6. Общий вес ракеты, который является суммой весов перечисленных выше частей ракеты.
7. Расход топлива, измеряемый обычно в килограммах в секунду. В случае, многоступенчатых ракет расход топлива, как увидим ниже, для первой ступени может более чем в 100 раз превышать расход топлива для последней ступени.
8. Тяга, измеряемая обычно в килограммах или тоннах. Под тягой понимается усилие, развиваемое двигателем, заставляющее с определенным ускорением двигаться ракету. Мы уже отмечали, что тяга зависит от скорости частиц газа, вырывающихся из сопла двигателя, а эта скорость зависит в свою очередь от химических свойств топлива и температуры горения. Эта характеристика является одной из важнейших для ракеты.
9. Удельная тяга — тяга, создаваемая при сгорании единицы веса топлива в одну секунду.
10. Время горения в секундах. Эта характеристика по существу определяет время работы двигателя ракеты или ее ступени. Оно должно быть достаточным для того, чтобы ракета успела развить необходимую скорость.
11. Ускорение. Оно обычно измеряется в единицах g, где g — ускорение силы тяжести у поверхности Земли, равное 9,81 м/сек2. Ускорение, как показывает само слово, характеризует нарастание скорости в результате работы двигателей, и его величина играет большую роль при расчетах полета ракеты.
12. Длина ракеты. Этим размером определяют высоту всей ракеты или высоту отдельной ступени. От отношения длины ракеты к ее среднему диаметру зависит устойчивость ракеты на траектории полета. Чем больше будет это отношение, тем менее она будет устойчива.
13. Диаметр — средний диаметр всей ракеты или диаметр каждой ее ступени.
14. Число двигателей. В случае многоступенчатой ракеты, как мы уже знаем, каждая ступень будет иметь свои двигатели. Число двигателей зависит от размера и веса ракеты, а также от ее назначения. Обычно первая ступень имеет несколько двигателей, а последняя чаще всего один. Дело в том, что двигателям первой ступени приходится преодолевать самый трудный участок пути, когда ракета имеет наибольший вес при значительном сопротивлении плотных слоев атмосферы.
15. Высота подъема или дальность полета ракеты. Для запуска ИСЗ на орбиту особое значение имеет высота подъема, которая зависит от приведенных выше характеристик и от соотношений между ними. Для боевых ракет, летящих от точки запуска до места цели, более характерна дальность полета, зависящая от тех же факторов.
Для того чтобы читатель мог судить о порядке численных значений указанных выше характеристик, приведем таблицу для проекта ракеты-спутника с последовательным расположением ступеней.
Таблица 3
| Тактико-технические данные ракеты-носителя с последовательным расположением ступеней | |||
|---|---|---|---|
| Наименование характеристики | Первая ступень | Вторая ступень | Третья ступень |
| Полезный груз, кг | 15 600 | 1 680 | 100 |
| Аппаратура управления, кг | — | — | 100 |
| Конструкция, кг | 5 420 | 1 900 | 240 |
| Насосы и двигатели, кг | 9 350 | 1 620 | 120 |
| Топливо, кг | 60 530 | 10 400 | 1 120 |
| Общий вес, кг | 90 900 | 15 600 | 1 680 |
| Расход топлива, кг/сек | 587,7 | 101,0 | 5,4 |
| Тяга, кг | 181 800 | 31 200 | 325 |
| Удельная тяга, кг/сек/кг | 325 | 325 | 325 |
| Время горения, сек | 103 | 103 | 206 |
| Ускорение, g (9,81 м/сек2) | 6 | 6 | 3 |
| Длина, м | 24 | 13,25 | 6 |
| Диаметр, м | 3,5 | 1,9 | 1,0 |
| Число двигателей | 5 | 1 | 1 |
| Высота подъема, км | — | — | 800 |
Как видно из таблицы, отношение — для первой ступени будет равно примерно трем. Напомним, что М0 — общая масса ракеты перед полетом, а М — ее масса в конце активного участка первой ступени.
Для второй и третьей ступени это соотношение также будет равно трем. При вычислении соотношения необходимо общий вес для каждой ступени делить на сумму весов, определяемых пунктами 1, 2, 3, 4 в табл. 3.
Из этой же таблицы видно, что расход топлива и тяга для первой ступени более чем в 100 раз превосходят их значения для третьей ступени.
Запасы топлива первой ступени почти в 60 раз превышают запасы, которые несет с собою третья ступень. Примерно во столько же раз больше и общий вес первой ступени по сравнению с третьей.
Все эти цифры показывают, какую большую работу приходится затрачивать первой ступени, насколько в более тяжелых условиях проходит первый этап полета. Кроме того, из таблицы видно, что использование трехступенчатой ракеты, обладающей приведенными выше характеристиками, позволяет достигнуть орбиты, расположенной на высоте 800 км над Землей. Причем отношение масс для каждой ступени равно всего трем. При таком соотношении масс одноступенчатая ракета не смогла бы выйти даже за пределы плотных слоев атмосферы.
Усовершенствованная американцами одноступенчатая ракета «Фау-2» при несколько более благоприятном соотношении масс (около 3,5) 17 декабря 1946 г. достигла высоты только 182 км.
В качестве топлива для ракеты, характеристики которой приведены в таблице, предполагалось применить жидкий кислород и гидрозин.
В США и других капиталистических странах усиленно ведутся работы по созданию ракет-носителей ИСЗ.
Для преодоления трудностей, связанных с прохождением плотных слоев атмосферы, имеются проекты применения в качестве двигателей первой ступени ракеты прямоточных реактивных двигателей, что должно снизить вес первой ступени. Некоторые ученые предлагают преодолеть плотные слои атмосферы с помощью воздушных двигателей или реактивных самолетов.
Например, сотрудником фирмы «Белл» Стелингом и профессором университета штата Айова Миссертом предполагается создать воздушный шар диаметром около 60 м и объемом около 8500 куб. м, который будет запускаться на высоту 24 км и сможет поднять трехступенчатую ракету весом около 6 т. Предполагается, что по достижении шаром указанной высоты ракета может быть с него запущена на орбиту, отстоящую на расстоянии 320 км от Земли.
Первая ступень этой ракеты будет состоять из четырех пороховых двигателей, в качестве второй ступени будет использована жидкостная ракета весом 590 кг; третья ступень весом 90 кг, несущая полезный груз в 14 кг, заключающийся в приборах, и будет являться собственно спутником.
Запуск ее предполагают осуществить под углом 45° к горизонту. Управляемой будет только вторая ступень ракеты. Третья ступень ракеты будет снабжена приборами наблюдения, питаемыми от солнечной батареи, которые должны передавать на Землю полученные ими сведения. Над осуществлением этого проекта уже работает фирма «Дженерал Миллс» (США).
Американская фирма «Америкен Рокет» работает над созданием ИСЗ под названием «Майти Майт». О нем известно, что он будет запущен с помощью пороховых ракет, весящих в общем 640 кг, с реактивного самолета, летящего на высоте 20–30 км со скоростью, примерно в два раза превышающей скорость звука. Так как ракета третьей ступени диаметром 12 см и длиной 60 см будет неуправляемой, то угол старта и начальная скорость будут зависеть от направления и скорости самолета, с которого будет производиться запуск. От условий старта будет зависеть и высота орбиты. Вес приборов, которые будут располагаться на нем, составит 2,25 кг, и наблюдение за ним будет осуществляться с Земли с помощью радиолокационной установки.
Таковы проекты ракет-носителей ИСЗ, разрабатываемые в США.
США не имеют межконтинентальных баллистических ракет. Если бы США имели такую ракету, то они бы еще в 1957 г. запустили искусственный спутник Земли, как это сделали советские ученые и инженеры. Ведь в СССР запустили спутник на основе межконтинентальной баллистической ракеты. США собирались запустить спутник «Авангард» весом в 11 килограммов. Разве это баллистическая ракета? В 1958 г. в США запущен ИСЗ весом около 14 килограммов на ракете средней дальности действия «Юпитер-С». Мы же запустили первый спутник весом в 83,6 килограмма, второй с полезным весом в 508 килограммов, а если потребуется, можем удвоить и более чем удвоить вес искусственного спутника.
Для нас межконтинентальная ракета, говорил Н. С. Хрущев, это вопрос решенный. Если потребуется, мы можем запустить искусственные спутники еще большего веса на еще бóльшую высоту, сколько нужно, столько и запустим, потому что для этого нам ничего нового в технике не требуется. Надо только в межконтинентальную баллистическую ракету, имеющую огромную мощность, поставить необходимую аппаратуру.
Советский Союз опередил США не только в области межконтинентальных ракет, но и в производстве ракет вообще. Теперь в США некоторые деятели говорят, что нам будто бы помогли немецкие специалисты, взятые в плен во время второй мировой войны. Это, конечно, вздор. Посудите сами. Американские войска заняли базы немецких снарядов «Фау», вывезли главного конструктора, специалистов и все оборудование. Между тем в США до сих пор не создана баллистическая межконтинентальная ракета.
Создание ракетной техники в СССР — это результат развития советской науки и техники, нашей промышленности. Эти достижения являются гордостью нашего советского народа, нашего социалистического государства.
Н. С. Хрущев говорил, что наши конструкторы создали такие ракеты, которые в случае нападения на нашу страну могут поразить любую базу в Европе, Азии и Африке. Даже при первом запуске наша ракета точно легла в заданном квадрате. Если мы договоримся с США и другими государствами о разоружении, то, может быть, мы тогда согласимся вместе вывести ракеты на какой-то полигон, поставим задачу на поражение цели и посоревнуемся в стрельбе ракетами, прежде чем сдать их в музей или уничтожить.