В поисках чуда - [10]

Крыльям нужна опора

Топливо… Проблема номер один. В книге «Жидкое топливо для реактивных двигателей» (1936 год) сказано: «Вопрос о рациональном топливе имеет первостепенную важность. Прежде чем приступить к разработке реактивного двигателя, необходимо произвести выбор наиболее подходящего топлива — окислителя и горючего. В зависимости от того, насколько будет удачен этот выбор, стоит качество разрабатываемого двигателя, а иногда и успех всей работы».

Еще в те времена, когда кругом были известны только слабосильные пороховые ракеты, Циолковский высказал идею, ставшую краеугольным камнем космонавтики: использовать для заатмосферных кораблей не твердое, а жидкое топливо — более удобное в эксплуатации (его подачу в камеру сгорания легче регулировать) и к тому же более выигрышное в энергетическом отношении. Скажем, водород — самый теплотворный элемент — с кислородом (сочетание, предложенное Циолковским) сегодня применяется в жидкостных двигателях, например на американских космических ракетах.

Много ценных предложений по композициям жидких топлив для ракет было высказано Циолковским, Кондратюком, Цандером.

И если исполинские ракеты теперь стартуют, не взрываясь, если они уверенно и плавно набирают огромную скорость, если космические корабли с высочайшей точностью могут замедлять или убыстрять свой полет, то здесь немалая заслуга принадлежит ученым, овладевшим тайнами Прометеева дара.

Теория горения и взрывов создана отечественной школой химической кинетики во главе с академиком Н. Н. Семеновым. Немалый вклад в науку о химических реакциях внесли коллективы ученых под руководством членов-корреспондентов АН СССР Л. Н. Хитрина, А. С. Предводителева и других.

Крупнейшим конструктором ракетной техники был лауреат Ленинской премии академик С. П. Королев. Под руководством Сергея Павловича разработаны сложные ракетно-космические системы. С их помощью впервые в мире выведены на орбиту искусственные спутники Земли, доставлен на Луну советский вымпел, автоматические межпланетные станции облетели вокруг нашего ночного светила, сфотографировали его тыловое, не видимое с Земли полушарие; наконец, Королев вместе со своими соратниками вложил огромный труд в создание пилотируемых кораблей типа «Восток» и «Восход».

Нет, не случайны победы советского ракетостроения. Не вдруг, не по чужим маршрутам, не по укатанному тракту, подготовленному иноземными пионерами, вышли советские люди к звездам. Своей, неторной тропой пробивались вперед наши первопроходцы.

Разумеется, скачок от тогдашних масс и расстояний, с которыми имели дело гирдовцы, к теперешним, воистину космическим, подготовила не только ракетная энергетика, хотя, безусловно, проблема топлив и двигателей имеет первостепенную важность в завоевании космического пространства. Немалую роль сыграли успехи ракетодинамики — без них просто немыслимо точное выведение спутников на заданную орбиту.

Силы, действующие на ракету в полете, отнюдь не остаются постоянными. Меняется тяга, сопротивление атмосферных слоев неодинаково на разных высотах. По мере выгорания топлива ракета «худеет»: ее масса уменьшается. Понятно, почему расчет становится куда более сложным, чем решение классических задач по внешней баллистике — для артиллерийских снарядов.

В 1897 году профессор И. В. Мещерский получил основное уравнение, описывающее движение материальной точки с изменяющейся массой; оно обобщало, делало частным случаем второй закон Ньютона, справедливый для материальной точки с постоянной массой. Примерно в те же годы К. Э. Циолковский вывел знаменитую формулу для движения ракеты в безвоздушном пространстве. Однако особенно широко математическое исследование реактивного движения развернулось после революции.

Успешно разрабатывали динамику баллистических ракет и реактивных самолетов Ф. А. Цандер и профессор В. П. Ветчинкин. В сборниках «Реактивное движение» и «Ракетная техника» гирдовцы не раз выступали с обзорами и оригинальными идеями.

Так, Л. С. Душкин опубликовал интересную статью «Основные положения теории реактивного движения», а В. С. Зуев — «О вертикальном полете ракеты». В 1934 году была выпущена книга С. П. Королева «Ракетный полет в стратосфере».

В 1929 году в Новосибирске вышла из печати книга Юрия Васильевича Кондратюка «Завоевание межпланетных пространств». Автор детально рассматривал задачу о выборе оптимальной траектории полета.

«Нужно взлететь верст на 50, — прикидывал он, — чтобы вредного влияния атмосферы избегнуть почти совершенно. Но атмосфера может оказаться и очень полезной при возвращении обратно как поглотитель развившейся скорости». Кондратюк проанализировал уравнение Циолковского и уточнил его применительно к многоступенчатым ракетам.

Ряд ракетодинамических задач разрешен А. А. Штернфельдом в его книге «Введение в космонавтику», изданной в 1937 году. Интересные работы по механике тел переменной массы выполнил профессор А. А. Космодемьянский.

Совершенствовались методы расчета траекторий.

Разрослась и обособилась в самостоятельную научную дисциплину газовая динамика. Она объединила в себе те разделы аэродинамики, где исследуется сопротивление воздуха при сверхвысоких скоростях.