Līdz šim Krievijas Federācija ir visspēcīgākā kosmosa industrija pasaulē. Krievija ir neapšaubāma līdere pilotējamās kosmosa izpētes jomā, un turklāt tai ir līdzvērtīga vieta ar ASV kosmosa navigācijas jautājumos. Mūsu valstij ir zināmas atpalicības tikai attālo starpplanētu telpu izpētē, kā arī Zemes attālās izpētes attīstībā.
Stāsts
Kosmosa raķeti pirmo reizi izdomāja krievu zinātnieki Ciolkovskis un Meščerskis. 1897.-1903. gadā viņi izveidoja teoriju par tā lidojumu. Daudz vēlāk ārvalstu zinātnieki sāka pētīt šo apgabalu. Tie bija vācieši fon Brauns un Oberts, kā arī amerikānis Godārs. Mierīgajā starpkaru periodā tikai trīs pasaules valstis nodarbojās ar reaktīvās piedziņas jautājumiem, kā arī cietā kurināmā un šķidro dzinēju radīšanu šim nolūkam. Tās bija Krievija, ASV un Vācija.
Jau 20. gadsimta 40. gados mūsu valsts varēja lepoties ar panākumiem cietā kurināmā dzinēju izveidē. Tas ļāva Otrā pasaules kara laikā izmantot tādus milzīgus ieročus kā Katjuša. Lielu ar šķidriem dzinējiem aprīkotu raķešu radīšanā Vācija bija līdere. Tieši šajā valstī tika pieņemts V-2. Šīs ir pirmās tuva darbības rādiusa ballistiskās raķetes. Otrā pasaules kara laikā V-2 tika izmantots Anglijas bombardēšanai.
Pēc PSRS uzvaras pār nacistisko Vāciju Vernhera fon Brauna galvenā komanda viņa tiešā vadībā uzsāka darbību ASV. Tajā pašā laikā viņi no uzvarētās valsts paņēma līdzi visus iepriekš izstrādātos rasējumus un aprēķinus, uz kuru pamata bija jābūvē kosmosa raķete. Tikai niecīga vācu inženieru un zinātnieku komandas daļa turpināja darbu PSRS līdz 20. gadsimta 50. gadu vidum. Viņu rīcībā bija atsevišķas tehnoloģiskā aprīkojuma daļas un raķetes bez aprēķiniem un rasējumiem.
Pēc tam gan ASV, gan PSRS tika reproducētas V-2 raķetes (mūsu valstī tas ir R-1), kas noteica raķešu zinātnes attīstību, kuras mērķis bija palielināt lidojuma diapazonu.
Ciolkovska teorija
Šis izcilais krievu autodidaktiskais zinātnieks un izcilais izgudrotājs tiek uzskatīts par astronautikas tēvu. 1883. gadā viņš uzrakstīja vēsturisko manuskriptu “Brīvā telpa”. Šajā darbā Ciolkovskis vispirms izteica domu, ka ir iespējama kustība starp planētām, un šim nolūkam mums ir nepieciešama īpaša, ko sauc par "kosmosa raķeti". Pats strūklas ierīces teoriju viņš pamatoja 1903. gadā. Tā bija ietverta darbā ar nosaukumu “Pasaules telpas izpēte”. Šeit autors sniedza pierādījumus, ka kosmosa raķete ir aparāts, ar kuru var atstāt Zemes atmosfēru. Šī teorija bija īsta revolūcija zinātnes jomā. Galu galā cilvēce jau sen ir sapņojusi lidot uz Marsu, Mēnesi un citām planētām. Tomēr eksperti nav spējuši noteikt, kā jākonstruē lidaparāts, kas pārvietotos pilnīgi tukšā telpā bez atbalsta, kas spēj dot tai paātrinājumu. Šo problēmu atrisināja Ciolkovskis, kurš ierosināja to izmantot šim nolūkam. Tikai ar šāda mehānisma palīdzību būtu iespējams iekarot kosmosu.
Darbības princips
Kosmosa raķetes no Krievijas, ASV un citām valstīm joprojām nonāk Zemes orbītā, izmantojot raķešu dzinēji, ko savulaik ierosināja Ciolkovskis. Šajās sistēmās degvielas ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta kinētiskā enerģijā, kas piemīt no sprauslas izmestajai strūklai. Šādu dzinēju sadegšanas kamerās notiek īpašs process. Tajos oksidētāja un degvielas reakcijas rezultātā izdalās siltums. Šajā gadījumā sadegšanas produkti izplešas, uzsilst, paātrina sprauslu un tiek izmesti ar milzīgu ātrumu. Raķete pārvietojas impulsa saglabāšanas likuma dēļ. Viņa saņem paātrinājumu, kas ir vērsts pretējā virzienā.
Mūsdienās ir tādi dzinēju projekti kā kosmosa lifti utt. Tomēr praksē tie netiek izmantoti, jo tie joprojām ir izstrādes stadijā.
Pirmais kosmosa kuģis
Zinātnieka ierosinātā Ciolkovska raķete bija iegarena metāla kamera. Ārēji tas izskatījās pēc gaisa balona vai dirižabli. Raķetes priekšējā, galvas telpa bija paredzēta pasažieriem. Šeit tika uzstādītas arī vadības ierīces, tika glabāti arī oglekļa dioksīda absorbētāji un skābekļa rezerves. Pasažieru salonā tika nodrošināts apgaismojums. Otrajā, galvenajā raķetes daļā Ciolkovskis ievietoja viegli uzliesmojošas vielas. Tos sajaucot, izveidojās sprādzienbīstama masa. Tā tika aizdedzināta tam paredzētajā vietā pašā raķetes centrā un ar milzīgu ātrumu karstu gāzu veidā tika izmesta no izplešanās caurules.
Ilgu laiku Ciolkovska vārds bija maz zināms ne tikai ārzemēs, bet arī Krievijā. Daudzi viņu uzskatīja par ideālistisku sapņotāju un ekscentrisku vizionāru. Šī lieliskā zinātnieka darbi saņēma patiesu novērtējumu tikai ar padomju varas parādīšanos.
Raķešu kompleksa izveide PSRS
Nozīmīgi soļi starpplanētu telpas izpētē tika veikti pēc Otrā pasaules kara beigām. Tas bija laiks, kad ASV, būdama vienīgā kodolvalsts, sāka izdarīt politisku spiedienu uz mūsu valsti. Sākotnējais mūsu zinātnieku uzdevums bija palielināt Krievijas militāro spēku. Par cienīgu atspērienu šajos gados atklātajos apstākļos aukstais karš bija nepieciešams izveidot atomu, un tad otrs, ne mazāk grūts uzdevums bija izveidoto ieroci nogādāt mērķī. Tam bija vajadzīgas kaujas raķetes. Lai radītu šo tehnoloģiju, jau 1946. gadā valdība iecēla žiroskopisko ierīču, reaktīvo dzinēju, vadības sistēmu u.c. galvenos konstruktorus. S.P. kļuva atbildīgs par visu sistēmu sasaisti vienā veselumā. Koroļovs.
Jau 1948. gadā veiksmīgi tika izmēģināta pirmā PSRS izstrādātā ballistiskā raķete. Līdzīgi lidojumi uz ASV tika veikti vairākus gadus vēlāk.
Mākslīgā pavadoņa palaišana
Papildus militārā potenciāla veidošanai PSRS valdība izvirzīja sev kosmosa izpēti. Darbu šajā virzienā veica daudzi zinātnieki un dizaineri. Jau pirms starpkontinentālā darbības rādiusa raķetes pacelšanās šādas tehnoloģijas izstrādātājiem kļuva skaidrs, ka, samazinot lietderīgo slodzi lidmašīna, bija iespējams sasniegt ātrumu, kas pārsniedz kosmisko ātrumu. Šis fakts norādīja uz mākslīgā pavadoņa palaišanas iespējamību Zemes orbītā. Šis laikmeta notikums notika 1957. gada 4. oktobrī. Tas iezīmēja jauna pavērsiena sākumu kosmosa izpētē.
Darbs pie bezgaisa tuvās Zemes telpas izveides prasīja milzīgas pūles no daudzām dizaineru, zinātnieku un strādnieku komandām. Kosmosa raķešu radītājiem bija jāizstrādā programma lidmašīnas palaišanai orbītā, jāatkļūdo zemes dienesta darbs utt.
Dizaineri saskārās ar grūtu uzdevumu. Bija nepieciešams palielināt raķetes masu un ļaut tai sasniegt otro. Tāpēc 1958.-1959.gadā mūsu valstī tika izstrādāta reaktīvo dzinēju trīspakāpju versija. Ar viņa izgudrojumu kļuva iespējams ražot pirmās kosmosa raķetes, kurās cilvēks varēja iziet orbītā. Trīspakāpju dzinēji pavēra arī iespēju lidot uz Mēnesi.
Turklāt nesējraķetes kļuva arvien labākas. Tā 1961. gadā tika izveidots reaktīvo dzinēju četrpakāpju modelis. Ar to raķete varēja sasniegt ne tikai Mēnesi, bet arī nokļūt Marsā vai Venērā.
Pirmais pilotētais lidojums
Kosmosa raķetes palaišana ar cilvēku uz klāja pirmo reizi notika 1961. gada 12. aprīlī. Kosmosa kuģis Vostok, kuru pilotēja Jurijs Gagarins, pacēlās no Zemes virsmas. Šis notikums cilvēcei bija laikmetīgs. 1961. gada aprīlī kosmosa izpēte saņēma jaunu attīstību. Pāreja uz pilotētiem lidojumiem prasīja dizaineriem radīt lidmašīnas, kas varētu atgriezties uz Zemes, droši šķērsojot atmosfēras slāņus. Turklāt kosmosa raķetei bija jābūt aprīkotai ar cilvēka dzīvības atbalsta sistēmu, tostarp gaisa atjaunošanu, uzturu un daudz ko citu. Visi šie uzdevumi tika veiksmīgi atrisināti.
Turpmāka kosmosa izpēte
Vostok tipa raķetes ilgu laiku veicināja PSRS vadošās lomas saglabāšanu Zemei tuvās bezgaisa telpas izpētē. To izmantošana turpinās līdz šai dienai. Līdz 1964. gadam Vostok lidmašīnas pēc kravnesības pārspēja visus esošos analogus.
Nedaudz vēlāk mūsu valstī un ASV tika izveidoti jaudīgāki nesēji. Šāda veida kosmosa raķešu, kas izstrādātas mūsu valstī, nosaukums ir “Proton-M”. Amerikāņu līdzīga ierīce ir Delta-IV. Eiropā tika izstrādāta nesējraķete Ariane 5, kas pieder smagajam tipam. Visi šie lidaparāti ļauj nogādāt 21-25 tonnu kravas 200 km augstumā, kur atrodas zemā Zemes orbīta.
Jauni notikumi
Pilota lidojuma uz Mēnesi projekta ietvaros tika izveidotas supersmagās klases nesējraķetes. Tās ir ASV kosmosa raķetes, piemēram, Saturn 5, kā arī padomju N-1. Vēlāk PSRS radīja supersmago raķeti Energia, kas šobrīd netiek izmantota. Space Shuttle kļuva par spēcīgu amerikāņu nesējraķeti. Šī raķete ļāva orbītā palaist kosmosa kuģus, kas sver 100 tonnas.
Lidmašīnu ražotāji
Kosmosa raķetes tika projektētas un izveidotas OKB-1 (Speciālais projektēšanas birojs), TsKBEM (Eksperimentālās mašīnbūves Centrālais projektēšanas birojs), kā arī NPO (Zinātniskās un ražošanas asociācija) Energia. Tieši šeit dienasgaismu ieraudzīja visu veidu iekšzemes ballistiskās raķetes. No šejienes nāca vienpadsmit stratēģiskie kompleksi, kurus pieņēma mūsu armija. Ar šo uzņēmumu darbinieku pūlēm tika izveidota R-7 - pirmā kosmosa raķete, kas šobrīd tiek uzskatīta par visuzticamāko pasaulē. Kopš pagājušā gadsimta vidus šajās ražotnēs ir uzsākts un veikts darbs visās jomās, kas saistītas ar Kopš 1994. gada uzņēmums saņēma jaunu nosaukumu, kļūstot par AS RSC Energia.
Šodien ir kosmosa raķešu ražotāja diena
RSC Energia nosaukts. S.P. Koroļevs ir stratēģisks Krievijas uzņēmums. Tai ir vadošā loma pilotējamo kosmosa sistēmu izstrādē un ražošanā. Uzņēmums lielu uzmanību pievērš radīšanas jautājumiem jaunākās tehnoloģijas. Šeit tiek izstrādātas specializētas automātiskās kosmosa sistēmas, kā arī nesējraķetes lidmašīnu palaišanai orbītā. Turklāt RSC Energia aktīvi ievieš augstās tehnoloģijas ar bezgaisa telpas attīstību nesaistītu produktu ražošanai.
Šis uzņēmums papildus galvenajam dizaina birojam ietver:
AS "Eksperimentālā mašīnbūves rūpnīca".
CJSC "PO "Cosmos"
CJSC "Volzhskoe Design Bureau"
Baikonuras filiāle.
Daudzsološākās uzņēmuma programmas ir:
Kosmosa turpmākās izpētes un jaunākās paaudzes apkalpes transporta kosmosa sistēmas izveides jautājumi;
Pilotu gaisa kuģu izstrāde, kas spēj izpētīt starpplanētu telpu;
Enerģētikas un telekomunikāciju telpu sistēmu projektēšana un izveide, izmantojot īpašus maza izmēra reflektorus un antenas.
Pētījuma projekts
"Raķešu zinātne:
pagātne, tagadne, nākotne"
Zinātniskais vadītājs: Daria Vladimirovna
1. Ievads. 3
2. Raķešu zinātnes pirmsākumu vēsture. 4
3. Pirmie soļi kosmosā. 7
4. Mūsdienu sasniegumi astronautikā. 14
5. Raķetes palaišanas imitācija mājās. 16
6. Secinājums. 17
7. Izmantoto literatūras saraksts: 18
Ievads
Uzziniet, kā sākās raķešu zinātne;
Izpētiet pirmos soļus kosmosā,
Uzziniet par mūsdienu sasniegumiem astronautikas jomā,
Imitējiet raķetes palaišanu mājās.
Raķešu zinātnes pirmsākumu vēsture
9. gadsimta beigās ķīnieši izgudroja šaujampulveri, no kura sākotnēji izgatavoja petardes, kuras piestiprināja pie bultu galiem un palaida pretī saviem ienaidniekiem. Sprādzieni izbiedēja zirgus un izraisīja paniku. Pavisam drīz ķīniešu ieroču kalēji pamanīja, ka trauslās petardes lido pašas no sevis: tā tika atklāts raķetes palaišanas princips. Drīz vien šaujampulveri sāka plaši izmantot militārās lietās, granātās, lielgabalos un šautenēs. Militārie stratēģi vairāk uzticējās tiešās šaušanas lielgabaliem nekā nevadāmām raķetēm, taču gaisa lādiņi izrādījās efektīvi, trāpot lieliem mērķiem. Tieši šaujampulvera izgudrojums kļuva par pamatu īstu raķešu rašanās brīdim. Raķetes sāka uzlabot. Laika gaitā dažādi zinātnieki aprēķināja, cik daudz šaujampulvera nepieciešams, lai palaistu raķeti uz Mēnesi. Un tā kā kopš seniem laikiem cilvēks sapņoja par atraušanos no Zemes un nonākšanu citās pasaulēs, mēs nonācām pie tā, ka sākām izgudrot kosmosa raķeti. Pat pirms 400 gadiem kosmosa lidojumu iespējamība tika pierādīta, taču līdz 20. gadsimta vidum lidojumi kosmosā bija tikai zinātnieku un zinātniskās fantastikas rakstnieku prātos. Un tikai divi dizaineri S. Koroļovs un V. fon Brauns sapni realizēja.
1931. gadā tika izveidota grupa reaktīvo dzinējspēku izpētei, kuru vadīja Sergejs Pavlovičs Koroļovs. Zinātnieks nekavējoties pievērsa uzmanību spārnoto raķešu radīšanai. 1933. gada 17. augusts Debesīs pacēlās hibrīddegvielas raķete GIRD-09, raķete pacēlās vairāk nekā 400 metru augstumā, un dažus mēnešus vēlāk tika palaista pirmā raķete, kas izmantoja šķidro reaktīvo degvielu, GIRD-X. Drīz vien parādījās un tika veiksmīgi pārbaudītas divas ierīces: RNII-212 un RNII-217. Reaktīvās piedziņas izpēte interesēja ne tikai padomju zinātniekus. Līdzīgi darbi tika veikti arī Vācijā. 1933. gadā Vācijā notika pirmā vācu zinātnieka fon Brauna raķetes palaišana - A-1.
Šīs raķetes dizains izrādījās nestabils, kas tika ņemts vērā, veidojot jaunu raķeti: A-2. 1934. gada beigās no izmēģinājumu poligona veiksmīgi tika palaistas divas šāda veida raķetes. Abām raķetēm bija šķidrās degvielas reaktīvais dzinējs (LPRE). Jau 1936. gadā tika izveidota raķete A-3, pēc tam nacistiskās Vācijas pavēlniecība deva atļauju raķešu programmas izstrādei, un nākamajā gadā sākās A-3 izmēģinājumi. Raķete, atšķirībā no priekšgājējiem, svēra vairāk, un tai bija gāzes stūres, kas ļāva to palaist vertikāli no palaišanas platformas. Tomēr testi beidzās ar neveiksmi, un fon Brauns sāka darbu pie A-5.
Veiksmīgi palaižot A-5, dizaineri pārcēlās uz darbu pie lielās A-4 raķetes, kas kara laikā kļuva pazīstama kā V-2. Raķete, kas sver 13 tonnas un bija 14 metrus augsta, trāpīja mērķos līdz 300 km attālumā, pārklājot to 5 minūtēs, vēlāk raķete kalpoja par paraugu visām pēckara raķetēm. Pēc Vācijas kapitulācijas vācu zinātnieki turpināja darbu pie raķešu tehnoloģiju uzlabošanas. Fon Brauns padevās amerikāņiem un kļuva par vienu no vadošajiem speciālistiem Amerikas kosmosa programmā.
PSRS un ASV sāka sacīkstes par vācu raķešu noslēpumu glabāšanu. Amerikāņi kopā ar fon Braunu saņēma ne tikai dokumentāciju, bet arī rūpnīcas, kurās tika ražots V-2. Tomēr dažus mēnešus vēlāk šī teritorija atdeva PSRS, un Koroļeva vadītā zinātnieku grupa nekavējoties ieradās tur. Raķešu zinātniekiem tika uzdots reproducēt raķeti A-4. 1948. gadā
Koroļovs veiksmīgi izmēģināja R-1 raķeti, nedaudz modernizētu V-2 kopiju. Vēlāk, 1953. gadā, dizaineri saskārās ar uzdevumu izveidot raķeti, kas spēj nogādāt noņemamu kaujas galviņu, kas sver 5 tonnas, līdz 8 tūkstošu km attālumā. S. P. Koroļovs nolēma atteikties no vācu mantojuma, viņam bija jāizstrādā pilnīgi jauna raķete, kuras vēl nebija. Neskatoties uz to, ka jaunais militārais pasūtījums bija paredzēts jauna veida kodolieročiem, Koroļevam bija iespēja izveidot raķeti, kas varētu palaist kuģi kosmosā. Tā kā dzinējs, kas varētu novietot šādu slodzi orbītā, nepastāvēja pat projektos, Koroļovs ierosināja revolucionāru raķetes dizainu. Tas sastāvēja no četriem pirmā posma blokiem un viena otrā bloka, kas bija savienoti paralēli. Šo sistēmu sauca par "paketi". Turklāt dzinēji sāka strādāt no zemes. 1957. gada 15. maijā notika pirmā jaunas raķetes palaišana, kas tika nosaukta par R-7. Ballistiskās raķetes panākumi un līdz ar to konstrukcijas uzticamība un ļoti lielā jauda ļāva izmantot R-7 kā nesējraķeti. Tieši nesējraķetes atklāja kosmosa laikmetu cilvēkam.
Pirmie soļi kosmosā
Koroļovs izgatavoja raķetes militāriem nolūkiem, bet sapņoja ar viņu palīdzību uzsākt kosmosa izpēti. 1954. gada pavasarī viņš kopā ar akadēmiķi M. V. Keldišu un Zinātņu akadēmijas zinātnieku grupu noteica problēmu loku, kas bija jāatrisina mākslīgajiem Zemes pavadoņiem. Koroļovs vērsās pie valdības ar lūgumu atļaut izmantot jaunu raķeti kosmosa satelīta palaišanai. Hruščovs piekrita, un 1956. gada sākumā tika pieņemta rezolūcija par mākslīgā Zemes pavadoņa izveidi, kas sver 1000-1400 kg ar aprīkojumu zinātniskie pētījumi sver 200-300 kg. Zinātnieki sāka darbu pie diviem satelītiem vienlaikus. Pirmais tā sauktais “objekts-D” svēra vairāk nekā 1,3 tonnas, un tajā atradās 12 zinātniskie instrumenti. Turklāt tas bija aprīkots ar saules paneļiem, kas darbināja Mayak radio raidītāju un magnetofonu telemetrijas ierakstīšanai tajās orbītas daļās, kuras nav pieejamas uz zemes izvietotām izsekošanas stacijām. Tomēr pirms starta viņš salūza. Lai kosmosa kuģis nepārkarstu saulē, satelīta iekšpusē tika izstrādāta gāzes termoregulācijas sistēma. Turklāt tika izgudrota oriģināla dzesēšanas sistēma. Tādējādi "objektam-D", kam bija jāatver kosmosa laikmets, bija visas mūsdienu kosmosa kuģu sistēmas. Tā bija pilnvērtīga kosmosa izpētes stacija.
Otrais satelīts bija bioloģisks. Tas bija R-7 galvas apvalks, kurā zinātnieki ievietoja dzīvnieka zem spiediena kabīni un konteinerus ar zinātnisku un mērīšanas aprīkojumu. Satelīta masa bija vairāk nekā pustonna, un tam bija paredzēts doties orbītā pēc “objekta-D”. Viņa bumbas palaišanas mērķis ir pavisam vienkāršs – pierādīt, ka dzīva būtne spēj lidot kosmosā un palikt dzīva.
Taču pirmais kosmosā lidoja nevis ar zinātnisku aprīkojumu piekrauts satelīts, bet gan neliela metāla bumbiņa, kas aprīkota ar vienkāršu radioraidītāju. Šo ierīci sauca par “vienkāršāko satelītu” jeb PS. Metāla bumbiņai ar diametru nedaudz vairāk par pusmetru, kas sastāv no divām puslodēm, kas piestiprinātas ar 36 skrūvēm, masa bija tikai 83 kg.
Tam bija uzstādītas 4 antenas 2,5 un 2,4 metru garumā. Aizzīmogotais alumīnija korpuss bija piepildīts ar slāpekli, tam vajadzēja pasargāt ierīci no pārkaršanas. Iekšpusē bija arī divi raidītāji, kas sver 3,5 kg, un trīs baterijas. Tās raidītie radiosignāli ļāva izpētīt jonosfēras augšējos slāņus.
Vienkāršākais satelīts tika samontēts rekordīsā laikā. 1957. gada 15. februārī tika pieņemta rezolūcija par tā izveidi, un tā paša gada 4. oktobrī tas nonāca orbītā. Visu radioamatieru uztvertais "pīkstiens-pīkstiens" vēstīja par jauna kosmosa laikmeta sākumu. PS-1 orbītā pavadīja 92 dienas, un jau 4. novembrī, tieši mēnesi pēc palaišanas, PS-2 devās kosmosā ar suni Laiku uz klāja. Pirmajai dzīvajai būtnei orbītā vajadzēja izdzīvot nedēļu, taču ierīce pārkarsa un suns ātri nomira. Neskatoties uz to, galvenais mērķis tika sasniegts - Koroļovs pierādīja iespēju nolidot dzīvu radību kosmosā.
Laika bija pirmā dzīvā būtne, kas devās kosmosā, taču viņa nebija tālu no pirmā dzīvnieka, kas lidoja ar raķeti. PSRS un ASV zinātnieki izmantoja dzīvniekus, lai pētītu pārslodzes lidojuma laikā. Amerikāņi labprātāk lidoja ar pērtiķiem, bet mēs — suņiem, kurus atradām Aviācijas medicīnas institūta pagalmos. Zinātnieki ir apmācījuši suņus valkāt īpašas drēbes un ēst samitrinātu barību no automātiskās barotavas, jo nulles gravitācijas apstākļos nav iespējams klēpīt. Suņi tika apmācīti, gatavojoties pārslodzei un izmešanai.
Tajā pašā gadā S.P. Koroļovs sāka pētījumus par pilotējama satelīta kosmosa kuģa izveidi. Nesējraķetei bija jābūt R-7. Aprēķini liecina, ka tas spēj nogādāt zemās Zemes orbītā kravu, kas sver vairāk nekā 5 tonnas.
Tajā pašā laikā Koroļeva birojs sāka darbu pie kosmosa kuģa Vostok. Kopumā tika izveidoti trīs veidu kuģi: Vostok-1k prototips, uz kura tika pārbaudītas sistēmas, Vostok-2k izlūkošanas pavadonis un Vostok-3k, kas paredzēts cilvēku lidojumiem kosmosā.
Pabeidzot darbu pie topošā kosmosa kuģa Vostok, bija pienācis laiks testiem. Pirmais uz satelītkuģa lidoja manekens, kam sekoja suņi. 1960. gada 19. augustā no Baikonuras kosmodroma kosmosā tika palaists kosmosa kuģis Sputnik 5, kas bija kosmosa kuģa Vostok prototips. Uz kuģa devās suņi Belka un Strelka.
Viņi orbītā pavadīja apmēram dienu un droši atgriezās uz Zemes. Vairākus mēnešus joprojām tika mēģināts palaist suņus kosmosā, taču tie visi bija neveiksmīgi un suņi gāja bojā. S.P.Koroļevs nevarēja nosūtīt cilvēku kosmosā, kamēr nebija pārliecināts, ka kuģis ir uzticams un astronauts atgriezīsies uz Zemes sveiks un vesels, tāpēc suņu palaišana turpinājās. 1961. gada 9. martā startēja kosmosa kuģis Sputnik 9, uz kura bija manekens, suns Černuška, pele un jūrascūciņa. Atgriežoties pēc iekļūšanas blīvajos atmosfēras slāņos, manekens veiksmīgi izmeta, un dzīvnieki nokļuva nolaišanās modulī.
Zvezdočka bija nākamā, kas devās kosmosā. 25. marts kosmosa kuģis ar suni un manekenu uz kuģa tas devās orbītā, veica virkni testu un atgriezās uz zemes. Kosmosa kuģa drošība tika pierādīta, un tagad Koroļovs ar mierīgu sirdi deva atļauju cilvēka lidojumam. Vienvietīgais kosmosa kuģis Vostok orbītā nogādāja astronautu, kurš lidoja skafandrā. Dzīvības atbalsta sistēma bija paredzēta 10 dienu lidojumam. Pēc izpētes programmas pabeigšanas no kuģa tika atdalīts nolaišanās modulis, kas astronautu nogādāja zemē. 7 km augstumā astronauts katapultējās un nolaidās atsevišķi no nolaišanās moduļa. Tomēr ārkārtas gadījumos viņš nevarēja atstāt ierīci. Kosmosa kuģa kopējā masa sasniedza 4,73 tonnas, garums (bez antenām) 4,4 m un maksimālais diametrs 2,43 m. Nodalījumi tika mehāniski savienoti viens ar otru, izmantojot metāla lentes un pirotehniskās slēdzenes. Kuģis bija aprīkots ar sistēmām: automātiska un manuāla vadība, automātiska orientācija uz
Saule, manuāla orientācija uz Zemi, dzīvības atbalsts, kas paredzēts, lai uzturētu iekšējo atmosfēru tuvu tās parametriem Zemes atmosfērai 10 dienas, komandu un loģiskā vadība, barošana, termiskā kontrole un nosēšanās.
Kosmosa kuģa svars kopā ar nesējraķetes pēdējo posmu bija 6,17 tonnas, un to kopējais garums bija 7,35 m Izstrādājot nolaišanās transportlīdzekli, dizaineri izvēlējās asimetrisku sfērisku formu, kas ir vislabāk izpētītā un ar stabilām aerodinamiskajām īpašībām. visiem diapazoniem dažādos ātrumos. Šis risinājums ļāva nodrošināt ierīcei pieņemamu termiskās aizsardzības masu un ieviest visvienkāršāko ballistisko shēmu nolaišanās no orbītas.
Tajā pašā laikā ballistiskās nolaišanās shēmas izvēle noteica lielās pārslodzes, kuras nācās piedzīvot uz kuģa strādājošajam. Nolaišanās transportlīdzeklim bija divi logi, no kuriem viens atradās uz ieejas lūkas, tieši virs astronauta galvas, bet otrs, kas aprīkots ar īpašu orientācijas sistēmu, grīdā pie viņa kājām.
1961. gada 12. aprīlī no Baikonuras kosmodroma tika palaista nesējraķete 8k78 ar kosmosa kuģi Vostok. Uz kuģa atradās pilots-kosmonauts Jurijs Gagarins, kurš pirmais pārvarēja savas dzimtās planētas gravitāciju un nokļuva zemās Zemes orbītā. "Vostok" veica vienu apgriezienu ap Zemi, lidojums ilga 108 minūtes. Kosmosa kuģa Vostok lidojums ar cilvēku uz klāja bija padomju zinātnieku, inženieru, ārstu un dažādu tehnoloģiju jomu speciālistu smaga darba rezultāts. 1961. gada 6. augustā kuģis ar nosaukumu Vostok-2 tika nolaists ar pilotu-kosmonautu G. S. Titovu. Lidojums ilga 25 stundas. Orbitālais lidojums un nolaišanās noritēja labi. Uz kuģa Vostok-2 tika uzstādīta profesionāla reportāžas filmu kamera, kas pārveidota filmēšanai uz klāja. Izmantojot šo kameru, pa kuģa logiem tika uzņemta 10 minūšu ilga Zemes fotogrāfija.
Astronauts pats izvēlējās fotografējamos objektus, cenšoties iegūt materiālu, kas ilustrē lidojuma laikā novērotos attēlus. Iegūtie augstas kvalitātes kadri tika plaši rādīti televīzijā, publicēti nacionālajos laikrakstos un izraisīja zinātnieku aprindu interesi pētīt Zemes attēlus no kosmosa. Nākamais posms bija Voskhod programma cilvēka ieiešanai kosmosā. Šim nolūkam dizains tika mainīts. Divvietīgais Voskhod-2 bija aprīkots ar piepūšamu gaisa slūžu kameru, kas pēc lietošanas tika izšauta atpakaļ. Ārpus kameras dizaineri uzstādīja filmu kameru, cilindrus ar gaisa padevi piepūšanai un skābekļa padevi. Lidojumam tika izstrādāts īpašs Berkut skafandrs. Uzvalkam bija daudzslāņu hermētisks apvalks, ar kuru tika uzturēts spiediens, un ārpusē bija īpašs pārklājums, kas pasargāja no saules gaismas. 1965. gada 18. martā startēja Voskhod-2 ar kosmonautiem Beļajevu un Leonovu. Pusotru stundu pēc lidojuma sākuma Ļeonovs atvēra ārējo lūku un devās kosmosā.
Kosmosa kuģu palaišana iezīmēja jaunu ēru kosmosa izpētē. 1962. gadā dizaineri sāka konstruēt kosmosa kuģi Sojuz, lai lidotu ap Mēnesi. Vienlaikus ar padomju zinātniekiem ASV kosmosa aģentūra sāka izstrādāt Mēness programmu, viņi vēlējās būt pirmie, kas izpēta Mēness virsmu. Lunohodi tika izveidoti, lai pētītu Mēness virsmu. Jaunas nesējraķetes un kosmosa kuģi, piemēram, Apollo, ko radījuši NASA zinātnieki, lai nogādātu astronautus uz Mēness virsmu. 1969. gada 16. jūlijā startēja Apollo 11. Mēness modulis nolaidās uz Mēness. Nīls Ārmstrongs nolaidās uz Mēness virsmas 1969. gada 21. jūlijā, veicot pirmo Mēness nolaišanos cilvēces vēsturē. Kosmosa kuģi nevarēja nodrošināt ilgu uzturēšanos orbītā, tāpēc zinātnieki sāka domāt par orbitālās stacijas izveidi. 1971. gadā ar nesējraķeti Proton orbītā tika palaists orbitālā stacija Salyut. 2 gadus vēlāk ASV uzsāka Skylab staciju.
Orbitālās stacijas (OS) bija paredzētas cilvēku ilgstošai uzturēšanās zemās Zemes orbītā, zinātnisko pētījumu veikšanai kosmosā, planētas virsmas un atmosfēras novērojumiem. Tas, kas atšķīra OS no mākslīgajiem satelītiem, bija apkalpes klātbūtne, kas periodiski tika nomainīta, izmantojot transporta kuģus. Kuģi pārvadāja apkalpes maiņas, degvielas krājumus un materiālus stacijai, kā arī apkalpes dzīvības uzturēšanas aprīkojumu. Uzturēšanās ilgums orbitālajā stacijā bija atkarīgs no tā, vai to varēs laikus uzpildīt un salabot. Tāpēc, izstrādājot trešās paaudzes orbitālo staciju Salyut, tika nolemts uz pilotējamā kosmosa kuģa Sojuz bāzes izveidot kravas kuģi, kas vēlāk saņēma nosaukumu Progress. Projektēšanas laikā tika izmantotas borta sistēmas un Sojuz kosmosa kuģa dizains. “Progress” bija trīs galvenie nodalījumi: aizzīmogots kravas nodalījums ar dokstaciju, kurā atradās uz staciju piegādātie materiāli un aprīkojums, degvielas uzpildes nodalījums un instrumentu nodalījums.
1979. gadā padomju dizaineri sāka darbu pie jauna veida ilgtermiņa orbitālās stacijas. Pie “Pasaules” strādāja 280 organizācijas. Bāzes bloks orbītā tika palaists 1986. gada 20. februārī. Pēc tam 10 gadu laikā viens pēc otra tika pieslēgti vēl seši moduļi. Kopš 1995. gada staciju sāka apmeklēt ārvalstu ekipāžas. Staciju apmeklēja arī 15 ekspedīcijas, no kurām 14 bija starptautiskas.
Stacija orbītā pavadīja 5511 dienas. Deviņdesmito gadu beigās stacijā sākās daudzas problēmas dažādu instrumentu un sistēmu pastāvīgās atteices dēļ. Pēc kāda laika tika pieņemts lēmums Mir noslogot. 2001. gada 23. martā stacija, kas strādāja trīs reizes ilgāk, tika nogremdēta Klusajā okeānā. Tajā pašā 1979. gadā amerikāņu dizaineri uzbūvēja pirmo Shuttle, kosmosa kuģi un atkārtoti lietojamo transporta kosmosa kuģi. Atspole palaiž kosmosā, veic manevrus orbītā kā kosmosa kuģis un atgriežas uz Zemes kā lidmašīna. Bija saprotams, ka Shuttles kā atspoles skraidīsies starp zemo Zemes orbītu un Zemi, piegādājot kravas abos virzienos. Kuģus sāka izmantot kravu palaišanai orbītā 200-500 km augstumā, pētījumu veikšanai un orbitālo kosmosa staciju apkalpošanai.
| 1.1. | Raķešu un raķešu tehnikas attīstības posmi……………………………………. | |
| 1.2. | Mainīgas masas ķermeņu teorija ir astronautikas pamats. Astronautikas un praktiskās raķešu tehnikas attīstība……………………………… | |
| 1.3. | Kosmosa pakalpojumu tirgus veidošanās un kosmosa tehnoloģiju attīstība pašreizējā stadijā……………………………………………………………………………………. | |
| 1.3.1. | Galvenie raķešu un kosmosa tehnoloģiju atrisinātie uzdevumi……………….. | |
| 1.3.2. | Darbi, kas veikti raķešu un kosmosa kompleksā nesējraķešu sagatavošanas palaišanai un palaišanas stadijā…………………………………………………………… | |
| 1.3.3. | Raķešu un kosmosa kompleksa sastāvs un izmēģinājumu vieta nesējraķešu testēšanai un kārtējai palaišanai……………………………………………………………………. | |
| Nesējraķešu attīstības perspektīvas……………………………………….. | ||
| Literatūra……………………………………………………………..…………. |
1. nodaļa
Ievads raķešu un kosmosa tehnoloģijās
Raķešu un raķešu tehnoloģijas attīstības posmi
Raķešu izstrādes vēsture aizsākās senos laikos. Raķešu izskats ir nesaraujami saistīts ar šaujampulvera izgudrošanu, kura sadegšanas produkti rada reaktīvo spēku, kas spēj raķetei piešķirt salīdzinoši lielu ātrumu. Literatūrā norādīts, ka šaujampulvera pagatavošanas recepte bija zināma Ķīnā, Indijā un arābu valstīs, bet kur šaujampulveris pirmo reizi parādījās, joprojām nav zināms. Tiek uzskatīts, ka Ķīnā raķetes (“uguns bultas”) izmantoja tālajā 10. – 12. gadsimtā.
Raķešu kā ieroču izmantošanu vienmēr ir noteikusi salīdzinoši augstās raķešu ierīču enerģijas spējas, kas padarīja raķetes efektīvas kaujas izmantošanā. Tomēr pastāvīgā citu lādiņu mešanas veidu konkurence daudzos raķešu radīšanas posmos parasti noveda pie atteikšanās no pēdējo izmantošanas. Galvenais neveiksmes iemesls bija zemā raķešu precizitāte, kas trāpīja mērķī, salīdzinot ar konkurējošām sistēmām. Tas ir saistīts ar faktu, ka sistēmās, kas nav raķešu, nepieciešamais ātrums tiek paziņots šāviņam, lodei utt., Īsā šāviņa kustības laikā pa vadotni, kuru var diezgan precīzi tēmēt uz mērķi.
Tā rezultātā lādiņa metiena ātruma vektoru, kura vērtība veidojas šāviņa kustības laikā stobrā, var orientēt vairāk vai mazāk precīzi, un to salīdzinoši maz ietekmē šāviņa lidojuma ārējie apstākļi. . Tomēr šie paši apstākļi prasa lielu paātrinājumu lādiņam un līdz ar to lielas slodzes, ko izraisa reakcijas, kas iedarbojas uz metiena ierīci. Tas liek ražot bezraķešu degvielu sistēmu, kas ir ievērojami smagāka salīdzinājumā ar šāviņa masu (simtiem reižu).
IN raķešu sistēmaātruma pārnešana uz šāviņu galvenokārt notiek ārpus palaišanas iekārtas, salīdzinoši garā lidojuma trajektorijas posmā. Tas noved pie tā, ka šāviņa paātrinājums ir mazs, un tāpēc arī slodze uz mešanas sistēmu ir maza. Raķešu palaišanas sistēmas svars kļūst salīdzināms ar raķetes svaru un var atšķirties tikai dažas reizes.
"Uguns bultas" kļuva plaši izplatītas Indijā. Eiropieši (angļi) pirmo reizi saskārās ar "uguns bultām" Indijas kolonizācijas laikā. Militārais inženieris pulkvedis Viljams Kongrīvs sāka tos pētīt. Viņš aizveda raķetes uz Angliju, uzlaboja tās un nodrošināja, ka raķetes pieņem britu armija. Raķetes diezgan plaši un veiksmīgi tika izmantotas Lielbritānijas armijas kaujas operācijās. Tātad 1807. gadā, kara ar Napoleonu laikā, angļu flote Kopenhāgenas aplenkuma laikā ar raķešu palīdzību gandrīz pilnībā iznīcināja pilsētu. 2. izlaidums 152. att. 7; lappuse 159 att. 11. Raķešu parādīšanās Anglijas arsenālā lika tās izmantot citās valstīs.
Krievijā raķetes ir aprakstītas Anisima Mihailova “Hartā”, ko viņš rakstīja Pētera I laikā, Krievijas armijā raķetes tika plaši izmantotas. 17. gadsimta 80. gadu sākumā Maskavā tika nodibināta “Raķešu iekārta”, kas pēc tam tika pārcelta uz Sanktpēterburgu. 18.gadsimta sākumā tur tika izveidota signālraķete, kas vairāk nekā pusotru gadsimtu dienēja Krievijas armijā. jautājums 2, 159. 11. att.
Viens no pirmajiem Krievijas armijas kaujas raķešu radītājiem bija ģenerālis Aleksandrs Dmitrijevičs Zasjadko (1779-1837) Viņš radīja veiksmīgas rikošeta un aizdedzes raķetes, kuras izmantoja Krievijas armijas raķešu kompānijās un baterijās.
Pagājušā gadsimta 40. gados krievu zinātnieks ģenerālis Konstantinovs K.I zinātniskais pamatojums pulvera raķešu aprēķins un projektēšana. 2. izlaidums 160. att. 12. Izmantojot viņa paņēmienus, tika izveidotas raķetes ar šaušanas attālumu līdz 4-5 km, kas kļuva par efektīvu ieroci Krievijas armijai.
Taču šautenes artilērijas attīstība 19. gadsimta otrajā pusē, kas ļāva iegūt lielāku šaušanas diapazonu un lielāku precizitāti un mazāku trāpījumu izkliedi, raķetes aizstāja. Kā jau minēts, ārējo slodžu (aerodinamisko, ko izraisa neprecizitāte šāviņa izgatavošanā, propelens utt.) ietekme uz šāviņu, lidojot paātrinājuma posmā reaktīvā spēka ietekmē, rada lielas šāviņa leņķiskās novirzes. ātruma vektors no vajadzīgās vērtības un līdz ar to parametru novirzēm šāviņa kustība pa trajektoriju. Šīs novirzes ievērojami pārsniedza līdzīgas 19. gadsimta otrajā pusē izstrādāto artilērijas lielgabalu novirzes, raķešu precizitāte bija daudz zemāka nekā no šiem lielgabaliem izšauto lādiņu precizitāte. Tas bija iemesls, lai atteiktos no raķešu izmantošanas kā lādiņiem, lai sasniegtu mērķus.
Bruņotas cīņas metožu attīstības gaitā zinātnes un tehnikas straujās attīstības periodā 19. gadsimta beigās - 20. gadsimta sākumā notika pāreja uz pozicionālajiem kariem, kuru rīkošana prasīja milzīgu spriedzi visai ekonomiskajai un ienaidnieku valstu morālais potenciāls un lielu cilvēkresursu tērēšana, organizējot šo valstu ekonomikas vadību, spēku un līdzekļu manevrus visā valstī.
Šādu karu laikā pastāvīgi pieauga prasības spējai iznīcināt ienaidnieka mērķus ievērojamā attālumā no kaujas armiju bruņotās cīņas priekšējās līnijas. Šādi objekti ietvēra vadības centrus, visu veidu sakaru mezglus, svarīgākie centri energoapgāde, ražošana industriālie izstrādājumi, karaspēka koncentrācijas, militārā tehnika, dažādu krājumu galvenās noliktavas. Nodarīt morālu kaitējumu valsts iedzīvotājiem un to mazināt darbaspēka resursi Tika uzskatīts, ka ir iespējams veikt triecienus lielām ienaidnieka apmetnēm.
Viens no pirmajiem mēģinājumiem radīt līdzekļus kaujas šāviņa nogādāšanai dziļa aizmugure Ienaidnieks (pēc tā laika jēdzieniem) bija Vācijā Pirmā pasaules kara laikā radītie īpaši liela attāluma ieroči, kas paredzēti šaušanai uz mērķiem, kas atrodas 200–250 km attālumā no pistoles.
Unikālā šī ieroča lietošanas pieredze ir parādījusi, ka šādas mešanas sistēmas efektivitāte ir ārkārtīgi zema. Lai mērķī nogādātu 7 kilogramus smagu šāviņu, bija jāizveido 350 tonnas smags ierocis, kuram ir zems uguns ātrums un ļoti zema izturība, jo šaušanas laikā stobram ir ārkārtīgi liela slodze.
Turklāt šāviņa apļveida novirze no mērķēšanas punkta, kas vienāda ar 2 km, bija tik liela, ka tas faktiski varēja izšaut uz tādiem apgabala mērķiem kā liela pilsēta, tāda bija Parīze. Tas parādīja, ka ar šādiem izkliedes parametriem efektivitātes pieaugumu līdz pieņemamam līmenim var panākt, tikai strauji palielinot (simtiem reižu) kaujas galviņas masu. Tas ir, nebija iespējams gūt panākumus, izmantojot mucu sistēmas, lai nogādātu šādu lādiņu uz mērķi.
Aviācijas attīstība 20. gadsimta pirmajās divās desmitgadēs varētu likt domāt, ka lidmašīnu izmantošana varētu atrisināt problēmu. Jau Pirmā pasaules kara beigās visas lielākās karojošās valstis radīja bumbvedējus, kas spēj nogādāt līdz pat tonnu vai vairāk bumbas kravas diapazonā no 300 līdz 350 km (Fridrichshafen G-IV, Gotha G-V Vācijā), (Handlijs). Lapa H-12, Handley Lapa H-15 Anglijā), (Iļja Muromets Krievijā), (Martin MB ASV). Tiesa, Pirmā pasaules kara laikā uz dziļiem ienaidnieka aizmugures mērķiem netika veikts praktiski neviens uzlidojums, izņemot dažus bumbu uzbrukumus, ko veica vācu dirižabļi. Bet uzkrātā pieredze, izmantojot aviāciju, lai uzbruktu ienaidnieka sauszemes spēkiem frontes līnijā un tuvu militārajām aizmugures zonām, aviācijas attīstības tendence (palielināt lidojuma diapazonu, ātrumu, kravnesību, gaisa kuģu ieroču attīstība) ļāva radīt teorijas. gaisa kariem, kuru dibinātāji pierādīja, ka šādos karos gandrīz tikai aviācijas spēki spēj apspiest ienaidnieka pretestību, nodarīt neatgriezenisku kaitējumu ienaidnieka ekonomikai un demoralizēt iedzīvotājus. Bet šo teoriju autori neņēma vērā kaujas spējas izstrādāt pretgaisa aizsardzības sistēmas, kas balstītas uz modernu kaujas lidmašīnu, pretgaisa artilērijas izmantošanu, uzbrūkošo ienaidnieka lidmašīnu agrīnu atklāšanu, sakaru un vadības aprīkojumu. Gaisa aizsardzības attīstība ļāva manevrēt pat ar ierobežotiem spēkiem, nodrošinot vietējos pretpasākumus aizsardzības aktīvos.
Tā izpratne noveda pie tā, ka valstīs ar attīstītu zinātniski tehnisko bāzi (ASV, PSRS, Vācija) radās ideja izveidot kaujas robotizētas lidmašīnas, kas apvieno lidmašīnu iespējas attālu mērķu sasniegšanā ar ievērojamu kravnesību uz klāja. uzdevuma uzticamības palielināšana ar salīdzināmām materiālo resursu izmaksām šo ierīču radīšanai un ražošanai, vai nu masveidā izmantojot to salīdzinoši lētajā versijā, vai palielinot to neievainojamību, lidojot pa tādām trajektorijām un tādā ātrumā, kas radīja tās nebija pieejamas tā laika pretgaisa aizsardzības sistēmām. Vislielākos panākumus šīs idejas īstenošanā guva vācu zinātnieki un inženieri. Tas lielā mērā tika skaidrots ar to, ka Eiropas valstīs, kuras uzvarēja Pirmajā pasaules karā (Anglijā, Francijā, Itālijā), ASV un PSRS. liela ietekme tika veltīta pierādīta izstrādei militārā aviācija. Un Vācijā Versaļas miera līgums aizliedza šādu lidmašīnu īpašumtiesības un attīstību, un zinātnieku centieni bija vērsti uz netradicionālu uzbrukuma līdzekļu radīšanu, instrumentu aizmugures mērķu apspiešanai, uz kuriem neattiecas miera līguma ierobežojumi. Šādi instrumenti izrādījās bezpilota spārnotās raķetes V-1 (FZG-76) un ballistiskā raķete V-2 (A4).
Vācijā, kas lielā mērā ir saglabājusi savu zinātniski tehnisko potenciālu un 30. gadu vidū saņēma ekonomisku iespēju radīt jaunas ieroču sistēmas, bija iespējams izveidot ievērojami jaudīgāku un efektīvāku bezpilota ballistisku transportlīdzekli nekā citās valstīs un dizainā. sauszemes tehnikas vienības, organizēt tās masveida ražošanu, kā arī sauszemes tehnikas vienību ražošanu, testēt visu kaujas raķešu sistēmu, atrast, izveidot un pārbaudīt pielietojuma organizatoriskos un darbības principus.
Bezpilota lidaparātu, piemēram, V-1 lādiņu lidmašīnu un V-2 vadāmo ballistisko raķešu izveide un pieredzes izmantošana to darbībā un kaujā izmanto krasi pastiprinātu darbu pie līdzīgām bruņota kara sistēmām, kas tiek veiktas dažādās pasaules valstīs, īpaši PSRS un ASV.
Tieši vadības sistēmas uzstādīšana uz ballistiskās raķetes klāja ļāva palielināt raķetes šaušanas precizitāti uz maziem mērķiem un padarīt to konkurētspējīgu ar jebkuru raķešu sistēmu.
Padomju Savienībā 1946. gada martā PSRS Augstākās padomes pirmajā pēckara sesijā starp citiem valsts attīstības prioritārajiem uzdevumiem tika nosaukts uzdevums nodrošināt darbu pie reaktīvās tehnikas attīstības. 1946. gadā ar PSKP CK un PSRS Ministru padomes dekrētu tika pieņemts lēmums izveidot jaunas un attīstīt esošās pētniecības, izstrādes un izmēģinājumu organizācijas, kuru darbībai jābūt vērstai uz raķešu radīšanu. dažādas klases un mērķi, galvenokārt liela darbības rādiusa ballistiskās raķetes, zemes iekārtas, kas nodrošina to sagatavošanu, palaišanu, lidojuma kontroli un lidojuma parametru mērīšanu.
50. gadu sākumā Padomju Savienība sasniedza vadošo pozīciju jaudīgu raķešu izstrādē un izmantošanā. Tas ļāva cilvēcei 1957. gadā spert pirmo soli praktiskajā kosmosa izpētē – palaist mākslīgo Zemes pavadoni, bet pēc tam 1961. gadā pirmo kosmonautu.
Turpinot raķešu tehnoloģiju attīstību, tās radītāji atrisināja divas problēmas:
Raķešu kā bruņota kara līdzekļa uzlabošana, palielinot to neievainojamību no ienaidnieka ietekmes un palielinot raķešu kaujas spēku. Šīs problēmas risinājums vienmēr ir bijis saistīts ar vēlmi samazināt raķetes gabarītus, vienlaikus saglabājot vai pat palielinot kaujas lādiņa jaudu un tās efektivitāti. Tas savukārt ļautu vai nu palielināt silosu palaišanas iekārtu aizsargīpašības, kuru izmēru palielināšanu nepieļāva starptautiskie līgumi, vai arī radīt pieņemama izmēra pārvietojamos transportlīdzekļus. raķešu sistēmas dažādi veidi. Parasti šīm prasībām atbilstošās raķetes tiek veidotas ar cieto kurināmo;
Raķešu kā tuvās un dziļās telpas izpētes instrumenta spēju palielināšana. Un šajā ceļā sākotnējā periodā bija pastāvīga tendence palielināt raķešu izmērus, jo uzdevumi, kas tika un tiek izvirzīti raķešu tehnoloģijai, prasa spēju palaist smagākus objektus.
Šīs attīstības pirmajā posmā gandrīz visas kosmosa izpētes problēmas tika atrisinātas, izmantojot kaujas raķetes un to posmus kā kosmosa objektu palaišanas līdzekli. Pēc tam tika izveidoti īpaši kosmosa kuģu nesēji, lai atrisinātu kosmosa izpētes problēmas.
Vidējās un smagās klases raķetes, kas tika izmantotas šim nolūkam, galvenokārt ir aprīkotas ar šķidro raķešu dzinējiem. Un šobrīd tikai ļoti nelielu daļu no kosmosa izpētes uzdevumiem var atrisināt, izmantojot mūsdienu kaujas raķešu (divtehnoloģiju raķešu) stadijas. Tas ir, arvien vairāk ir redzama zināma atšķirība starp kaujas raķetēm un raķetēm, kas pārvadā kosmosa objektus.
1.2. Mainīgas masas ķermeņu teorija ir astronautikas pamats.
Astronautikas un praktisko raķešu tehnoloģiju attīstība.
Raķešu izmantošanas teorijas un prakses izveide balstās uz mainīgas masas ķermeņu mehānikas pamatprincipiem. Mainīgas masas ķermeņu mehānika - zinātne 20. gs. Mūsdienu raķešu tehnoloģija rada jaunus un jaunus izaicinājumus šai salīdzinoši nesen radušajai teorētiskās mehānikas nozarei.
Dažādu veidu raķetes, raķetes un torpēdas tagad ir apguvusi rūpniecība gandrīz visās pasaules valstīs. Visas raķetes ir ķermeņi, kuru masa kustības laikā būtiski mainās. Kopumā to ķermeņu pārvietošanās gadījumus, kuru masa laika gaitā mainās, var redzēt daudzās dabas parādībās. Piemēram, krītoša meteorīta masa, kas pārvietojas atmosfērā, samazinās tāpēc, ka meteorīta daļiņas tiek norautas gaisa pretestības dēļ vai izdeg.
Mainīgas masas punkta dinamikas pamatlikumu atklāja krievu zinātnieks, Sanktpēterburgas Politehniskā institūta profesors I.V.Meščerskis. Parādīts, ka ir divi faktori, kas atšķir mainīgas masas punkta kustības vienādojumus no Ņūtona vienādojumiem: masas mainīgums un hipotēze par daļiņu atdalīšanu, kas nosaka papildu vai reaktīvo spēku, kas rada punkta kustību.
Mainīgas masas punkta kustības likums nosaka: “Jebkurā laika momentā izstarojošā centra masas un tā paātrinājuma reizinājums ir vienāds ar tam pielikto rezultējošo ārējo spēku un reaktīvā spēka ģeometrisko summu. ”
d(m × V)/dt = F + R
Mainīgas masas punkta kustības pamatvienādojums, ko ieguva I. V. Meščerskis, ļāva noteikt kvantitatīvus likumus dažādi uzdevumi. Viena no būtiskām hipotēzēm, kas ir Meščerska metodes pamatā, ir hipotēze par maza darbības rādiusa darbību (ķermeņa un izmesto daļiņu saskarsme). Tiek pieņemts, ka brīdī, kad daļiņa atdalās no ķermeņa, notiek triecienam līdzīga parādība, daļiņa ļoti īsā laika periodā saņem relatīvo ātrumu V 2, un tālāka daļiņas un galvenā korpusa mijiedarbība apstājas.
Nozīmīgu ieguldījumu mainīgas masas mehānikā sniedza krievu zinātnieks K. E. Ciolkovskis. 1903. gadā viņš publicēja darbu “Pasaules telpu izpēte ar reaktīviem instrumentiem”, kurā viņš rūpīgi izskatīja vairākus interesanti gadījumi mainīgas masas ķermeņu (raķešu) taisnvirziena kustība. Vienkāršākā problēma, kas atrisināta Ciolkovska pētījumos, attiecas uz pašu reaktīvās piedziņas principu. Pētot punkta kustību vidē bez ārējiem spēkiem, Ciolkovskis parādīja, ka ar pietiekami lielu daļiņu izmešanas ātrumu un punkta sākotnējās masas attiecību pret galīgo masu var iegūt ļoti lielus (kosmiskos) ātrumus.
Ciolkovskis mainīgas masas ķermeņu mehānikā nāca klajā ar ideju izpētīt tādas mainīgas masas punkta kustības, kad noteiktos laika intervālos punkta masa nepārtraukti mainās, un dažos laika momentos - pēkšņi. Tas ļāva izveidot daudzpakāpju raķešu teoriju.
Kosmonautika kā zinātne un pēc tam kā praktiska nozare veidojās 20. gadsimta vidū. Bet pirms tam bija aizraujoša idejas par lidošanu kosmosā dzimšanas un attīstības vēsture, kas sākās ar fantāziju, un tikai tad parādījās pirmie teorētiskie darbi un eksperimenti. Tādējādi sākotnēji cilvēku sapņos lidojums kosmosā tika veikts ar pasaku vai dabas spēku (tornado, viesuļvētru) palīdzību. Tuvāk 20. gadsimtam tehniskie līdzekļi šiem nolūkiem jau bija klāt zinātniskās fantastikas rakstnieku aprakstos - baloni, superjaudīgie ieroči un, visbeidzot, raķešu dzinēji un pašas raķetes. Vairāk nekā viena jauno romantiķu paaudze izauga uz J. Verna, G. Velsa, A. Tolstoja, A. Kazanceva darbiem, kuru pamatā bija kosmosa ceļojumu apraksts.
Viss, ko aprakstījuši zinātniskās fantastikas rakstnieki, saviļņoja zinātnieku prātus. Tātad K. E. Ciolkovskis teica: "Vispirms neizbēgami nāk doma, fantāzija un pasaka, un aiz tiem seko precīzs aprēķins."
Publikācija 20. gadsimta sākumā teorētiskie darbi astronautikas pionieri K. E. Ciolkovskis, F. A. Tsanders, Ju V. Kondratjuks 8. lpp., R. H. Goddarts. 2 lpp 174 att. 9, G. Hanswindt, R. Hainault Peltry, G. Oberta sēj. 2 175. lpp., V. Gomaņa zināmā mērā organizēja fantāzijas lidojumu, bet tajā pašā laikā iedzīvināja jaunus virzienus zinātnē - parādījās mēģinājumi noteikt, ko astronautika var dot sabiedrībai un kā tā to ietekmē.
Viens no raķešu pionieriem kosmosa tehnoloģija ir Roberts Einauts Peltērijs – franču zinātnieks, inženieris un izgudrotājs.
Astronautikā viņš nonāca pēc tam, kad sāka interesēties par aviācijas tehnoloģijām. Viņš bija viens no pirmajiem, kurš pievērsa uzmanību iespējai izmantot atomenerģiju kosmosa tehnoloģijās.
1912.-1913.gadā Roberts Godards ASV izstrādāja raķešu piedziņas teoriju. Godārs atvasināja raķetes kustības diferenciālvienādojumu un izstrādāja aptuvenu metodi tā risināšanai, noteica minimālo palaišanas masu vienas mārciņas lietderīgās kravas pacelšanai dažādos augstumos un ieguva raķetes efektivitātes vērtību. Viņiem tika parādīta daudzpakāpju raķetes palaišanas iespēja un tika noteiktas tās izmantošanas priekšrocības. Kopš 1915. gada viņš nodarbojās ar stenda eksperimentiem ar cietā kurināmā raķetēm. 1920. gadā Vašingtonā tika publicēts Godāra fundamentālais darbs “The Method of Achieving Ultimate Heights”. Šis darbs ir viens no klasiķiem raķešu un kosmosa tehnoloģiju vēsturē.
1921. gadā Godārs sāka veikt eksperimentālus pētījumus ar šķidro raķešu dzinējiem, izmantojot šķidro skābekli kā oksidētāju un ogļūdeņražus kā degvielu. Pirmā šķidrās degvielas raķešu dzinēja palaišana stendā notika 1922. gada martā. Pirmais veiksmīgais raķetes lidojums ar Godāra radīto raķešu dzinēju notika 1926. gada 16. martā. 2 lpp 189 att. 26, 4,2 kg smaga raķete sasniedza 12,5 m augstumu un nolidoja 56 m.
Jāteic, ka ideja savienot cilvēka darbības kosmiskos un sauszemes virzienus pieder teorētiskās kosmonautikas pamatlicējam K. E. Ciolkovskim. Kad zinātnieks teica: “Planēta ir saprāta šūpulis, bet šūpulī nevar dzīvot mūžīgi”, viņš neizvirzīja alternatīvas - ne Zemi, ne kosmosu. Ciolkovskis nekad nav uzskatījis, ka došanās kosmosā ir kādas Zemes dzīvības bezcerības sekas. Gluži pretēji, viņš runāja par mūsu planētas dabas racionālu pārveidošanu ar saprāta spēku. Zinātnieks apgalvoja, ka cilvēki “mainīs Zemes virsmu, tās okeānus, atmosfēru, augus un sevi. Viņi kontrolēs klimatu un valdīs Saules sistēmā, kā arī uz pašas Zemes, kas uz nenoteiktu laiku paliks par cilvēces dzīvesvietu.
Kosmonautikas un starpplanētu ceļošanas jautājumu teorētiskās izstrādes jomā strādāja talantīgais pētnieks Ju V. Kondratjuks, kurš neatkarīgi no K. E. Ciolkovska darbos “Tiem, kas lasīs, lai būvētu” (1919) un “ starpplanētu telpu iekarošana” (1929) ieguva raķešu kustības pamatvienādojumus. Vairākos viņa darbos apspriestajos noteikumos tika papildināti Ciolkovska darbos izklāstītie pamatnoteikumi. Piemēram, Kondratjuks ierosināja, lidojot uz Mēnesi, palaist kosmosa sistēmu mākslīgā satelīta orbītā un pēc tam pacelšanās un nolaišanās transportlīdzekli un novirzīt to uz Mēnesi. Tiek parādīta šādas uz Mēnesi vērstas kravas palaišanas energoefektivitāte.
Vēl viens nozīmīgs krievu astronautikas skolas pārstāvis bija F. A. Tsanders. 1932. gadā izdotajā grāmatā “Problems of Flight using Jet Vehicles” ir ietverti materiāli par raķešu konstrukcijām, raķešu lidojuma teoriju un priekšlikumi par dažu metālu un sakausējumu izmantošanu kā degvielu raķešu dzinējiem.
1921. gadā pēc N. I. Tihomirova iniciatīvas un vadībā RSFSR Revolucionārās militārās padomes Militārās pētniecības komitejas sastāvā tika izveidota Gāzes dinamiskā laboratorija (GDL), kas nodarbojās ar raķešu izstrādi, izmantojot ballistiskos pulverus. . Pamatojoties uz šiem notikumiem, tika izveidotas vairākas raķešu palaišanas iekārtas, kuras veiksmīgi pārbaudīja un pieņēma Sarkanā armija, kam bija nozīmīga loma kaujās pie Khalkhin Gol un Lielajā Tēvijas karā.
1929. gada maijā GDL pēc V. P. Gluško iniciatīvas tika izveidota nodaļa, kurā 1930.-31.
Kā degvielas sastāvdaļas dzinējos tika izmantots slāpekļa oksīds (oksidētājs) un toluols vai benzīna un toluola (degvielas) maisījums. Dzinēji attīstīja vilces spēku līdz 20 kg. Pamatojoties uz testu rezultātiem 1931.-32.gadā, tika izveidota un pārbaudīta virkne šķidrās degvielas raķešu dzinēju līdz ORM-52 ar vilces spēku 250-300 kg.
1931. gadā Osoviahimas vadībā Maskavā un Ļeņingradā tika izveidotas reaktīvās dzinējspēka izpētes grupas (Mos GIRD un Leningrad), kas brīvprātīgi apvienoja raķešu zinātnes entuziastus.
Maskavas GIRD strādāja F. A. Tsanders, S. P. Koroļovs, Ju. A. Pobedonoscevs un citi.
Uzņēmumā MosGIRD S.P. Koroļeva vadībā pēc M.K.Tihonravova projekta tika izveidota pirmā GIRD-09 raķete ar 25-33 kg vilces spēku, kuras dzinējs darbojās ar hibrīddegvielu, želejveida benzīnu un gāzveida skābekli 10. lpp. 2. Raķete tika izmēģināta 1933. gada augustā. Tā paša gada novembrī S. P. Koroļeva vadībā tika izveidota raķete GIRD-X, kas darbojas ar šķidro degvielu, spirtu un šķidro skābekli. Raķešu dzinējs attīstīja vilces spēku līdz 65 kg. Raķete tika izveidota pēc F.A.Tsandera dizaina.
1933. gadā uz GDL un Mos GIRD bāzes Aizsardzības tautas komisariāta sistēmā tika izveidots Sarkanās armijas Raķešu pētniecības institūts (RNII RKKA), kas dažus mēnešus vēlāk tika nodots rūpniecībā. Institūtā 1934.-1938. gadā tika izveidoti vairāki šķidrās degvielas dzinēji (no ORM-53 līdz ORM-102), savukārt 1936. gadā radītais ORM-65 attīstīja vilces spēku līdz 175 kg un bija tā laika vismodernākais dzinējs. .
1939. gadā pēc V. P. Gluško iniciatīvas un viņa vadībā tika izveidots šķidrās degvielas raķešu dzinēju eksperimentālais projektēšanas birojs (OKB-GDL), kurā četrdesmitajos gados tika izstrādāta aviācijas šķidrās degvielas raķešu dzinēju saime, kas kalpoja. kā prototipus jaudīgu raķešu dzinēju izstrādei.
PSRS uzreiz pēc Otrā pasaules kara praktiskais darbs kosmosa programmās ir saistītas ar S. P. Koroļeva un M. K. Tihonravova vārdiem. 1945. gada sākumā M.K. Tihonravovs organizēja RNII speciālistu grupu, lai izstrādātu projektu par pilotējamu augstkalnu raķešu transportlīdzekli (kabīne ar diviem kosmonautiem), lai pētītu atmosfēras augšējos slāņus. Tika nolemts izveidot projektu uz vienpakāpes šķidrās raķetes bāzes, kas paredzēta vertikālam lidojumam līdz 200 km augstumam (projekts VR-190). Projekts ietvēra šādu problēmu risināšanu:
Bezsvara stāvokļa izpēte īslaicīga cilvēka lidojuma laikā zem spiediena;
Izpētīt kabīnes masas centra kustību un tās kustību ap masas centru pēc atdalīšanas no nesējraķetes;
Datu iegūšana par atmosfēras augšējiem slāņiem;
Sistēmu funkcionalitātes pārbaude (atdalīšana, nolaišanās, stabilizācija, nosēšanās utt.), kas iekļautas augstkalnu kabīnes projektēšanā.
VR-190 projekts bija pirmais, kas piedāvāja risinājumus, kas ir atraduši pielietojumu mūsdienu kosmosa kuģos:
Izpletņa nolaišanās sistēma, mīkstās nosēšanās bremzēšanas raķešu dzinējs, atdalīšanas sistēma, izmantojot pirobolts;
Elektriskais kontaktstienis mīkstās nosēšanās dzinēja priekšaizdedzes nodrošināšanai, bezizmešanas hermētiska kabīne ar dzīvības uzturēšanas sistēmu;
Salona stabilizācijas sistēma ārpus blīvajiem atmosfēras slāņiem, izmantojot zemas vilces sprauslas.
Kopumā projekts VR-190 bija jaunu tehnisko risinājumu un koncepciju komplekss, ko apstiprināja iekšzemes un ārvalstu raķešu un kosmosa tehnoloģiju attīstības progress. 1946. gadā Tihonravovs ziņoja par VR-190 projekta materiāliem I.V. Kopš 1947. gada Tihonravovs un viņa grupa ir strādājuši pie idejas par raķešu lidojumu un četrdesmito gadu beigās un piecdesmito gadu sākumā parādīja iespēju sasniegt pirmo kosmisko ātrumu un palaist mākslīgos pavadoņus, izmantojot PSRS izstrādāto raķešu bāzi. 1950.–1953. gadā M. K. Tihonravova grupas locekļu centieni bija vērsti uz kompozītmateriālu raķešu un mākslīgo pavadoņu radīšanas problēmu.
Ziņojumā valdībai 1954. gadā par iespēju izstrādāt satelītus S. P. Koroļovs rakstīja: “Pēc jūsu norādījumiem es iesniedzu memorandu biedram. Tikhonravova M.K. “Par Zemes mākslīgo pavadoni”. Ziņojumā par zinātnisko darbību 1954. gadam S. P. Koroļovs atzīmēja: “Mēs uzskatītu par iespējamu veikt paša satelīta projekta iepriekšēju izstrādi, ņemot vērā notiekošo darbu (īpaši uzmanība ir pelnījusi M. K. Tihonravova darbu). ”
Sākās darbs, lai sagatavotos pirmā satelīta PS-1 palaišanai. Tika izveidota pirmā Galveno dizaineru padome, kuru vadīja S. P. Koroļovs, kurš pēc tam vadīja PSRS kosmosa programmu, kas kļuva par līderi kosmosa izpētē. S.P. Koroļeva vadībā izveidotā OKB-1-TsKBEM-NPO Energia kopš 50. gadu sākuma ir kļuvusi par PSRS kosmosa zinātnes un rūpniecības centru. Kosmonautika ir unikāla ar to, ka tas, ko vispirms prognozēja zinātniskās fantastikas rakstnieki un pēc tam zinātnieki, patiešām ir piepildījies kosmiskā ātrumā. Ir pagājuši nedaudz vairāk kā 40 gadi kopš pirmā mākslīgā Zemes pavadoņa palaišanas, 1957. gada 4. oktobris 37. att. 8, un astronautikas vēsturē jau ir virkne ievērojamu sasniegumu, ko sākotnēji panākuši PSRS un ASV, bet pēc tam arī citas kosmosa lielvalstis.
Jau tagad orbītā ap Zemi lido daudzi tūkstoši satelītu, ierīces sasniegušas Mēnesi, Venēru, Marsu; zinātniskās iekārtas tika nosūtītas uz Jupiteru, Merkūriju, Saturnu, lai iegūtu zināšanas par šīm tālajām Saules sistēmas planētām.
No pirmā kosmonauta Yu palaišanas brīža uz kosmosa kuģa Vostok, pēc kosmosa kuģa palaišanas 38. att. 9 “Salyut”, “Mir”, PSRS ilgu laiku kļuva par vadošo valsti pasaulē pilotējamā kosmosa lidojumā. Liela mēroga kosmosa sistēmas visdažādāko uzdevumu (tostarp sociāli ekonomisko un zinātnisko) interesēs, dažādu valstu kosmosa nozaru integrācija.
Pirmie jaudīgie šķidrās degvielas raķešu dzinēji (izveidoti V. P. Gluško vadībā), jaunu zinātnisku ideju un shēmu īstenošana, kas praktiski novērsa zaudējumus TPU piedziņā, izvirzīja Krievijas dzinēju būvniecību kosmosa tehnoloģiju priekšplānā. Termohidrodinamikas attīstība, siltuma pārneses un stiprības teorija, materiālu metalurģija, kurināmo ķīmija, mērīšanas tehnoloģija, vakuuma un plazmas tehnoloģija.
Sarežģītu kosmosa sistēmu projektēšana, kosmodromu būvniecība, augstas precizitātes un uzticamas vadības sistēmas attālinātiem meteoroloģisko atbalsta objektiem, satelītu ģeodēzija, informācijas telpas izveide.
Notiek cīņa pret kosmosa piesārņojumu.
Bruņotās karadarbības līdzekļu efektivitāte palielinās 1,5-2 reizes.
Divdesmitā gadsimta 20. gados Vācijā tika veikts praktisks darbs pie šķidrās degvielas dzinēju radīšanas un izstrādāti ballistisko raķešu projekti. Darbā piedalījās ievērojami vācu zinātnieki un inženieri G. Oberts, R. Nebels, V. Rīdels, K. Rīdels. Hermanis Oberts strādāja pie raķešu radīšanas. Vēl 1917. gadā viņš izveidoja projektu kaujas raķetei, izmantojot šķidro degvielu (spirtu un šķidro skābekli), kurai kaujas lādiņš jānogādā vairāku simtu kilometru attālumā. 1923. gadā Oberts uzrakstīja disertāciju "Raķete starpplanētu telpā". Tālāka attīstība G.Oberta idejas tika saņemtas grāmatā “Kosmiskā lidojuma veidi” (1929), kurā īpaši apspriesta iespēja izmantot saules starojuma enerģiju starpplanētu lidojumu laikā.
1957. gadā tika izdota Oberta grāmata "Vīrieši kosmosā", kurā viņš atkal atgriezās pie saules starojuma enerģijas izmantošanas, izmantojot kosmosā izvietotus spoguļus.
Oberth ir izstrādājis vairākus projektus kosmosa raķetēm ar šķidrās degvielas dzinējiem, piedāvājot spirtu, ogļūdeņražus, šķidro ūdeņradi kā degvielu un šķidro skābekli kā oksidētāju.
R. Nebels strādāja pie raķetes projekta, kas tika palaists uz zemes mērķiem no lidmašīnas.
V. Rīdels veica raķešu dzinēju eksperimentālos pētījumus. 1927. gadā tas tika izveidots Vroclavā. Starpplanētu komunikāciju biedrība, kuras dalībnieki Ruselheimā izveidoja un izmēģināja raķešu ratus.
20. gadu beigās, lai veiktu eksperimentālos darbus, kuru mērķis bija radīt raķetes ar šķidro degvielu dzinējiem, kreisera ieroču nodaļas ballistikas un munīcijas nodaļā V. Dornbergera vadībā tika izveidota šķidro raķešu dzinēju izpētes grupa. . 1932. gadā Kēnelsdorfā pie Berlīnes speciāli organizētā eksperimentālā laboratorijā sākās ballistiskajām raķetēm paredzēto šķidrās degvielas dzinēju izstrāde.
Šajā laboratorijā Wierner von Braun kļuva par vadošo dizaineru. Inženieru grupa Dornbergera un Brauna vadībā 1933. gadā izstrādāja balistisko raķeti ar šķidrās degvielas raķešu dzinēju A-1, kuras palaišanas svars bija 150 kg, garums 1,4 m, diametrs 0,3 m. Dzinējs attīstīja vilces spēku 295 kg . Lai gan dizains bija neveiksmīgs, tā uzlabotā versija A-2, kas izveidota uz A-1 bāzes, tika veiksmīgi palaists 1934. gada decembrī Borkuma salā (Ziemeļjūrā). Raķete sasniedza 2,2 km augstumu.
1936. gadā ar pilnīgu Reihsvēra pavēlniecības atbalstu grupa Dorberger-Brown sāka izstrādāt ballistisko raķeti, kuras paredzamais darbības rādiuss ir 275 km un kaujas galviņas svars 1 tonna. Vienlaikus tika pieņemts lēmums būvēt Pēnemindes raķešu izpētes centru Baltijas jūras Ūzedomas salā, kas sastāvētu no divām daļām. Peenemünde-West, lai pārbaudītu jaunus ieroču veidus gaisa spēkiem un Peenemünde-Ost, kur tika veikts darbs pie sauszemes spēku raķetes.
Pēc neveiksmīgiem raķetes A-3 palaišanas darbiem tika uzsākts darbs pie raķetes A-4 ar šķidrās degvielas raķešu dzinēju, kam bija: veiktspējas īpašības: palaišanas svars 12 tonnas, garums 14 m, korpusa diametrs 1,6 m, stabilizatora laidums 3,5 m, dzinēja vilce uz Zemi 25 tonnas, lidojuma attālums ap 300 km. Raķetes apļveida novirzei jābūt 0,002–0,003 km robežās. Kaujas galviņai bija 1 tonna smaga sprādzienbīstams lādiņš.
Pirmā eksperimentālā raķetes A-4 palaišana notika 1942. gada 13. jūnijā un raķete nokrita 1,5 minūtes pēc starta 1942. gada 3. oktobrī, sasniedzot 96 km augstumu. no aprēķinātās nosēšanās vietas par 4 km.
No 1944. gada septembra līdz 1945. gada martam Vācijas bruņoto spēku pavēlniecība raķešu vienību apkarošanai nosūtīja aptuveni 5,8 tūkstošus V-2 raķešu. Gandrīz 1,5 tūkstoši raķešu nesasniedza palaišanas iekārtas. Uz Angliju un Beļģiju tika palaistas aptuveni 4,3 tūkstoši raķešu. No tiem 15% sasniedza mērķi. Šis zemais veiksmīgo palaišanas procents ir izskaidrojams ar V-2 dizaina trūkumiem. Taču tika gūta pieredze liela darbības rādiusa raķešu ieroču izmantošanā, kas nekavējoties tika izmantota ASV un PSRS.
1.3. Kosmosa pakalpojumu tirgus veidošanās un kosmosa tehnoloģiju attīstība pašreizējā stadijā
Ja pirmajā raķešu tehnoloģiju straujās attīstības periodā problēmu risināšana kosmosā tika veikta par katru cenu, katras jaunas problēmas risināšanai tika izstrādāta jauna, parasti progresīvāka raķete, tad jau 60. gadu beigās radās jautājums par tika paaugstināta raķešu tehnoloģiju ekonomiskā efektivitāte.
Pieaugot tā praktiskajai efektivitātei, palielinās tā ietekme dažādās cilvēka darbības jomās kosmosā. Attīstītajās valstīs interese par tā rezultātu izmantošanu sāka parādīties lielākajā daļā pasaules valstu. Radās jautājums par nesējraķešu un kosmosa kuģu izmantošanu nomā no valstīm, kurām ir šis aprīkojums, vai par savu radīšanu un attīstību. kosmosa tehnoloģija. Pirmais ceļš noveda pie kosmosa pakalpojumu tirgus izveides. Tomēr kosmosa sakaru līniju, meteoroloģisko, navigācijas un citu kosmosa sistēmu nomas augsto izmaksu dēļ daudzās valstīs tika izvirzīts jautājums par savu nesējraķešu un kosmosa kuģu izveidi.
Taču bieži vien atsevišķām pat lielām valstīm šiem mērķiem nepietika pašu resursu, tāpēc lielu kosmosa projektu īstenošanai sāka veidot starptautiskas kosmosa asociācijas, piemēram, Eiropas Kosmosa aģentūra un vairākas citas.
Kopš septiņdesmito gadu beigām kosmosa pakalpojumu tirgus ir bijis ierīce un intensīvi attīstās pasaules nozare ekonomikas sistēma. Tas ir saistīts ar pieaugošo pieprasījumu pēc pakalpojumiem, kas tiek sniegti plkst uz komerciāla pamata izmantojot raķešu un kosmosa sistēmas: telekomunikācijas, produktus un pakalpojumus Zemes virsmas attālinātai izpētei, lidmašīnu palaišanai kosmosā, ģeodēziskos un navigācijas pakalpojumus utt. Turklāt politiskās pārmaiņas ir novedušas pie vājuma. valdības regulējums privātās iniciatīvas attīstībā jomā kosmosa aktivitātes. Daudzsološu tehnoloģiju radīšanas un nesējraķešu un kosmosa kuģu attīstības rezultātā ir pavērušās jaunas iespējas kosmosa izpētē uz komerciāla pamata.
mēs pārbaudījām vissvarīgāko dziļā kosmosa lidojuma sastāvdaļu - gravitācijas manevru. Taču tā sarežģītības dēļ tādu projektu kā lidojums kosmosā vienmēr var sadalīt daudzās tehnoloģijās un izgudrojumos, kas to padara iespējamu. Periodiskā tabula, lineārā algebra, Ciolkovska aprēķini, materiālu izturība un citas veselas zinātnes jomas veicināja pirmo un visus turpmākos cilvēka kosmosa lidojumus. Šodienas rakstā mēs jums pastāstīsim, kā un kas nāca klajā ar ideju par kosmosa raķeti, no kā tā sastāv un kā no rasējumiem un aprēķiniem raķete kļuva par līdzekli cilvēku un kravu nogādāšanai kosmosā.Īsa raķešu vēsture
Vispārējais reaktīvo lidojuma princips, kas bija visu raķešu pamatā, ir vienkāršs – kāda daļa tiek atdalīta no ķermeņa, iedarbinot visu pārējo.
Nav zināms, kurš pirmais ieviesa šo principu, taču dažādi minējumi un minējumi atgriež raķešu zinātnes ģenealoģiju līdz Arhimēdam. Par pirmajiem šādiem izgudrojumiem droši zināms ir tas, ka tos aktīvi izmantoja ķīnieši, kas tos lādēja ar šaujampulveri un sprādziena dēļ palaida debesīs. Tā viņi izveidoja pirmo cietais kurināmais raķetes. Eiropas valdības jau agri izrādīja lielu interesi par raķetēm
Otrais raķešu bums
Raķetes gaidīja spārnos un gaidīja: 20. gadsimta 20. gados sākās otrais raķešu uzplaukums, un tas galvenokārt ir saistīts ar diviem nosaukumiem.
Konstantīns Eduardovičs Ciolkovskis, autodidakts zinātnieks no Rjazaņas provinces, neskatoties uz grūtībām un šķēršļiem, pats sasniedza daudzus atklājumus, bez kuriem nebūtu iespējams pat runāt par kosmosu. Ideja par šķidrās degvielas izmantošanu, Ciolkovska formula, kas aprēķina lidojumam nepieciešamo ātrumu, pamatojoties uz galīgās un sākotnējās masas attiecību, daudzpakāpju raķete - tas viss ir viņa nopelns. Lielā mērā viņa darbu ietekmē tika izveidota un formalizēta pašmāju raķešu zinātne. Padomju Savienībā spontāni sāka veidoties reaktīvās piedziņas izpētes biedrības un aprindas, tostarp GIRD - grupa reaktīvo dzinējspēku izpētei, un 1933. gadā varas iestāžu aizbildnībā parādījās Reaktīvo dzinēju institūts.
Konstantīns Eduardovičs Ciolkovskis.
Avots: Wikimedia.org
Otrs raķešu sacensību varonis ir vācu fiziķis Vernhers fon Brauns. Braunam bija izcila izglītība un dzīvs prāts, un pēc iepazīšanās ar citu pasaules raķešu zinātnes koridoru Heinrihu Obertu viņš nolēma pielikt visas pūles raķešu radīšanai un uzlabošanai. Otrā pasaules kara laikā fon Brauns faktiski kļuva par Reiha "atriebības ieroča" - raķetes V-2 - tēvu, ko vācieši sāka izmantot kaujas laukā 1944. “Spārnotās šausmas”, kā to sauca presē, atnesa iznīcināšanu daudzām Anglijas pilsētām, taču, par laimi, tolaik nacisma sabrukums jau bija laika jautājums. Vernhers fon Brauns kopā ar brāli nolēma padoties amerikāņiem, un, kā rāda vēsture, šī bija laimīga biļete ne tikai un ne tik daudz zinātniekiem, bet arī pašiem amerikāņiem. Kopš 1955. gada Brauns ir strādājis Amerikas valdībā, un viņa izgudrojumi veido ASV kosmosa programmas pamatu.
Bet atgriezīsimies pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados. Padomju valdība novērtēja entuziastu dedzību ceļā uz kosmosu un nolēma to izmantot savās interesēs. Kara gados Katjuša, vairākkārtēja palaišanas raķešu sistēma, kas izšāva raķetes, parādīja savu vērtību. Tas daudzējādā ziņā bija novatorisks ierocis: Katjuša, kas balstīta uz Studebaker vieglo kravas automašīnu, ieradās, apgriezās, izšāva sektoru un aizgāja, neļaujot vāciešiem atjēgties.
Kara beigas mūsu vadībai izvirzīja jaunu uzdevumu: amerikāņi demonstrēja pasaulei pilnu kodolbumbas jaudu, un kļuva pilnīgi skaidrs, ka uz lielvalsts statusu var pretendēt tikai tie, kuriem ir kaut kas līdzīgs. Taču radās problēma. Fakts ir tāds, ka papildus pašai bumbai mums bija nepieciešami piegādes transportlīdzekļi, kas varētu apiet ASV pretgaisa aizsardzību. Lidmašīnas tam nebija piemērotas. Un PSRS nolēma paļauties uz raķetēm.
Konstantīns Eduardovičs Ciolkovskis nomira 1935. gadā, bet viņa vietā stājās vesela jauno zinātnieku paaudze, kas cilvēku sūtīja kosmosā. Šo zinātnieku vidū bija Sergejs Pavlovičs Koroļovs, kuram bija lemts kļūt par padomju "trumpi" kosmosa sacīkstēs.
PSRS ar visu degsmi ķērās pie savas starpkontinentālās raķetes radīšanas: tika organizēti institūti, pulcēti labākie zinātnieki, Podlipkos pie Maskavas tika izveidots raķešu pētniecības institūts, un darbs ritēja pilnā sparā.
Tikai kolosāls pūļu, resursu un prāta piepūle to padarīja iespējamu Padomju Savienība V pēc iespējas ātrāk uzbūvējiet savu raķeti, ko viņi sauca par R-7. Tieši ar tā modifikācijām kosmosā tika palaists Sputnik un Jurijs Gagarins, un Sergejs Koroļovs un viņa domubiedri uzsāka cilvēces kosmosa laikmetu. Bet no kā sastāv kosmosa raķete?
Raķete līdz šim ir vienīgais transportlīdzeklis, kas spēj palaist kosmosa kuģi kosmosā. Un tad K. Ciolkovski var atpazīt par pirmās kosmosa raķetes autoru, lai gan raķešu pirmsākumi meklējami tālā pagātnē. No turienes mēs sāksim izskatīt savu jautājumu.
Raķetes izgudrošanas vēsture
Lielākā daļa vēsturnieku uzskata, ka raķetes izgudrošana aizsākās Ķīnas Haņu dinastijas laikā (206. g. p.m.ē.-220. gads), kad tika atklāts šaujampulveris un sākās tā izmantošana uguņošanas ierīcēm un izklaidei. Kad uzsprāga pulvera čaula, radās spēks, kas varēja pārvietot dažādus priekšmetus. Vēlāk, izmantojot šo principu, tika izveidoti pirmie lielgabali un musketes. Pulvera ieroču šāviņi varēja lidot lielos attālumos, bet nebija raķetes, jo tiem nebija savu degvielas rezervju, bet Tieši šaujampulvera izgudrošana kļuva par galveno priekšnoteikumu īstu raķešu parādīšanās brīdim.Ķīniešu lietoto lidojošo "uguns bultu" apraksti liecina, ka šīs bultas bijušas raķetes. Viņiem tika piestiprināta caurule, kas izgatavota no sablīvēta papīra, atvērta tikai aizmugurē un piepildīta ar viegli uzliesmojošu sastāvu. Šis lādiņš tika aizdedzināts un pēc tam bulta tika atbrīvota, izmantojot loku. Šādas bultas vairākos gadījumos tika izmantotas nocietinājumu aplenkuma laikā pret kuģiem un kavalēriju.
13. gadsimtā kopā ar mongoļu iekarotājiem Eiropā ieradās raķetes. Zināms, ka raķetes 16.-17.gadsimtā izmantoja Zaporožjes kazaki. 17. gadsimtā lietuviešu militārais inženieris Kazimirs Semenovičs aprakstīja daudzpakāpju raķeti.
18. gadsimta beigās Indijā raķešu ieročus izmantoja kaujās ar britu karaspēku.
19. gadsimta sākumā armija pieņēma arī militārās raķetes, kuru ražošanu iedibināja g. Viljams Kongrīvs (Congreve's Rocket). Tajā pašā laikā krievu virsnieks Aleksandrs Zasjadko izstrādāja raķešu teoriju. Lieliski panākumi Pagājušā gadsimta vidū krievu artilērijas ģenerālis panāca raķešu uzlabošanu Konstantīns Konstantinovs. Mēģinājumi matemātiski izskaidrot reaktīvo dzinējspēku un radīt efektīvāku raķešu ieroči darīja Krievijā Nikolajs Tihomirovs 1894. gadā.
Radīja reaktīvās piedziņas teoriju Konstantīns Ciolkovskis. Viņš izvirzīja ideju par raķešu izmantošanu kosmosa lidojumiem un apgalvoja, ka visefektīvākā degviela tām būtu šķidrā skābekļa un ūdeņraža kombinācija. Viņš izstrādāja raķeti starpplanētu komunikācijai 1903. gadā.
Vācu zinātnieks Hermanis Oberts 20. gados viņš iezīmēja arī starpplanētu lidojumu principus. Turklāt viņš veica raķešu dzinēju stenda testus.
Amerikāņu zinātnieks Roberts Goddards 1926. gadā viņš palaida pirmo šķidrās degvielas raķeti, par degvielu izmantojot benzīnu un šķidro skābekli.
Pirmā vietējā raķete tika saukta par GIRD-90 (saīsinājums no “Reaktīvās dzinējspēka izpētes grupas”). To sāka būvēt 1931. gadā, un tests tika veikts 1933. gada 17. augustā. GIRD tajā laikā vadīja S.P. Koroļovs. Raķete pacēlās 400 metru augstumā un lidojumā atradās 18 sekundes. Raķetes svars palaišanas brīdī bija 18 kilogrami.
1933. gadā PSRS Reaktīvā institūtā tika pabeigta principiāli jauna ieroča - raķešu - radīšana, kuras palaišanas instalācija vēlāk saņēma segvārdu. "Katjuša".
Raķešu centrā Pēnemindē (Vācija) tas tika izstrādāts Ballistiskā raķete A-4 ar lidojuma attālumu 320 km. Otrā pasaules kara laikā 1942. gada 3. oktobrī notika pirmā veiksmīgā šīs raķetes palaišana, un tā sākās 1944. kaujas izmantošana sauc par V-2.
V-2 militārā izmantošana parādīja raķešu tehnoloģiju milzīgās spējas, un arī spēcīgākās pēckara lielvaras - ASV un PSRS - sāka izstrādāt ballistiskās raķetes.
1957. gadā PSRS vadībā Sergejs Koroļovs Pasaulē pirmā starpkontinentālā ballistiskā raķete R-7 tika radīta kā līdzeklis kodolieroču nogādāšanai, kas tajā pašā gadā tika izmantota pasaulē pirmā mākslīgā Zemes pavadoņa palaišanai. Tā sākās raķešu izmantošana kosmosa lidojumiem.
N. Kibalčiha projekts
Šajā sakarā nav iespējams neatcerēties Nikolaju Kibaļčihu, krievu revolucionāru, Narodnaya Volya biedru un izgudrotāju. Viņš bija Aleksandra II slepkavības mēģinājumu dalībnieks, tieši viņš izgudroja un izgatavoja šāviņus ar “sprādzienbīstamu želeju”, kurus izmantoja I.I. Grinevitsky un N.I.Risakovs slepkavības mēģinājuma laikā Katrīnas kanālā. Notiesāts uz nāvi.
Pakārts kopā ar A.I. Žeļabovs, S.L. Perovskaja un citi pervomartovieši. Kibalčihs izvirzīja ideju par raķešu lidmašīnu ar oscilējošu sadegšanas kameru, lai kontrolētu vilces vektoru. Dažas dienas pirms nāvessoda izpildes Kibalčihs izstrādāja oriģinālu dizainu lidmašīnai, kas spēj lidot kosmosā. Projektā tika aprakstīta pulvera raķešu dzinēja konstrukcija, lidojuma vadība, mainot dzinēja leņķi, ieprogrammēts sadegšanas režīms un daudz kas cits. Viņa lūgumu nodot manuskriptu Zinātņu akadēmijai izmeklēšanas komisija neapmierināja, projekts pirmo reizi tika publicēts tikai 1918. gadā.
Mūsdienu raķešu dzinēji
Lielākā daļa mūsdienu raķešu ir aprīkotas ar ķīmiskiem raķešu dzinējiem. Šāds dzinējs var izmantot cietu, šķidru vai hibrīdu propelents. Sadegšanas kamerā sākas ķīmiskā reakcija starp degvielu un oksidētāju, kā rezultātā radušās karstās gāzes veido izplūstošu strūklas plūsmu, tiek paātrinātas strūklas sprauslā (vai sprauslās) un tiek izvadītas no raķetes. Šo gāzu paātrinājums dzinējā rada vilci – stumšanas spēku, kas liek raķetei kustēties. Reaktīvās piedziņas principu apraksta trešais Ņūtona likums.
Bet ķīmiskās reakcijas ne vienmēr tiek izmantotas raķešu dzīšanai. Ir tvaika raķetes, kurās pārkarsēts ūdens, kas plūst caur sprauslu, pārvēršas ātrgaitas tvaika strūklā, kas kalpo kā dzinējspēks. Tvaika raķešu efektivitāte ir salīdzinoši zema, taču to kompensē to vienkāršība un drošība, kā arī ūdens lētums un pieejamība. Nelielas tvaika raķetes darbība tika pārbaudīta kosmosā 2004. gadā uz UK-DMC satelīta. Ir projekti, kuros izmanto tvaika raķetes preču starpplanētu pārvadāšanai, ūdens sildīšanai izmantojot kodolenerģiju vai saules enerģiju.
Tādas raķetes kā tvaika raķetes, kurās darba šķidrums tiek uzkarsēts ārpus dzinēja darbības zonas, dažkārt tiek aprakstītas kā sistēmas ar ārējās iekšdedzes dzinējiem. Ārējās iekšdedzes raķešu dzinēju piemēri ietver lielāko daļu kodolraķešu dzinēju konstrukciju.
Tagad tiek izstrādātas alternatīvas metodes, lai palielinātu kosmosa kuģis orbītā. Starp tiem ir "kosmosa lifts", elektromagnētiskie un parastie ieroči, taču tie joprojām ir projektēšanas stadijā.
Notiek ielāde...
