Світ ракет. - Звідки і куди летить ракета? - Перше завдання Ціолковського. - Формула, на якій грунтується космонавтика. - «Літаючі відра» і «літаючі пляшки». - Ракетні поїзда і ескадрильї ракет. - Таємниці твердопаливних зарядів.
Друзі та вороги ракети. - Аеродинамічний опір, що це таке? - Тертя і тиск. - Формула опору. - Як знайти коефіцієнт Сх? - Обтічність. - Звуковий бар'єр. - Форми ракет. - Як боротися з повітряним противником?
Невдачі иа «Пенемюіде-Ост». - Ракета-каіатоходец. - Винахідливість «могуществеііого сеньйора дон Христофора Колумба». - Загадки ц. т. і ц. д. - Волан і ракета. - У пошуках ц. д. - Випробування иа стійкість. - Перо або кільце? - Літаючий «дзига». - Жоіглер-автомат.
З чого почати? - Жодної моделі без ескізу. - Як розмістити двигуни? - Зв'язка двигунів. - Найзаповітніша мрія - висота, висота! - Де розкрити парашут? - «Вага рудого таргана я збільшував в 300 разів». - Планшет для виміру висоти.
А що. якщо зробити модель такої ракети? - «Невисотіие» якості копій. - Майстерність і пошук. - Безпека понад усе! - Послідовність роботи над копією. - Музей стартують моделей. - Від першої рідинної до «Сходу».
Самий напружений момент місячного подорожі. - Коли ворог стає одним. - Парашютірующіе моделі. - Як викинути парашут з моделі? - Чи завжди потрібен парашут? - Відлік переможних секунд.
Мрія космонавта номер два. - Орбітальний літак майбутнього. - Ракетоплани в моделизме. - Аеродинамічний якість. - За порадами до авіамоделістів. - Конструктивні схеми ракетопланов. - Літак або ракета? - Особливості зльоту ракетопланов.
Звідси стартують ракети. - Чи схожий модельний старт на космічний? - Навіщо потрібні направляючі? - Три способи пуску. - Динамо-реактивів. - Конструкція напрямних. - За допомогою електрики. - Запали. - А якщо двигун ие один? - космоверфи.
Поворот ключа, і все готово до старту. Модель ракети злегка погойдується на тонкому стрижні направляючої. Ракетомоделістів заніс руку над кнопкою пуску і уважно слухає останні секунди рахунку, зворотного рахунку, як це прийнято в цій ракетній техніці:
Десять, дев'ять, вісім. три два один. пуск!
Познайомимося тепер з тими «китами», на яких стоїть ракетний моделизм і вся ракетна техніка взагалі. Запитаємо себе: як і чому ракети літають? Напевно, вам не раз доводилося чути жартівливий відповідь на питання: «Чому летить літак?» - «По повітрю». А ось для ракети така відповідь не годиться - адже вона, на відміну від літака, може летіти і в безповітряному просторі. І все-таки літак і ракета здійснюють політ відповідно до одним і тим же фізичним законом. Це всім відомий третій закон Ньютона: два тіла діють один на одного з рівними і протилежно спрямованими силами, одна з яких називається дією, а інша - протидією.
Сфера дії третього закону Ньютона надзвичайно різноманітна. Будь-яке механічне переміщення грунтується на ньому. Наприклад, при ходьбі: відштовхуючи Землю ногою (дія), ми відчуваємо поштовх від Землі (протидія), що просуває нас вперед. Крило літака, переміщаючись горизонтально, відкидає прилеглий до нього повітря вниз і відчуває протидію - підйомну силу, яка утримує весь літак. Ну а як же бути в космічному просторі, де ніякої опори ні? За що хапатися там?
«Очевидно, - писав Ціолковський ще в 1903 році, - прилад для руху в порожнечі повинен бути подібний до ракеті, тобто містити не тільки енергію, але й опорно масу в самому собі».
Отже, секрет ракети простий: вона викидає речовину, запасеної в ньому заздалегідь, а сама при цьому рухається в сторону, протилежну напрямку викиду.
Те, що було ясно Ціолковського, не завжди розуміли інші, навіть дуже вчені люди. Їм рух ракети в порожнечі нагадувало спробу барона Мюнхгаузена витягти себе з болота за власне волосся. Так, років через двадцять після того, як були написані наведені вище слова Ціолковського, професор Райм стверджував, що ракета не може працювати поза атмосферою,
так як їй «немає від чого відштовхуватися». А, між іншим, в можливості руху по-ракетному легко переконатися на дуже простих прикладах-дослідах.
Припустимо, в один із зимових днів ви прийшли на каток. Візьміть в руки кому снігу і, стоячи на ковзанах, відкиньте його від себе геть. І зараз, навіть не поворушив ні однією ногою, ви почнете ковзати по льоду в бік, протилежний напрямку кидка.
Другий досвід можна виконати влітку. Укладіть з товаришем парі - сміливо затверджуйте, що ви змусите човен рухатися за допомогою весел, але. НЕ черпаючи ними воду. Парі буде виграно: різким рухом киньте весла тому, і човен стронется з місця.
Для третього досвіду побудуйте реактивний кораблик. Особливих клопотів вам це не принесе. Все дуже просто. На кораблику потрібно зміцнити щільно загвинченими металеву банку з водою і отвором в задній стінці. Під днищем банки обладнайте «топку» - місце для таблетки сухого спирту або недогарка свічки. Тепер запаліть вогонь і дивіться, що вийде. Спочатку кораблик буде мирно стояти на місці. Але ось вода нагрілася, і почав утворюватися і виходити назовні пар. І що ж, кораблик тихо, а потім все швидше попливе вперед. Так він буде рухатися до тих пір, поки в банку не википить вся вода.
Останній досвід - найпростіша модель ракети. Як її зробити, видно з малюнка 3. Починати побудову моделі слід з двигуна. Паливом послужить горюча кіноплівка.
Плівку довжиною близько 30 см потрібно очистити від емульсії і висушити. Потім її туго згортають і заклеюють смужкою паперу. Ролик плівки зовні обмотують десятьма шарами станіолю. Стрічка станіолю повинна бути сантиметра на три ширше плівки. З одного боку станіоль наглухо перев'язують ниткою, а з іншого так, щоб залишалося невеликий отвір - сопло для виходу газів; для цього до торця паливного заряду прикладають шматок дроту діаметром близько 2 мм.
Корпус моделі клеїться з щільного паперу на трубці, діаметр якої трохи більше діаметру двигуна. Головку ракети можна вирізати з дерева, а стабілізатори - з картону.
Для запуску потрібні направляючі. Їх роль виконають три півметровій стрижня, увіткнені в землю вертикально. Модель повинна вільно рухатися між ними. Запалюють плівку через сопло розпеченим дротом довжиною не менше метра. Тепер спостерігайте за стартом: гази, що утворюються при згорянні плівки, будуть з силою викидатися вниз, а ракета збільшиться.
Речовина, відкидає при русі по-ракетному, в техніці називають робочим тілом. Ком снігу, весла, пар, газ від згорілої плівки - все це були робочі тіла. Але якщо подумати над першими дослідами і останнім, з моделлю ракети, то неважко помітити, що в перших енергія підводилася до робочого тіла ззовні (рука, що кидає сніг або весло, таблетка сухого спирту, що нагріває воду), а в ракеті енергія містилася в самому робочому тілі, яке до перетворення його в газ було твердим паливом - плівкою.
Чим більше енергії містить паливо, тим з більшою силою викидається робоче тіло і швидше рухається ракета. Тому вже на перших ракетах паливом служили речовини, здатні виділяти багато енергії - пороху.
У двигунах ракет паливо горить порівняно повільно. Але можливо і швидке горіння ракетного палива - вибух. Це відбувається при відмовах техніки і при неправильному поводженні з ракетою.
Історія знає чимало випадків, коли досліди закінчувалися досить трагічно. Ось тільки три з них, які відбулися в Німеччині за короткий відрізок часу з 1929 по 1933 рік.
. Відомий вчений Оберт експериментував з рідкими паливами, підбираючи найбільш підходящі для ракети склади. Під час одного з дослідів стався вибух, який призвів Оберта до майже повної втрати зору на одне око.
. Конструктор ракет Макс Вальє проводив випробувальні запуски свого двигуна. Він стояв поруч з двигуном, регулюючи його роботу. Раптово двигун вибухнув, і сталевий осколок, перерізавши легеневу артерію, встромився конструктору в груди. Вальє стік кров'ю, перш ніж хто-небудь зміг прийти йому на допомогу.
. У ракетної лабораторії інженера Тіллінг займалися пресуванням порохових зарядів. У самому розпалі роботи порох вибухнув, розбивши важкий прес і зруйнувавши будівлю лабораторії. Тіллінг і два його співробітника загинули.
Отже, ракетна техніка потребує відповідного догляду та шанобливого звернення. Як кажуть, з нею потрібно звертатися на «ви».
А ракетний моделизм? Він не виняток. Адже і в ньому використовують двигуни з вибухонебезпечними зарядами.
А тому, юний друг, завжди неухильно дотримуйся правил ракетного моделізму. Які ж це правила?
По-перше, модель повинна бути безпечною сама по собі. Запам'ятайте чотири головних «не можна»:
- не можна виготовляти основні частини моделі з металевих матеріалів;
- не можна робити модель важче 500 Г (мається на увазі стартовий вага моделі);
- вага паливних зарядів всіх двигунів моделі не повинен перевищувати 125 Г;
- не можна використовувати саморобні двигуни.
По-друге, модель повинна бути безпечною при запуску. Перш за все слід правильно вибрати місце для запуску: подалі від будівель, споруд, легкозаймистих предметів. Не забудьте подивитися і вгору - модель може уявити загрозу для низколетящих літаків і вертольотів. Необхідно враховувати і погодні умови. Небезпечно стартувати при вітрі: якщо його швидкість більше 10 м / сек, то запуск слід відкласти. І найважливіше - пусковий обладнання. Воно повинно забезпечувати електричний запуск моделі з дистанції не менше 10 л і запускати модель з відхиленням від вертикалі не більше 30 °.
По-третє, потрібно забезпечити безпеку моделі в польоті. Вона повинна точно слідувати обраної траєкторії, або, як кажуть, повинна бути стійкою в польоті. Для цього її постачають стабілізуючими пристроями. Оскільки стійкість багатоступеневих мо-
делей забезпечити важко, то в ракетному моделизме забороняють робити моделі з числом ступенів більше трьох.
По-четверте, модель повинна бути безпечною при посадці: в ракетному моделизме заборонено використовувати моделі без парашутів або інших пристроїв, що уповільнюють падіння. Щоб забезпечити безпеку при посадці, не можна в якості корисного вантажу застосовувати вибухові і піротехнічні речовини, а також стріляти по наземних цілях.
Запам'ятавши ці прості правила, можна готуватися до своїх перших ракетно-модельним стартів.
Щоб зробити модель ракети, не потрібні складна оснащення, хитрі інструменти і дефіцитні матеріали. Однак, приступаючи до роботи, необхідні речі потрібно мати під рукою.
Що потрібно для виготовлення корпусу моделі ракети?
Найчастіше корпус моделі роблять циліндричним. Склеюють його на навойником - круглому стержні або трубці. Запасіться трубками різних розмірів. діаметри від 10 до 40 мм і довжина від 0,5 до 1 м. Щоб не заміряти весь час діаметр трубки, вставте в її торці дерев'яні пробки, на яких напишіть цифри, відповідні діаметру. Найбільш ходовий діаметр навойника 21 - 22 мм - під стандартний двигун моделі.
Матеріал корпусу - папір. Зазвичай використовують креслярську папір: ватман або полуватман.
Для склеювання застосовується будь-який паперовий клей: клейстер, декстрин, столярний, казеїновий, емаль.
Потрібні будуть також ножиці, кутник і олівець для викрійки паперової заготовки корпусу. Не забудьте запастися і дрібнозернистою шліфувальною шкуркою: вона стане в нагоді, щоб зачистити краю паперу перед склеюванням, а після того як корпус висохне, для очищення його від клею і для шліфування.
Двигуни Гулівери і ліліпути. - ЖРД або РДТТ? - Формула тяги. - Чи не можна обійтися без формул? - РДТТ великої техніки. - Сопло Лаваля. - Насадки або ежектор? - Швидкість витікання. - Секрети сумарного імпульсу. - Ракетна техніка - справа колективна
Подивіться, як виглядає справжній ракетний двигун (рис. 4). Його коротке позначення РД-107, а встановлювався він на першому місці прославленої радянської ракети «Восток». Як влаштований РД-107? У нижній частині його у вигляді чотирьох великих і двох маленьких перевернутих витягнутих келихів розміщені камери згоряння. Великі - це основні, а маленькі - кермові. Зверху знаходиться агрегат, який подає паливо до камер. Він має насоси, що обертаються турбіною, і тому називається турбо-насосним. Паливо, що застосовується на РД-107, - гас і кисень. Гас - це пальне, а кисень - окислювач. Кисень охолоджений до рідкого стану, і тому весь двигун носить назву рідинного ракетного двигуна (скорочено: ЖРД) - Міститься паливо в баках на самій ракеті. Баки на малюнку не показані. Згораючи в камері і перетворюючись в газ, паливо з величезною швидкістю викидається з сопла і створює значну тягу - 102 т!
А ось і звичайний двигун для ракетної моделі (рис. 5). Він настільки малий, що художник не наважився зобразити його разом з РД-107 в одному масштабі - модельний двигун загубився б на тлі свого гігантського сусіда. За розмірами і тяга - у стандартного модельного двигуна вона в сто тисяч разів менше - близько одного кілограма.
Але не тільки розміри відрізняють обидва двигуни. Двигун моделі принципово інший - це двигун на твердому паливі. Такі двигуни скорочено називають РДТТ - ракетні двигуни твердого палива. конструктивно
РДТТ простіше ЖРД: заряд твердого палива знаходиться в самій камері згоряння (камера одночасно служить паливним баком). Природно, що складна система подачі палива в камеру такому двигуну не потрібна.
Але не тільки простота конструкції послужила причиною того, що РДТТ прийнятий моделістами на «озброєння». Паливний заряд, прилягаючи до стінок камери, оберігає її від впливу високих температур палаючого палива, і тому для виготовлення корпусу стандартного двигуна використовують картонну гільзу мисливського патрона. Єдина металева частина гільзи - днище, капсюльное отвір якого служить в якості сопла двигуна. Через верхню частину запресовується заряд «пороховій м'якоті» - подрібненого димного пороху. Потім заряд закривається міцним картонним пижом, що створює передню стінку камери. Краї гільзи, щоб тиск газів не вирвало пиж, завальцовиваются.
Незважаючи на конструктивні відмінності, у ЖРД і РДТТ багато спільного: вони відносяться до двигунів одного типу - хімічним. У таких двигунах хімічна енергія палива послідовно перетворюється спочатку в теплову, а потім в механічну енергію газоподібних продуктів згоряння, «випливають» з сопла. Все це відбувається в найбільш напруженій частині двигуна, в його камері. Саме тут відбуваються складні процеси, в результаті яких ракета отримує рушійну її силу - тягу.
Як можна, хоча б спрощено, уявити собі процес утворення тяги?
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ