Юный техник 1997-06, страница 28

десятков отверстий-форсунок, расположенных на верхней стенке камеры. При горении образуются газообразные продукты, поток которых направляется к горловине камеры с возрастающей скоростью. Если понаблюдать за ручьем, легко заметить, что в его узких местах скорость потока возрастет. Так происходит и в камере ЖРД по мере приближения струй газов к самому узкому ее месту. Здесь их скорость достигает звуковой. И как бы ни увеличивали давление в камере, скорость не возрастет, хотя запасы внутренней энергии у газа еще очень велики.

С такой проблемой тысячу лет назад столкнулись китайцы — создатели первых пороховых ракет. Не решил ее и Герон Александрийский — изобретатель первой паровой турбины. Потому и получилась она у него крайне слабосильной. Между тем увеличить скорость истечения потока газа или пара до сверхзвуковой не столь уж и сложно. В 1890 году шведский инженер Густав Лаваль предложил пропускать газ через канал, который вначале сужается, а потом расширяется. Лаваль использовал этот принцип в турбине. Циолковский примерил к ракете. Незамысловатое устройство и сделало ЖРД пригодным для космических ракет.

Но тут выяснилось, что стенки камеры надо оберегать от прогорания, поскольку температура здесь достигает 3000° С при давлении 200 — 300 атм. Таких условий без охлаждения не выдерживают никакие материалы. Поэтому стенки камеры стали делать двойными и охлаждать протекающим между ними топ-

Рис.1

ливом. При этом оно сильно нагревалось, могло даже закипеть, но полученное таким образом тепло шло лишь на пользу делу. Подобный способ охлаждения называется регенеративным. Он существенно повышает КПД двигателя. Попутно заметим, что тепло при охлаждении стенок автомобильного мотора на 30% через радиатор уходит на... обогрев улицы.

Чтобы еще усилить охлаждение ЖРД, в верхней части камеры сгорания часть топлива направляется прямо на стенки. Получается любопытная ситуация. Пока пленка из текущего по стенке топлива не испарится (потом оно, разумеется, сгорит), температура стенки будет не горячее, чем у сковородки при приготовлении яичницы.

Именно благодаря подобному устройству камеры немецкие инженеры, руководимые Вернером