Реферат: Ракетные двигатели твердого топлива
Твердотопливные ракеты — область техники, имеющая многовековую историю.
От простейших примитивных конструкций до современных ракет, имеющих
высокие технические показатели и играющих важную роль
в
системе вооружения современных армии, в авиации, исследовании и освоении космического пространства.
Значительно изменился состав твердотопливных ракет в процессе их развития. Если до второй мировой войны доминантой ракеты, опре-
делявшей ее облик и развитие, являлся твердотопливный двигатель, то в
последующем, с появлением сложных систем управления и пускового обору-
дования, ракета превратилась в сложный технический комплекс, каждая составная часть которого влияет на формирование объекта в
целом.
Существенно расширилась область применения твердотопливных
ракет. В настоящее время существуют ракеты стратегического назначения, противовоздушной, противоракетной, противокосмической и противотанковой обороны, ракеты, используемые в космической технике, и др.
Изменилась и роль науки в развитии ракетной техники. Если на первом этапе она сводилась в основном к разработке отдельных рекомендаций по проектированию образцов, то на втором этапе в полной мере проявилась ее ведущая роль. В настоящее время стало возмож-
но- на строго научной основе проводить выбор схем и конструктивных решений, оптимизацию параметров ракет и проектирование образцов, разработку режимов их испытаний, эксплуатации и применения.
1.РАЗВИТИЕ РАКЕТ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ ДО СЕРЕДИНЫ ХХ в.
РАЗВИТИЕ РАКЕТНОЙ ТЕХНИКИ ДО КОНЦА XIX в.
1.1. О НАЧАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ РАЗВИТИЯ РАКЕТ
Начальный период развития ракетной техники исследован еще недо-
статочно полно и мы до настоящего времени не располагаем достовер-
ными сведениями о том, когда и где впервые стали применяться ра-
кеты.
Хотя во многих работах по истории ракетной техники встречаются
упоминания о том, что ракеты были известны в Китае и Индии задолго до
нашей эры, однако приведенные высказывания не представляются до-
стоверными, тем более, что ни один из ее авторов не сообщает, из
каких источников почерпнуты им эти сведения.
Основанием для такого неверного, на наш взгляд, утверждения яви-
лась, по-видимому, различная трактовка в разные исторические вре-
мена таких терминов, как фейерверки, огненные забавы и т. п., упоми-
нания о которых встречаются в ряде литературных и исторических источ-
ников, где описывались события, имевшие место как до н. э., так и в
первые столетия н. э.
Действительно, к тому времени, когда порох получил сравнитель-
но широкое распространение в Европе, представления о фейерверках
были неразрывно связаны с применением пиротехнических ракет. Одна-
ко вряд ли правильным будет переносить эти представления на более
поздние периоды, предшествовавшие изобретению пороха, и рассматри
вать упоминание таких терминов, как «огненные горы», «огненное дерево
с серебряными искрами», «огненное колесо» и др., как подтвержде-
ние факта применения ракет, тем более, что ни в одном из упомянутых
выше источников нет никаких даже косвенных указаний о применении
именно ракет.
Серьезным недостатком работ, авторы которых утверждают о приме-
нении ракет до изобретения пороха, является также то, что в них возмож-
ность применения ракет рассматривается в отрыве от общей истории
техники и не связывается с состоянием в тот период знаний о взрывча-
тых веществах. Все это значительно снижает ценность приводимых в их
упоминаний о применении ракет до н. э. и не позволяет рассматривать их в качестве достоверных источников.
Большего внимания заслуживают работы, авторы которых при реше
нии вопроса о первом применении ракет основываются на изучении
источников рассматриваемого периода и связывают создание ракет и дру-
гих пиротехнических средств с изобретением пороха.
Порох, состоящий из смеси серы, селитры и угля, стал известен в
Китае примерно в Vll— IXвв. н. э. В IX— Х вв. он уже стал применяться
для военных целей. К этому же времени относятся первые, основан-
ные на документальном материале сведения о зажигательных стре-
лах «хоцзян» нового типа, давшие некоторым историкам основание отно-
сить начало применения ракет в Китае к Х в.
«Огненные стрелы» применялись в Китае задолго до изобрете-
ния пороха, однако древние «хоцзян» отличались от зажигательных стрел
более позднего периода. Первоначально к наконечнику стрелы при-
крепляли различные зажигательные вещества — олеин, моксу, смолу-
либо просто обертывали его холстом, который потом смачивали маслом, и,
воспламенив этот состав, запускали стрелу из лука. Позднее (после изоб-
ретения пороха) к наконечнику стрелы вместо олеина или смолы стали
привязывать мешочек с порохом.
Как указывается в ряде китайских источников, в 969 — 970 гг. н. э. Юе
И-фан и Фэн И-шень приготовили для императорских войск зажигательные стрелы, представлявшие собой обычную стрелу, к древку кото-
рой прикреплялась трубка, наполненная составом, аналогичным поро-
ховому.
Мнение о том, что китайские зажигательные стрелы «хоцзян» рассматриваемого периода представляли собой примитивные реактивные
устройства, получило довольно широкое распространение в историко-
научной литературе. В европейской литературе оно было впервые выска-
зано, по-видимому, французскими миссионерами в Пекине4, записки кото-.
рых, посвященные истории наук, ремесел, нравов и обычаев Китая,' опуб.
ликование в конце XVIIIв., получили широкую известность и были
переведены на ряд европейских языков, в том числе и на русский.".
Затем эта точка зрения повторялась во многих работах по истории ра-
кетной техники и долгое время не подвергалась критическому рас-
смотрению. Однако вопрос о том, являлись ли китайские зажигательные
стрелы «хоцзян» этого периода простейшими реактивными снарядами, не является настолько ясным и простым, как это представляется на первый взгляд. К древку стрел действительно прикреплялась трубка с поровым составом, который поджигался при пуске стрелы. Но чтобы установить, являлись лн «хоцзян» этого периода реактивными снарядами, необходимо выявить, предназначались ли указанные трубки с пороховым составом для создания дополнительной тяги.
Описание китайских зажигательных стрел, приведенное в ряде книг, не
позволяет, однако, ответить на этот вопрос утвердительно. Более того,
оно дает основание предполагать, что прикрепляемые к стрелке труб-
ки с медленно горящим пороховым составом служили лишь для поддержания огня при быстром полете и не давали никакого или почти никакого реактивного эффекта,
В самом деле, судя по описаниям, трубки, прикрепляемые к
древку стрелы, до отказа заполнялись пороховым составом и не имели
ни сопловой части, ни углубления, получившего впоследствии название ракетной пустоты. А как показали более поздние опыты, в частности исследования К. И. Константинова проведенные в середине 19 в., при сгорании плотно набитого порохового состава, не содержавшего никакого углубления, тяга практически равнялась нулю.
На это обратил внимание еще Н. Ф. Эгерштром. Не ставя под сомнение приводимый французскими миссионерами факт применения китайцами -называл в 969 г. зажигательных стрел (которые он вслед за автора ми книг ракетами), он указывал, что в этом случае пороховые газы не использовались для приведения стрелы в движение.
«Когда это копье или стрелу хотели употребить в дело,— писал он в
своей небольшой работе, посвященной изобретению пороха и огнестрельного оружия,— то зажигали состав в трубке, бросали стрелу или
копье с помощью лука и оставалось очень довольны, когда зажигательные состав не гаснул при быстром полете. Уже гораздо позднее при-
думалн делать в ракетном составе пустоту и пользоваться давлением
газов, развивающимся в пустоте при горении состава, для метания ракеты.
В ракете же 969 года была особенно ценима способность ее состава не
гаснуть в полете>.'
Нетрудно видеть, что здесь мы сталкиваемся с нескольким применением термина «ракета». Это ставит под сомнение правильность «хоцзян» рассматриваемого периода к классу реактивных аппаратов и тем самым начать
отсчет применения ракет в Китае с середины Х в.
Высказанное предположение о том, что начало применения ракет в
Китае относится к более позднему времени, в последние годы получило
подтверждение в ряде работ по истории науки и техники, Так,
щенной специальному рассмотрению истории изобретения пороха и
огнестрельного оружия в Китае на основании изучения китайских источников, высказывается мнение, что первые пороховые заряды-ракеты появились у китайцев лишь в 1161 г. н. э., а фейерверки стали устраиваться
только в 1163—1189 г . — гг., т. е. более чем через 200 лет после первых случаев боевого применения пороха'. Один из примеров применения бое-
вых ракет в Китае показан на рис. 1,1.
Еще более поздний срок называет немецкий (с середины 30-х годов
переехавший в США) историк ракетной техники Вилли Лей (1906 — 1969),
который относит начало применения пакет в Китае к 1232 г., т. е. к
периоду обороны Пекина от монголов, '
Необходимо указать, что и в китайских работах по истории поро-
ха и огнестрельного оружия мы встречаем довольно противоречивые вы-
сказывания о том, что представляли собой «хоцзян», применявшиеся в Х в.
Некоторые авторы" утверждают, что полет «хоцзян» осуществлялся
благодаря движущей силе пороховых газов, и относят их к ракетам, не на-
зывая, однако, источников, из которых взяты эти сведения.
Bдругих работах «хоцзян» этого периода относят к типу огненных
стрел, в которых порох использовался лишь в качестве зажига-
тельного состава. Так, например, Цянь Вэй-чжан в книге «Научные откры-
тия в истории нашей родины» пишет: «Согласно сведениям, содержащимся в «У-цзин-Цзун-яо» (1040 г.), в «хоцзян» ого времени исполь-
зовали медленно горящий порох, заряд которого привязывали к наконеч-
нику стрелы; выпускали «хоцзян» из лука»." Об этом же говорит Фэи
Цзя-шэн в статье «Происхождение пороха н его проникновение в
Европу»."
В другой своей работе, посвященной истории изобретения пороха,
Фэн Цзя-шэн указывает, что в 1161 г. китайцы применили против чжур-
чженей, пытавшихся форсировать реку Янцзы, снаряды, которые разры-
вались с громоподобным грохотом н выбрасывали облако распыленной
извести. «Так появляются пороховые заряды в бумажной оболочке,
которые стали прообразом фейерверочных ракет будущего»."
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--