|
Глава III
ПРИМЕНЕНИЕ РАКЕТ
1. Общие замечания
В настоящее время еще трудно указать все области возможного применения ракетных аппаратов, однако то, что уже известно или испытано, или только намечается, дает представление о том большом значении, которое ракета будет иметь в недалеком будущем. В литературе больше всего места отводится военному применению ракет, но было бы неправильно оценивать значение ракет только с военной точки зрения. Несомненно, что ракетный двигатель как мощный источник двигательной силы будет играть значительную роль в ряде областей техники, особенно же в области воздушного и внеатмосферного транспорта.
Однако необходимо предостеречь читателей от проскальзывающего иногда в литературе чрезмерного увлечения в деле пропаганды реактивного движения. Проявлением такого увлечения является тенденция заменить ракетным двигателем все, в лучшем случае многие, из существующих двигателей. Высказываемое в литературе мнение, что ракета может целиком заменить нынешнюю артиллерию и что ракетный двигатель должен вытеснить винтомоторную группу в авиации, совершенно ложно и вредно, так как оно направляет общественное мнение по неверному пути и дает изобретателям пищу для несбыточных проектов. Нередко также капиталистическая пресса создает сенсацию вокруг некоторых проектов ракет и опытов с ними, предсказывая на ближайшее время полеты на луну и т. д. В области реактивного движения, так же как и во всех других отраслях техники, основные проблемы не могут быть разрешены наскоком отдельных изобретателей, хотя бы и самых талантливых. Здесь нужна упорная, последовательная работа целого коллектива, работа, требующая длительных лабораторных и заводских исследований.
Имея в виду, что ракетный двигатель способен давать тяговую мощность и скорость движения, недоступные для других двигателей, необходимо отдавать себе отчет и в том, что этот двигатель не должен и не будет никогда применяться для выполнения тех задач; которые удовлетворительно разрешаются существующими двигателями – тепловыми и электрическими. Аппараты, снабженные этими двигателями, в обычных условиях их применения обладают несравненно большим к. п. д. и, следовательно, являются более экономичными, чем ракетные аппараты. Этот вопрос мы подробно рассмотрели уже в предыдущей главе, здесь же еще раз подчеркиваем, что основным назначением ракетного двигателя является отнюдь не конкуренция с другими двигателями. Он должен применяться лишь в тех областях, где другие средства оказываются бессильными.
Существует и другое крайнее мнение, сводящееся к тому, что ракетный двигатель не имеет будущности из-за малой рентабельности, вызываемой его крайней расточительностью в расходовании топлива. Рассмотрим, в какой мере оправдывается такая точка зрения, для чего прежде всего определим расход топлива на единицу мощности.
Выражение для мощности двигателя при расходе топлива в 1 кг/сек может быть представлено в следующем виде:
 |
|
(16) |
где η – к. п. д. двигателя,
Hu – теплотворная способность топлива,
E – механический эквивалент тепла.
Если взять в качестве топлива смесь жидкого кислорода с бензином, для которой Hu= 2200 кал/кг, и положить η = 0,5, то по подстановке в уравнение (16) получим:
N = 6270 л. с.
Расход топлива на 1 л. с. в секунду будет:
Авиационный двигатель сжигает в среднем 230 г горючего на 1 л. с. в час. Учтя 15-кратный расход воздуха на окисление горючего, найдем, что секундное потребление топлива в данном случае составляет на силу:
Таким образом авиационный двигатель расходует на единицу мощности в шесть раз больше топлива, чем ракетный двигатель.
Если отнести расход топлива к единице тяги, развиваемой тем и другим двигателем, то картина получится иная.
В самом деле, на основании формул (1) и (6) можем написать:
откуда для нашего случаях
так что расход топлива на 1 кг тяги составит около 3,2 г/сек. Между тем авиационный винт при скорости самолета в 360 км/час дает тягу порядка 0,6 кг на 1 л. с. следовательно, расход топлива на 1 кг тяги составит
т. е. в 1,6 раза меньше, чем у ракетного двигателя.
Однако при очень больших скоростях и на больших высотах преимущество быстро переходит на сторону ракетного двигателя, так как к. п. д. винта при этих условиях чрезвычайно быстро падает.
Наконец, если при сравнении двигателей исходить из весовых соотношений, отнесенных к единице мощности или тяги, то, как мы видели на примере сравнения порохового двигателя с авиадвигателем (глава I), все преимущества будут на стороне ракетного двигателя, у которого собственный вес на единицу тяги в 10–15 раз меньше, чем у самолетного двигателя.
Таким образом мы еще раз убеждаемся в том, что истинное место ракетного двигателя будет там, где нужны большие мощности при малом весе двигателя.
Сравним еще пороховую ракету с обычным артиллерийским снарядом, взяв для примера прежний снаряд к 76-мм пушке, для которого имеем: вес 6,5 кг, вес заряда 0,9 кг и начальная скорость около 600 м/сек. Для определения величины заряда, который способен сообщить ту же скорость ракете одинакового веса со снарядом, воспользуемся приведенной в главе I формулой:
откуда
Имея в виду, что для бездымного пороха можно принять скорость истечения к = 2000 м/сек и, подставляя в правую часть последней формулы значения заданных величин, получим:
откуда видим, что ракетный снаряд требует в два с половиной раза большего веса заряда, чем снаряд обычный при прочих равных условиях.
Уже один этот пример достаточно ясно показывает, что надежда на вытеснение ракетными снарядами обычной артиллерии весьма и весьма утопична. Тем не менее ряд видных артиллеристов (например, итальянский инженер Дж. Пенья и др.) из всех средств вооружения авиации отдают предпочтение ракетным системам.
2. Ракеты на твердом и жидком топливе
В начале книги мы говорили о возможности применения в ракетах как твердого, так и жидкого и газообразного топлив. Из приведенных формул и численных примеров вытекает с достаточной ясностью, что в связи с большим расходом топлива использование газообразных смесей не может дать мощного двигателя, так как расход энергии на сжатие смеси перед сжиганием поглотил бы большую часть мощности двигателя. Особое место занимают так называемые воздушно-ракетные двигатели, в которых окислителем для горючего служит атмосферный воздух, причем для сжатия смеси в камере сгорания используется скоростной напор, развивающийся у головной части ракеты.
Такой двигатель имеет существенные выгоды, во-первых, в сравнительной простоте устройства, во-вторых, в относительно меньшем· запасе топлива, поскольку его главный компонент – окислитель – заимствуется из воздуха. Однако необходимым условием работы воздушно-ракетного двигателя является предварительный разгон аппарата для получения скоростного напора, могущего обеспечить сжатие смеси. Это обстоятельство сильно суживает рамки использования рассматриваемого двигателя и позволяет применять его на том или ином аппарате только в комбинации с другим движителем, например, с воздушным винтом, катапультой, пушкой и т. п.
Переходя к ракетам на твердом топливе, отметим, что до последнего времени в них применялся исключительно черный (дымный) порох. Обычный артиллерийский дымный порох, изготовляемый в виде мелких зерен, для этой цели непригоден вследствие того,, что горящая поверхность заряда, составленного из мелких зерен, очень велика, и потому в камере ракеты развивались бы чрезмерно большие давления. Поэтому в пороховых ракетах заряд выполнялся в виде спрессованного под большим давлением порохового цилиндра, плотно вставленного в камеру. При таком устройстве сгорание происходит лишь на торце заряда, так что приток газов в единицу времени невелик. Для еще большего уменьшения газообразования в состав пороха вводилось добавочное против нормального количество серы. Такой ослабленный порох носит название форсового состава.
В последнее время в технической и патентной литературе стали появляться проекты ракет на бездымном порохе.
Сравнительную оценку достоинств ракет на дымном и бездымном порохе мы приводим в главе IV. Здесь же укажем только, что с точки зрения тех требований к топливу, которые выше были отмечены, дымный порох представляет крайне неблагодарный материал. Достаточно сказать, что в его продуктах горения на долю газообразных продуктов приходится лишь 40% от общего веса, остальные же 60% приходятся на долю жидких и твердых тел, в то время как бездымный порох дает ничтожное количество твердых продуктов. В связи с этим скорость истечения продуктов сгорания дымного пороха почти вдвое меньше скорости продуктов бездымного пороха.
Температура сгорания обоих видов пороха почти одинакова и, в зависимости от их состава, колеблется в пределах от 2200 до 2400°.
Что касается теплотворной способности, то для дымного пороха она составляет около 700 кал/кг, а для бездымного – около 900 кал/кг.
Порох дымный и бездымный являются единственными твердыми топливами, содержащими необходимый для горения кислород и могущими быть использованными в ракетах. Это обусловлено тем, что наряду с достаточной скоростью горения они обладают способностью гореть постепенно или, как говорят, параллельными слоями, причем дымный порох получает это свойство только при особых приемах фабрикации.
Другие твердые взрывчатые вещества, содержащие кислород (динамит, пикриновая кислота, тротил), применяемые в артиллерийской технике и в подрывном деле, для ракет совершенно непригодны, так как скорость их разложения настолько велика, что образующиеся газы не успели бы вытечь через сопло, и камера ракеты была бы разрушена.
Пороховая ракета является простейшим аппаратом с ракетным двигателем: в ней топливо состоит только из одного компонента, т. е. порохового заряда, помещенного в камере сгорания, которая таким образом служит и хранилищем для всего запаса топлива. Основное достоинство пороховой ракеты заключается именно в этой простоте. Однако здесь и ее главный недостаток: камера сгорания, выполняющая роль хранилища топлива, должна иметь соответственно большие размеры и должна быть рассчитана на рабочее давление. Вследствие этого на камеру сгорания в пороховых ракетах падает значительная часть общего веса. Если бы заряд был выделен в отдельное хранилище и подавался порциями в камеру сгорания, то последняя имела бы незначительные размеры, а хранилище пороха можно было бы сделать легковесным.
Подобное решение вопроса предлагалось неоднократно, но до сих пор не было дано такой конструкции, которая была бы достаточно простой и надежной и устраняла бы возможность взрыва. Создание же сложного распределительного устройства не имеет никакого смысла, так как оно уничтожило бы главное достоинство ракеты – ее простоту и дешевизну – и не дало бы существенного эффекта, поскольку сила пороха значительно ниже, чем у жидких топливных смесей.
Таким образом в пороховой ракете весь заряд должен быть сосредоточен в камере сгорания.
Элементарные расчеты показывают, что даже при применении бездымного пороха радиус действия пороховых ракет невелик. В самом деле, скорость истечения газов бездымного пороха обычно не превышает 2000 м/сек. Другая величина, от которой, как мы видели, зависит скорость, а следовательно, и дальность ракет, именно отношение  веса заряда к пассивному весу, не может быть повышена дальше известного предела: при возрастании заряда одновременно растет пассивный вес, ибо в него входит слагаемым вес камеры, а так как это слагаемое относительно велико, то отношение с увеличением заряда растет очень медленно.
Обращаясь к ракетам на жидком топливе, отметим, что для них мы имеем гораздо более обширный ассортимент веществ, могущих найти применение для сжигания в камере двигателя. Обзор главнейших из этих веществ дан в главе V, здесь же заметим, что в настоящее время неизвестны такие жидкие вещества, которые содержали бы кислород, достаточный для удовлетворительного горения, и имели бы способность гореть без взрыва. Таким образом «унитарного» жидкого топлива пока не существует, и сейчас можно говорить лишь о топливе, состоящем из двух компонентов – горючего и окислителя.
Очевидно, что камера сгорания не может служить хранилищем всего запаса жидкого топлива, которое должно подаваться в нее или непрерывной струей, или последовательными порциями. При рациональном устройстве подающих топливо механизмов можно держать топливные баки под небольшим давлением, следовательно, можно их сделать легкими.
Таким образом сложность устройства в данном случае окупается возможностью получить большие значения , и так как скорость истечения продуктов сгорания некоторых видов жидкого топлива доходит до 4000 м/сек и выше, то радиус действия ракет на жидком топливе должен быть несравненно больше, чем у пороховых ракет.
Нет надобности доказывать, что для мелких аппаратов, предназначенных для небольших дальностей, применение двигателя на жидком топливе совершенно нецелесообразно, так как в этом случае вес обслуживающих механизмов занял бы большую часть веса аппарата.
Кроме того, сложность устройства в этом случае не оправдала бы себя.
Приведенное сопоставление характерных свойств ракет с твердым, жидким и газообразным топливами позволяет сделать следующие заключения об их применении.
Твердое топливо (порох) может быть применено в тех случаях, когда требуется простой, дешевый, кратковременно действующий движитель.
Жидкое топливо должно быть использовано главным образом для тех аппаратов, которые предназначены для дальнего действия и для больших высот. Область применения – ракеты дальнего действия, межпланетные аппараты.
Наконец, из двигателей на газообразном топливе найдут себе применение лишь двигатели воздушно-ракетные. Они должны предназначаться главным образом для полетов в стратосфере при условии предварительного разгона.
Рассмотрим эти области применения подробнее.
3. Ракетная артиллерия
Современная артиллерия характеризуется чрезвычайно большим разнообразием систем и калибров, предназначенных для разрешения многообразных боевых задач.
Годы, последовавшие за империалистической войной, были посвящены главным образом модернизации артиллерии. Модернизация сказалась, во-первых, на улучшении балистики снаряда путем придания ему улучшенного очертания с целью уменьшения потерь на сопротивление воздуха; во-вторых, – на увеличении относительного веса заряда с попутным увеличением давления в орудии для повышения начальной скорости; в-третьих, – на улучшении качеств орудийной стали, для снижения веса системы, и наконец, – на широком использовании автоматики и моторизации для увеличения скорострельности и маневренности.
Эти мероприятия при всей их эффективности не разрешают многих затруднений, стоящих перед артиллерией. На пути увеличения досягаемости препятствием является физико-химическая природа существующего пороха, состав которого, установленный более 50 лет тому назад, сохранился до сих пор во всех странах без существенных изменений. Маневренность орудий стоит в прямом противоречии с требованием иметь мощный снаряд и высокую начальную скорость, так как с ростом веса снаряда и скорости чрезвычайно быстро растет вес орудия и лафета.
По этим причинам проблема дальнобойной стрельбы представляет чрезвычайно большие трудности, и можно полагать, что результаты, полученные немцами с их известной «Бертой», обстреливавшей в 1918 г. Париж с расстояния около 120 недалеки от предела, возможного для обыкновенной пушки.
По тем же причинам затруднена задача создания мощной артиллерии для ближнего боя. При чрезвычайной насыщенности современных армий, техническими средствами нападения и обороны даже мелкие подразделения пехоты – батальоны, роты и даже взводы – нуждаются в непосредственной поддержке мощного артиллерийского огня. Между тем требования подвижности и маскировки позволяют придавать таким соединениям лишь орудия мелких калибров;
Наконец, совершенно не разрешена до сих лор задача мощного артиллерийского вооружения самолетов и дирижаблей, и почти не обеспечено вооружение легких судов, танков, бронемашин. Установка орудий средних и больших калибров на этих машинах невозможна, во-первых, из-за большого веса установок, во-вторых, из-за разрушительного действия отката, а также газовой струи, вырывающейся вслед за снарядом.
Ракета позволяет преодолеть многие затруднения, стоящие перед современной артиллерией.
Ракета является самодвижущимся аппаратом и для ее выпуска нет надобности в обычном орудии. Для придания ракете желаемого направления достаточен простейший станок, который при выстреле не испытывает почти никаких напряжений и потому может быть сделан очень легким. В противооткатных, приспособлениях такой станок не нуждается вовсе. При этом действие газовой струи на окружающую среду будет несравненно слабее, чем у орудия, так как в ракете заряд топлива расходуется в течение длительного промежутка времени, измеряемого несколькими секундами, а в некоторых случаях и минутами, в то время как сгорание орудийного заряда заканчивается в течение сотых долей секунды.
В случае применения жидкого топлива дальность стрельбы, вообще говоря, беспредельна, и ракета на жидком топливе преимущественно перед всеми другими средствами способна разрешить задачу сверхдальней стрельбы. Естественно, что такие ракеты целесообразно осуществлять только в крупных калибрах, иначе сложность их устройства и сравнительная дороговизна не будут окупаться эффектом применения.
Ракеты на пороховом топливе дают возможность решить целый ряд артиллерийских задач.
На первом месте нужно поставить вооружение авиации, где ракета безусловно не имеет конкурентов1. Ничтожный вес ракетного «орудия», который будет немногим больше веса самого снаряда, отсутствие отдачи, наконец, незначительное действие газовой струи на материальную часть самолета, – все это дает возможность вооружать самолеты и дирижабли снарядами среднего и крупного калибра без малейшего ущерба для остальных функций аппарата.
При этом ракетные установки могут монтироваться в любом месте самолета, лишь бы сзади орудия в непосредственной близости к нему не находились нежные части самолета. Это дает возможность вооружать ракетами и гражданские самолеты любых типов.
Вооружение авиации крупными калибрами имеет огромное значение, во-первых, для воздушного боя с противником, особенно при массовом нападении, и, во-вторых, для стрельбы по наземным целям с дальних дистанций, т. е. для возможности поражения войск и объектов противника вне досягаемости его зенитной артиллерии.
На летательных аппаратах ракеты должны также найти применение в комбинации с аэробомбами 2. Известно, что для разрушения современных бетонированных сооружений бомба должна обладать в момент падения весьма большой скоростью. Обычные аэробомбы для получения нужной скорости должны сбрасываться с очень большой высоты, что влечет за собой сильное падение меткости. Это затруднение может быть устранено применением ракетной аэробомбы, у которой заряд воспламеняется незадолго до падения на землю и сообщает бомбе дополнительную скорость.
Так же как и для самолетов, ракеты средних и больших калибров найдут применение для вооружения легких морских судов, затем легких и тяжелых танков, бронемашин, бронепоездов и т. п.
Чрезвычайная легкость и подвижность ракетных орудий делает их незаменимым оружием для небольших подразделений пехоты, для которых они составят мощную артиллерию сопровождения.
1 Эта область применения ракет давно уже разбирается в литературе. Одна из первых крупных работ по этому вопросу принадлежит итальянскому артиллеристу Дж. Пенья (см. «Война и техника», 1927 г., № 1).
2 Такая комбинация предложена немецким капитаном Риттером (см. Рынин, Суперавиация и суперартиллерия, стр. 118).
В области химического нападения ракеты должны сыграть также немаловажную роль. Здесь особенно ценна возможность на небольшом участке фронта сосредоточить огромное количество ракетных единиц, так как скрытность подготовки и малая громоздкость материальной части будут обеспечены наилучшим образом.
Особенностью ракет сравнительно с обычными снарядами является малая величина ускорения, обусловленная длительным горением заряда. Благодаря этому для ракет возможно, во-первых, применение более низких сортов металла, а во-вторых, использование некоторых взрывчатых веществ, которые обладают большой чувствительностью и не могут итти на снаряжение обычных снарядов. Кроме того, взрыватели для ракет по той же причине могут быть значительно упрощены.
Наконец, в области вспомогательных артиллерийских средств ракеты, несомненно, должны занять монопольное положение. Осветительные, сигнальные, дымовые, зажигательные, трассирующие, маскирующие, агитационные, градобойные и т. п. снаряды легче всего осуществляются в виде ракет, так как полезная боевая часть этих снарядов представляет собой обычно довольно сложное устройство из нескольких деталей, которые не выдерживают огромных ускорений, развивающихся в обычных орудиях. Кроме того, для этих снарядов особенно ценным является легкость станка, так как во многих случаях обслуживание стрельбы должно производиться одним-двумя людьми.
При разборе условий использования ракетных систем нередко высказывается мнение о нецелесообразности широкого применения ракет из-за их сравнительной дороговизны. Несомненно, что ракетный снаряд несколько дороже обычного снаряда того же веса. Однако при сравнении экономичности стрельбы нужно учитывать, во-первых то, что ракетный снаряд заключает в себе и зарядную гильзу, так что сравнивать нужно стоимость полного выстрела, во-вторых, стоимость ракетного «орудия» настолько ничтожна сравнительно с обычным орудием, что при учете амортизации орудия стоимость ракетного выстрела может оказаться даже более низкой, чем стоимость обычного патрона, в особенности при крупных калибрах. Учитывая сделанное выше замечание о возможности понизить требования к металлу, взрывчатому веществу и взрывателю для ракет, мы придем к заключению, что вопрос об их экономичности является по меньшей мере спорным. Очевидно также, что там, где боевая задача может быть решена только с помощью ракеты, вопрос о дороговизне ракеты играет подчиненную роль.
Таким образом перспективы применения ракет как артиллерийских снарядов намечаются по двум путям: первый – дальнобойные ракеты с применением жидкого топлива, и второй – пороховые ракеты ближнего действия с самым разнообразным назначением. Указать точные границы дальностей, мощностей и калибров сейчас, при отсутствии широкого опыта, конечно, трудно, но можно полагать, что жидкостные ракеты оправдают свое применение лишь на дистанциях порядка 80–100 км и выше.
Что касается пороховых ракет боевого назначения, то для них наиболее целесообразными представляются калибры, начиная от средних, например от 100 мм и выше, так как обычные орудия мелких калибров имеют небольшие абсолютные веса, и преимущества ракетных станков здесь не имеют существенного значения. Дальности ракетных снарядов зависят от того, насколько велик полезный груз сравнительно с ракетным зарядом. Ввиду малой калорийности пороха и тяжеловесности камеры сгорания, являющейся в то же время камерой хранения пороха, в настоящее время трудно ожидать дальностей выше 10–15 км.
Приведенный краткий перечень возможных путей использования, ракет достаточно ясно показывает, насколько ценное и разностороннее оружие они собой представляют. При этом из сказанного вполне очевидно, что ракеты ни теперь, ни в близком будущем не должны выдвигаться на замену обычной артиллерии. Оба вида оружия имеют свои задачи и, успешно их решая, дополняют друг друга.
4. Применение ракет в авиации
Авиационная техника во время войны и после нее прошла стремительный эволюционный путь, который не закончен и на сегодня. Борьба и соревнование между всеми странами за господство в воздухе идет по трем главным направлениям: грузоподъемности, скорости движения и высоты полета.
В отношении грузоподъемности предел, повидимому, еще не достигнут, хотя уже сейчас рекорды становятся все более редкими, а многие проекты известных фирм и выдающихся конструкторов, относящиеся к самолетам-гигантам, остались неосуществленными.
Скорости порядка 400 км/час из области рекордов перешли в постоянный обиход, но дальнейшее движение на этом пути встречается с громадными затруднениями, связанными с колоссальными потерями на сопротивление воздуха и с понижением к. п. д. винтомоторной группы при больших скоростях.
Наконец, высотное летание является наиболее слабым местом современной авиации и, несмотря на чрезвычайно интенсивную работу по усовершенствованию высотных моторов, дальнейшее увеличение потолка идет крайне медленными темпами.
Развитие всех трех элементов могущества авиации имеет огромное экономическое, научное и военное значение, и утверждение, что господство в воздухе принадлежит тому, кто быстрее и выше летает, – имеет под собой очевидное и неопровержимое основание.
В развитии каждого из этих элементов ракетному двигателю предстоит деятельная и почетная роль. Однако на основании того, что было сказано в главе II, мы должны ограничить применение ракетного двигателя, исключив его для случаев полета на малых, высотах и при обычных скоростях. В самом деле, низкие скорости, как мы видели, сопровождаются черезвычайно низким к. п. д. ракетного аппарата, а следовательно, и огромным расходом горючего, что в результате приводит к ничтожному радиусу действия.
Расчеты показывают, что уже при скоростях порядка 800–1000 км/час к. п. д. ракетного самолета выше, чем у самолета винтомоторного, и только начиная с этих скоростей можно говорить о рентабельности ракетного двигателя.
Что касается высотных полетов, то современная авиация имеет рекорд потолка в 13 км с лишним, и в ближайшем будущем не приходится ожидать существенного превышения этой цифры, если оставаться на базе винтомоторной группы. При этом скорость движения на этой высоте, несмотря на малую плотность воздуха, невелика, так как в высотных самолетах крылья и оперение, а также двигатель с обслуживающими механизмами, очень громоздки и тяжелы, а вследствие необходимости компрессии воздуха в двигателе съедается огромная мощность
Ракетный двигатель почти независим в своей работе от плотности и температуры наружного воздуха, а мощность его даже возрастает с высотой. Поэтому в вопросе завоевания стратосферы ракетный двигатель занимает центральное место, а на высотах более 35–40 км исключительное, монопольное положение.
Правда, в настоящее время использование ракетного двигателя для дальних высотных полетов представляет еще много трудностей, которые нужно преодолеть. Одна из этих трудностей состоит в том, что для начального участка полета, т. е. в нижних слоях атмосферы, где плотность воздуха велика, а скорость мала, включение ракетного двигателя по указанным уже причинам было бы нецелесообразно. Решение задачи взлета и набора высоты должно, очевидно, идти или путем сочетания ракетного двигателя с винтомоторной группой, или буксировкой ракетного самолета до известной высоты обычным самолетом.
В области увеличения грузоподъемности применение ракетного двигателя связано со стадией разбега самолета перед взлетом. Известно, что почти во всех машинах мощность, потребная для отрыва от земли, значительно превышает ту мощность, которая нужна в полете для получения нормальной скорости. Другими словами, ни один самолет в воздухе не использует полностью своей грузоподъемности, что, естественно, отрицательно сказывается на его радиусе действия (запас топлива) или на боевом вооружении (количество патронов или бомб).
Ввиду малого веса ракетного двигателя на единицу мощности оказывается весьма плодотворным применение его в комбинации с винтом для периода старта. Этим путем можно значительно повысить грузоподъемность самолета, а вместе с тем сократить время и длину разбега и дать самолету независимость от состояния грунта и времени года. После взлета использованный ракетный двигатель может сбрасываться для снятия лишнего веса.
Опыты этого рода производились в Германии еще в 1928 г. и дали вполне удовлетворительные результаты.
Одной из разновидностей применения ракет для взлета является ракетная катапульта. Катапультой называется направляющее приспособление в виде рельсового пути с тележкой, на которой установлен самолет. После приобретения тележкой скорости, достаточной для взлета самолета, последний отделяется от нее и продолжает движение под действием своего винта, а тележка затормаживается. Использование ракетного двигателя для такой тележки является одним из простейших решений задачи.
В предыдущем разделе, говоря об артиллерийских ракетах, мы упоминали о дальнобойных ракетах на жидком топливе. Такая ракета при соответствующем оформлении является по существу высотным ракетным аппаратом, отличающимся от ракетного самолета лишь большими скоростями и иным конструктивным оформлением. Для этих ракет высоты порядка 80–100 км уже в ближайшие годы могут оказаться реальными, хотя о пассажирских ракетах этого типа сейчас говорить еще преждевременно.
Наконец, из летательных аппаратов с ракетным двигателем следует упомянуть еще о крылатых ракетах. Под этим названием мы подразумеваем аппарат, совершающий под действием ракетного двигателя взлет на известную высоту, а затем спускающийся по наклонной линии подобно обычному планеру. Использование планирующего спуска позволяет при небольшой мощности двигателя получить большие дальности полета, в чем и заключается достоинство аппарата рассматриваемого типа.
Боевые крылатые ракеты неоднократно предлагались и известны под названием воздушных торпед.
Переходя к выбору типа ракетного двигателя для летательных аппаратов, отметим, что в большинстве случаев здесь нужен двигатель длительного действия, т. е. в основном двигатель на жидком топливе, а при возможности предварительного разгона – двигатель воздушно-ракетный. Этот выбор имеет еще то обоснование, что для летательных аппаратов особенно важен двигатель экономичный в смысле веса и расхода несомого аппаратом топлива, а этому как раз более всего удовлетворяют указанные тины.
Для целей разгона самолетов перед взлетом естественно применение порохового двигателя, наиболее простого по устройству и эксплоатации и способного дать большое тяговое усилие при требующейся от него кратковременности действия.
Для воздушных торпед выбор того или иного типа двигателя должен быть в каждом отдельном случае решен применительно к заданию. Подводя итоги изложенному в настоящей главе, отметим, что нами не рассмотрены вопросы применения ракет для земных и морских аппаратов, хотя эти случаи нередко затрагиваются в литературе, особенно в проектах изобретателей.
На основании соображений и численных примеров, изложенных в главе II, нетрудно притти к заключению, что проектирование ракетных двигателей в качестве самостоятельного тягового прибора для автомобилей, железнодорожных экипажей, судов, морских торпед и т. п., а тем более для стационарных установок, как копры, молоты и т. д., является бесполезным, а рассмотрение таких проектов ведет лишь к напрасной потере времени.
В тех же областях, где ракетный двигатель находит экономически оправданное применение, он ничего не вытесняет из современной техники: он лишь занимает некоторые, до сих пор незаполненные, места.
* * *
|
