Техника - молодёжи 1961-06, страница 26

50

W*2000^tK VMOOOVct*

Чем больше ускорение или торможение космического корабля тем большая часть веса корабля (до; приходится на долю тормоз-ной установки (вместе с горючим). Верхняя линия графика построена для худших топлив, нижняя — для лучших.

ным легко найти, что скорость его полета в точке максимального приближения к Земле достигала 7 843 м/сек, а минимальная — 7 671 м/сек.

Важно не только вывести корабль на орбиту, но и спустить его на Землю. Чтобы изменить высоту полета, надо изменить и его скорость.

Если у корабля, движущегося по круговой орбите, увеличить скорость, то он начнет двигаться по эллиптической орбите. Если же скорость уменьшится, то корабль тоже не сможет удержаться на круговой орбите; он станет двигаться по эллипсу, но приближаясь к поверхности Земли (рис. 3). И чем сильнее тормозить его полет, тем ниже он будет опускаться.

На малых высотах атмосфера оказывает большое сопротивление полету, скорость корабля начнет резко падать, и вместе с тем снижается и высота полета. Корабль станет быстро приближаться к поверхности Земли.

Но не надо забывать, что у кораблей-спутников, движущихся на высоте в несколько сотен километров, скорость около 30 тыс. км/час. Чтобы безболезненно для космонавта погасить эту скорость и осуществить безопасную посадку корабля, требуется достаточно длительное время. Космический корабль «Восток» совершил посадку через 30 мин. после начала торможения.

Как же практически происходит снижение скорости космического корабля?

И при увеличении скорости корабля и при снижении включаются ракетные двигатели. Во время торможения двигатели должны быть направлены соплами вперед, чтобы струя газа вылетала навстречу полету. Тогда реакция струи, то есть сила тяги двигателя, будет тормозить корабль.

Скорость истечения газа из сопла ракетного двигателя колеблется в пределах примерно от 2 тыс. до 4 тыс. м/сек. И чем больше эта ско

рость. тем сильнее затормозится корабль при заданном количестве израсходованного топлива.

Для работы двигателей на космическом корабле необходим запас топлива. Теория движения ракет позволяет определить, сколько потребуется топлива для того, чтобы изменить скорость космического корабля на какую-либо заданную величину. Помимо веса топлива, расходуемого на изменение скорости космического корабля, учитывается также вес баков и вес двигателя, то есть суммарный вес всей установки, обеспечивающей торможение корабля.

Одна из главных задач инженеров, проектирующих тормозную уста-

1 2 W-40004.. W-200lP/fci«

От величины ускорения или торможения С A V^) зависит также доля полезного груза — космонавта и оборудования его кабины (Ок) в общем весе корабля. Верхняя линия графика построена для лучших топлив, нижняя — для худших. 80—90% веса тормовной установки приходится на долю горючего.

новку, заключается в том. чтобы ее конструкция была по возможности легкой и чтобы большую долю ее веса составляло топливо, а не баки с двигателем. Какие же по весу установки необходимы для торможения полета? Для изменения скорости на 100 м/сек надо израсходовать совсем немного топлива: всего 3—6% от полного веса корабля. При этом даже не имеет особенно большого

— Я люблю п«р«д сном пройтись на св«ж«м воздухе!

Рис. Г. КЫЧАКОВА

значения качество топлива и совершенство тормозной установки. Но при уменьшении скорости на 1 000 м/сек расход топлива составит примерно 25—50% от веса корабля. В этом случае качество топлива и характеристика тормозного YcrpottcT-ва имеют большое значение. При торможении корабля еще большую роль играют скорость истечения газа и весовая характеристика. Например, при уменьшении скорости на 3 км/сек при худших значениях скорости истечения газа и характеристики тормоза на долю кабины останется лишь 3% от веса корабля, при лучших значениях — 42%.

На какую же величину надо снизить скорость корабля-спутника для его безопасной посадки? Чтобы корабль сошел со своей орбиты и опустился в плотные слои атмосферы, достаточно сравнительно небольшого уменьшения его скорости. Но если корабль войдет в атмосферу с космической скоростью, то он нагреется и сгорит, подобно тому как сгорают метеориты. Следовательно, для безопасной посадки космического корабля надо замедлить его стремительный полет, уменьшив скорость до такой величины, при которой он безопасно пройдет атмосферу.

При решении этой задачи конструкторам приходится преодолевать сложные технические противоречия. Для того чтобы сильно замедлить полет корабля-спутника и относительно легко провести его через атмосферу, надо израсходовать много топлива. А если ограничиться незначительным уменьшением скорости, то спуск в атмосфере окажется более трудным. В этом случае надо устраивать на корабле специальную защиту от губительного нагрева. Например. защитить корабль толстым слоем жаропрочной керамики или сложной системой охлаждения. И то и другое устройства будут довольно тяжелыми. Задача же конструкторов — спроектировать такой корабль, который осуществит посадку при наименьшем весе всех посадочных устройств. А нельзя ли использовать для торможения корабля силу сопротивления воздуха? Для этой цели можно применить парашюты или сделать у корабля крылья и «оперение». Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки. Конструкторы космических кораблей выбирают наилучшие конструктивные формы для каждого создаваемого ими аппарата. Как показал полет космического корабля «Восток», эта задача блестяще решена советскими конструкторами. Юрий Гагарин, совершивший полет на этом корабле, дал высокую оценку его конструкции и выбранным способам приземления. Он сказал: «Спуск прошел успешно и показал высокую эффективность всех систем приземления».

Творцы советских космических кораблей и замечательный сын нашей Родины, первый в мире космонавт Ю. А. Гагарин открыли людям дорогу в просторы вселенной.

И мы верим, что вслед за первым орбитальным полетом человека наступит эра полетов космонавтов к другим планетам солнечной системы.

22