Антон Первушин - Битва за звезды-1. Ракетные системы докосмической эры

Вопросами межпланетных сообщений Цандер начал интересоваться очень рано. Уже в детские годы он с увлечением читал научно-фантастические книги о путешествиях на другие планеты и мечтал о полетах к звездам.

Начало научных изысканий Цандера в этой области относится к 1907–1908 годам, когда он впервые стал задумываться над такими вопросами, связанными с устройством космических кораблей, как «условия, определяющие форму корабля, место для горючего, переработка солнечного тепла, выбор движущей силы» и так далее. Тогда же им были сделаны первые расчеты, относящиеся к истечению газов из сосудов, к работе, необходимой для преодоления притяжения Земли, и некоторым другим вопросам, связанным с проблемами космонавтики, а в 1909 году им была впервые высказана мысль о желательности использования твердого строительного материала ракеты в качестве горючего — принцип так называемой «самосжигаемой» ракеты. Впоследствии Цандер неоднократно возвращался к этой идее. Например, в своей поздней работе «Проблема полета при помощи реактивных аппаратов» (1932 год) он описывает этот проект следующим образом:

«Центральная ракета, окруженная множеством боковых ракет и сосудов для горючего в кислорода

На чертеже представлена схема одной центральной ракеты и многих боковых сосудов и боковых ракет, нанизанных на ветвях расходящихся спиралей. Два боковых сосуда показаны находящимися уже внутри центральной ракеты для расплавления. Если нанизывать все большее число боковых ракет и сосудов на ветви спирали, то и высота полета все больше увеличивается. Ветви спирали могут состоять из труб, по которым, пользуясь особой клапанной системой, можно перевести как горючее, так и кислород для горения. <���…> В носовой части видны сосуды для горючего и жидкого кислорода, внутри их имеется поплавок, который при опоражнивании сосуда рычагом освобождает пружины, которые закрывают и открывают клапаны по мере необходимости и дают скользить сосуду в центральную ракету для расплавления. И здесь можно себе представить громадное количество вариантов, а также и такую схему, при которой ряд центральных ракет летит вместе, причем они в дальнейшем попадут в одну наиболее центральную ракету, т. е. повторяется процесс, описанный выше. Ввиду того, что отдельные сосуды и боковые ракеты можно делать складываемыми как зонт, они могут сначала весить значительно больше центральной ракеты и все же расплавляться в ней, так что можно себе представить, что вес к концу полета будет равен лишь одной тысячной доле начального веса, т. е. одна часть получит энергию с 999 сжигаемых частей; такого большого расхода горючего не требуется даже для перелета на другую планету. <���…> Можно в данном случае устроить полет также без всякого жидкого горючего, тогда отдельные части конструкции можно делать особо крепкими и все толстые части затем использовать в качестве горючего, так что окончательный вес из-за некоторой сложности конструкции не увеличится при данном начальном весе».

Фридрих Цандер был убежденным сторонником экономии в деле строительства космического корабля. Он не воспринимал атмосферу как препятствие, изыскивая способы использовать ее ресурсы для облегчения подъема на орбитальную высоту. Понятно, что очень скоро он пришел к необходимости замены простой ракетной схемы ракетопланом с комбинированной двигательной установкой.

Признавая в своих работах авторитет и приоритет Циолковского, Цандер открыто полемизирует с ним, доказывая преимущества своего проекта.

В самом общем виде этот проект выглядит так. Межпланетный корабль Цандера служил фюзеляжем большого самолета и, кроме того, снабжался дополнительно небольшими крыльями, предназначенными для спуска. При полете в низших, более плотных слоях атмосферы в качестве силовой установки должен был служить либо разработанный Цандером поршневой двигатель особой конструкции, работавший на бензине и жидком кислороде, либо воздушно-реактивный двигатель, использовавший в качестве окислителя кислород окружающего воздуха.

При достижении же высоких разреженных слоев атмосферы должны были включаться жидкостные ракетные двигатели, а ставшие ненужными части большого самолета, изготовленные из металлов с высокой теплотворной способностью, должны были втягиваться в корпус и расплавляться с тем, чтобы использоваться в качестве дополнительного горючего. Для спуска на Землю или другие планеты, обладающие атмосферой, должны были служить добавочные малые крылья, дававшие возможность совершать посадку без каких-либо затрат горючего.

Вот описание межпланетного космического корабля на основе аэроплана с жидкостным ракетным двигателем и сжигаемыми частями, приведенное в одной из работ Цандера:

«На чертеже <���… > дана разработанная мною схема аэроплана, у которого наружные части могут втягиваться при помощи конических барабанов с образующей соответственной формы, на которые наматываются тросы, втягивающие секции крыльев и все остальные части в сосуд для расплавления и использования в качестве горючего. Ввиду того, что пути отдельных частей составляют в среднем не больше 5–8 м, барабаны выходят малыми; части аэроплана, которыми при этом можно воспользоваться, мною были до некоторой степени исследованы и рассчитаны на крепость; оказывается, что такой аэроплан мог бы взять в счет веса разбираемых соединений с собою приблизительно лишь на 10 % от общего веса аэроплана меньше жидкого горючего, чем обыкновенный аэроплан. Крылья аэроплана состоят из отдельных секций, находящихся в особой раме; они занижают наибольшую площадь из тех [частей], которые подлежат перемещению; но в некоторых конструкциях аэропланов для увеличения скорости полета площадь крыльев может уменьшаться во время полета до 1/3 части нормальной величины, так что произведенное здесь перемещение — только один шаг вперед. Остальные части: рули большого аэроплана и высокую подставку втягивать, по моим подсчетам, уже нетрудно. К концу полета от аэроплана может оставаться только корпус; на нем маленькие крылья <���… > и маленькие рули. Некоторые части корпуса также могут еще быть, в случае необходимости, после значительного уменьшения веса корабля использованы в качестве горючего. <���… > Схемы складывания и втягивания частей, а также и порядок производства этих работ могут быть самыми разнообразными, и здесь представляется изобретательству еще широкое поле. Начинать сжигание надо с наименее необходимых и наиболее дешевых частей. Во многих случаях может потребоваться сжигание лишь небольшого количества частей, а не всех имеющихся. Необходимо стремиться к наибольшей простоте и дешевизне сжигаемых деталей. По мере усовершенствования количество сжигаемых частей будет уменьшаться, ко пока идет вопрос о «завоевании» межпланетного пространства, цена одного аэроплана будет играть лишь весьма незначительную роль.