Техника - молодёжи 1960-01, страница 44

дится диффузор, служащий для концентрации энергии ударной волны, и клапан 12, соединяющий трубу с соплом ракеты. Рабочий цикл двигателя осуществляется так: насос 5 забирает рабочее тело из резервуара и под повышенным давлением прокачивает его через реактор, где оно испаряется и нагревается приблизительно ^ до 2500°С.. а затем нагнетается в камеру высокого давления. Ударная труба в этот момент все еще заполнена газом низкого давления, оставшимся от предыдущего цикла. Затем клапан 11 быстро открывается, сжатый газ. врываясь в трубу, мгновенно сжимает и нагревает газ, находящийся в трубе, вызывая появление в нем сильной ударной волны. Наибольшее сжатие достигается в нижней по течению части диффузора. Затем клапан 11 закрывается, а клапан 12 открывается, и газ с большой скоростью вырывается чз сопла. Когда температура выходящего газа уменьшится в 3—4 раза по сравнению с максимальной температурой, достигнутой в ударной трубе. клапан 12 закрывается, а клапан 13 открывается, и при помощи насоса 5 оставшийся в ударной трубе газ поступает в радиатор, где он охлаждается. Этот цикл непрерывно повторяется. создавая «сгустки» высокотемпературного газа, вытекающего из сопла с большой скоростью.

Последний тип ракетного двигателя с высокими полетными характеристиками основан на непосредственном нагреве рабочего тела электрическим током.

Один из возможных вариантов ядерно-электрического двигателя — система с дуговым разогревом, в которой рабочее тело превращается в дуге в плазму, которая и выбрасывается через сопло, находящееся в катоде дуги (рис. V). В отличие от рассмотренной выше схемы метод непосредственного электрического нагрева в дуге является непрерывным и может создавать постоянную тягу

с удельным импульсом рабочего тела, в 15 раз превышающим удельный импульс современных химических ракет.

Расчеты показали, что вес ракет с ядерными двигательными системами снижается в 10—15 раз ho сравнению с обычными химическими ракетами ив 3—5 раз по сравнению с высокоэнергетичными химическими ракетами на новых видах топлив. Если вспомнить, что каждый килограмм полезного груза ракеты требует от 10 до 100 кг стартового веса, то станет ясно, что развитие нехимических двигательных систем имеет исключительно важное значение для межпланетных полетов н полетов с большим полезным грузом. В случае успешного решения проблемы создания высокоэффективных атомных ракетных двигателей они вытеснят ныне существующие ракеты. по крайней мере там, где требуются большая грузоподъемность и большая дальность. Нет сомнения, что будущее ракетного движения связано с использованием атомной энергии.

Желающим более подробно озна комиться с различными вопросами, связанными с использованием атомной энергии для создания реактивной тяги, рекомендуем книгу Р. Бас-сарда и Р. де Лауэра «Ракета с атомным двигателем». Издательство иностранной литературы. Москва. 1960.

Как рассчитать первую космическую скорость?

Для того чтобы какое-либо тело превратилось » спутник, движущийся вокруг планеты по круговой орбите, ему надо сообщить скорость, навываемую первой космической. Эту скорость для любой планеты можно вывести ив уравнения:

где m — масса спутника, g — ускорение силы тяжести на планете, г — расстояние от спутника до центра планеты. V — скорость его движения по орбите.

Такое уравнение получается, если принять во внимание, что при движении по круговой орбите сила тяжести mg уравновешивается силой инерции в крути'

говом движении —— .

На Земле g ^в 10 м/сек² (или 0.01 км/сек²), в расстояние до центра Земли Г равно примерно 6 400 км. Эти величины определяют вначеиие первой космической скорости для Земли: 8 км сек.

Если рассчитать величину втой скорости для других небесных тел. например планеты-гиганта Юпитера и плане-ты-карлика Гаиимеда. то получатся очень интересные ревультаты. Радиус Юпитера в 11 рев больше вемного, а ускорение силы тяжести там в 2,5 ра-

ва больше, чем на Земле. Первая косми-ческая скорость на Юпитере такова, что ее не смогут достичь даже самые мощные современные космические ракеты, двигатели которых работают на химическом топливе.

Другое дело иа Ганимеде Диаметр втоЙ планеты-крошки не более 1 км, сила тяжести на ней • 10 тыс. рва меньше вемной. Небольшого толчка или ревкого движения достаточно, чтобы высоко подняться над ее поверхностью и превратиться в спутника втой планеты

ШУ

[Г~1

IIUII tiuu UMiikliiti

Wll

®

Дмт*.

йГн*

10. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ В КОСМОСЕ

ль ноет ь челокяиа тесным образом сен хана с погодой. Капризы ее — опустошительные ливни н наводнения, знойные засухи и жгучие холода, жестокие штормы и ураганы—приносят человечеству колоссальны* убытии и неисчислимые бедствия. Очень важно уметь предвидеть их. чтобы пр«»ллрмня1ь необходимее меры ЭВЩИТЫ. Г.0 В

стоящее время ми----------------------

лагает для rroro Тольно одна треть поверх логических станций, остальные

И морями

станций не имеют. Иси; окажут мировой помощь.

огичесиая служба распо-ничейными возможностями. Земли имеет сеть метеоро-■Шнщн трети, занимаемые где, собственно, и формируется

>ая метвороло ьма сграммч, ■ер*мости 3ei

метеорологнчесио!

усстее иной

погод \ Земл

иные спутниии Земли службе значительную

38

Оборудованные необходимой аппаратурой для наблюдения за процессами, происходящими в кузнице погоды — атмосфере, они смогут в течение полутара-деух часов зафиксировать расположение и характер облачного покрова, наличие районов плохой и хорошей погоды, движение теплых холодных воздушных масс.

Пс л едет шив вращения Земли вокруг своей оси при иаж-ом следующем рбороте спутника представляется еозмож и ость наблюдать метеорологическую иартину уже в новых района*, примыкающих и предыдущим. Это позволит определить, иуда и с какой сн<*рост*ю переместился видимый шторм, каине циилоиы и антициклоны затухают, а наииа усиливаются, иуда сместились теплые и холодные воздушные массы. Наблюдая се спутиииов процессы, протекающие ш атмосфере Земли, мы не просто получим картину погоды в ианой то определенный момент и в ограниченном райо^ю, в обнаружим основные тенденции ее ра лития в масштабе всей планеты.

С появлением спутиииов Земли и электронно-вычислительной технини не тольно начинается новый этап в совершенствовании методов долгосрочного прогнозирования погоды, но и возникает новая науиа — космическая метеорология.