Вилли Лей - Ракеты и полеты в космос

• Название: Ракеты и полеты в космос
• Автор: Вилли Лей
• Издательство: 1-я типография Министерства обороны Союза ССР
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1960

Книга известного американского популяризатора ракетного дела и космических исследований Вилли Лея преследует цель показать в доступной форме развитие ракетной техники и идеи полета человека в космос, к другим небесным телам, с момента зарождения этой идеи и до наших дней.

Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся вопросами ракетостроения и космонавтики.

---

В 1873 году англичане начали эксперименты еще с одной ракетной торпедой, изобретенной Чарльзом Реймасом. Первые опыты были не очень успешными, но изобретатель не потерял надежды и, значительно усовершенствовав свое изобретение, смог показать его в 1879 году с гораздо большим успехом. По сообщению одного теперь уже не издающегося немецкого военного журнала, торпеда двигалась на глубине 4,5 м со скоростью около 15 м/сек. Дальность ее действия составила около 910 м. Боевая часть была начинена пироксилином. Торпеда имела устройство для разрезания противоминных сетей. Из-за недостаточной дальности действия торпеды предложение Реймаса было отклонено.

В 1874 году в Америке состоялся конкурс, на который было представлено несколько проектов ракетных торпед. Двумя оспаривавшими первенство проектами были проект ракетной торпеды Уэйра, инженера-механика из Нью-Йорка, и изобретение лейтенанта Барбера. Уэйр утверждал, что общая длина его торпеды будет составлять 2310 мм, а диаметр—305 мм. Ракетный пороховой заряд должен был весить 35,4 кг, боевой заряд головной части—33,6 кг при полном весе торпеды в 111 кг.

Рис.16. Ракетная торпеда Барбера

Изобретатель сообщал также об испытаниях, которые о провел на свой страх и риск. Ракетные торпеды запускались под водой на глубине 1,2 м и через 4,5 сек выходили на цель, расположенную на расстоянии 19 м.

Одновременно с Уэйром проект ракетной торпеды представил на конкурс и лейтенант Барбер. Длина его устройства должна была составить 2130 мм, диаметр—305 мм, водоизмещение—130 кг. Ракетный пороховой заряд должен был весить 23 кг, боевой заряд — 22 кг. В центре торпеды помещалась труба, содержащая ракетную пороховую смесь; вокруг этого отсека располагалась легкая металлическая спиральная трубка, в которую по мере израсходования ракетного топлива могло для компенсации его веса набираться до 23,5 кг воды. Вращение ракеты Барбера обеспечивалось формой деревянного корпуса, при этом изобретатель рассчитывал, что за счет вращения ему удастся удержать воду у внешних стенок спиральной трубки и заставить ее двигаться к задней части ракеты.

Боевой заряд должен был воспламеняться ударным взрывателем; для большей надежности его действия от ракетного порохового заряда к боевому заряду шел пропитанный порохом фитиль. Таким образом, торпеда должна была взрываться в любом случае сразу же после выгорания ракетного порохового заряда.

Ракетные торпеды не были приняты на вооружение ни в одной стране, ибо, несмотря на все изобретения и приспособления, они страдали основным недостатком, указанным Гейлом, то есть теряли в весе по мере израсходования топлива.

В целом же к концу XIX столетия ракеты как оружие перестали интересовать военных. Но именно в ту пору кое-кто начал видеть в ракетах нечто гораздо более важное, чем только оружие для достижения победы в бою.

Глава четвертая. Дерзкие предшественники

Параллельно с идеей использования ракет развивалась и мысль о применении реактивной силы в транспортных целях. Правда, до изобретения Якобом Грейвсандом своей паровой реактивной тележки, вызвавшей удивление его учеников, систематических работ в этой области не велось, однако некоторые из еще более ранних изобретений представляют известный интерес исключительной своеобразностью замысла.

Наиболее ранним, по всей вероятности, был прибор, созданный около 360 года до н. э. и получивший в более позднее время известность под названием «летающего голубя» Архитаса. В течение многих столетий этого деревянного голубя превозносили как наиболее хитроумное изобретение, когда-либо сделанное человеком; но почти все писатели, воздававшие хвалу его создателю, отмечали, что секрет его изготовления потерян. Однако считать секрет утерянным не было никаких оснований. Римский писатель Аулус Геллиус не только довольно обстоятельно описал прибор, но и раскрыл принцип, на котором он был основан.

По утверждению Аулуса Геллиуса, голубь Архитаса подвешивался на нитях с противовесами, которые обеспечивали ему равновесие, а двигался голубь за счет «истечения воздуха, каким-то непостижимым образом заключенного в нем». Из этого следует, что деревянная модель птицы не могла летать, как обычно утверждалось, а просто двигалась по окружности вокруг центра подвешивания под действием реактивной силы выходящего из нее воздуха. Более вероятно, однако, что Архитас использовал для движения не воздух, а пар.

Эту «птицу» можно считать предшественницей другого изобретения древних, действующую модель которого до их пор демонстрируют при изучении основ физики. Мы имеем в виду так называемый шар Герона, изобретенный, по преданию, Героном из Александрии. К сожалению, мы не знаем точно, как выглядел первый шар Герона. Не известна нам и дата его изобретения. До нас дошло только то что Герона считали учеником Ктесибиоса Механикуса, жившего в III веке до н. э., примерно полвека спустя после Архитаса.

Прибор Герона, по-видимому, состоял из резервуара в форме чаши, который наполнялся кипящей водой и устанавливался над очагом, и шара (рис. 17). Пар по трубке поступал в этот шар и истекал из него через две узкие трубочки, загнутые на концах под прямым углом. Реактивная сила истекающего пара вращала шар с трубками вокруг своей оси до тех пор, пока в него из чаши поступал пар.

Примерно через две тысячи лет после этого изобретения физику Сегнеру пришла в голову мысль перевернуть этот прибор и подавать в него под давлением не пар, а воду. Это изобретение сейчас широко используется во вращающемся разбрызгивателе для поливки газонов, причем ось вращения сферической камеры расположена здесь не как в приборе Герона, а вертикально.

Рис. 17. Прибор Герона

Другим отдельно стоящим примером применения реактивной силы является, по преданию, частично похожему на вымысел, изобретение китайского чиновника Ван Ху. Предание гласит, что примерно в 1500 году до н. э. этот Ван Ху погиб при испытании изобретенного им «ракетного самолета». Он взял два коробчатых воздушных змея и соединил их с помощью фермы, а между ними укрепил седло. В нижней части змеев были установлены 47 больших пороховых ракет. В назначенный час отважный Ван Ху взобрался на сиденье и подал знак 47 кули, которые стояли наготове с пылающими факелами, чтобы поджечь заряды ракет. Раздался взрыв, и Ван Ху вместе с машиной исчез в громадном облаке черного дыма.

Ещё одна попытка использования реактивной силы для полета и движения относится уже к XVIII веку. В 1783 году братьям Монгольфье удалось запустить свой первый воздушный шар, наполненный дымом. Ровно через год еще два француза — аббат Миоллан и некий господин Джаннинэ — сделали заявление, что ими решена проблема управления полетом таких воздушных шаров. Их идея была простой: они предлагали проделать в боковой части оболочки шара отверстие, через которое нагретый воздух истекал бы из шара, создавая таким образом реактивную силу, направленную в сторону, противоположную направлению истечения воздуха. Эта сила сообщала бы шару движение в горизонтальной плоскости. Миоллан и Джаннинэ предлагали проделать несколько таких клапанов, управляемых из гондолы, по всей окружности оболочки шара.

Первую попытку было решено предпринять с шаром, имевшим только один клапан. Шар был готов к середине лета 1784 года. Публики собралось достаточно, однако день, выбранный Миолланом и Джаннинэ, оказал необычно жарким. Из-за этого самые энергичные попытки поднять шар в воздух привели лишь к тому, что воспламенилась его оболочка. Подъемная же сила шара была явно недостаточной даже для того, чтобы поднять гондолу, не говоря уже о двух пассажирах.

Третья попытка осуществить «реактивный полет» окончилась еще более бесславно: она была запрещена полицией.

В самом начале XIX века в Париже жил ракетный мастер по имени Клод Руджиери, по всей вероятности итальянец. В это время очень модными были описания запусков воздушных шаров и рассказы о действии боевых ракет Конгрева. Руджиери неплохо зарабатывал на этом деньги, организуя публичные зрелища, в которых мелкие животные, вроде мышей и крыс, поднимались в небо в больших ракетах и возвращались на землю живыми и здоровыми с помощью маленьких парашютов.

Размеры и мощность ракет Клода Руджиери все увеличивались, и в один прекрасный день — это было в 1830 году — предприимчивый ремесленник объявил, что, «большая комбинированная ракета поднимет в небо барана», Руджиери тут же получил от одного юноши предложение воспользоваться им вместо барана. Руджиери принял это предложение, но в дело вмешалась полиция, запретившая зрелище.

В 1843 году в газетах России появились сообщения об изобретении, сделанном неким Эмилем Жиром — военным инженером русской армии, который утверждал, что решил проблему управления полетом воздушного шара с помощью созданного им механизма, позволявшего шару «находить» благоприятный ветер путем автоматического набора высоты или снижения без сбрасывания балласта или подкачки газа. Жир намеревался осуществить подъем и спуск с помощью реактивной силы, для чего ему нужен был запас сжатого воздуха в гондоле и ручной компрессор для пополнения этого запаса. Теоретически эта идея, может быть, и была обоснованной, но практически она являлась неосуществимой.