Ракеты и полеты в космос
Шрифт:
Почти никто не верил в возможность создания такого двигателя. Каждый, зная, что ракетный двигатель работал на жидком горючем (а в те дни им мог быть только бензин)и окислителе (жидком кислороде), спрашивал, какова будет температура пламени. Получив ответ, он тут же спрашивал, из какого материала предполагается изготовить двигатель. Само собой разумеется, что температура плавления материала, из которого сделан двигатель, должна была быть гораздо выше температуры пламени. Фактически же эти температуры оказывались такими, что только очень немногие вещества могли их выдерживать. И эти немногие были либо непригодны, либо так дороги, что их нельзя было испытывать.
Изготовляя «Кегельдюзе» из стали, Оберт, вероятно, не осознавал, что следовал примеру конструкторов пушек. Температура горения всех типов артиллерийского
Реальным решением проблемы является предупреждение перегрева стенок камеры сгорания путем их охлаждения. Поэтому в качестве материала мы взяли алюминий, причем почти чистый. Двигатель (рис. 27, б) состоял из двух секций, сваренных вместе. В конечном виде он весил около 85 г и хорошо работал, поглощая 160 г жидкого кислорода и бензина в одну секунду и обеспечивая тягу в 32 кг [14] . Между собой мы его прозвали «яйцом», потому что он и в самом деле по форме и размерам был похож на яйцо.
14
Это позволило довести скорость истечения продуктов сгорания до 2000 м/сек. (Прим. авт.)
Я не могу сказать, кто изобрел это «яйцо», да и вообще почти невозможно было точно установить, кто и что изобрел в нашем «Ракетенфлюгплатц». Известно только, что «Кегельдюзе» была изобретением Оберта, а первую ракету «Мирак» создал Небель. Но после этого почти любые новые устройства или разработки были итогом неофициальных обсуждений и совещаний. Мы никогда не придавали никакого значения тому, кто и что придумал, зная, как много нужно сделать, прежде чем наши эксперименты дадут ощутимые результаты. Наши успехи были коллективными.
В качестве испытательного стенда мы приспособили старую железную пусковую направляющую ракеты Оберта, снабженную весами. Ракетный двигатель прикреплялся к одной стороне весов, отклонение которых регистрировалось на вращающемся барабане. Изолированный бак с кислородом и бак с бензином были зарыты в землю по обе стороны испытательного стенда; каждый бак был снабжен стальным баллоном со сжатым азотом для обеспечения подачи топливных компонентов в камеру сгорания под давлением. Оператор, управлявший подачей топлива и зажиганием, находился за толстой дверью в полной безопасности, но он не мог видеть испытательного стенда и только выполнял команды, которые ему кричал человек, руководивший испытанием.
Испытание проходило следующим образом; ракетный двигатель помещался в металлический контейнер, который был скреплен с весами испытательного стенда. Охлаждающая вода поступала из большой пожарной бочки, стоявшей на земле поодаль от испытательного стенда; она подавалась по трубе к отверстию поблизости от дна контейнера. Те, кто находился у стенда, наполняли бочку водой, а бак — бензином и соединяли двигатель с весами. Затем они устанавливали на срезе сопла воспламеняющее устройство.
Это устройство фактически представляло собой небольшую пороховую ракету, но порох в ней был особым. Он давал очень жаркое пламя и горел по меньшей мере 10 секунд, не выделяя большого количества газов. Кроме того, пламя устройства не могло быть потушено ни водой, ни струёй холодного сжатого газа.
После установки воспламеняющего устройства заводился часовой механизм регистрирующего барабана и затем один из топливных баков заправлялся жидким кислородом. Потом обслуживающий персонал прятался, а у стенда оставался только один человек, который открывал стопорный кран в системе охлаждения. В тот момент, когда и этот человек уходил в укрытие,
Имелась определенная последовательность в командах, которые выкрикивал наблюдатель. По команде «Запал!» замыкалась электрическая цепь, отчего воспламенялась описанная выше пороховая шашка, из которой горизонтально у среза сопла вырывалась струя пламени. После этого подавалась команда «Бензин!» — и мгновенно из двигателя вылетало желтое пламя. Тут же следовала команда «Кислород!» — и пламя становилось сначала ослепительно белым, а затем голубоватым, одновременно укорачиваясь в длину. Звук, создаваемый этим иногда едва видимым пламенем, напоминал рев огромного водопада и не прекращался, пока двигатель работал. Время испытательных запусков двигателя ограничивалось емкостью кислородного бака: самый долгий запуск, который мы могли себе позволить, длился около 90 секунд.
Когда Эдуард Пендри из Американского межпланетного общества посетил в апреле 1931 года «Ракетенфлюгплатц», новый двигатель был почти доведен. Мы даже могли продемонстрировать его в действии.
Я должен заметить, что такие запуски-демонстрации способствовали не только дальнейшей разработке двигателя, но и увеличению наших доходов. У Небеля возникла мысль установить плату за публичный показ испытаний, что мы изредка и делали.
В результате того, что много времени уходило на эти показы, мы не сумели первыми запустить в воздух ракету с жидкостным ракетным двигателем. Честь запуска первой в Европе ракеты с жидкостным ракетным двигателем принадлежит Винклеру. Его ракета имела в длину около 60 см и весила примерно 5 кг, из которых на долю топливных компонентов приходилось 1,7 кг. Она была похожа на призму, состоявшую из трех трубчатых баков, частично закрытых алюминиевой обшивкой, которая придавала ракете вид коробчатого воздушного змея. В одном баке находился сжиженный метан, в другом — жидкий кислород, а в третьем — «инертный газ» под давлением (так Винклер называл сжатый азот). Двигатель представлял собой кусок цельнотянутой стальной трубы без швов длиной 457 мм, расположенной по оси ракеты. Первое испытание было проведено на учебном плацу недалеко от города Дессау 21 февраля 1931 года, но вследствие технической неисправности ракета взлетела всего лишь на 3 м от земли. При вторичном испытании, 14 марта 1931 года, ракета Винклера отклонилась от вертикальной траектории и потому не достигла расчетной высоты, которая должна была составить 500 м, но в остальном эксперимент прошел удачно.
После смерти Макса Валье начатые им работы над ракетным автомобилем были продолжены с разрешения доктора Хейландта его главным инженером Питчем, который построил для этой автомашины новый ракетный двигатель. Говорят, что двигатель охлаждался непосредственно топливом и весил 18 кг, обеспечивая тягу в 160 кг в течение нескольких минут. Два публичных испытания машины были проведены 11 апреля и 3 мая 1931 года.
Одновременно с ракетным автомобилем, но только в Оснабрюке, испытывались и новые пороховые ракеты Рейнгольда Тилинга. Они имели обтекаемый алюминиевый корпус, к которому крепились четыре больших, длинных стабилизатора. Вместо парашюта ракеты были снабжены, согласно патенту, выданному Тилингу, механизмом приземления. В патенте утверждалось, что, достигнув максимальной высоты подъема, стабилизаторы ракеты раскрываются и действуют как лопасти автожира. Фактически в ракетах Тилинга ничего подобного не было. Два стабилизатора оставались неподвижными, а два других действительно раскрывались как лезвия перочинного ножа, но превращали ракету не в автожир, а в планер. Устройство работало хорошо только при отсутствии ветра. Ракета Тилинга имела длину около 180 см и поднималась на высоту до 450—750 м.
10 мая 1931 года во время испытаний, проводившихся Риделем на «Ракетенфлюгплатц» с двигателем для замера тяги, произошел случайный полет всего устройства, которое медленно поднялось на 18 м, а затем упало, повредив топливный трубопровод. К 14 мая ракета была починена, несколько облегчена и готова для первого экспериментального пуска. Два трубчатых бака ракеты были установлены внутри двух широких труб, служивших пусковой направляющей. Пружинные клапаны, которые мы имели, были слишком тяжелыми, поэтому мы применили легкие запорные краны, открывавшиеся с помощью специальных ключей через заложенное мешками с песком окно здания.