Советские ракетные войска

Чтобы яснее представить себе устройство и классификацию ракет и оценить их возможности, необходимо предварительно выяснить несколько теоретических вопросов. Прежде всего полезно вспомнить, что реактивный принцип движения основан на образовании летательного аппарата реактивной силы за счет истечения из сопла двигателя продуктов сгорания топлива. Эта сила передается корпусу ракеты, совершающей полет. Скорость полета, согласно формуле К. Э. Циолковского, тем больше, чем выше удельная тяга. Скорость зависит и от коэффициента наполнения ракеты топливом — отношения веса топлива к начальному (стартовому) весу ракеты.

Удельная тяга — одна из важнейших характеристик ракеты. Под нею понимается отношение тяги двигателя к секундному расходу топлива. Значит, по ее величине можно судить об экономичности силовой установки и качестве топлива. Удельная тяга современных ракетных двигателей исчисляется в 220–300 кг сек/кг.

Коэффициент наполнения ракеты топливом отражает особенности ее конструкции и назначения. Так, для ракет дальнего действия коэффициент наполнения выше, чем для ракет ближнего действия. И скорость «дальних» ракет выше, чем у «ближних».

Формула К. Э. Циолковского учит: для получения больших скоростей ракета должна иметь совершенную конструкцию двигателя, высококалорийное топливо и малый вес конструкции.

Еще две показательные черты могут отличать одну ракету от другой: удельный расход топлива и удельный вес двигателя. Первое понятие включает в себя количество топлива, приходящееся на единицу тяги двигателя в секунду. Оно имеет отношение к дальности полета: чем ниже удельный расход топлива, тем при прочих равных условиях больше дальность полета. Степень конструктивного совершенства двигателя характеризуется его удельным весом — отношением веса конструкции двигателя к его тяге. Обычно он характеризуется сотыми долями единицы (0,02 — 0,05 кг/кг).

Итак, отличием ракеты от обычного артиллерийского снаряда является наличие двигателя. За счет энергии этого двигателя совершается полет управляемого снаряда в атмосфере и его разгон для выхода в безвоздушное пространство. От него зависят все основные характеристики ракеты — скорость, дальность полета, высота, грузоподъемность. При помощи двигателя ракета набирает высоту, достигает необходимой скорости и, значит, обеспечивает заданную дальность. Работу двигателя ракеты можно сравнить с работой сердца, от деятельности которого зависит функционирование всех систем живого организма.

В ракетостроении применяются два основных вида «сердец» — ракетные двигатели на твердом топливе (РДТТ) и жидкостно-реактивные двигатели (ЖРД).

Характерно для ракетных двигателей то, что их работа не зависит от внешних условий, например, от концентрации кислорода в атмосфере, как в самолетных двигателях. У самолетных двигателей окислителем — веществом, необходимым для сгорания топлива, служит кислород воздуха. Значит, с подъемом самолета на высоту, где все сильнее сказывается разрежение воздуха, снижается эффективность работы двигателя. С ракетным двигателем этого не бывает. Все вещества, необходимые для работы этого двигателя, расположены на борту летательного аппарата. Экономичность и тяга ракетного двигателя не меняются в зависимости от скорости полета, а с ростом высоты даже несколько улучшаются. Эти свойства ракетного двигателя и открыли перспективы сверхдальних и сверхскоростных полетов ракет, в том числе в безвоздушное космическое пространство.

Двигателем, который действительно как бы взял человека за руку и вывел в космос, стал жидкостно-реактивный двигатель. Он же надежное «сердце» многих типов боевых ракет. В этих двигателях и окислителем и горючим служат специальные жидкие вещества. По данным иностранной печати, в качестве окислителя могут применяться, например, жидкий кислород, азотная кислота, а в качестве горючего — керосин, спирт, анилин и т. п.

Каждый, кому хотя бы в общих чертах известна работа самолетного турбореактивного двигателя, знает, что в нем есть специальные камеры сгорания, куда поступают воздух из атмосферы и керосин из баков и где происходит сгорание топлива. В жидкостном двигателе и окислитель и горючее подаются из специальных баков с помощью насосов или под действием давления. В камере двигателя они смешиваются и сгорают. Образующиеся при этом газы имеют температуру около 3000°, они расширяются в реактивном сопле и истекают, создавая силу тяги.

Сила тяги жидкостного двигателя получается весьма высокой при его относительно небольшом весе. Но при этом расходуется очень много топлива. Зарубежные специалисты подсчитали, что в двигателе с тягой 100 т ежесекундно (!) в камеру подается почти полтонны топлива. Понятно, что запас топлива на борту ракеты не может быть бесконечным, поэтому обычно ЖРД рассчитываются на сравнительно кратковременную работу. Но и за короткое время они дают ракете такой импульс энергии, что она оказывается в силах преодолевать континентальные и даже межконтинентальные расстояния.