Техника - молодёжи 1960-08, страница 18

Г. ПЕТРОВ, инженер

ЗАПУСК... Это слово прочно вошло в обиход миллионов людей после того, как были сделаны первые шаги в завоевании космоса. Запущены искусственные спутники Земли и Солнца, автоматическая межпланетная станция, запущен космический корабль-спутник с кабиной, снабженной всем необходимым для полета человека.

Теперь весь мир следит за тем, как ученые и инженеры решают задачу, обратную запуску. Проблема возвращения космического аппарата на Землю справедливо считается одной из труднейших. Ведь если такой аппарат, летящий с колоссальной скоростью, без предварительного торможения войдет в атмосферу, то он очень быстро сгорит и разрушится подобно метеориту. Поэтому скоросгь космического тела должна быть плавно уменьшена в разреженных воздушных слоях. Дальнейшее торможение должно происходить уже в плотных слоях атмосферы.

Для решения всех этапов сложной задачи возвращения из космоса на Землю инженерами и конструкторами различных стран мира предложено немало интересных приемов и способов. О некоторых из них мы и хотим здесь рассказать.

НА ОРБИТУ ВОКРУГ ЗЕМЛИ

Представим себе, что космический коребль, летящий от одной из планет солнечной системы, возвращается в зону притяжения Земли. Если корабль, пролетая вблизи нашей планеты, не

предпримет маневра для перехода на орбиту искусственного спутника, то он «проскочит» мимо Земли и снова удалится в безбрежные дали межпланетного пространства. Следовательно, на границе воздушного океана космический аппарат должен изменить направление и величину скорости, с тем чтобы перейти на замкнутую траекторию.

Как это можно сделать? Существуют различные способы. Один из них состоит в том, чтобы использовать аэродинамическую силу, действующую на крылья летательного аппарата, обтекаемого потоком воздуха. Такой способ, естественно, определяет основные черты конструкции космического корабля — он должен быть крылатым.

Для перевода космического корабля на орбиту вокруг Земли необходимо, чтобы на него начала действовать сила, направленная к центру нашей планеты. Эта сила подобна той центральной силе, которая действует на камень, заложенный в пращу и двигающийся по окружности, когда пращу раскручивают.

Возникает задача, обратная той, которую решают в самолетостроении. При конструировании самолета его крылья устанавливают так, чтобы обтекающий их поток воздуха создавал подъемную силу, направленную по вертикали вверх, то есть от центра Земли. Крылья космического корабля должны создавать фактически тоже «подъемную» силу, но направлена она будет уже не вверх, а вниз, к планете. Поэтому корабль должен лететь а пере

вернутом состоянии по касательной к круговой орбите. Кроме того, он должен быть так ориентирован в пространстве, чтобы передние кромки крыльев были направлены вперед и вниз по отношению к направлению движения.

Одновременно с «подъемной» силой возникнет и другая, которую в аэродинамике называют лобовым сопротивлением. Она будет уменьшать скорость движения корабля и вместе с «подъемной» силой заставит его пойти по эллиптической орбите. Форма и размеры орбиты, а также скорость движения по ней будут определяться тем, насколько близко от поверхности планеты корабль пройдет в первый раз. Двигаясь уже по эллиптической орбите, корабль сначала удалится от поверхности Земли, а затем снова вернется в тот район, где состоялось первое торможение. После некоторого количества оборотов орбита из эллиптической превратится в круговую, затем можно будет развернуть корабль в нормальное положение и начать дальнейшее снижение.

Способ, о котором здесь было рассказано, получил название «метода возвращения по тормозным эллипсам». Этот метод дает возможность уменьшить скорость приближения космического корабля из межпланетного пространства, равную 11,2 км/сек, до величины примерно 7—8 км/сек на круговой орбите. Скорость корабля относительно Земли можно несколько уменьшить выходом на эллиптическую

15000

Возвращение по «тормозным эллипсам».

Так может выглядеть кабина космического корабля.