Техника - молодёжи 1987-10, страница 32

бонасос оказался бы непозволительно тяжелым «балластом» на большей части траектории. В поиске очередного компромисса отличился коллектив, возглавляемый академиком В. П. Глушко, под руководством которого разработаны все двигатели первых и большинства вторых ступеней.

Первая и вторая ступени «Спутника» были оснащены четырехкамерными * ракетными двигателями, соответственно РД-107 и РД-108. Различия между ними минимальны. РД-107 работают 140 с, а РД-108 — за счет незначительного уменьшения давления в камерах сгорания — 320 с. Поскольку РД-108 после отделения боковых блоков должен управлять движением ракеты, в одиночку он имеет не две, а четыре рулевые камеры. Как в основном, так и в рулевых камерах РД-107 и РД-108 окислителем служит жидкий кислород, а -горючим — керосин.

Конструкция сопел у обоих двигателей выбрана такой, что давление газа в струе составляет около 40% атмосферного у земли. Среди других стартовых двигателей они отличаются наибольшим разрежением в струе газа, поэтому их наземная удельная тяга почти на 20% меньше, чем в пустоте. Однако, когда на высоте 7 км давление на срезе сопел начинает превышать атмосферное, реализуются преимущества сопла с большим расширением. Учитывая, что первый этап полета вовсе не ограничивается высотой 7 км, такой выбор параметров ракетных сопел позволил унифицировать двигатели обеих ступеней.

Появившийся в США в 1966 году кислородно-керосиновый двигатель Ф-1 (в составе первой ступени ракеты «Са-турн-V») — он обеспечил полеты американских астронавтов на Луну — имел лишь на 3,5% большую удельную тягу у земли. Поэтому и доныне находящиеся в строю космических долгожителей двигатели РД-107 и РД-108 можно считать выдающимся достижением отечественной и мировой науки и техники.

* Так называют двигатели, имеющие четыре независимые камеры сгорания при общей системе подачи топлива.

Но вернемся к семейству ракетных систем, созданному на базе ракеты «Спутник». Тяга ее двигателей у земли составляла 410 тс, масса стартующих блоков лишь 267 т. Поэтому «Спутник» можно было дооснастить дополнительными ракетными ступенями.

Начали с установки сравнительно небольшого блока Е. Так появилась на свет ракета-носитель, масса которой (вместе с головной частью — кораблем-спутником «Восток») была на 20 т больше, чем у базовой ракеты. Блок Е имел кислородно-керосиновый однокамерный двигатель с четырьмя рулевыми соплами, тяга которого в пустоте достигала 5 тс.

Миссия ракеты-носителя «Восток» не ограничилась доставкой на орбиту беспилотных кораблей-спутников и кораблей «Восток». Начиная с 1959 года она занималась доставкой в космос аппаратов «Луна-1», «Луна-2» и «Луна-3» (после чего мы впервые увидели снимки обратной стороны Луны), а также некоторых спутников серии «Космос», далее последовали первые спутники «Метеор» и «Электроны», исследовавшие радиационный пояс Земли.

Однако, чтобы в космосе смогли работать более тяжелые аппараты, мощность ракеты-носителя пришлось увеличить. Для этого блок Е заменили ракетным блоком И, также снабженным кислородно-керосиновым двигателем конструкции С. А. Косберга. Его тяга в пустоте уже была не 5, а 30 тс. Так появилась ракета-носитель, известная сейчас под названием «Союз», стартовая масса которой достигла 310 т.

В пилотируемой космонавтике новый носитель дебютировал с кораблями «Восход». Что касается беспилотных полетов, то начиная с 1966 года ракета «Союз» выводила на орбиту спутники серии «Космос» и метеорологические спутники «Метеор».

Самое же первое «выступление» этой ракеты состоялось в четырехступенчатом варианте, иногда называемом «Молния». С ее помощью в 1961 году была запущена межпланетная станция «Венера-1». Тогда появилось на свет принципиально новое в практической космонавтике понятие — старт с орбиты. Дви

гатель блока Л, служившего четвертой ступенью, запускался не сразу после выработки топлива в блоке И, а лишь после того, как оказывался на промежуточной околоземной орбите,— а там обеспечивался энергетически выгодный перелет к нашей соседке по Солнечной системе. Что касается самого блока Л, то, будучи «спрятанным» вместе с космическим аппаратом под общим обтекателем ракеты, он представлял собой, в сущности, настоящую космическую ступень. Благодаря тому что ее тороидальные топливные емкости охватывали, подобно бубликам, двигатель, конструкторам удалось добиться высокой плотности компоновки.

Что сделали аппараты, запущенные четырехступенчатым «Союзом», общеизвестно. Подчеркнем лишь наиболее важное: мягкая посадка на Луну, детальное картографирование ее обратной стороны, исследование атмосферы и физических характеристик грунта Венеры, а также космического пространства между орбитами Земли и Марса. Кроме того, мощный носитель позволил вывести ИСЗ «Прогноз» на высокоэллиптические орбиты. Наконец, благодаря стартам с орбиты создана оригинальная система спутников связи. Она заслуживает более подробного рассказа.

Спутник связи «Молния» с блоком Л выводится на промежуточную орбиту. У нее большое — до 65° — наклонение к плоскости экватора. В южной точке включается двигатель блока Л и переводит «Молнию» на высокоэллиптическую орбиту с периодом обращения 12 часов. Над Северным полушарием спутник как бы зависает, достигая высоты в апогее 40 000 км, затем с ускорением уходит вниз. На высоте всего 600 км проносится над Южным полушарием и вновь взмывает вверх. Чтобы обеспечить круглосуточную радиовидимость над всей территорией нашей страны, расположенной, как известно, выше 35° северной широты, достаточно системы из трех спутников «Молния». Всего же с помощью носителя-ветерана к концу 1986 года одних только «Молний» запущено 118.

Время ставило новые задачи. Чтобы на околоземной орбите заработали крупногабаритные станции-лаборатории, тре-

ПАРАД КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

На центральном развороте журнала изображены все типы отечественных ракет-носителей, обеспечивших наши космические старты. Старт первой баллистической ракеты С. П. Королева Р-Г и мощных современных «Протонов» и «Энергии» (см. фото на стр. 32) разделяют четыре десятилетия.

Первый в мире искусственный спутник Земли (А) не только подтвердил

реальность полетов вблизи нашей планеты. Он дал толчок к освоению дальнего космоса.

Третий советский «лунник» (Б) приоткрыл вечную тайну ночного светила. Сфотографировав невидимую обратную сторону Луны и совершив гравитационный маневр, станция вернулась на геоцентрическую орбиту и уже с нее передала снимки. Такие маневры с использованием сил тяготения небесных тел не требуют затрат топлива и теперь часто применяются при межпланетных перелетах.

Передать на дальние расстояния ультракороткие радиоволны — задача непростая. Как известно, они не могут

самостоятельно огибать земную поверхность: нужны ретрансляторы. Спутник «Молния» (В) избавляет от строительства грандиозных сетей радиорелейных и кабельных линий. Еще более выгодны спутники связи «Горизонт», «Экран», «Радуга», выведенные на геостационарную орбиту. Хотя их запуск с помощью тяжелого «Протона» обходится несколько дороже, зато антеннам не надо отслеживать движение спутника — он постоянно висит над заданной точкой планеты.

Космонавтика дала возможность напрямую «разглядывать» небесные тела. Мягкая посадка «Луны-9» откры-

30