Волков Ю.Н.

База головных частей
Костромской ракетной дивизии

© Волков Ю.Н., 2014.

Наш адрес: ruzhany@narod.ru

Приложение
О РАКЕТАХ

В разговоре о ракетах надо раскрыть такие понятия: ракетный двигатель, реактивный двигатель, ракетное топливо, реактивная сила и реактивная тяга, ракетная двигательная установка, реактивное оружие, ракетное оружие…

Ракетчикам читать приложение будет не интересно, ибо о ракетах они знают даже больше, нежели автор. Но далеко не все читатели, если конечно они будут, имеют ясное представление, откуда же у ракеты берется такая великая тяга, которая способна поднять десятки тонн полезного груза и выносить его даже за пределы земного тяготения.

Для них это приложение и написано.

Ранее говорилось о том, как энергия углеводородного топлива в камере сгорания автомобильного двигателя превращается в силу, которая через поршни двигателя и определенную кинематическую систему, заставляет автомобиль выполнять работу. И здесь так же, только пожалуй несколько проще и поэтому значительно эффективней.

Появление реактивной силы можно понять, если изложить работу реактивного двигателя. Реактивный двигатель иначе называют двигателем прямой реакции, ибо некая первичная энергия топлива непосредственно преобразуется в кинетическую энергию истекающих из сопла частиц газа, являющихся продуктами сгорания топлива. Вот эта реактивная струя и создает реактивную тягу всему телу с которым жестко связан двигатель. Таким образом, сила тяги непосредственно приложена к корпусу реактивного двигателя и без всяких промежуточных устройств обеспечивает перемещение рассматриваемого аппарата в сторону, противоположную направлению истечения реактивной струи.

Понятно, что величина реактивной силы, а следовательно и скорости перемещения тела, зависит от массового секундного расхода топлива. Этот принцип реактивного движения используется в ракетах, самолетах, снарядах и других видах реактивного оружия.

В отличие от ядерного оружия ракетное появилось давным-давно. Движущую силу стреле придает тетива натянутого лука. Лук остается в руках воина, а стрела летит к цели, но далеко не улетает. И вот, с появлением порохов, еще в 10-12 в.в. в Индии и Китае стали применять стрелы с бумажной гильзой, наполненной порохом. Стрела с пороховым двигателем и есть первый образец ракетного оружия ибо сила, продвигающая стрелу в сторону противника, создается в самом «летательном аппарате» непосредственно на траектории полета.

В России еще в начале 17 века первые образцы фугасных и зажигательных ракет называли «ядрами, которые бегают и горят». А высокообразованный того времени дьяк Посольского приказа Онисим Михайлов высказал основной секрет устройства ракетной камеры предложив высверлить канал в ракетном заряде. Видимо он понимал, что этот канал увеличит поверхность горения ракетного топлива, значит образуется наибольшее количество газов в единицу времени, а следовательно увеличится скорость, да и дальность полета снаряда.

В последующие годы, усилиями первых русских ракетчиков А.Д.Засядко (первый начальник Михайловского училища), Е.Х.Весселя, И.Картмазова, К.И.Константинова (выпускник Михайловского артиллерийского училища), М.М.Поморцева (преподаватель этого училища), И.В.Мещерского, Н.И.Кибальчича и других, разработаны теоретические вопросы, экспериментально создавались боевые ракеты, совершенствовались и потом успешно применялись при обороне Севастополя (греческое слово, по-русски значит «город славы») в 1854 году и в русско-турецкой войне 1877-1878 гг.

В молодой советской республике заместитель народного комиссара по военным и морским делам, председатель РВС СССР М.Н.Тухачевский 21 сентября 1933 года издал приказ об организации в РККА, на базе двух лабораторий по изучению реактивного движения и ракетного метода летания, первого в мире Реактивного научно-исследовательского института. Инженерные кадры для института готовились в академиях Дзержинского и Жуковского. Начальником института назначен И.Т.Клейменов, заместителем по научной работе С.П.Королев. В институте разрабатывались экспериментальные баллистические и крылатые ракеты, здесь воспиталось новое поколение талантливых ученых и конструкторов. Все это способствовало созданию прочного научного фундамента, на базе которого в 40-50-х годах началось быстрое развитие реактивной авиации и ракетной техники. Основоположником ракетодинамики и космонавтики был талантливый изобретатель, ученый, мудрый мечтатель Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935). Он, и его ближайший ученик и последователь Фридрих Артурович Цандер, создали в Советском Союзе стройную теорию современного ракетостроения, разработали основы механики тел переменной массы (ракета в полете по мере выработки топлива все время меняет массу) и теорию космического полета.

Циолковский пришел к выводу о необходимости использования для полетов в безвоздушном пространстве принципов реактивного движения. Известная во всем мире формула зависимости между скоростью ракеты, скоростью истечения частиц газа, массой ракеты и массой взрывчатых веществ (топлива). Из формулы видно, что скорость движения ракеты в свободном пространстве теоретически не ограничена и зависит лишь от скорости истечения частиц газа из сопла ракетного двигателя и отношения массы взрывчатых веществ к массе ракеты. Это значит, что ракетное топливо должно обладать большой химической энергией, а корпус ракеты должен изготавливаться из прочных и легких материалов.

В 1926 году Циолковский пришел к выводу, что ракета может достичь космических скоростей лишь в том случае, если она получит сравнительно высокую начальную скорость без затраты своего собственного топлива. Исходя из этого, он предложил применить двухступенчатую ракету, первая ступень которой должна была двигаться в плотных слоях атмосферы, после чего она должна отстыковаться и сойти с траектории, а вторая, уже в космосе будет развивать требуемую скорость.

Он предложил два способа соединения ступеней: последовательный (ракетный поезд) и параллельный (ракетная эскадрилья).

По этому принципу в 50-х годах строились межконтинентальные и космические ракеты во всем мире.

Космос слово греческое и означает оно «мир» – в смысле «Вселенная». Без преувеличения можно сказать, что Константин Эдуардович показал землянам дорогу во Вселенную. Известно, что для получения взрывных газов топливо должно смешиваться с кислородом. А где его взять в безвоздушном пространстве? Все надо брать с собой: и топливо и окислитель. Циолковский предложил использовать жидкие кислород и водород.

Ряд ценных идей высказаны им и по конструированию ракет. Топливо и окислитель должны заправляться в отдельные баки, из которых насосами будут направляться в определенном соотношении в камеру сгорания. Им же предложена и конструкция сопла, в котором за счет перепадов сечения происходит перепад давления газов (продукта горения). Входное сечение значительно больше выходного, что и позволяет достичь скорость истечения газов на выходе равной звуковой. В этом устройстве и создается тяга. Если сопло расположено параллельно оси ракеты, то тяга будет маршевая, а если его развернуть на определенный угол – тяга рулевая.

Реактивные сопла иначе называют реактивными движителями ибо это есть основная часть двигателя, где и образуется тяга или сила вызывающая движение ракеты. В дальнейшем для получения сверхзвуковых скоростей стали применять реактивное сопло формы Лаваля (сперва сужающуюся, а потом расширяющуюся). В минимальном сечении (горловине) скорость получается равной скорости звука с критическим давлением, которое оказывается выше наружного давления, а, следовательно, значительно увеличивается скорость истечения газов из сопла в атмосферу, возникает реактивное действие отбрасываемой массы газов с большей силой. Скажем так: движитель работает с большей отдачей.

Мы говорим ракета, реактивный двигатель, ракетное топливо, ракетное оружие и другие производные от слова «ракета» связывая их с космическими, межконтинентальными или тактическими ракетами. А когда говорим о реактивном самолете, то с ним ассоциируется понятия реактивный двигатель, реактивная сила, реактивное оружие и так далее.

И ракета и самолет являются летательными аппаратами тяжелее воздуха. Птица тоже тяжелее воздуха, а летает потому, что кинетическая энергия крыльев способна создавать птице как подъемную силу, так и поступательную.

Человек создает авиацию (от латинского слова «avis» – «авис» значит птица). Летательный аппарат назвали самолетом, потому что он летает сам, правда, наполовину сам, ибо поступательную силу ему создает двигатель, сначала поршневой, а затем и реактивный. Подъемную силу он действительно создает сам (правда только в атмосфере) за счет специальной конструкции крыла. Профиль крыла изготавливается таким, что его верхняя поверхность выпуклая, а нижняя прямая. Теперь рассекаемый крылом воздух в верхней части получается разряженный и, в соответствии с законом Бернулли, появляется подъемная сила, удерживающая самолет в горизонтальном полете.

Еще одна особенность: в самолете нужен только бак (или баки) с горючим, окислитель он берет из воздуха. Значит это летательный аппарат только для атмосферы.

Ракета от итальянского «rocchetta» или сокращенно «rocca»

– по-русски значит веретено. Ей предназначено летать в межпланетном пространстве, значит крылья ей не нужны, а кроме горючего еще и окислитель надо иметь на борту.

Двигатель же у самолета и ракеты одинаковый и называется он реактивным, потому как сочетает в себе тепловую машину, преобразующую химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, и движитель, создающий силу тяги за счет реакции отбрасываемой из реактивного сопла массы газа. Таким образом, в том и другом летательном аппарате появилось еще одно общее слово «реакция». Если знать, что слово это состоит из латинской приставки «re» – значит «против» и французского «action» – действие, то и получается, что реакция, это в самом широком смысле есть противодействие. Реакция может быть политическая – политическое противодействие режиму; в психологии и физиологии – ответ организма на внешнее или внутреннее раздражение и так далее… Знаем мы как реагирует ядро при воздействии на него нейтрона – вызывает реакцию деления. Так же и в реактивном двигателе – на выбрасывание из сопла массы газа появляется такая реакция, когда в результате противодействия создается сила тяги, направленная в противоположную сторону выбрасывания газа.

Подведя итог сказанному, можно дать понятие о реактивном оружии и ракетном. Общее у них то, что средства поражения доставляются к цели и в том и другом случае за счет реактивной тяги реактивного двигателя. А двигатели эти бывают двух типов: ракетные и воздушно-реактивные. Значит, оружие с использованием воздушно-реактивных двигателей и называют просто реактивным.

К этому типу относятся: реактивные снаряды полевой артиллерии для залповой стрельбы из многозарядных пусковых установок (всем известные по второй мировой войне наши «Катюши» и современные системы залпового огня), противотанковые реактивные ружья, реактивные авиационные бомбы, самолеты-снаряды и другое оружие. Сюда же можно отнести и немецкий самолет-снаряд Фау-1, применяемый немецкой армией в 1943 году для обстрела Лондона. Полет таких летательных аппаратов происходит в атмосфере, кислород которой используется в качестве окислителя для реактивного двигателя.

А вот когда мы говорим о Фау-2, то ее называем управляемой жидкостной ракетой, вначале она летит вертикально, а затем разворачивается на требуемый угол в плоскости стрельбы. Ее уже не назовешь по-другому, так как у нее двигатель называется ракетным, а в ракетном двигателе горючее и окислитель находятся на борту.

Ракетное оружие очень широко применяется в военном деле. Оно классифицируется по различным признакам: по предназначению и характеру выполняемых задач, по месту старта ракеты и нахождения цели, по способу базирования, по типу ракеты и другим.

Широко используются ракеты стратегические, оперативно-тактические и тактические, зенитные управляемые ракеты и противоракеты, ракеты стационарного и мобильного базирования. Большой комплекс ракет в зависимости от места пуска и нахождения цели, которые делятся на классы: «земля-воздух», «земля-корабль», «воздух-земля», «корабль-корабль», «корабль-воздух», «воздух-воздух», «воздух-корабль», «корабль-земля».

Конечно, ракеты класса «земля-земля» являются самым обширным по характеру выполняемых задач и дальности действия.

Особое место в Вооруженных силах ныне отводится оружию ракетно-ядерному, оружию, в котором средством поражения служат ядерные боеприпасы, а средством доставки их к цели – ракеты.

Ракетные войска стратегического назначения, как это очевидно из их названия, предназначены для выполнения стратегических задач государства.

* * *