Научни открития, които ни отведоха в космоса: Ракети. Историята на появата на ракетите Къде се правят ракетите

Какво е космическа ракета? С какво се различава от обикновения? Космическата ракета е композитна, многостепенна ракета с течно гориво. Никой не излезе с такава ракета в завършен вид веднага!

Първите прости ракети се появяват през 13 век в Китай.

Скици и чертежи на първите многостепенни ракети се появяват в трудовете на военния техник Конрад Хаас (1556) и учения Казимир Семенович (1650). Именно той, според много експерти, е първият изобретател на многостепенна ракета. Но това бяха военноинженерни проекти. Нито Хаас, нито Семенович възнамеряваха да ги използват за космически цели.

Първият, който предложи идеята за използване на многостепенна ракета за космически полети, беше
през 17 век ... Сирано дьо Бержерак във фантастичния си разказ Пътуване до Луната (1648).

Но факт е, че обикновена многостепенна ракета на твърдо гориво(основно се предлагаше барут) не беше подходящ за космически полети. Беше необходим принципно различен вид гориво.

И накрая, в началото на 20 век, през 1903 г., нашият сънародник К. Е. Циолковски измисли как да научи ракета да лети в космоса. Той излезе с ТЕЧНО двукомпонентно гориво! - Първи предложен дизайн космическа ракетас течен реактивен двигател! Това е неговата голяма заслуга. И затова Циолковски се смята за един от основоположниците на космонавтиката (въпреки че не успява да предложи работещ проект на ракета). „Едно от“ – защото са само три. Освен нашия Циолковски, това са още американецът Робърт Годард и германецът Херман Оберт.

През 1914 г. Годард е първият, който най-накрая предлага прототип на истинска космическа ракета - многостепенна ракета с течно гориво. Тоест Годард обедини две фундаментални идеи - идеята за многостепенността и идеята за течното гориво. Многостепенен + Течно гориво = Космическа ракета. Тоест проектът за истинска космическа ракета се появява за първи път именно в трудовете на Годард. Освен това дизайнът на ракетата Goddard предвижда последователно разделяне на етапите. Годард беше този, който през 1914 г. първи получи патент за изобретяването на многостепенни ракети.
Освен това Годард се занимаваше не само с теоретични изчисления. Той беше и практичен! През 1926 г. самият Годард построява първата в света ракета с течно гориво (течно гориво). Изграден и пуснат! (Макар и тогава не на много голяма надморска височина, но това беше само първият тест!)
Така че, ако фразата „изобретил космическата ракета“ се отнася за някого в по-голяма степен, това е точно Годард.

Само един от тримата „бащи“, Херман Оберт, беше предопределен да стане свидетел на изстрелванията на многостепенни космически ракети. През 1923 г. излиза книгата му, в която предлага двустепенна ракета за космически полети. Пускането на тази работа имаше огромен резонанс в обществото! Дори съветският вестник "Правда" многократно пише за идеята на "немския професор Оберт, който измисли начин да лети в космоса". Оберт също беше практикуващ. Той също така построи собствена ракета.

В допълнение към традиционно наричаните трима "бащи", може би може да се посочи и четвъртият основател на космонавтиката - Юрий Кондратюк, който в своя труд "На тези, които ще четат, за да строят" даде електрическа схемаи описание на 4-степенна кислородно-водородна ракета. Работата по ръкописа започва през 1916 г. и е завършена през 1919 г. Кондратюк е известен преди всичко с факта, че именно той е изчислил оптималната траектория на полета до Луната. Тези изчисления са използвани от НАСА в лунната програма Аполо. Траекторията, предложена от него през 1916 г., по-късно е наречена „маршрутът на Кондратюк“.

Вчера президентът посети Самара, където посети един от водещите руски предприятия- OJSC Ракетно-космически център (RCC) Прогрес - и проведе среща за социално-икономическото развитие на региона.

Владимир Путин започна да инспектира фабричните продукти направо от хеликоптерната площадка на територията на завода. Тук на президента бяха показани образци на авиационна и водна техника. Държавният глава дори седна на кормилото на двумоторния турбовитлов самолет „Рисачок“, който се произвежда в предприятието.

Историята на предприятието започва със самолети. От 1917 г. това е Държавен авиационен завод № 1 и се намира в Москва. А работилницата за ремонт на велосипеди се ражда през 1894 г. и всичко започва от нея. Заводът е евакуиран в Самара (тогава Куйбишев) през 1941 г. Оттук на фронта бяха изпратени щурмови самолети Ил-2 и Ил-10, изтребители МиГ-3. И през 1959 г. първата серийна междуконтинентална балистична ракета излетя от полигона Байконур, от 12 април 1961 г. всички изстрелвания на вътрешни космически екипажипроизведени на самарски превозвачи.

Съвременната история на предприятието също е успешна. На Владимир Путин му показаха и разказаха международните и обещаващи проектифабрика. Например международният проект "Союз", който се изпълнява в Гвианския космически център, включва около 50 изстрелвания на ракети-носители за 15 години, което осигурява на "Прогрес" дългосрочна поръчка за производство на ракети клас "Союз-ST".

Компанията работи върху перспективни космически проекти за създаване на нови ракети от среден клас от типа "Союз-5", ракети-носители от тежки и свръхтежки класове за полети до Луната и Марс, производство на малки космически кораби и други високотехнологични проекти.

В цеха за монтаж и тестване на ракети-носители, използвани за изстрелване на пилотирани и транспортни средства Космически корабина президента бяха показани както серийни, така и прототипни ракети-носители - основният продукт на предприятието.

Както е казано изпълнителен директорзавод Александър Кирилин, за 50 години в RCC Самара са създадени девет модификации на ракети носители от среден клас - Восток, Молния, Союз. И през годините са изстреляни повече от 1800 от тях, както и 980 космически кораба, които също се правят в Progress. Освен това те решават много проблеми, включително национална сигурност, научни и икономически цели.

Вечерта в административната сграда на завода Владимир Путин проведе съвещание за социално-икономическото развитие Самарска област. В него участваха министри от правителството, вицепремиерът Дмитрий Рогозин и лидери големи предприятияобласти в рафинирането на нефт, автомобилостроенето, космическата индустрия и жилищното строителство.

Глава 1

Въведение в ракетно-космическата техника

Етапи на развитие на ракетите и ракетната техника

Историята на развитието на ракетите датира от древни времена. Появата на ракетите е неразривно свързана с изобретяването на барута, чиито продукти на изгаряне създават реактивна сила, способна да придаде на ракетата относително висока скорост. Литературата сочи, че рецептата за производство на барут е била известна в Китай, Индия, арабските страни, но все още не е известно къде се е появил барутът за първи път. Смята се, че ракети („огнени стрели“) са били използвани в Китай още през 10-12 век.

Използването на ракети като оръжие винаги е било обусловено от сравнително високите енергийни възможности на ракетите, което прави ракетите ефективни при бойна употреба. Въпреки това, постоянното съперничество на други видове хвърляне на снаряди, като правило, доведе на много етапи от създаването на ракети до изоставяне на използването на последните. Основната причина за неуспеха беше ниската точност на поразяване на целта с ракети в сравнение с конкурентните системи. Това се дължи на факта, че при неракетните системи съобщението за необходимата скорост на снаряда, куршума и т.н. се извършва в кратък участък от движението на снаряда по направляващата, която може да бъде насочена доста точно към мишена.

В резултат на това е възможно повече или по-малко точно да се ориентира векторът на скоростта на снаряда, чиято стойност се формира, когато снарядът се движи в цевта, и сравнително малко се влияе от външните условия на полета на снаряда. Въпреки това, същите тези условия изискват на снаряда да бъдат дадени големи ускорения и, следователно, големи натоварвания, причинени от реакции, действащи върху задвижващото устройство. Това налага производството на неракетна снарядна система, която е много по-тежка от масата на снаряда (стотици пъти).

IN ракетна системасъобщението за скоростта на снаряда се появява главно извън пусковата установка, на относително дълъг участък от траекторията на полета. Това води до факта, че ускорението на снаряда е малко, следователно натоварванията върху системата за хвърляне също са малки. Теглото на ракетната установка става сравнимо с теглото на ракетата и може да се различава само няколко пъти.

"Огнените стрели" са били широко използвани в Индия. Европейците (британците) за първи път се сблъскаха с "огнени стрели" по време на колонизацията на Индия. Един военен инженер, полковник Уилям Конгрив, се зае с изучаването им. Той занесе ракетите в Англия, подобри ги и постигна приемането на ракети от британската армия. Ракетите бяха широко и успешно използвани в бойните действия на британската армия. Така през 1807 г., по време на войната с Наполеон, английският флот по време на обсадата на Копенхаген почти напълно унищожи града с помощта на ракети. брой 2 стр. 152 фиг. 7; страница 159 фиг. 11. Появата на ракети в арсенала на Англия ги принуди да бъдат взети в други страни.

В Русия ракетите са описани в "Хартата" на Анисим Михайлов, написана от него през 1607-1621 г. При Петър I ракетите са широко използвани в руската армия. В началото на 80-те години на 17 век в Москва е създаден Ракетният институт, който след това е преместен в Санкт Петербург. В началото на 18 век в него е създадена сигнална ракета, която е на служба в руската армия повече от век и половина. проблем 2, страница 159 фигура 11.

Един от първите създатели на военни ракети за руската армия е генерал Александър Дмитриевич Засядко (1779 - 1837 г.) Той създава успешни рикошетни и запалителни ракети, които се използват в ракетните роти и батареи на руската армия.

През 40-те години на миналия век руският учен генерал Константинов К. И. разработва научни основиизчисляване и проектиране на прахови ракети. брой 2 стр. 160 фиг. 12. По неговите методи са създадени ракети с обсег на стрелба до 4-5 км, които стават ефективно оръжие на руската армия.

Въпреки това, развитието на нарезната артилерия през втората половина на 19 век, което направи възможно получаването на по-голям обсег на огън и повече висока прецизности изместени ракети с по-слабо разпръскване. Както вече беше отбелязано, въздействието на външни натоварвания (аеродинамични, причинени от неточност в производството на снаряда, задвижващата инсталация и др.) върху снаряда по време на полет в ускорителния участък под действието на реактивна сила води до големи ъглови отклонения на вектора на скоростта на снаряда от необходимата стойност, а оттам и до отклонения на параметрите движението на снаряда по траекторията. Тези отклонения значително надвишават подобни отклонения на артилерийските оръдия, разработени през втората половина на 19 век, точността на изстрелване на ракети е много по-ниска от точността на снарядите при стрелба от тези оръдия. Това беше причината за отказа да се използват ракети като снаряди за поразяване на цели.

В хода на развитието на методите за въоръжена борба в периода на бързо развитие на науката и технологиите в края на 19 - началото на 20 век се наблюдава преход към позиционни войни, чието провеждане изисква огромно напрежение върху цялата икономика. и моралния потенциал на вражеските страни и изразходването на големи човешки ресурси, организацията на икономическото управление на тези страни, маневрените сили и средства в цялата страна.

В хода на такива войни изискванията за възможността за поразяване на вражески цели на значително разстояние от фронтовата линия на въоръжената борба на воюващите армии непрекъснато нарастваха. Такива съоръжения включват контролни центрове, комуникационни центрове от всякакъв тип, най-важните центрове за енергийни доставки, промишлено производство, натрупване на войски, военно оборудване и основни складове на различни запаси. Да се ​​нанесат морални щети на населението на страната и да се намали неговото трудови ресурсисмяташе се за възможно да се удари на свобода селищавраг.

Един от първите опити за създаване на средство за доставяне на боен снаряд дълбоко зад вражеските линии (според концепциите от онова време) беше създаването в Германия по време на Първата световна война на оръжие със свръхдалечна далечина, предназначено да стреля по цели разположен на разстояние 200-250 км от оръдието.

Уникалният опит от използването на това оръжие показа, че ефективността на такава система за хвърляне е изключително ниска. За да се достави снаряд с тегло 7 килограма до целта, беше необходимо да се създаде пистолет с тегло 350 тона, с ниска скорост на огън, с много ниска жизнеспособност поради изключително високото натоварване на цевта при изстрел.

В допълнение, кръговото отклонение на снаряда от точката на прицелване, равно на 2 км, беше толкова голямо, че наистина беше възможно да се стреля по площни цели като напр. голям градТова беше Париж. Това показа, че при такива параметри на дисперсията повишаване на ефективността до приемливо ниво може да се постигне само чрез рязко увеличаване (стотици пъти) на масата на бойната глава. Тоест, беше невъзможно да се успее по пътя на използването на приемни системи за доставяне на такъв заряд до целта.

Развитието на авиацията през първите две десетилетия на 20-ти век може да предполага, че използването на самолети ще реши проблема. Още в края на Първата световна война всички големи воюващи страни създадоха бомбардировачи, способни да доставят до един тон или повече бомбен товар на разстояние от 300-350 км (Fridrichshafen G-IV, Gotha G-V в Германия), ( Handley Page H-12, Handley Page H-15 в Англия), (Иля Муромец в Русия), (Martin MB в САЩ). Вярно е, че по време на Първата световна война на практика не е извършено нито едно въздушно нападение върху дълбоки тилови цели на противника, с изключение на няколко бомбардировки, извършени от германски дирижабли. Но натрупаният опит от използването на авиацията за нападение на вражеските сухопътни войски на предната линия и близо до военния тил, тенденцията в развитието на авиацията (увеличаване на обхвата на полета, скоростта, товароносимостта, развитието на въоръжението на самолета) направи възможно създаването на теории за авиацията войни, основателите на които доказаха, че в такива войни практически само авиацията може да потисне съпротивата на противника, да нанесе непоправими щети на икономиката на противника и да деморализира населението. Но авторите на тези теории не са взели предвид бойните възможности на развиващите се системи за противовъздушна отбрана, изградени върху използването на съвременни изтребители, противовъздушна артилерия, ранно откриване на атакуващи вражески самолети, комуникации и контрол. Развитието на противовъздушната отбрана направи възможно маневрирането дори с ограничени сили, осигурявайки местни противодействия в отбранителните средства.

Разбирането на това доведе до факта, че в страни с развита научно-техническа база (САЩ, СССР, Германия) възникна идеята за създаване на бойни самолет- роботи, които комбинират възможностите на самолетите за достигане на отдалечени цели със значителен полезен товар на борда с повишаване на надеждността на задачата при сравнима цена на материални ресурси за създаването и производството на тези устройства, или чрез масовото им използване в относително евтина версия или чрез увеличаване на тяхната неуязвимост при летене по такива траектории и с такава скорост, което ги прави недостъпни за системите за противовъздушна отбрана от онова време. Най-голям успех в осъществяването на тази идея постигнаха германските учени и инженери. До голяма степен това се дължеше на факта, че в европейските страни - победителки в Първата световна война (Англия, Франция, Италия), в САЩ и СССР голямо влияние беше оказано на развитието на военната авиация, т.е. се оправда. А в Германия Версайският мирен договор забранява притежаването и разработването на такива самолети и силите на учените са насочени към създаването на неконвенционални средства за атака, инструмент за потискане на задни цели, които не са предмет на ограниченията на мира договор. Такъв инструмент се оказват безпилотната крилата ракета Фау-1 (FZG-76) и балистичната ракета Фау-2 (А4).

В Германия, която до голяма степен запази своя научен и технически потенциал и в средата на 30-те години получи икономически възможности за създаване на нови оръжейни системи, беше възможно да се създаде много по-мощно и по-ефективно безпилотно балистично превозно средство, отколкото в други страни, и да се проектира наземно оборудване звена, организират му масова продукция, както и производството на единици наземно оборудване, за тестване на цялата бойна ракетна система, за намиране, създаване и тестване на организационните и оперативни принципи на приложение.

Създаването на безпилотни летателни апарати като снаряди Фау-1 и управляеми балистични ракети Фау-2 и използването на опита от тяхната експлоатация и бойно използване рязко засили работата по подобни бойни системи, които се провеждат в различни страни по света, особено в СССР и САЩ.

Инсталирането на система за управление на борда на балистична ракета позволи да се повиши точността на изстрелване на ракета по малки цели и да се направи конкурентна по отношение на ефективността с всяка ракетна система.

В Съветския съюз през март 1946 г., на първата следвоенна сесия на Върховния съвет на СССР, сред другите основни задачи за развитието на страната беше наречена задачата да се осигури работа по развитието на реактивната техника. През 1946 г. с постановление на Централния комитет на КПСС и Съвета на министрите на СССР беше взето решение за създаване на нови и развитие на съществуващи научноизследователски, развойни и изпитателни организации, чиято дейност трябва да бъде насочена към създаване на ракети от различни класове и цели, предимно балистични ракети с голям обсег, наземно оборудване, осигуряващо тяхната подготовка, изстрелване, управление на полета и измерване на параметрите на полета.

В началото на 50-те години на миналия век Съветският съюз достигна челните позиции в разработването и използването на мощни ракети. През 1957 г. това позволява на човечеството да направи първата стъпка в практическото изследване на космоса - да изстреля изкуствен спътник на Земята, а след това през 1961 г. и първия космонавт.

С по-нататъшното развитие на ракетната технология създателите му решиха два проблема:

Подобряване на ракетите като средство за въоръжена борба, повишаване на тяхната неуязвимост от влиянието на противника и увеличаване на бойната мощ на ракетите. Решението на този проблем винаги е било свързано с желанието да се намалят размерите на ракетата, като същевременно се запази или дори увеличи мощността на бойната глава и нейната ефективност. Това от своя страна би позволило или да се увеличат защитните свойства на силозните пускови установки, чието увеличаване на размера не е разрешено от международните споразумения, или да се създадат подвижни ракетни системиразлични видове. По правило ракетите, които отговарят на тези изисквания, са изработени от твърдо гориво;

Повишаване на възможностите на ракетите като средство за изследване на близкия и далечен космос. И по този път в началния период постоянно се наблюдаваха тенденции към увеличаване на размера на ракетите, тъй като задачите, които бяха и се поставят пред ракетната технология, изискват възможност за изстрелване на по-тежки обекти.

На първия етап от това развитие почти всички задачи на изследването на космоса бяха решени чрез използване на бойни ракети и техните степени като средство за изстрелване на космически обекти. В бъдеще бяха създадени специални носители на космически превозни средства за решаване на проблемите на изследването на космоса.

Средните и тежките ракети, които са използвани за тази цел, са оборудвани предимно с ракетни двигатели с течно гориво. И в момента само много малка част от задачите за изследване на космоса могат да бъдат решени с помощта на етапите на съвременните бойни ракети (ракети с двойна технология). Тоест, все повече се проследява известно разграничаване на бойни ракети и ракети - носители на космически обекти.

1.2. Теорията за телата с променлива маса е в основата на космонавтиката.

Развитие на космонавтиката и практическата ракетна техника.

В основата на теорията и практиката на използване на ракети са основните положения на механиката на телата с променлива маса. Механиката на тела с променлива маса е наука на 20 век. Съвременната ракетна техника поставя все повече и повече нови проблеми за този сравнително нов клон на теоретичната механика.

Ракетите от различни видове, ракети, торпеда вече са усвоени от индустрията на почти всички страни по света. Всички ракети са тела, чиято маса се променя значително по време на движение. Като цяло случаи на движение на тела, чиято маса се променя с времето, могат да се видят в много природни явления. Например, масата на падащ метеорит, движещ се в атмосферата, намалява поради факта, че метеоритните частици се отделят поради съпротивление на въздуха или изгарят.

Основният закон на динамиката на точка с променлива маса е открит от руски учен, професор от Санкт Петербургския политехнически институт И. В. Мещерски през 1897 г. Показано е, че има два фактора, които отличават уравненията на движение на точка с променлива маса от уравненията на Нютон: променливостта на масата и хипотезата за разделяне на частиците, които определят допълнителната или реактивна сила, която създава движението на точка.

Законът за движение на точка с променлива маса гласи: „За всеки момент от времето произведението от масата на излъчващия център и неговото ускорение е равно на геометричната сума на резултата от външните сили, приложени към него и реактивния сила."

d(m×V)/dt = F + R

Основното уравнение на движението на точка с променлива маса, получено от IV Meshchersky, позволи да се установят количествени модели за различни проблеми. Една от съществените хипотези, залегнали в основата на метода на Мещерски, е хипотезата за късодействие (контактно действие на тялото и изхвърлените частици). Предполага се, че в момента на отделяне на частицата от тялото възниква явление, подобно на удар, частицата придобива относителна скорост V 2 за много кратък период от време и по-нататъшно взаимодействие между частицата и основното тяло спира.

Важен принос в механиката на променливата маса е направен от руския учен К. Е. Циолковски. През 1903 г. той публикува работата „Изследване на световните пространства с ракетни инструменти“, в която подробно изучава редица интересни случаи на праволинейно движение на тела с променлива маса (ракети). Най-простата задача, решен в изследването на Циолковски, засяга самия принцип на реактивното задвижване. Изследвайки движението на точка в среда без външни сили, Циолковски показа, че при достатъчно висока скорост на изхвърляне на частиците и съотношение на началната маса на точката към крайната маса могат да се получат много големи (космически) скорости.

В механиката на телата с променлива маса Циолковски излезе с идеята да изучава такива движения на точка с променлива маса, когато в определени интервали от време масата на точката се променя непрекъснато, а в някои моменти от време - рязко. Това направи възможно изграждането на теорията за многостепенните ракети.

Космонавтиката като наука, а след това и като практически отрасъл се формира в средата на 20 век. Но това беше предшествано от завладяваща история за раждането и развитието на идеята за полет в космоса, която беше инициирана от фантазията, и едва тогава се появиха първите теоретични работи и експерименти. И така, първоначално в човешките мечти полетът в космоса се извършваше с помощта на страхотни средства или природни сили (торнадо, урагани). По-близо до 20-ти век, за тези цели, в описанията на писателите на научна фантастика вече имаше технически средства – Балони, тежки оръжия и накрая ракетни двигателии самите ракети. Повече от едно поколение млади романтици израснаха върху произведенията на Дж. Верн, Г. Уелс, А. Толстой, А. Казанцев, основата на които беше описанието на пътуването в космоса.

Всичко, изложено от писателите на научна фантастика, вълнува умовете на учените. Така К. Е. Циолковски каза: „Първоначално неизбежно идва мисъл, фантазия, приказка, а след тях върви точно изчисление.“

Публикуване в началото на 20 век на теоретичните трудове на пионерите на космонавтиката К. Е. Циолковски, Ф. А. Зандер, Ю. В. Кондратюк стр. 8, Р. Х. 2 страница 174 фиг. 9, G. Ganswindt, R. Eno Peltri, G. Oberth vol. 2 стр. 175, В. Гомана до известна степен организира полет на фантазия, но в същото време оживява нови направления в науката - имаше опити да се определи какво може да даде астронавтиката на обществото и как го засяга.

Един от пионерите на ракетата космически технологииРобърт Ено Пелтери е френски учен, инженер и изобретател.

Той идва в астронавтиката след страстта си към авиационните технологии. Един от първите, които обърнаха внимание на възможността за използване на атомната енергия в космическите технологии.

През 1912-1913 г. Робърт Годард (Goddard) в Съединените щати разработи теорията за ракетното задвижване. Годард извади диференциално уравнениедвижение на ракета и разработи приблизителен метод за решаването му, определи минималната стартова маса за повдигане на един фунт полезен товар на различни височини и получи стойността на ефективността на ракетата. Те показаха възможността за изстрелване на многостепенна ракета и определиха ползите от нейното използване. От 1915 г. той се занимава със стендови експерименти с ракети с твърдо гориво. През 1920 г. във Вашингтон е публикуван фундаменталният труд на Годард „Методът за достигане на върховните висоти“. Тази работа е една от класическите в историята на ракетната и космическа техника.

През 1921 г. Годард започва да провежда експериментални изследвания с ракетни двигатели с течно гориво, като използва течен кислород като окислител и въглеводороди като гориво. Първото изстрелване на ракетния двигател на стенда се състоя през март 1922 г. За първи път успешен полет на ракета с ракетен двигател с течно гориво, създаден от Годард, се случи на 16 март 1926 г., бр. 2 стр. 189 фиг. 26 ракета с тегло 4,2 кг достигна височина 12,5 м и прелетя 56 м.

Трябва да кажа, че идеите за свързване на космическата и земната посока човешка дейностпринадлежи на основателя на теоретичната астронавтика К. Е. Циолковски. Когато ученият каза: „Планетата е люлката на ума, но не можете да живеете вечно в люлката“, той не предложи алтернатива - или Земята, или космоса. Циолковски никога не е смятал излизането в космоса за следствие от някаква безнадеждност на живота на Земята. Напротив, той говори за рационалното преобразуване на природата на нашата планета със силата на разума. Хората, твърди ученият, „ще променят повърхността на Земята, нейните океани, атмосфера, растения и себе си. Те ще управляват климата и ще изхвърлят в границите слънчева система, както и на самата Земя, която за неопределено дълго време ще остане обиталище на човечеството.

В областта на теоретичното развитие на въпросите на астронавтиката и междупланетните пътувания работи талантлив изследовател Ю. В. Кондратюк, който, независимо от К. Е. Циолковски, в своите трудове „На тези, които ще четат, за да строят“ (1919) и „ завоюване на междупланетните пространства” (1929) получава основните уравнения на движението на ракетата. В редица разпоредби, разгледани в неговите произведения, основните положения, изложени в произведенията на Циолковски, бяха допълнени. Например Кондратюк предложи по време на полети до Луната да изведе космическа система в орбитата на изкуствен спътник, а след това излитащо и кацащо превозно средство и да го насочи към Луната. Показана е енергийната ефективност на такова изстрелване на полезен товар, насочен към Луната.

Ф. А. Зандер беше друг виден представител на националната школа по астронавтика. Книгата "Проблеми на полета с помощта на реактивни превозни средства", публикувана през 1932 г., събира материали за дизайна на ракетите, теорията на ракетния полет и предложения за използване на някои метали и сплави като гориво за ракетни двигатели.

През 1921 г. по инициатива и под ръководството на Н. И. Тихомиров, като част от Военноизследователския комитет към Революционния военен съвет на РСФСР, е създадена Газодинамичната лаборатория (ГДЛ), която се занимава с разработването на балистични ракети барут. Въз основа на тези разработки бяха създадени, успешно тествани и приети от Червената армия системи за залпов огън, които изиграха значителна роля в битките при Халхин Гол и във Великата отечествена война.

През май 1929 г. в GDL по инициатива на V. P. Glushko е създаден отдел, в който през 1930-31 г. са разработени реактивни двигатели с течно гориво ORM-1 и ORM-2 (експериментални реактивни двигатели).

Четворният азотен оксид (окислител) и толуен или смес от бензин и толуен (гориво) са използвани като горивни компоненти в двигателите. Двигателите развиват тяга до 20 кг. Въз основа на резултатите от тестовете през 1931-32 г. е създадена и тествана серия ракетни двигатели с течно гориво до ORM-52 с тяга 250-300 kg.

През 1931 г. в Москва и Ленинград към Осовияхим са създадени групи за изследване на реактивното задвижване (Мос ГИРД и Ленинград), които доброволенсъбра ентусиасти от ракетната наука.

В Мос ГИРД са работили Ф. А. Цандер, С. П. Королев, Ю. А. Победоносцев, М. К. Тихонравов и др.

В Mos GIRD, под ръководството на S.P. Королев, е създадена първата ракета GIRD-09 по проект на Тихонравов M.K. 2. Ракетата е тествана през август 1933 г. През ноември същата година под ръководството на С. П. Королев е създадена ракетата GIRD-X, работеща на течен горивен алкохол и течен кислород. Ракетният двигател развива тяга до 65 kg. Ракетата е проектирана от F.A. Zander.

През 1933 г. на базата на GDL и Mos GIRD в системата на Народния комисариат на отбраната е създаден Реактивният изследователски институт на Червената армия (RNII RKKA), който няколко месеца по-късно е прехвърлен в индустрията. В института през 1934-38 г. са създадени редица LRE (от ORM-53 до ORM-102), а ORM-65, създаден през 1936 г., развива тяга до 175 kg и е най-модерният двигател от онова време.

През 1939 г. по инициатива на В. П. Глушко и под негово ръководство е създадено Експериментално конструкторско бюро за течни ракетни двигатели (ОКБ-ГДЛ), където през 40-те години е разработено семейство авиационни течни ракетни двигатели, които служат като прототипи в разработването на мощни ракетни двигатели.

В СССР веднага след Втората световна война практическа работав космическите програми се свързват с имената на С. П. Королев и М. К. Тихонравов. В началото на 1945 г. М. К. Тихонравов организира група от специалисти от RNII за разработване на проект за пилотиран ракетен апарат за голяма надморска височина (кабина с двама космонавти) за изследване на горните слоеве на атмосферата. Беше решено проектът да се създаде на базата на едностепенна ракета с течно гориво, предназначена за вертикален полет на височина до 200 км (проект BP-190). Проектът включваше решаването на следните задачи:

Изследване на условия на безтегловност при краткотраен полет на човек в херметична кабина;

Изследване на движението на центъра на масата на кабината и движението му около центъра на масата след отделяне от ракетата-носител;

Получаване на данни за горните слоеве на атмосферата;

Проверка на работата на системите (отделяне, спускане, стабилизация, кацане и др.), включени в дизайна на кабината за голяма надморска височина.

В проекта VR-190 за първи път бяха предложени решения, използвани в съвременните космически кораби:

Система за спускане с парашут, спирачен ракетен двигател за меко кацане, система за отделяне с помощта на пироботове;

Електроконтактен прът за предсказуемо запалване на двигателя за меко кацане, некатапултираща херметична кабина с животоподдържаща система;

Система за стабилизиране на кабината извън плътните слоеве на атмосферата с помощта на дюзи с ниска тяга.

Като цяло проектът BP-190 беше комплекс от нови технически решения и концепции, потвърдени от развитието на местни и чуждестранни ракетни и космически технологии. През 1946 г. материалите по проекта VR-190 са докладвани на И. В. Сталин от Тихонравов. От 1947 г. Тихонравов и неговата група работят върху идеята за полет на ракета, а в края на четиридесетте и началото на петдесетте години той показва възможността за получаване на първата космическа скорост и изстрелване на сателити с помощта на ракетна база, разработвана в СССР . През 1950-53 г. усилията на членовете на групата на М. К. Тихонравов са насочени към изучаване на проблема за създаването на композитни ракети и спътници.

В доклад до правителството през 1954 г. относно възможността за разработване на изкуствен спътник С. П. Королев пише: „По ваше указание представям меморандум от другар. Тихонравова М. К. "На изкуствен спътник на Земята." В доклада за научна дейностЗа 1954 г. С. П. Королев отбелязва: „Ние считаме за възможно да направим предварително развитие на проекта на самия спътник, като вземем предвид продължаващата работа (работата на М. К. Тихонравов е особено забележителна).“

Започва работа по подготовката на изстрелването на първия спътник PS-1. Създаден е първият Съвет на главните конструктори, ръководен от С. П. Корольов, който по-късно ръководи космическата програма на СССР, която се превърна в лидер в изследването на космоса. Създадено под ръководството на С. П. Королев, ОКБ-1-ЦКБЕМ-НПО "Енергия" се превръща в център на космическата наука и индустрия в СССР от началото на 50-те години на миналия век. Космонавтиката е уникална с това, че голяма част от предсказаното първо от писатели на научна фантастика, а след това и от учени, се е сбъднало с космическа скорост. Изминаха малко повече от 40 години от изстрелването на първия изкуствен спътник на Земята, 4 октомври 1957 г., стр. 37 фиг. 8, а историята на космонавтиката вече съдържа редица забележителни постижения, постигнати първоначално от СССР и САЩ, а след това и от други космически сили.

Вече много хиляди сателити летят в орбити около Земята, превозни средства са достигнали Луната, Венера, Марс; беше изпратено научно оборудване до Юпитер, Меркурий, Сатурн, за да се получат знания за тези отдалечени планети от Слънчевата система.

От изстрелването на първия космонавт Ю. А. Гагарин на космическия кораб "Восток", след изстрелванията на космическия кораб p. 9 "Салют", "Мир", СССР става за дълго време водеща страна в света в пилотираната космонавтика. Мащабни космически системи за широк спектър от задачи (включително социално-икономически и научни), интеграция космически индустрииразлични страни.

Първите мощни ракетни двигатели с течно гориво (създадени под ръководството на Глушко V.P.), прилагането на нови научни идеи и схеми, които практически елиминираха загубите при задвижването на TPU, изтласкаха руското двигателостроене в челните редици на космическите технологии. Развитие на термохидродинамиката, теория на топлообмена и якостта, металургия на материалите, химия на горивата, измервателна техника, вакуумна и плазмена техника.

Проектиране на сложни космически системи, изграждане на космодрум, високоточни и надеждни системи за управление на дистанционни метеорологични съоръжения, сателитна геодезия, създаване на информационно пространство.

Води се борба със замърсяването на космоса.

Ефективността на средствата за въоръжена борба се увеличава 1,5-2 пъти.

През 20-те години на миналия век в Германия се провежда практическа работа по създаването на ракетен двигател с течно гориво и се разработват проекти за балистични ракети. В работата участваха видни немски учени и инженери Г. Оберт, Р. Небел, В. Ридел, К. Ридел. Херман Оберт работи върху ракети. Още през 1917 г. той създава проект за бойна ракета с течно гориво (алкохол и течен кислород), която трябва да носи бойна глава на разстояние от няколкостотин километра. През 1923 г. Оберт написва дисертацията си „Ракета в междупланетното пространство“. По-нататъчно развитиеИдеите на Г. Оберт са получени в книгата "Пътища за космически полети" (1929 г.), в която се разглежда по-специално възможността за използване на енергията на слънчевата радиация по време на междупланетни полети.

През 1957 г. е публикувана книгата на Оберт "Хората в космоса", където той отново се връща към използването на енергията на слънчевата радиация с помощта на огледала, разположени в космоса.

Oberth разработва няколко проекта за космически ракети с ракетни двигатели, предлагащи алкохол, въглеводороди, течен водород като гориво и течен кислород като окислител.

Р. Небел работи по проект на ракета, изстреляна от самолет по наземни цели.

В. Ридел провежда експериментални изследвания на ракетни двигатели. През 1927 г. е основан Бреслау. Общество за междупланетни комуникации, чиито членове създадоха и тестваха ракетна количка в Rousselchem.

В края на 20-те години на миналия век, за да се извърши експериментална работа, насочена към създаване на ракети с ракетни двигатели с течно гориво, в катедрата по балистика и боеприпаси е създадена група за изследване на ракетни двигатели с течно гориво под ръководството на В. Дорнбергер. на управлението на въоръжението на състезателя. През 1932 г. в Кюнелсдорф, близо до Берлин, в специално организирана експериментална лаборатория започва разработката на ракетен двигател за балистични ракети.

В тази лаборатория Вирнер фон Браун става водещ дизайнер. През 1933 г. група инженери, ръководени от Дорнбергер и Браун, проектират балистична ракета с ракетен двигател А-1 с изстрелващо тегло 150 кг, дължина 1,4 м, диаметър 0,3 м. Двигателят развива тяга 295 килограма. Въпреки че дизайнът беше неуспешен, но подобрената му версия на A-2, създадена на базата на A-1, беше успешно изстреляна през декември 1934 г. на остров Боркум (Северно море). Ракетата достигна височина от 2,2 км.

През 1936 г., с пълната подкрепа на командването на Райхсвера, групата Дорбергер-Браун започва да разработва балистична ракета с приблизителен обсег от 275 км и тегло на бойната глава от 1 тон. В същото време беше взето решение за изграждане на остров Узедом в Балтийско море от изследователския ракетен център Peenemünde, състоящ се от две части. Peenemünde-West за тестване на нови видове оръжия на военновъздушните сили и Peenemünde-Ost, където се извършваше работа, върху ракета за сухопътните сили.

След неуспешни изстрелвания на ракетата A-3 започна работа по ракета A-4 с ракетен двигател, който имаше следните експлоатационни характеристики: стартова маса 12 тона, дължина 14 m, диаметър на тялото 1,6 m, обхват на стабилизатора 3,5 m, двигател тяга Земя 25 тона, обхват на полета около 300 км. Кръговото отклонение на ракетата трябва да бъде в рамките на 0,002 - 0,003 км. Главната част имаше експлозивен заряд, равен на 1 тон.

Първото експериментално изстрелване на ракетата А-4 се състоя на 13 юни 1942 г. и завърши с неуспех, ракетата падна 1,5 минути след изстрелването на 3 октомври 1942 г., ракетата прелетя 190 км, достигна височина 96 км и се отклони от изчислената точка на падане с 4 км.

Между септември 1944 г. и март 1945 г. командването на германските въоръжени сили изпрати около 5,8 хиляди ракети V-2 за бойни ракетни части. Почти 1,5 хиляди ракети не са достигнали пусковите установки. Към Англия и Белгия са изстреляни около 4,3 хиляди ракети. От тях 15% са постигнали целта. Такъв нисък процент на успешни изстрелвания се дължи на конструктивните недостатъци на V-2. Въпреки това беше натрупан опит в използването на ракетни оръжия с голям обсег, които веднага бяха използвани в САЩ и СССР.

1.3. Формиране на пазара на космически услуги и развитие на RCT на съвременния етап

Ако в първия период на бързото развитие на ракетната технология решаването на проблемите в космоса се извършваше на всяка цена, за решаването на всеки нов проблем се разработваше нова, обикновено по-модерна ракета, то още в края на 60-те години въпрос на икономическа ефективностракетна техника.

С нарастването на практическата му ефективност нараства и завръщането му в различни сфери на човешката дейност в космоса. В напредналите страни интересът към използването на неговите резултати започна да се появява в повечето страни по света. Възникна въпросът за използването на лизинг на ракети-носители и космически кораби на страни, които имат това оборудване, или за създаване и разработване на собствени космически технологии. Първият път доведе до създаването на пазар за космически услуги. Въпреки това, поради високите разходи за наемане на космически комуникационни линии, метеорологични, навигационни и други космически системи, в много страни въпросът за създаването собствени средстваоттегляне и КО.

Но често собствени средствадори някои големи държави нямаха достатъчно за тези цели, поради което започнаха да се създават международни космически асоциации за изпълнение на големи космически проекти, например Европейската космическа агенция и редица други.

От края на седемдесетте години пазарът на космически услуги е устройство и интензивно развиващ се сектор на света икономическа система. Това се дължи на нарастващото търсене на услуги, които се предоставят в търговска основаизползване на ракетни и космически системи: телекомуникации, продукти и услуги за дистанционно наблюдение на земната повърхност, изстрелване на самолети в космоса, геодезически и навигационни услуги и др. Освен това политическите промени доведоха до отслабване държавно регулиранев развитието на частната инициатива в областта на космическите дейности. В резултат на създаването на обещаващи технологии и разработването на ракети-носители и космически кораби се откриха нови възможности за изследване на космоса на търговска основа.

Кратка история на ракетите

Общият принцип на реактивния полет, който е в основата на всички ракети, е прост - някаква част се отделя от тялото, задвижвайки всичко останало.

Кой е първият, който е приложил този принцип, не е известно, но различни предположения и предположения довеждат генеалогията на ракетната наука чак до Архимед. За първите подобни изобретения е известно със сигурност, че те са били активно използвани от китайците, които са ги заредили с барут и са ги изстреляли в небето поради експлозията. Така създадоха първия твърдо гориворакети. Голям интерес към ракетите се появи сред европейските правителства в началото

Втора ракета

Ракетите чакаха в крилата и чакаха: през 20-те години на миналия век започва вторият ракетен бум и той се свързва предимно с две имена.

Константин Едуардович Циолковски, самоук учен от провинция Рязан, въпреки трудностите и препятствията, той сам достигна до много открития, без които дори би било невъзможно да се говори за космоса. Идеята за използване на течно гориво, формулата на Циолковски, която изчислява скоростта, необходима за полет, въз основа на съотношението на крайната и началната маса, многостепенна ракета - всичко това е негова заслуга. В много отношения под влиянието на неговите произведения се създава и формализира местната ракетна наука. В Съветския съюз спонтанно започват да възникват общества и кръгове за изследване на реактивното задвижване, включително ГИРД - група за изследване на реактивното задвижване, а през 1933 г. под патронажа на властите се появява Реактивният институт.

Константин Едуардович Циолковски.
Източник: wikimedia.org

Вторият герой на ракетната надпревара е немският физик Вернер фон Браун. Браун имаше отлично образование и жив ум и след като се срещна с друго светило на световната ракетна наука Хайнрих Оберт, той реши да вложи всичките си усилия в създаването и подобряването на ракетите. По време на Втората световна война фон Браун всъщност става баща на "оръжието за възмездие" на Райха - ракетата V-2, която германците започват да използват на бойното поле през 1944 г. „Крилатият ужас“, както беше наречен в пресата, донесе унищожение на много английски градове, но, за щастие, по това време крахът на нацизма вече беше въпрос на време. Вернер фон Браун, заедно с брат си, реши да се предаде на американците и, както показва историята, това беше щастлив билет не само и не толкова за учените, но и за самите американци. От 1955 г. Браун работи за правителството на САЩ и неговите изобретения са в основата на американската космическа програма.

Но обратно към 30-те години на миналия век. Съветското правителство оцени усърдието на ентусиастите по пътя към космоса и реши да го използва в свои интереси. През годините на войната Катюша се показа перфектно - многократна ракетна система, която изстреля ракети. В много отношения това беше иновативно оръжие: Катюша, базирана на лекия камион Studebaker, пристигна, обърна се, стреля по сектора и си тръгна, без да позволи на германците да се опомнят.

Краят на войната даде на нашето ръководство нова задача: американците демонстрираха на света пълната мощ на ядрена бомба и стана съвсем очевидно, че само онези, които имат нещо подобно, могат да претендират за статут на суперсила. Но тук беше проблемът. Факт е, че в допълнение към самата бомба се нуждаехме от превозни средства за доставка, които биха могли да заобиколят противовъздушната отбрана на САЩ. Самолетите не бяха подходящи за това. И СССР реши да заложи на ракетите.

Константин Едуардович Циолковски умира през 1935 г., но той е заменен от цяло поколение млади учени, които изпращат човек в космоса. Сред тези учени беше Сергей Павлович Королев, който беше предопределен да стане „козът“ на Съветите в космическата надпревара.

СССР се зае да създаде своя собствена междуконтинентална ракета с всички усърдия: организираха се институти, събраха се най-добрите учени, изследователски институт за ракетни оръжияи работата кипи.

Само колосалното напрягане на сили, средства и умове позволи на Съветския съюз да възможно най-скоропострояват своя собствена ракета, която наричат ​​R-7. Именно нейните модификации изстреляха Спутник и Юрий Гагарин в космоса, Сергей Королев и неговите сътрудници поставиха началото на космическата ера на човечеството. Но от какво се състои една космическа ракета?