Ракета К. Э. Циолковского и космонавтика

В 1883 г. русский ученый-самоучка К. Э.Циолковский написал работу -«Свободное пространство», в которой дал описание реально­го с точки зрения технических возможностей космического кораб­ля с ракетным двигателем, открыв тем самым целую новую эпоху жизни человечества — эпоху устремления в космическое простран­ство. До К. Э.Циолковского мысли о возможности космических или ракетных полетов имели частное чисто техническое значение, не связанное с судьбой всей земной цивилизации: в 1849 г. русский во­енный инженер И. И. Третесский высказал идею об использовании реактивных двигателей для приведения в движение ЛА легче возду­ха, в 1865 г. выходят книги французских писателей-фантастов Ж Верна «С Земли на Луну» и А. Эро «Путешествие на Венеру», в которых приводятся описания ракетных космических аппаратов, в 1866 г. опубликована книга адмирала русского флота Н. М Соковни — на «Воздушный корабль», в которой приводится конструкция ракет­ного аэростата, в 1867 г. русскому капитану артиллерии Н. А Теле­шову выдан французский патент на реактивный самолет «Дельта» (рис 12) с пульсирующим ВРД, в 1880 г. русский изобретатель С. С Неждаиовский высказал мысль о возможности применения на ЛА ракетной топливной пары: керосин — азотная кислота, в 1881 г. приговоренный к смертной казни русский революционер и изобре­татель Н. И Кибальчич выдвигает проект ЛА тяжелее воздуха с ра­кетным двигателем, в 1882 г. профессор Н. Е. Жуковский пишет статью «О реакции вытекающей и втекающей жидкости», ставшую основой для теоретического определения тяги реактивных и ракет­ных двигателей.

Первый в мире полет ракеты с ЖРД произошел в 1926 г. Ее ав­тор Р. Годдард (США). В Германии первая ракета с ЖРД конструк­ции И. Винклера взлетела в 1931 г. В России первый полет жидкост­ной ракеты с торидным РД конструкции М. К. Тихонравова произо­шел в 1933 г.

Первый в мире полет человека на ЛА с ракетным двигателем (пороховым) был выполнен в 1929 г. Ф. Штамером (Германия), а в 1939 г. был осуществлен первый полет ракетного самолета

Э. Хейнкеля Не-176, оборудованного ЖРД. Через восемь месяцев после этого события состоялся первый полет ракетопланера РП — 318-1 конструкции С. П.Королева с включением ЖРД на высоте (летчик В. П.Федоров), Известно, что большинство аварий с ЖРД, а соответственно, и ЛА с ЖРД, случается в момент включения двига­теля, поэтому полет РП-318-1 следует признать крупным достиже­нием мирового значения. Лебединая песня советской космонавти­ки, чудо XX века — орбитальный корабль «Буран». Он полностью повторил все этапы полета РП-318-1: пассивный вывод на расчет­ную высоту, включение на этой высоте ЖРД и переход с набором скорости на большую высоту, планирующий спуск в атмосфере, го­ризонтальная (по~самолетному) посадка. ‘

1942 г. ознаменовался для ракетной техники началом летных испытаний стратегического оружия массового уничтожения — раке­ты «Фау-2" конструкции В. ф. Брауна. В 1945 г. после победы над Германией из архивов немецкого ракетного центра Пеенемюнде ста­ло известно о проводившихся работах по ЖРД тягой 200 т., по трех­ступенчатой ракете для запуска ИСЗ, по крылатым ракетам.

4 октября 1957 г. в СССР запущен первый в мире ИСЗ, а через месяц, 3 ноября, — второй ИСЗ с животным (собакой Лайкой) на борту. Началась эра освоения космоса. 12 апреля 1961 г. полетом Ю. А. Гагарина на корабле-спутнике «Восток» началась эпоха пило­тируемых космических полетов. В 1995 г. количество людей, по­бывавших в космосе, перевалило за 300 человек.

Сформировалась космонавтика — род человеческой деятель­ности, направленной на решение совокупности технических, меди­ко-биологических, организационных и других проблем, связанных с освоением космического пространства. Космонавтика — это нау­ка и практика освоения космоса. Для современной космонавтики первостепенное значение имеют проблемы ее технического обеспе­чения. В будущем же центр тяжести может переместиться на науч­но-прикладные, экономические, биологические, общечеловеческие (глобальные) и другие проблемы. Заметим, что в США и ряде дру­гих стран принята иная терминология — астронавтика, астронавт.

Классификационная схема ракетно-космических ЛА (РКЛА) представлена в табл, б (три начальных уровня). Полная классифи­кация включает восемь уровней — вплоть до типов РКЛА. Напри­мер, беспилотные РКЛА (IV уровень) включают ракеты, мины, сна­ряды, космические аппараты военного, гражданского или экспери­ментального назначения. Ракеты •— это РКЛА, перемещающиеся под действием собственной тяги. Мины перемещаются под действи­ем усилий, создаваемых давлением газов от бортового источника в стволе или шахте. Шахтный старт относится именно к такому слу­чаю, но основная роль современных шахт — защитная, а не динами­ческая, поэтому термин «мина» для таких ракет не применяется. Снаряды (V уровень) получают импульс от внешних средств: ору­дийный ствол, катапульта, пневматический, электродинамический, гидравлический ускоритель и т. д. Очевидно, что РКЛА с солнечным парусом — это снаряд, так как динамическое усилие он получает извне, от солнечного излучения. Космический аппарат (ИСЗ, ИСЛ, Луноход и т. д.) отделается от носителя или функционирует при не­работающем носителе и выполняет задачи в автоматическом режи­ме или с помощью дистанционного управления у планет, у астерои­дов, на планетах, в дальнем космосе и т. д. На рис. 13 представлен

общий вид PH Н-1 (а), долговременной орбитальной станции «Мир», и PH «Энергия» с орбитальным кораб­лем «Буран» (г).

Пилотируемые РКЛА, как правило, называются космическими кораблями (КК), если с помощью PH взлетают с Земли и функционируют в космосе («Вос­ток», «Восход», «Союз» и Т. д.) или орбитальными ко­раблями («Буран»), если не только взлетают с Земли и функционируют на орбите планеты, но и целиком возвращаются на ее поверхность (у КК для этой цели используются герметичные спускаемые аппараты СА).

Пилотируемые РКЛА Земля-Земля еще только со­здаются. Ракетный вариант — демонстратор системы США «Дельта Клиппер» — изображен на рис. 14. Кро­ме этого разрабатывается система с горизонтальным взлетом и горизонтальной посадкой, рассматриваются Рис. 14 и гибридные варианты, например, с вертикальным взлетом-горизонтальной посадкой, как это предусмотрено для ОК «Буран». „

Пилотируемые РКЛА космос-космос — это целая гамма аппара­тов, начиная от небольших ручных реактивных «пистолетов», слу­жащих для перемещения космонавтов вблизи космических объек­тов, и вплоть до огромных межзвездных кораблей будущего.