На стартовой позиции

Он превращает либо химическую энергию, либо тепловую, электрическую в механическую работу вращения. У автомобиля это вращение колеса, у самолета — воздушного винта, у парохода — гребного винта и т. д., словом, вращение движителя. Движитель (колесо, винт), вращаясь, взаимодействует со средой соприкосновения (грунт, рельс, воздух, вода), стремится отбросить или отбрасывает ее назад, а сам транспорт движется вперед. Силы, приложенные к отбрасываемой «порции» воздуха или воды, одинаковы по своей величине с силой, приложенной к самолету пли пароходу, но направлены в обратную сторону. Из школьного курса физики мы знаем, что если силу, с которой отбрасывается воздух или вода, считать активной, то сила, заставляющая двигаться самолет или пароход, будет… реактивной. Значит, по своей природе движение парохода и самолета реактивное.

А у автомобиля, тепловоза или, скажем… человека? — спросит читатель. Ответ прост. Они гоже, при своем движении отбрасывают «порцию» массы. Но этой порцией является масса… Земли. Принцип движения здесь тоже реактивный. Только одно… но. Суммарная масса всех средств и существ, движущихся по Земле, ничтожна, несоизмеримо мала по сравнению с массой Земли. Поэтому она и «не движется» в обратном направлении, подобно «порции» водуха или воды.

Во всех рассмотренных случаях есть одна немаловажная деталь. А именно — движение осуществляется за счет силы двигателя или мускульной энергии, но реакция на отбрасываемую массу передается через движитель (колесо, винт и т. д.). Это характерная деталь. Запомним ее.

Ну, а как же движется ракета, за счет чего? У нее ведь нет ни колеса, ни винта…

Разберемся по порядку.

Представим себе, что камера сгорания ракетного двигателя заполнена газами под давлением и сопло ее плотно закрыто крышкой. Давление на стенки камеры и крышку одинаково. Все результирующие силы, как боковые, так и осевые, попарно взаимно компенсируются. Нет движения газов — камера сгорания на месте.

Допустим, что крышка, закрывающая сопло, мгновенно открылась. И тут же равновесие сил нарушается. Это, как видно из рисунка, происходит за счет осевых сил давления.

Схема, иллюстрирующая принцип реактивного движения

Газ получает свободу движения. Вследствие этого возникает результирующая сила внутреннего давления — она направлена по оси камеры влево. Это и есть не что иное, как реактивная сила. Газ вырвется наружу вправо, а возникшая реактивная сила толкнет камеру влево: подобно тому, как при выстреле под действием пороховых газов заряд дроби летит из ствола в одну сторону, а ружье — в противоположную. Правда, оно никуда не улетает. Охотник удерживает ружье и ощущает действие реактивной силы, как отдачу — легкий толчок в плечо. Образно говоря, в ракетном двигателе «выстрелы» раздаются непрерывно, а микроскопические частицы раскаленных газов вылетают из «ствола», в данном случае из сопла двигателя.

Вглядевшись в рисунок внимательней, мы найдем ответ на вопрос о движителе. Действительно движение возникает в результате прямой реакции (взаимодействия) двух тел: газа — с одной стороны и самой камеры — с другой, без каких-либо «посредников» — колеса, винта и т. д. Значит, остается только одно — сама камера сгорания одновременно является двигателем и движителем. В этом главное отличие реактивного двигателя от остальных. Он является двигателем прямой реакции.

Мы часто слышим выражения «принцип реактивного движения», «реактивная сила»; но «ракетный двигатель». В чем дело? Какая разница между определениями «реактивный» и «ракетный»?

Прежде всего запомним, что понятие «реактивный» более широкое, чем «ракетный», так как в нем отражен сам принцип движения. Класс реактивных двигателей необычайно широк. Он объединяет все двигатели прямой реакции.

Ракетные двигатели — это подкласс реактивных. Отличительной особенностью ракетного двигателя является независимость его работы от внешних условий: все компоненты топлива для его работы размещены на борту ракеты. Благодаря этому она способна двигаться в любой среде.

Итак, ракетный двигатель — это мощная тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в кинетическую энергию продуктов сгорания (газов), выбрасываемых с огромной скоростью из его сопла.

В настоящее время среди ракетных двигателей наибольшее распространение получили два вида: ЖРД — жидкостные ракетные двигатели и РДТТ — ракетные двигатели твердого топлива.