Юный техник 1996-10, страница 75

грузка. Топливный бак внизу (емкость для окислителя, которая может быть расположена рядом, не показана. Впрочем, бывает топливо, состоящее всего лишь из одного компонента, разлагающегося под действием катализатора — например, перекись водорода, окислы азота.) Бак поистине «бездонный». Роль дна выполняет располагавшийся внизу подвижный поршень, который по мере расхода топлива подтягивается вверх при помощи каната, винта или иного устройства. В итоге всегда остается наполненным «до краев». При этом снаружи, ниже дна поршня, остается пустая, ставшая уже ненужной для данного полета часть бака. Она непрерывно отрезается при помощи вращающегося огневого резака. Таким образом уменьшается расход энергии на разгон. Появляется принципиальная возможность даже при относительно тяжелых баках и реактивных двигателях с небольшой скоростью истечения продуктов сгорания достигать высоких скоростей благодаря простому увеличению стартовой массы А.

Заметим, что таким же свойством обладает и привычная нам многоступенчатая ракета. Но там каждая ступень должна иметь свои двигатели и обслуживающие их агрегаты. С увеличением числа ступеней растет доля их массы в общей массе ракеты. Еще больше возрастает ее сложность и падает надежность. Поэтому ракеты, имеющие более шести ступеней, оснащенные жидкостными реактивными двигателями, не строились, а число ступеней с относительно простыми двигателями твердого топлива не превышало 10 — 12...

В непрерывной ракете на протяжении всего полета используется лишь одна двигательная установка. Чтобы ускорение носителя по мере выгорания топлива не становилось чрезмерным, целесообразно чередовать включение и выключение двига

телей. Вот выведенная Штернфель-дом формула для подсчета отношения стартовой и конечной массы непрерывной ракеты, необходимого для получения заданной конечной скорости V, если известна скорость истечения продуктов сгорания С. В отличие от формул для классической одноступенчатой ракеты здесь используется величина Е — отношение массы бака к массе топлива.

А/В = 2,7282^(1+E)*^V/C

Или в форме программы для микрокомпьютера МК-85:

10 input E,v,C 20 К = А/В 30 К = exp((1+E)*v/c) 40 GOTO 10

где К — отношение массы начальной к конечной.

Возьмем простейший пример. Допустим для простоты, что бак сделан по технологии изготовления пластиковой бутылки для «Херши». Пустая она весит 56 г, а с напитком — 1630. Тогда Е — 56/ (1630+56) = 0,0355. Так называемая характеристическая скорость, необходимая для выхода на круговую орбиту, с преодолением различного рода потерь равна 9300 м/с. Примем V = 9300, С = 3080. В итоге получаем К = 22,8. Ну, а далее следует чисто глазомерная прикидка, основанная на изучении уже выполненных двигательных установок минимальной тяги. Получается, что конечная масса В равна 0,5 — 0,9 кг. Около 10% ее может быть отведено на разного рода радиоаппаратуру и информационные устройства Таким образом, стартовый вес нашей ракеты лежит в пределах 11,4 — 20,5 кг. Совсем немного, как видите! А это значит, что любительский спутник вполне возможен.

А. ИЛЬИН

71