, должен непрерывно циркулировать жидкий металл или сплав. Внутри ракеты этот металл отдает свое тепло воде и превращает ее в перегретый пар. В свою очередь, циркулируя по замкнутому кругу, перегретый пар проходит сквозь турбину, отдает ей свою энергию и конденсируется снова в воду. Энергия турбины используется для выдвижения воздушных заслонок ракеты, вращения моторов, осуществляющих впрыскивание катализатора, работы насоса системы охлаждения жидким металлом и т. д.

Участок самого узкого сечения двигателя приходится делать чрезвычайно коротким. Это необходимо потому, что диссоциация газов может происходить не только при излучении, но и при высоких температурах. В этом случае если горло сопла сделать слишком длинным, то под действием высокой температуры кислород успеет снова диссоциироваться, деже несмотря на присутствие катализатора, и, естественно, никакого приращения движения не произойдет, так как при диссоциации кислорода в противоположность рекомбинации его энергия не. выделяется, а поглощается.

Если удастся найти твердый катализатор, то схема двигателя еще более упростится. Тогда за центральным телом достаточно будет поставить решетку (сетку) из такого твердого катализатора, и вся система впрыска окажется ненужной, как и запас жидкого катализатора. Примерно так же (с решеткой) может выглядеть и схема двигателя, использующего энергию только ионизированных, но не диссоциированных газов, только в этом случае сквозь решетку необходимо пропускать электрический ток.

ЛЕТАЮЩИЕ ПИРАМИДЫ

Подсчитано, что для разгона ракеты диаметром 27 м с описываемым двигателем со скорости 2 км/сек до скорости 11,2 км/сек расход катализатора — азотистого ангидрида — не превысит 1 ООО кг. При использовании же твердого катализатора его потребуется еще меньше.

Сама ракета должна быть по меньшей мере двухступенчатая. Первой ступенью могут быть особо мощные жидкостно-реактивные или какие-то другие двигатели, например использующие для разгона атомарный водород, взятый с собой с Земли. Назначение первой ступени — поднять ракету к слою атомарных газов атмосферы и сообщить там летательному аппарату нужную для работы его двигателей скорость.

Наиболее приемлемой формой для такой ракеты была бы пирамида. Для самолета, имеющего крылья, возможен также фюзеляж в виде конуса. Но пирамида лучше. В самом деле, при монтаже она очень устойчива. В нам-

Пирамидальная ракета при взлете: 1 — место кабины астронавтов: 2 — двигатели первой ступени и над ними баки для топлива и катализатора; 3 — вид ПАРДов при разгоне в плотных слоях атмосферы; 4 — ПАРДы убраны; 5 — воздушная заслонка в закрытом виде.

большем квадратном У ij

сечении такой ракеты 3 можно расположить много двигателей первой ступени, что позволит ракете иметь при взлете большую суммарную тягу их. Вместо рулей на такой ракете могут быть применены воздушные заслонки, которые, во-первых, занимают мало места, а во-вторых, при закрытом положении служат дополнительной защитой фюзеляжа. При вертикальном подъеме такой ракеты можно регулировать направление также изменением силы тяги двигателей первой ступени. При ракете в форме конуса она, если не будет иметь крыльев, начнет вращаться вокруг оси, чего не произойдет при пирамидальной форме. В то же время при опорожненных баках первой ступени относительный вес, приходящийся на 1 м² наибольшего сечения ракеты, будет столь невелик, что она при разгоне быстро приобретет нужную скорость, а при движении в атмосфере в положении широкой частью вперед начнет парашютировать, что облегчит посадку.

На пирамидальной ракете двигатели располагаются в самом ее основании по краям. Чтобы не увеличивать сопротивление воздуха при движении ракеты в плотных слоях, двигатели при подъеме спрятаны в теле ракеты и выдвигаются только в рабочем слое. После выдвижения двигатели сплошным квадратом без каких-либо промежутков или щелей опоясывают самую широкую часть ракеты. Это происходит при ее движении по линии, почти концентричной поверхности Земли. В это время все топливо первой ступени, заполнявшее баки ракеты при подъеме, будет израсходовано. От ракеты останется, по существу, только каркас, обтянутый тонкой металлической оболочкой, двигатели, бак с катализатором и полезный груз, так как все остальное (двигатели первой ступени, баки или часть их и т. д.) может быть сброшено на землю на парашютах. В то же время сквозь двигатели на такой облегченной ракете будет проходить почти весь воздух с большой поверхности всей ракеты.

Тяга такой ракеты будет в идеальном случае равна (при использовании только атомарного кислорода) приблизительно 120 кг с каждого 1 м² лобозо-го сечения ракеты (на высоте 60 км над экватором в полдень при средней активности Солнца). Это значит, что при длине стороны в 5 м тяга будет равна 3 т, а температура нагрева воздуха в двигателях составит от 840 до 1400° С. Это не так уж много при столь

больших размерах ракеты. Однако при огромных размерах ракеты — длина ее стороны должна быть около 60 м! — мыслится возможным полет на Марс с пассажирами. При скорости 2 км/сек и максимальной диссоциации 50%, при плотности Viooo от плотности у Земли такая ракета соберет со всей площади энергию, равную почти 1,6 млрд. кгм или 1,6 млн. тонна-метров в секунду при весе в 340 т.

Само собой разумеется, подобная ракета будет построена не сразу.

Прежде следует провести экспериментальные полеты самолета с двигателями на концах крыльев. Будет проверена их работа и уточнена величина диссоциации кислорода на высотах 50—60 км. Затем двигатели могут служить только для поддержания максимальной скорости больших трансконтинентальных самолетов и больших искусственных спутников Земли, а разгоняться эти спутники и самолеты будут другими двигателями. Наконец эти двигатели можно использовать для разгона большого искусственного спутника Земли и создания на большой высоте постоянной астрономической и геофизической лаборатории, обслуживаемой людьми. Только после этого станет возможным создание ракеты и для полета на другие планеты.

При возвращении в атмосферу Земли такая ракета влетает в положении широкой частью, а следовательно, и двигателями вперед. Центральное тело закрывает «горло» канала, взрывы направляются вперед, что помогает гасить скорость в слое атомарных газов. Кроме того, ракета в промежутках между взрывами парашютирует.

Максимальная скорость, которая может быть достигнута с помощью двигателей, как показывают расчеты, приближается к 17 км/сек. До Марса при скорости 16 км/сек можно добраться за три месяца.

Атомарные газы есть не только в атмосфере Земли, но и в атмосферах Венеры и Марса. Это делает возможным в отдаленном будущем совершить посадку и на эти планеты.

Вопрос практической осуществимости ПАРДа предстоит решить науке завтрашнего дня, а идея его весьма заманчива. Ведь так может быть использована энергия, которую рождают лучи Солнца высоко над Землей.

13