Конструкция далеко летающей ракеты (Цандер)

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Перейти к: навигация, поиск

Конструкция далеко летающей ракеты
автор Фридрих Артурович Цандер (1887—1933)
Опубл.: 1937. Источник: Commons-logo.svg Ф. А. Цандер Конструкция далеко летающей ракеты // Ракетная техника. — 1937. — № 5 — С. 24—29.
 Википроекты: Wikidata-logo.svg Данные


[24]
КОНСТРУКЦИЯ ДАЛЕКО ЛЕТАЮЩЕЙ РАКЕТЫ[1]

В предложенных до сих пор проектах высотных ракет имелись следующие недостатки:

1. Огромная величина ракеты увеличивает опасность возможного взрыва ее, так как вес горючего и окислителя составляет бо́льшую часть веса всей ракеты.

2. Необходимость расходовать огромное количество горючего в ракете при обратном спуске на землю при помощи реактивного действия во много раз увеличивает вес и сильно удорожает перелет.

3. Применение динамической поддержки ракеты вырывающимися из нее газами в случае несвоевременной остановки ракеты даже с применением парашюта может привести к катастрофе.

4. При спуске в атмосферу при помощи парашюта или действием ракеты, или обоими способами вместе нет возможности свободного выбора места посадки, ракета же требует расхода добавочного горючего.

5. Для достижения космических скоростей необходимо применять огромные ускорения, оказывающие отрицательное физиологическое действие на организм человека.

6. Наконец, необходимость иметь малое отношение , где — вес конструкции, а — начальный вес, делает все проекты неосуществимыми по конструктивным соображениям.

В предлагаемой мною конструкции ракета связана конструктивно с двумя самолетами: одним большим для подъема и вторым, во много раз меньшим, для спуска.

На малых высотах ракета приводится в движение двигателем особой системы, так как ракета при малых скоростях полета имеет малый к.п.д.

Части конструкции большого самолета используются в качестве добавочного горючего вместе с жидким горючим, ввиду того что последнего для достижения космических скоростей не хватает. Самолет при этом предполагается строить из дуралюмина, электрона или другого подобного сплава металлов. [25]

Предлагаемая ракета (фиг. 1) состоит из корпуса, снаружи похожего в данном выполнении на снаряд. К корпусу прикреплены крылья большого складываемого самолета с убирающимся шасси и с двигателем особой системы, приводящим в движение винты. Сзади к корпусу прикреплены рули большого самолета, которые, так же как и крылья с пропеллерами, могут быть втянуты внутрь корпуса. Внутри корпуса заключен малый самолет с рулями, шасси, добавочным винтом и двигателем к нему. Внутри корпуса помещаются также баки для горючего, котел для расплавления втягиваемых частей самолета и ракета, в которой работают сгоревшие газы и сгоревший металл. Под котлом находится топка. Газы, охлаждая сначала камеру сгорания, поступают из баков в топку, расплавляют металл и поступают затем в горло ракеты. Расплавленный металл поступает через специальную трубу в камеру сгорания либо инжекторным действием, либо нагнетаемый особым насосом, подогреваясь в той части трубы, которая входит в камеру сгорания. Затем жидкий металл распыливается, отчасти испаряется и смешивается с подаваемым кислородом, сгорая в камере. Сгорание металла большой теплотворной способности увеличивает температуру газообразных продуктов и поэтому сильно увеличивает эффективность ракеты. Части самолета (винты, шасси, рули и др.) втягиваются в корпус через щели, имеющиеся в вертикальных боковых выступах корпуса.

В случае большой потребности в горючем (для достижения космических скоростей) в котле могут расплавляться и баки для горючего, а также и двигатель[2], причем особая сетка задерживает части, состоящие из более тугоплавких материалов, от попадания в отводную трубу.

Можно применять самолеты разных систем, а также использовать корпус ракеты в качестве поддерживающей поверхности.

Предлагаемая ракета поднимается с земли как обыкновенный самолет. Особый двигатель высокого давления, использующий жидкий кислород, дает самолету возможность подниматься до высоты примерно 25—30 км над поверхностью земли.

Скорость полета при этом должна по мере убывания плотности воздуха возрастать таким образом, чтобы угол атаки крыльев, необходимый для удерживания самолета на данной высоте, не сильно менялся. На высоте приблизительно 28 км над поверхностью земли достигается скорость 350—450 м/сек; здесь следует привести в действие ракету, через которую до высоты 28 км для усиления тяги можно пускать отработанные газы двигателя. Теперь или спустя некоторое время после [26][img]
Фиг. 1.
1—двигатель большого самолета; 2—крылья большого самолета; 3—шасси большого самолета; 4—рули большого самолета; 5—корпус ракеты; 6—винты большого самолета; 7—баки; 8—котел для расплавления металлических деталей; 9—трубопровод расплавленного металла; 10—сетка, предохраняющая от попадания нерасплавленных кусков металла в трубопровод; 11—топка; 12—щели для втягивания в корпус частей большого самолета; 13 — сопло ракеты; 14—крылья маленького самолета; 15—шасси маленького самолета; 16—двигатель маленького самолета; 17—винт маленького самолета; 18—рули маленького самолета.
[27]пуска ракетного двигателя следует двигагель остановить, так как пропеллеры не выдерживают слишком больших окружных скоростей; при меньших же окружных скоростях они будут иметь низкий к.п.д.

Потом втягивается шасси в котел, расплавляется и используется как горючий материал для ракеты. Последняя при этом поднимается все выше, ускоряя полет. По мере уменьшения веса ракеты крылья втягиваются, причем это производится сначала только для двух крайних наружных секций крыльев и притом симметрично. Через некоторое время то же производится для второй секции, затем для третьей и т. д.

Втягивание может производиться разнообразными способами, например, так, как укорачивается телескоп, что легко осуществимо при монопланах. Тогда наружные секции могут быть втянуты в котел через все остальные секции крыльев, и особое сматывание покрытия с крыльев отпадает.

Затем втягиваются рули большого самолета и расплавляются. Подаются также в котел двигатель и его баки и сокращается длина корпуса корабля. То же производится и с самими механизмами для втягивания частей самолета.

К концу периода ускорения ракеты при достижении скоростей, необходимых для вылета из пределов земной атмосферы, для вращения вокруг Земли или даже для перелета на другие планеты, остается маленький самолет с крыльями, рулями, котлом, собственно ракетой, укороченным корпусом, пропеллером, двигателем, шасси и необходимым внутренним оборудованием.

Для передвижения в пространстве, начиная со скорости 8 км/сек (необходимой для вращения вокруг земного шара), взамен ракеты можно пользоваться особыми маловесными зеркалами большой площади, изменяя скорость и направление полета давлением света, падающего на них[3].

Для тою чтобы снизиться на Землю или на планету, обладающую атмосферой, необходимо лететь так, чтобы полет в атмосфере имел горизонтальное направление. При скоростях, больших 8 км/сек, полет в атмосфере на постоянной высоте должен совершаться так, чтобы самолет летел на спине и чтобы давление воздуха на крылья было направлено к Земле. При скоростях, меньших 8 км/сек, можно лететь в обыкновенном положении, описывая кривую для спуска в желаемом месте. Этому еще может способствовать маленький двигатель с пропеллером.

Главными преимуществами предложенных здесь конструкций по сравнению с предложенными до сих пор конструкциями [28]являются следующие факторы технического и экономического характера, не считая предложения об использовании металлического топлива:

1. Применение маленького самолета с крыльями дает возможность спуска планирующим полетом на Землю и планеты, обладающие атмосферой. Этим уменьшается общий вес межпланетного корабля в 15—20 раз по сравнению с кораблем, спускающимся действием ракеты (если вес корабля после обратного спуска на землю считать в обоих случаях одинаковым).

2. Применение самолета для подъема и спуска на Землю или планеты, обладающие атмосферой, гарантирует безопасность пассажиров в большей степени, нежели применение парашютов и подъемных ракет. При подъеме можно при случайной остановке двигателя перейти в безопасный планирующий спуск и снова запускать двигатель. При ракете же с парашютом будет весьма затруднительно втягивать поддерживающий парашют и снова запускать двигатель. Поэтому в предложенных прежде конструкциях остановка ракеты будет связана с необходимостью спуска на Землю, а остановка непосредственно после отлета или при больших скоростях, немного меньших 8 км/сек, будет связана, по всей вероятности, даже с гибелью пассажиров. При остановке сразу после отлета парашют не успеет раскрыться, а при снижении на больших скоростях парашют легко может оторваться. Это в предлагаемой мною комбинации самолета с ракетой и двигателем не имеет места. Поддержка ракеты на весу вырывающимися газами мною заменена поддержкой крыльями самолета. В этом случае ракета во всякий момент безопасно покоится на своем самолете, чего нет у подъемной ракеты с парашютом. Сильно развитая авиационная техника и разработанность самолетных конструкций позволяют преодолеть затруднения, могущие встретиться при полете.

3. Возвращаясь на Землю, мы используем огромное количество кинетической энергии, приобретенное ракетой при подъеме. Мы можем облететь с этим запасом энергии при планирующем спуске на маленьком самолете половину земного шара и спуститься в любом месте.

4. Необходимая толкающая сила (тяга) ракеты в моей конструкции равна лишь ⅙—⅓ веса всего корабля, между тем как при подъемных ракетах необходимая сила составляет 4—10-кратный начальный вес корабля.

5. Вследствие меньшей кажущейся тяжести пилот может свободно управлять ракетой, между тем как при подъемных ракетах он должен в течение периода ускорения подвергаться вредному действию этого последнего. Кроме того, большие ускорения затрудняют наблюдение за работой машины. [29]

6. Уход за предлагаемой здесь ракетой, которая в 10—60 раз меньше соответственной подъемной ракеты, легче, нежели уход за огромной ракетой. Опасность для пассажиров в случае порчи или взрыва малой ракеты меньше, нежели при взрыве большой ракеты.

7. При помощи предлагаемой здесь конструкции весьма легко производить опытные полеты ввиду возможности ежеминутно пускать или останавливать двигатель или ракету.

Вопросы подъема и спуска далеко летающих ракет моей системы также мною разработаны.

Предложенные здесь конструкции ракет могут служить, кроме межпланетных путешествий, также и для спешных перелетов на земле в высших слоях атмосферы и над нею; они могут перевозить тяжести и пассажиров.

Примечания[править]

  1. Напечатано в сборнике «Ракетная техника», вып. 5, 1937.
  2. Здесь под двигателем следует понимать двигатель большого самолету который предназначен для вращения пропеллеров. Прим. ред.
  3. Этому вопросу посвящена специальная работа Ф. А. Цандера, имеющаяся в его рукописях. Прим. ред.


PD-icon.svg Это произведение находится в общественном достоянии в странах, где срок охраны авторских прав равен сроку жизни автора плюс 70 лет, или менее.