Почему движется ракета?
Вклад, который внес в обоснование возможности космических полетов наш соотечественник К. Э. Циолковский, неоспорим и признан во всем мире. Живя в тихой и провинциальной Калуге, скромный учитель смог облечь свои мечты в конкретные формулы, на которые затем опирались все, кто хотел реализовать полет в космос. Циолковского поэтому называют основоположником теор -тической космонавтики. Но на склоне лет ему удалось застать начало практического воплощения своих надежд.
В двадцатые — тридцатые годы и в нашей стране, и в других развитых государствах стали активно строить ракеты. Они, используя реактивную тягу, взлетали поначалу на небольшие высоты, но вскоре стали соперничать со стратостатами. То есть соревнование шло пока лишь в подъеме на все большие уровни по вертикали.
В начале сороковых годов, когда вовсю гремела вторая мировая война, ракеты приняли на вооружение. У нас это были установки реактивного огня — «Катюши», а в гитлеровской Германии — ФАУ-2, которыми фашисты обстреливали Англию.
Дальнобойность, продемонстрированная ракетным оружием, говорила о том, что при последующем росте мощности двигателей можно попытаться выйти уже на околоземные орбиты.
В обстановке глубокой секретности (дело-то было связано с обороной!) шла работа над космическими устройствами. И прошло поразительно мало времени с начала постройки первых, еще во многом несовершенных, часто взрывавшихся ракет до того, как человек сумел вырваться в космос, то есть достичь скорости около 8 километров в секунду!
А все это стало летать благодаря тому, что люди смогли «впрячь» в новую технику хорошо «обкатанный» авиацией реактивный принцип. Однако, в отличие от самолетов, поддерживаемых во время движения воздухом, ракете в безвоздушном пространстве не на что опираться и не от чего отталкиваться, кроме как от выбрасываемых из нее продуктов сгорания топлива.
Еще задача. Топливо без кислорода гореть не может. А где его взять в космосе? Остается везти с собой, в сжатом виде. Ракета становится тяжелее, и чтобы оторвать от Земли и разогнать большой вес, нужна такая тяга, какую могут обеспечить лишь реактивные установки. Их на сегодня придумано немало: на твердом, жидком, ядерном топливе. Есть гибридные схемы, есть такие, что должны работать на солнечной энергии.
И даже если мы захотим двигаться к другим планетам, а может, и дальше — к звездам, то долго еще будет работать реактивный принцип.
Слово «пароход» сегодня уже устарело, хотя пар на водном транспорте работать не перестал. На смену поршневым паровым машинам пришла паровая турбина. Она трудится и на огромных океанских лайнерах, и на подводных лодках. Эти суда напоминают плавучие электростанции. На них либо сжигают топливо, либо получают тепло в ядерных реакторах. И там, и там выделенная энергия идет…
Знаете ли вы, что один реактивный пассажирский самолет, пересекая Атлантический океан, сжигает свыше 35 тонн кислорода? Такого его количества хватило бы для дыхания 150 человек в течение года. А самолетов — тысячи и тысячи. Вот и подумайте, во сколько нам обходятся победы над временем и пространством, которые обеспечивает современная техника. Но поскольку люди не собираются…
Слова «плавно» и «плавать» близки по звучанию. Изящное скольжение по водной поверхности создает иллюзию легкого, без противодействия хода. Однако малые усилия двигателей требуются лишь при старте, когда вода практически не оказывает сопротивления. Но с увеличением скорости увеличивается и сопротивление воды. Вода почти в тысячу раз плотнее воздуха. От нее удобно отталкиваться, но она же и…
… Ведь Ньютона открытие разбило Неведенья мучительное зло. Дорогу к новым звездам проложило И новый выход страждущим дало. Уж скоро мы, природы властелины, И на Луну пошлем свои машины. Дж. Байрон Пожалуй, вырваться за пределы земного тяготения было настолько дерзновенным устремлением человечества, что долгие столетия об этом мечтали лишь поэты и писатели-фантасты. Даже во второй…
А поезда все нет, пора б ему прийти! Вот раздался свисток, дым по дороге взвился… И, тяжело дыша, как бы устав в пути. Железный паровоз пред ним остановился. А. Апухтин Приятно, конечно, не торопясь передвигаться по речной или морской глади — сама вода словно смазка. Да ведь до воды еще добраться надо, а как нелегко…
Первый искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 года. Не прошло и четырех лет, как в космосе побывал первый человек — Ю. А. Гагарин. Чтобы осуществить эти и последующие запуски, потребовались огромные силы: работали целые отрасли промышленности, многие научно-исследовательские институты и конструкторские бюро. Подумайте, сколько новых технических задач нужно было решить. Из чего делать…
Изобретателям паровоза пришлось столкнуться сразу со многими необычными проблемами. Первая: вместо того чтобы уменьшить сопротивление движению, трение колеса о рельс следовало увеличить, иначе — пробуксовка! Получалось, что паровоз легким быть не мог. Увеличение же его веса вело к давлению на рельсы и, через них, на почву. Еще проблема: уже при малых подъемах пути тяга паровоза…
Полеты в космос требуют огромных затрат. Некоторые проекты невозможно осуществить в одиночку даже таким крупным странам, как Россия или США. Более того, выходы на орбиту приносят и прямой ущерб — падают на Землю отработавшие ступени ракет, выводятся из хозяйственного пользования прилегающие к космодромам громадные территории, да и в самом космосе накапливается мусор, состоящий из деталей…
Долгое время у паровоза не было конкурентов. Однако требовалось перевозить все больше грузов и пассажиров со все большей скоростью. А паровая машина, приводившая в движение поезда, была отнюдь не самым совершенным двигателем. Много чего изобрели инженеры и конструкторы для повышения эффективности паровой тяги. Знаете ли вы, к примеру, как работает скороварка? Благодаря герметичной крышке температура…
«Человечество не останется вечно на Земле… — писал К. Э. Циолковский. — … Очень важно иметь ракетные корабли, ибо они помогут человечеству расселиться по мировому пространству». Вот куда были нацелены мысли основоположника космонавтики! И сегодня существует много энтузиастов и сторонников космических путешествий. Созданы Всемирный фонд космических исследований, Общество межзвездного движения. Их члены не только проектируют…