НЛО и современная наука

Условия, необходимые для оптимального функционирования двигателя, могут частично варьироваться скоростью подачи горючего и окислителя. Естественно, что вначале, когда процесс горения еще не установился, сгорание может происходить не полностью и наряду с газообразными продуктами сгорания в выхлопной струе могут присутствовать относительно крупные — микронные и субмикронные — частицы. Выброс негазообразных продуктов происходит также при включении двигателей и сливе неиспользованных компонент топлива после отделения отработавших ступеней носителя.

Твердотопливные ракетные двигатели по сравнению с жидкостными обладают как рядом преимуществ, так и некоторыми недостатками. К их достоинствам в первую очередь относятся высокая степень надежности и относительная простота устройства, что обусловливает их широкое применение в военной технике, системах спасения на космических кораблях, в реактивных системах управления, в качестве стартовых блоков ракет-носителей и других комплексах. К недостаткам РДТТ можно отнести сложности управления тягой этих двигателей и меньшую удельную тягу по сравнению с ЖРД.

Основным параметром, характеризующим скорость и устойчивость горения твердых топлив, является давление в камере сгорания, служащей одновременно и местом хранения топлива. Поскольку устойчивое равномерное горение происходит лишь при достаточно высоком давлении, составляющем обычно несколько десятков атмосфер, то для выключения — отсечки тяги двигателя — необходимо уменьшить давление в камере сгорания. Наиболее отработанный в настоящее время способ состоит в практически мгновенном открытии с помощью пиротехнических устройств дополнительных отверстий в корпусе с большой суммарной площадью. При этом продукты сгорания истекают не только через сопло в одном направлении, но также и через эти отверстия, формируя выхлопную струю сложной формы. Давление резко падает, и горение остатков топлива прекращается.

Естественно, что как и в ЖРД, на переходных режимах работы РДТТ, когда давление и температура в камере сгорания отличаются от расчетных, процесс горения происходит не оптимальным образом и в состав продуктов сгорания в выхлопной струе входят вместе с газовой фазой и мелкодисперсные частицы.

Несмотря на ограниченное использование РДТТ в космической технике, существуют несколько конструкций ракет-носителей для запусков ИСЗ, все ступени которых оснащены такими двигателями. В частности, к ним относится четырехступенчатая американская ракета-носитель «Скаут» («Scout»).

Двигатель первой ступени этой ракеты работает около 1 мин, второй ступени — 35 с, третьей — 25 с, четвертой — 28 с.

Секундный расход топлива при работе двигателей различных ступеней составляет около 200, 120, 45 и 10 кг/с, а общее время полета на активном участке траектории занимает около 2,5 мин. Очевидно, что запуск этой ракеты-носителя происходит со значительно большими ускорениями, чем ракеты-носителя «Союз». Параметры активного участка траектории, т. е. его протяженность, крутизна, также имеют свои особенности, определяемые не только параметрами орбиты спутника, но и техническими возможностями ракеты.

Приведенные характеристики помогут понять ряд специфических оптических эффектов, иногда сопровождающих запуски ракетной техники. Но вначале остановимся на возможных простых явлениях, наблюдаемых при полетах такой техники.

Во-первых, следует заметить, что ракета-носитель — это, как правило, достаточно крупная конструкция и с расстояния в несколько десятков километров просто может быть видна невооруженным глазом. При этом близость космодрома, звуковые эффекты, сопровождающие работу двигателя, яркий факел выхлопной струи не оставляют шансов спутать наблюдаемую картину запуска с каким-либо другим событием даже самому наивному очевидцу.

Во-вторых, последние ступени ракеты-носителя, как и другие космические объекты, могут наблюдаться в сумерках в результате отражения света Солнца. Чем крупнее конструкция, тем больше ее блеск; например, орбитальная станция может выглядеть значительно ярче Венеры. В тех случаях, когда космический аппарат вращается при движении по орбите, его блеск периодически меняется, так как изменяется площадь отражающей поверхности. С Земли это выглядит как полет спутника, систематически «мигающего». Более того, из-за особенностей зрения иногда кажется, что спутник летит не по плавной траектории, а как бы совершает рыскающие движения. При некотором опыте наблюдений за ночным небом эти явления все-таки не вызывают существенных трудностей в распознавании у большинства очевидцев.