Ракетный бум ХХ века

Сасов Анатолий

Это красиво при фейерверках и очень опасно для тех, над кем произойдет разделение головной части российской ракеты «Ярс».

Немного о главном конструкторе пороховых ракет семнадцатого столетия. Родился Каземир Симинович в 1600 году на территории современной Белоруссии, поэтому его считают белорусом. Польские историки считают его польским инженером. Литовские историографы утверждают, что он родился в семье литовского шляхтича. Невзирая на дискуссию о гражданстве автора, труды К. Симиновича интернациональны и принадлежат нашей цивилизации.

Однако, как в Книге Книг писал Екклесиаст, гл. 1, 10: «Бывает нечто, о чем говорят: «смотри

вот это новое»; но это было уже в веках, бывших прежде нас». И действительно. Биограф Каземира Симиновича, П.К. Кравченко, в своей работе «Жизнь Каземира Симиновича и судьба его творения» писал: «Интересно, что К. Симинович точно предугадал судьбу своих открытий. Он писал, что его труды по прошествии столетий будут забыты, а его изобретения присвоят себе более поздние авторы» [79].

Труды Каземира Симиновича в значительной степени повсеместно способствовали развитию ракетной техники. Однако при этом никаких принципиальных нововведений в конструкцию ракеты не наблюдалось. В части технологии их изготовления предпринимались попытки кроме картонных корпусов ракет изготавливать их из дерева и покрывать парусиной, пропитанной горячим клеем [37]. Уровень развития ракетостроения к середине восемнадцатого столетия достиг своего апогея, наступил застой.

Иначе обстояли дела в промышленности. Бурно развивалась металлургия, формировалась металлообрабатывающая отрасль. Английский инженер Г. Корт в 1784 году запатентовал способ выделки листового железа методом прокатки заготовки металла между вращающимися валками. К началу восемнадцатого столетия листовой прокат производился уже в промышленных объемах.

В эти же годы, во время обороны города Серингапатам, индусы успешно применяли против английских захватчиков боевые пороховые ракеты, изготовленные из бамбука и снабженные деревянными хвостами для стабилизации полета. Учитывая эффективность нового оружия, некоторые образцы были вывезены в Англию. Там ими заинтересовался полковник Уильям Конгрев.

Изучив конструкцию оружия противника и технологию изготовления ракет, он первым заменил общепринятый в ракетной технике того времени картонный корпус ракеты металлическим. Кроме этого, путем логических умозаключений У. Конгрев перенес рейку, стабилизирующую полет ракеты, в центр, по продольной оси ракеты. Такое техническое решение способствовало повышению стабильности траектории полета ракеты [98].

Однако, как уже отмечалось, середина восемнадцатого века принципиальных новшеств в конструкцию пороховых ракет не привнесла. Обусловлено это было как отсутствием теории работы порохового двигателя, так и методик аэродинамических расчетов корпуса ракеты. А все усовершенствования ракет, из десятилетия в десятилетие, осуществлялись методом проб и ошибок, базировались на интуиции и догадках людей, занимающихся ракетным оружием.

Традиционная, выработанная веками технология изготовления пороховых ракет из картона, выявила самый простой, наиболее технологичный прием изготовления донной части ракеты – в виде выпуклой полусферы. При изготовлении дна из дерева для закрепления картонной гильзы с помощью затяжки бандажом на наружной поверхности заготовки протачивали кольцевые выемки.

Для того чтобы в этом месте не ослаблять деревянную конструкцию и одновременно уменьшить массу дна, внутреннюю поверхность дна вытачивали вогнутой, а внешнюю поверхность – выпуклой. Таким образом, не имея представления о законах аэродинамики сопла, древние создатели ракет нашли оптимальную

конструкцию донной части ракеты.

Полковнику У. Конгреву достались индийские ракеты, изготовленные из бамбука.

Бамбук имеет полый стебель, от которого отходят побеги. В местах, где побеги выходят из стебля, образуются утолщения. Они называются узлами, а части ствола между узлами – междоузлиями. Высокая прочность междоузлия обеспечивается тем, что и верхнюю и нижнюю его поверхности природа сформировала в виде полусфер, направленных навстречу друг другу выпуклыми криволинейными поверхностями.

Индийскому создателю ракеты оставалось лишь просверлить по центру междоузлия отверстие и получалось вполне приличное сопло. Так благодаря простоте технологии изготовления ракет из картона с использованием дерева и ракет из бамбука, форма которого обусловлена природой самого бамбука, их сопла имели идентичные конфигурации.

Конгрев проигнорировал природную форму бамбукового сопла и пошел по технологическому пути. Дно своей железной ракеты он тоже сделал в виде полусферы. Но с целью упрощения операции присоединения дна к корпусу выпуклую часть дна он направил вовнутрь ракеты. Это была его грубая ошибка. Форма сопла бамбуковой ракеты способствует формированию ламинарного потока газообразных продуктов сгорания пороха. Поэтому увеличивается скорость истечения газов и, как следствие, увеличивается сила тяги реактивного двигателя.

Для случая металлической ракеты У. Конгрева в зоне вогнутой внутрь чашки сопла по ходу потока газов образуется зона турбулентности, то есть завихрения. В результате резко уменьшается коэффициент полезного действия двигателя и снижается его сила тяги. Поэтому, несмотря на то, что прочный железный корпус ракеты позволял загружать в ее двигатель значительно большее количества пороха, чем в бамбуковую ракету, изделия полковника У. Конгрева летали ненамного дальше, чем индийские бамбуковые ракеты [23].

В России разработкой боевых ракет в начале XIX века занимались чиновник пятого класса провиантского штата Алексей Иванович Картмазов и полковник Александр Дмитриевич Засядко. Свою деятельность в ракетной технике они начинали не с нуля.

Наследник английского престола Георг IV подарил несколько английских ракет Конгрева российскому императору Александру I, которые в 1811 году были переданы для исследования А.И. Картмазову. Тактико-технические характеристики разработанных на их основе Картмазовым и Засядко ракет несколько превышали лучшие показатели ракет Конгрева, в частности дальность полета ракет увеличилась до 3000 метров. Однако никаких принципиально новых конструкторско-технологических решений при создании этих ракет найдено не было [5].

Подводя промежуточный итог нашего анализа, можно сказать, что характерной чертой развития ракетной техники до XIX века было преобладание эмпиризма, отсутствие теоретических основ конструирования и производства ракет. Усовершенствования, вносимые в конструкцию ракет, как правило, не опирались на результаты теоретических или экспериментальных исследований. Практика опережала теорию, умели больше, чем понимали.

Процесс накопления информации всегда продолжается до тех пор, пока ее количество не станет критическим и не начнет переходить в качество. И такой переломный момент в истории ракетостроения наступил. Здесь уместно привести фразу выдающегося ученого, российского химика Д.И. Менделеева – «Наука начинается там, где начинаются измерения».