rachete balistice
Timp de aproape o mie de ani de istorie a luat foc de artificii un mod imens de primitive „săgețile de foc“ la cele mai puternice vehicule de lansare moderne, capabile de orbita mai multe tone nave spațiale. A inventat racheta a fost în China. Primele dovezi documentare a utilizării sale de luptă asociată cu asediul mongoli orașul chinez de Pien-rege în 1232. rachete chineze lansat de cetate și apoi lovește frica în cavalerie mongolă erau pungi mici umplute cu praf de pușcă și atașate la prova convențional de braț.
Ca urmare chinezii au început să folosească rachete incendiare indieni și arabi, dar cu proliferarea armelor de foc rachete a pierdut importanța sa pentru multe secole au fost alungați din utilizarea militară largă.
Nou interes pentru racheta ca o armă pentru a combate trezit în secolul al XIX-lea. În 1804, îmbunătățiri semnificative în proiectarea rachetei a făcut un ofițer britanic, William Congreve, care a reușit pentru prima dată în Europa de produs în masă rachete militare. Masa de rachete sale a ajuns la 20 kg, iar intervalul de - 3 km. Cu calificare corespunzătoare ar putea lovi ținte la o distanță de până la 1000 m. În 1807, limba engleză este utilizat pe scară largă în aceste arme bombardament de la Copenhaga. Într-un timp scurt, mai mult de 25 de mii de rachete au fost trase asupra orașului, care rezultă în oraș a fost aproape complet ars. Dar în curând dezvoltarea unei arme de foc ghintuită a făcut uz de rachete ineficiente. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea au fost scoase din funcțiune în cele mai multe state. Din nou, rachete vechi de aproape o sută de ani a fost retras.
Cu toate acestea, mai multe proiecte folosesc un jet de presiune chiar și la acel moment existau apoi unul, apoi un alt inventator. In 1903 a publicat lucrarea „aparate de rachete spațiale“ om de știință român Konstantin Tsiolkovsky. Nu numai Tsiolkovsky a prezis că racheta va fi vreodată, astfel de vehicul, care va aduce un om în spațiu, dar, de asemenea, primul care a dezvoltat conceptul unei noi motoare cu combustibil lichid. După aceea, în 1909, savantul american Robert Goddard a sugerat mai întâi ideea de a crea și a unei rachete cu mai multe trepte. În 1914, el a luat un brevet de pe acest design.
Avantajul folosirii mai multor etape este că, după epuizarea nivelului rezervorului de combustibil este îndepărtat. reducând astfel masa care trebuie să fie overclockat la viteze chiar mai mari. In 1921, Goddard a efectuat primul test al motorului cu jet de lichid care a fugit pe oxigen lichid și aer. În 1926 el a făcut prima lansare publică a rachetei cu combustibil lichid, care, cu toate acestea, a crescut cu doar 12, 5 m. În viitor, Goddard acordat o atenție mult la stabilitatea și controlabilitatea rachete. In 1932 a lansat prima rachetă cu cârme giroscopice.
În cele din urmă, rachetele cu o greutate de lansare de 350 kg, ridicându-se la o înălțime de 3 km. În cei 30 de ani de muncă intensă privind îmbunătățirea rachetele erau deja în mai multe țări.
Principiul de funcționare a motorului cu jet de lichid, în general, este foarte simplu. Combustibil și oxidant sunt în rezervoare separate. Sub presiune înaltă, acestea sunt introduse în camera de ardere, unde este agitat viguros, se evaporă, reacționează și aprins. Formată în acest fel gazele fierbinți sunt evacuate cu o mare forță înapoi prin duza, ceea ce duce la o forță jet.
Cu toate acestea, punerea în aplicare efectivă a acestor principii simple se confruntă cu mari dificultăți tehnice și cu care se confruntă primii designeri. Cele mai multe dintre ele au fost problemă acută de a asigura arderea combustibilului stabil în camera de ardere și de răcire a motorului. Nu este ușor au fost de asemenea întrebări legate de combustibil de mare energie pentru motorul rachetă și mijloacele de alimentare cu combustibil în componentele camerei de ardere, ca și pentru arderea completă cu eliberarea cantității maxime de căldură au fost bine pulverizate și amestecate uniform în întreaga cameră. În plus, a fost necesar să se dezvolte un sistem fiabil, care reglementează controlul motorului și de rachete. A fost nevoie de o mulțime de experimentare, greșeli și eșecuri, înainte de toate aceste dificultăți au fost depășite cu succes.
În general, motoarele lichide pot rula pe un singur component, combustibilul așa-numitul unitar. Așa cum se poate acționa ca atare, de exemplu, peroxid de hidrogen sau hidrazină concentrat. În combinație cu catalizatorul, peroxid de hidrogen H2O2 cu căldură mare se descompune în oxigen și apă. Hidrazină N2H4 în aceste condiții se descompune hidrogen, azot și amoniac. Cu toate acestea, numeroase teste au arătat că mai eficiente sunt motoarele care rulează pe două componente separate, dintre care unul este combustibil și alți oxidanți. Sa dovedit oxidanți bune de oxigen lichid O2, HNO3 acid azotic, diverși oxizi de azot, precum și fluor lichid F2.
Kerosen drept combustibil poate fi utilizat, H2 hidrogen lichid, (în combinație cu oxigenul lichid, este extrem de eficient de combustibil), hidrazină și derivații săi. În stadiile inițiale ale tehnologiei rachetelor drept combustibil sunt adesea folosite alcool metilic sau etilic.
Pentru o mai bună atomizare și amestecarea combustibilului (combustibil și oxidant) sunt folosite duze speciale amplasate în fața camerei de ardere (această porțiune a camerei este numită capul duzei). Ea are, de obicei, o formă plană formată dintr-o multitudine de duze. Toate aceste duze au fost efectuate sub forma unor tuburi duble pentru alimentarea simultană a comburant și combustibil. injecție de combustibil a avut loc sub presiune ridicată. picături mici de comburant și combustibil, la o temperatură ridicată, cu cealaltă și se evaporă reacționează intens. arderea combustibilului principal are loc în apropierea capului de duză. Atunci când aceasta a crescut puternic temperatura și presiunea gazelor, care sunt apoi turnat în duză și la o viteză mare izbucnește.
Presiunea în camera de ardere poate ajunge la sute de atmosfere, dar introduce combustibilul și oxidantul necesar pentru a furniza o presiune mai mare. În acest scop, în primele rachete folosite rezervoare de combustibil supraalimentării cu gaz comprimat sau cu vaporii componentelor propulsoare înșiși (de exemplu, vapori de oxigen lichid). Mai târziu, au început să folosească pompe speciale de înaltă performanță, de mare putere, antrenate de turbine cu gaz. Pentru a promova turbina de gaz în etapa inițială a funcționării motorului alimentat în gazul fierbinte de la generatorul de gaz. Mai târziu, au început să se aplice de gaze fierbinți generate de componentele în sine combustibil. După dizolvarea turbinei cu gaz în camera de ardere și folosite pentru accelerarea rachetelor.
de răcire a motorului încercat inițial să rezolve problema prin utilizarea de material refractar special sau lichid de răcire special (de exemplu, apă). Cu toate acestea, sa constatat treptat metoda mai convenabilă și eficientă de răcire utilizând una dintre componentele combustibile. Înainte de a intra în camera dintr-o componentă de combustibil (de exemplu, oxigen lichid) este trecut între interior și peretele exterior și realizat cu o parte semnificativă a căldurii din peretele interior mai accentuat termic. Perfecționat acest sistem nu a fost în același timp, și așa mai departe primele etape ale lansărilor de rachete au fost adesea însoțite de accidente și explozii.
Pentru a controla în primele rachete utilizate cârme de aer și gaz. cârme de gaz situat la ieșirea duza și de a stabili forțele de comandă și momente datorită abaterii care rezultă din motorul cu jet de gaz. În forma ei semăna cu zbaturi lamei. În timpul zborului, barele ghidonului arde rapid și distruge. Prin urmare, a scăzut și mai mult de la utilizarea lor și a început să se aplice motoarelor speciale de control de rachete, care au fost în măsură să pivoteze în raport cu axele de montare.
Experiența rachete URSS pe motoarele de lichid a început în anii '30. În 1933, Grupul Moscova pentru Studiul Reactive Motion (GIRD) a dezvoltat și a lansat primele rachete sovietice Încinge--09 (constructori, Sergei Korolev și Mihail Tikhonravov). Această rachetă cu o lungime de 2, 4 m și un diametru de 18 cm, a fost greutatea inițială de 19 kg. Greutatea de combustibil, care constă din oxigen lichid și benzină condensat, a fost de aproximativ 5 kg.
Motorul a dezvoltat o forță de până la 32 kg, și poate funcționa cu 15-18. La prima pornire a jeturilor de gaz din camera de ardere de ardere a început de evacuare lateral, rezultând într-o baie în rachete și zborul blând. Altitudinea maximă de 400 m.
În timp ce această lansare a fost făcut multe descoperiri, apoi utilizate pe scară largă în racheta, dar a fost, de asemenea, o mulțime de defecte. În „FAU“ a fost aplicat pentru prima alimentare cu combustibil turbopompe în camera de ardere (de obicei, aplicată înainte de deplasarea cu azot comprimat). Pentru a promova turbina cu gaz cu ajutorul peroxidului de hidrogen. Răcire prima problemă a încercat să rezolve prin utilizarea pereți
combustor foi de oțel cu o grosime de conductivitate termică slabă. Dar primele începe au arătat că, din cauza acestui motor supraîncălzește rapid. Pentru a reduce temperatura de ardere, a fost necesară diluarea de etanol 25% apă, care la rândul său de eficiență redus foarte mult
motorului.
Dar, datorită sistemului de direcționare imperfect, acestea au fost, în general, arma destul de ineficiente. Cu toate acestea, „V“, în ceea ce privește dezvoltarea tehnologiei rachetelor este un uriaș pas înainte. Principalul lucru a fost faptul că viitoarea racheta a crezut în întreaga lume. după
știință de război rachete primite în toate statele un sprijin puternic de stat.
Statele Unite ale Americii a fost pentru prima dată în condiții mai favorabile, mulți oameni de rachete germane condus de Brown, după înfrângerea Germaniei au fost aduse în America, la fel ca și câteva de-a gata „FAU“. Acest potențial a fost un punct de plecare pentru dezvoltarea industriei de rachete din SUA. În 1949, prin setarea „V-2“ pe o rachetă de cercetare mică „Wack-Korporel“ Americanii au efectuat lansarea sa la o altitudine de 400 km. Pe baza aceluiași „FAU“ sub conducerea lui Brown a fost în 1951 a fondat rachete balistice americane „Viking“, a dezvoltat o viteză de aproximativ 6400 kilometri pe oră. În 1952, același Brown a lucrat pentru rachete balistice americane „Redstone“, cu o rază de până la 900 km (este această rachetă a fost folosit în 1958 ca prim pas în derivă primul american pe orbita satelitul „Explorer-1“).
URSS a trebuit să ajungă din urmă cu americanii. Creați propriile rachete balistice grele, este, de asemenea, a început cu un studiu al german „V-2“. Pentru acest grup de designeri (printre care erau Korolev și Glushko) a fost trimisă imediat după victoria din Germania. Cu toate acestea, nu au reușit să obține oricare dintre finit întreg „FAU“, ci pe dovezi circumstanțiale și numeroase mărturii idee a fost scris destul de completă.
În 1946, Uniunea Sovietică a început propria sa activitate intensă privind crearea rachetelor balistice ghidate automate.
Organizat de Institutul de Cercetare a Korolev-88 (mai târziu TsNIIMash în tramvai Podlipki, acum orașul Korolev) a primit imediat fonduri considerabile și un sprijin cuprinzător de stat. In 1947, pe baza „V-2“ primul sovietic de rachete balistice R-1 a fost stabilită. Acest prim succes a fost dat cu mare dificultate. In dezvoltarea de rachete, inginerii sovietici se confruntă cu multe provocări. Industria sovietică nu a eliberat atunci când este necesar pentru clasele de oțel de rachete, nu au nevoie de cauciuc și mase plastice necesare. enorme dificultăți au fost întâlnite atunci când se lucrează cu oxigen lichid, deoarece toate disponibile instantaneu în timp ce uleiul de lubrifiere se îngroașă la temperatură joasă, și volanele încetat să funcționeze.
A fost necesar să se dezvolte noi tipuri de uleiuri. Cultura generală a producției în nici un fel nu corespunde nivelului de tehnologie de rachete. De fabricare a pieselor de precizie, de calitate de sudare pentru o lungă perioadă de timp a lăsat mult de dorit. Testele efectuate în 1948 la Kapustin Yar,
a arătat că P-1 nu este superior numai „V-2“, dar mai slabe decât să le în multe feluri. Aproape nimeni nu a început nu merge bine. Unele lansări de rachete au fost amânate din cauza unor probleme de multe ori. 12 conceput pentru a testa rachete cu mare dificultate au reușit să ruleze
Numai 9. Testele efectuate în 1949, au dat deja rezultate semnificativ mai bune: 16 din cele 20 de rachete a lovit dreptunghiul specificat de 16 de 8 km. Nu a fost un singur eșec în pornirea motorului. Dar, după aceea a fost încă o mulțime de timp înainte de a fi învățat să proiecteze încredere
rachetă care a lansat, a zburat și a lovit ținta. In 1949, pe baza P-1 a fost dezvoltat de B-1A geofizic altitudine racheta cu o greutate de pornire de aproximativ 14 m (cu un diametru de aproximativ 1 până la 5 m au o înălțime de 15 m). În 1949, racheta livrat la o înălțime de 102 km container cu instrumente științifice, care este apoi returnat în condiții de siguranță la sol. În 1950, P-1 a fost pus în funcțiune.
Din acel moment, specialiștii sovietici rachete s-au bazat pe propria lor experiență, și a depășit în curând nu numai profesorii-germani lor, dar designerii americani. In 1950, o nouă fundamental rachete balistice R-2 a fost creat cu un rezervor principal și un focos de separare. (Rezervoare de combustibil în „Fau“ a fost suspendată, adică, ele nu transporta o putere de nici o sarcină.
Designerii sovietici a adoptat inițial această schemă. Dar mai târziu au trecut la utilizarea tancuri purtătoare atunci când învelișul exterior, adică corpul rachetei, a servit ca pereții rezervoarelor de combustibil, sau, echivalent, rezervoarele de combustibil au fost carcasa rachete.) Dimensiunea P-2 a fost de două ori P 1, dar prin utilizarea aliajelor de aluminiu special concepute să depășească greutatea totală de 350 kg. Ca combustibil este încă utilizat etanol și oxigen lichid.
În 1953 a fost adoptat de o rachetă P-5, cu o gama de 1.200 km. Stabilit pe baza de rachete geofizice B-5A (lungime - 29 m, începând cu greutatea de aproximativ 29 tone) pot ridica sarcini la o înălțime de 500 km. In 1956, testele au fost efectuate cu rachete R-5M, care, pentru prima dată în lume, purtat prin spațiu cu șeful sarcina nucleară. Misiunea sa încheiat explozie nucleară autentică într-o anumită zonă a Aral Deșertul Karakum 1200 km de rampa de lansare. Korolev și Glushko a primit apoi un erou star al Muncii Socialiste.
Până la mijlocul anilor '50 toate rachetele sovietice erau singura etapa. În 1957, un nou cosmodromul Baikonur a fost lansat cu succes în militare intercontinentale în mai multe etape de rachete balistice R-7. Această rachetă este de aproximativ 30 m lungime si o greutate de aproximativ 270 m a constat din patru laterale
blocuri din prima etapă și unitatea centrală, cu motor propriu, care a servit ca o a doua etapă. Prima etapă a utilizat RD-107 motor, etapa a doua - RD-108 pentru combustibil de oxigen-gaz lampant. La începutul tuturor motoarelor includ atât dezvoltat o forță de aproximativ
400 m.
Pe avantajele rachetelor multietajate în fața monoetajate menționat mai sus. Există două posibile aranjamente de pași. În primul caz, racheta cel mai masiv, situat în partea de jos și este declanșat la începutul zborului, numit prima etapă. De obicei, stabilește o dimensiune a doua racheta si greutate mai mica, care servește ca o a doua etapă. Ea, la rândul său, poate fi plasat un al treilea rachete, etc., în funcție de faptul dacă, după cum măsurile necesare. Acest tip de rachete cu un aranjament în serie de pași. R-7 se referă la un alt tip - cu etape de separare longitudinală. Individuale blocuri (motoare și rezervoare de combustibil) din prima etapă au fost plasate în acesta în jurul carcasei de-a doua etape, iar la începutul ambelor etape motorului începe să funcționeze simultan. După dezvoltarea primei etape de blocuri de combustibil au fost aruncate, iar a doua etapă motoare continuă să lucreze.
Câteva luni mai târziu, în aceeași 1957, acest lucru este racheta pus pe orbita primul satelit artificial vreodata.
Evaluarea de ansamblu a materialului: 4.8