Анатолий Сасов - Ракетный бум ХХ века

Вся эта информация была весьма полезна для современников К. Симиновича. А вот идеи компоновок ракет оказались востребованы и в двадцатом, и в двадцать первом веках.

Прежде всего, он обратил внимание на овальную конфигурацию сопла ракеты и ракетной пустоты в пороховом топливе, в виде острого угла. Именно эти элементы обеспечивают наибольшую тягу ракетного двигателя.

В монографии приведена конструкция ракеты, намного опередившая свое время, – составной трехступенчатой ракеты. Предложена узнаваемая идея компоновки ракеты в виде пакета ракетных двигателей, или, как еще называли этот вариант в двадцатом веке, связка ракет. Оба варианта конструкций ракет использованы при создании двухступенчатой пакетной компоновки ракеты, выведшей на околоземную орбиту советский первый искусственный спутник Земли. К. Симинович предложил вместо длинной деревянной рейки устанавливать треугольные стабилизаторы. Большинство современных ракет несут на себе подобные стабилизаторы. Более того, он приводит эскиз классической крылатой ракеты.

Ему же принадлежит идея управления траекторией полёта ракеты. На внешней стенке маршевого ракетного двигателя он предлагает закрепить небольшие ракетные двигатели. Располагают их по восходящей винтовой спирали, которую на эскизе Симинович начертил тонкой линией. Каждая маленькая ракета соединена поджигающим фитилем с рабочим телом (порохом) большой ракеты. После запуска ракета летит вертикально вверх до тех пор, пока пламя внутри большой ракеты не поднимется до поджигающего фитиля нижней боковушки. Её порох воспламеняется, возникшая небольшая сила тяги меняет вектор и соответственно траекторию полета ракеты. Затем аналогичным образом включается вторая боковушка, и ракета вновь меняет траекторию полета, потом третья боковушка…

Таким образом, продолжая подниматься вверх, ракета зигзагами мечется в небе, во время фейерверка – это красиво. Но любой, даже непосвященный в тайны космонавтики читатель, заметит, что с использованием небольших навесных ракетных двигателей, боковушек, осуществляются все маневры искусственных спутников, аппаратов и кораблей, бороздящих космическое пространство в XXI веке.

К. Симинович впервые предложил проект ракеты с разделяемой головной частью, содержащей четыре небольшие ракеты, в современной терминологии четыре боеголовки. В конце полета ракеты догорающий порох через отверстия в диафрагме, разделяющей головную часть ракеты от двигателя, поджигает пороховой заряд головной части ракеты. Взрыв разрушает корпус ракеты и одновременно поджигает порох четырех ракет, которые начинают полет каждая по своей траектории.

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.