Și rachete Cyclone-4 fabricate în Ucraina. Articolul discută strategia de lansare a unui vehicul de lansare dintr-o aeronavă și oferă calculele și graficele necesare.
Relevanța articolului constă în tipul propus de lansare a unui vehicul de lansare dintr-o aeronavă, care prevede o combinație a două abordări diferite a lansa un vehicul de lansare dintr-o aeronavă. Pentru prima parte a traiectoriei, racheta zboară ca un avion. Racheta depășește a doua parte a traiectoriei cu ajutorul unei parașute de frânare și datorită acesteia este adusă în poziția necesară lansării.
Studiul a folosit tehnica de construire a unui model matematic în mediul de programare Delphi-7 în Pascal. Autorul a construit primul model matematic al zborului unui vehicul de lansare cu aripă după separarea acestuia de aeronavă. Al doilea model matematic a fost creat pentru a descrie zborul vehiculului de lansare după tragerea de pe suprafețele de sprijin și frânarea cu o întoarcere în poziția necesară pentru lansarea ulterioară.
Cuvinte cheie: lansare aeriană, vehicul de lansare, model matematic, suprafețe de ridicare, parașută de frânare, aripă ovală, avion.
Istoria aviației mondiale este strâns legată de țara noastră. În 1910 al secolului trecut, inginerul Alexander Kudashev la Kiev a construit primul avion capabil să efectueze efectiv un zbor controlat (când pilotul controlează aeronava folosind volanul).
Tot la Kiev, celebrul Igor Ivanovici Sikorsky și-a început cariera de aviație. Nu mai puțin decât celebrul Oleg Konstantinovici Antonov, care a creat cele mai mari avioane de transport din lume An-124 și An-225, care sunt cunoscute cu mult dincolo de granițele URSS, a lucrat de asemenea în Ucraina de mulți ani și a creat cel mai dezvoltat și modern complex tehnic și științific de aviație care poartă numele său - Întreprinderea de Stat numită după O.K.Antonov.
Țara noastră este, de asemenea, o putere spațială, deoarece în țara noastră operează astfel de giganți ai industriei spațiale precum Yuzhnoye Design Bureau și Yuzhmash, care sunt implicați nu numai în producția de vehicule de lansare și sateliți, dar le produc și la o fabrică în serie. Datorită unor astfel de întreprinderi, Ucraina participă la multe proiecte internaționale, cum ar fi proiectul unui nou tip de motoare Vega (sub auspiciile Agenției Spațiale Europene), Lansarea pe mare (lansarea unui vehicul de lansare de pe o platformă offshore în Oceanul Pacific), unde racheta ucraineană Zenit - 3SL este folosită ca principal transportator de sateliți, procesând rachete balistice intercontinentale Dnepr pentru a lansa mici sateliți; proiectul Cyclone-4 împreună cu agenția spațială braziliană pentru lansări de pe locul de lansare Alcantara și multe alte proiecte.
Acest articol propune proiect nou numită „Lansare aeriană”. Proiectul prevede lansarea vehiculului de lansare Cyclone-4 de pe aeronava An-225 Mriya.
Componenta economică a proiectului
Ideea însăși de a lansa un vehicul de lansare dintr-o aeronavă nu este nouă, deoarece în secolul al XX-lea, în țări precum Uniunea Sovietică și Statele Unite ale Americii, oamenii de știință au dezvoltat proiecte bazate pe diverse avioane, dar din cauza numeroaselor riscuri. factori, niciunul dintre proiecte nu a fost implementat. Cu toate acestea, ideea de a construi un port spațial mobil a fost implementată în proiect international„Lansare pe mare”. Aceasta este o platformă de producție de petrol offshore convertită, care se află în apele neutre ale Oceanului Pacific și are capacitatea de a se deplasa pentru a fi cât mai aproape de ecuator în timpul lansării vehiculului de lansare, deoarece fiecare grad de abatere de la ecuator duce la o creștere a vitezei cu 100 m / s , ceea ce afectează negativ capacitățile energetice ale vehiculului de lansare.
Datorită acestui transport al vehiculului de lansare, economiile la lansarea vehiculului de lansare dintr-o aeronavă sunt de aproximativ 2-2,5 milioane de dolari.
Strategia de lansare
Lansare aeriană - o modalitate de a lansa rachete sau avioane de la o înălțime de câțiva kilometri, unde este livrat vehiculul de lansare. Vehiculul de livrare este cel mai adesea o altă aeronavă, dar poate fi folosit și un balon sau un dirijabil.
De la Air Launch, mențiune specială trebuie făcută pentru „Air Launch to Orbit”. Lansarea aeriană pe orbită este o metodă de lansare a vehiculelor de lansare și/sau nave spațiale ridicat în aer de la aeronavele cu reacție de decolare orizontală, atât subsonice, cât și supersonice. Când această metodă este folosită pentru lansarea pe orbită, are avantaje extraordinare față de rachetele tradiționale de lansare verticală, inclusiv masa redusă, contraforța și costul rachetei.
La sol, un vehicul de lansare cu suprafețe de ridicare atașate este încărcat pe aeronavă folosind un mecanism special de ridicare (similar ca design cu platforma de ridicare pentru nava orbitală Buran, care a fost folosită pentru a ridica încărcătura (Buran) la o înălțime de 25 metri, coborându-l cu macarale la înălțimea necesară încărcării și atașării navei de aeronavă). Există scheme ale unor astfel de dispozitive, ceea ce facilitează implementarea acestei dezvoltări.
După aceste operațiuni, aeronava decolează și se îndreaptă spre zona de lansare. La limita zonei de lansare, aeronava trebuie să urce până la 10.000 m și să atingă viteza necesară (calculată) (860 km/h). Când se ating astfel de indicatoare de zbor, aeronava trece la un sistem de control automat și este adusă la un unghi de înclinare de 10 grade. În acest moment, sistemul automat eliberează încuietorile care țin vehiculul de lansare de pe aeronavă. Următorul pas va fi plecarea booster-ului și manevra aeronavei. Aeronava efectuează o manevră de coborâre evazivă în timp ce propulsorul efectuează o manevră de cocoașă. Manevra vehiculului de lansare este descrisă mai jos. Ar trebui să vă referiți la manevra aeronavei după ce racheta este trasă, aeronava începe să frâneze și să coboare cu o rostogolire simultană în lateral (partea stângă sau dreaptă a ruliului depinde de direcția vântului în momentul lansării vehiculului). este tras din avion). Racheta, după ce atinge înălțimea maximă a manevrei, începe să coboare și să câștige viteză. Aeronava care pleacă de pe traiectoria rachetei se întoarce pe aerodrom. Racheta cu ajutorul comenzilor (elerone, elevatoare, cârmă) este stabilizată și aderă la o traiectorie dată. După atingerea înălțimii, când racheta va avea un unghi de înclinare mic (după calcul - 9360m), se trag suprafețele de ridicare și se eliberează parașuta de frânare. După ce parașuta de frânare este deschisă, viteza rachetei purtătoare continuă să scadă, iar racheta se întoarce pentru a o aduce într-o poziție verticală față de centrul de greutate. După efectuarea unor astfel de acțiuni, boosterul lansează motoarele principale ale primei etape, trage parașuta de frânare și începe să zboare în modul normal.
Evoluții și strategii similare lansare aeriana
Autorul a luat în considerare doar analogi care au lansat rachete cu o greutate de cel puțin 15 tone, deoarece tocmai astfel de vehicule de lansare au caracteristicile energetice necesare pentru uz comercial. În anii 1960 și mai târziu în Statele Unite, au fost create astfel de avioane experimentale-rachetă lansate de pe avioane de transport, inclusiv prima aeronavă hipersonică - avionul spațial suborbital North American X -15, de asemenea Bell X -1, Lockheed D - 21 Boeing X - 43 și altele. Sisteme similare (dar nu suborbitale) au fost și în Franța (Leduc) și în alte țări. Lansarea aeriană a fost folosită pentru a testa avionul spațial Enterprise în programul pe scară largă al sistemului de transport spațial reutilizabil al navetei spațiale. Primul dintre modelele detaliate AKC lansate în aer a fost sistemul Spiral nerealizat din anii 1960-1970 dintr-o aeronavă hipersonică, un vehicul de lansare și o aeronavă orbitală. Lansarea aeriană a fost folosită pentru a zbura o aeronava subsonică omologul aeronavei sale orbitale.
Proiecte americane: în Statele Unite, sistemul a fost implementat de mult timp Pegasus (RN) / L-1011 (avion). Dezvoltat de Orbital Sciences Corporation. Lansarea se realizează cu ajutorul unei aeronave L-1011 de la Lockheed Corporation, special echipată pentru aceasta. Separarea rachetei de aeronava de transport are loc la o altitudine de 12 km. Masa transportatorului - 18500 kg (Pegasus), 23130 kg (Pegasus XL) Masa încărcăturii utile lansate pe orbita terestră joasă de către purtătorul Pegasus este de până la 443 kg. Costul lansării (pentru 1994) - 11 milioane de dolari SUA. Din 1990 până în 2008, doar 40 de lansări ale portavionului Pegasus au fost efectuate odată cu lansarea pe orbită sateliți artificiali, dintre care 3 lansări au fost nereușite. Se dezvoltă un alt sistem și există alte proiecte ACN.
Avion Lockheed-1011 și vehicul de lansare Pegasus
Proiecte ruso-ucrainene: în Rusia, au fost propuse proiectele detaliate dezvoltate AKS BAKS și „Air Launch”. În primul proiect, un avion spațial cu combustibil extern este lansat de pe o aeronavă supergrea An-225 (325) „Mechta”. Elementul principal al celui de-al doilea proiect este o aeronavă grea special convertită An-124-100Vse „Ruslan”, de la care, la o altitudine de aproximativ 10 km, conform biroului de proiectare dezvoltat de Centrul de Stat de Rachete „KB im. Tehnologia Makeev, se realizează așa-numita lansare „mortar” a unui vehicul de lansare, care livrează o sarcină utilă pe orbita calculată. Există, de asemenea, proiecte „Burlak” și altele, în care un vehicul de lansare cu sateliți este lansat de la diferite avioane de transport Tu-160, An-124, Tu-22M.
Proiecte ucrainene: în Ucraina, folosind aeronava de transport An-225, au fost dezvoltate proiectele AKS „Svityaz” (RN Zenit) ale ARC „Orel” și „Lybid” (avion spațial înaripat). Aeronava de transport An-225-100 este dezvoltată de ASTC Oleg Antonov și este o modificare a aeronavei de bază An-225 Mriya. Pe aeronavă sunt instalate echipamente speciale pentru montarea vehiculului de lansare deasupra fuselajului, în interiorul cabinelor presurizate sunt amplasate echipamentele de lansare de la bord și operatorii necesari lansării vehiculului de lansare. Vehiculul de lansare „Svityaz” este creat pe baza componentelor, ansamblurilor și sistemelor vehiculului de lansare „Zenith”. Este construit după o schemă în trei etape. Utilizează componente de combustibil netoxice - oxigen lichid și kerosen. La lansarea navelor spațiale pe orbită geostaționară, racheta purtătoare este echipată cu o etapă de apogeu cu propulsor solid.
AKRK „Orel” este un complex aerospațial în două etape. Ca primă etapă a unui astfel de complex, va exista o aeronavă de transport dezvoltată de Complexul științific și tehnic al aviației din Kiev, numit astfel. O. K. Antonova An - 124 („Ruslan”). A doua etapă va fi un vehicul de lansare cu sarcină utilă dezvoltat de biroul de proiectare Dnepropetrovsk Yuzhnoye, care urmează să fie lansat de pe fuselajul aeronavei de transport.
În primele etape ale creării AKRK ucrainene „Orel” va exista o navă spațială de unică folosință. În viitor, mai multe nave spațiale vor fi, de asemenea, lansate în spațiu și returnate pe Pământ. Spre deosebire de „Shuttle” și „Buran”, lansarea rachetei de transport va fi efectuată nu din suspensia externă a aeronavei de transport, ci din mijlocul acesteia, adică din fuselaj. Lumea nu a avut încă astfel de soluții științifice și tehnice. O astfel de schemă pentru lansarea unei sarcini utile pe orbita joasă a Pământului are o serie de avantaje incontestabile. Acesta este designul aerodinamic îmbunătățit al AKRK în ansamblu, siguranță mai mare a separării celei de-a doua etape sub forma unui vehicul de lansare, indicatori tehnici și economici mai optimi, secret mai mare al AKRK care efectuează sarcini cu dublă utilizare (ambele pur științifice și comerciale și speciale, în scopuri militare).
Proiect kazah-rus: Kazahstanul propune proiectul AKS „Ishim” (MiG-31 + PH). Proiectele AKS cu lansare aeriană de avioane spațiale au fost create în Germania (Zenger -2), Japonia (ASSTS), China (prototipul Shenlong și AKS din următoarea generație), etc. Avioanele spațiale suborbitale private SpaceShipOne, SpaceShipTwo, M -55 sunt lansate cu ajutor de lansare aeriană și alte proiecte similare. Lansarea aeriană dintr-un balon al unei rachete suborbitale cu echipaj este prevăzută în proiectul românesc Stabilo ARCASPACE.
Principalul concurent al strategiei de lansare propusă în lucrare este cel rusesc, folosind aeronava An-124-100Vse, deoarece analogul american are o sarcină utilă de 10 ori mai mică. Principalul factor care împiedică implementarea și utilizarea comercială a strategiei rusești de lansare este lipsa tragerii „de mortar” a rachetelor dintr-o aeronavă. Acum, specialiștii ruși lucrează pentru a elimina această problemă. Primele lansări sunt programate pentru 2015.
Amplasarea vehiculului de lansare în aeronava An-124 Ruslan.
Avion de transport universal greu An - 225 "Mriya"
Dezvoltarea unei aeronave concepute pentru a muta elemente de dimensiuni mari ale sistemelor spațiale (inclusiv nava spațială Energia-Buran) a început în 1985. Primul zbor al aeronavei An-225, construit la Uzina de Aviație din Kiev, a avut loc pe 21 decembrie 1988, iar pe 13 mai 1989, An-225 transportase deja Buranul de la Jukovski la cosmodromul Baikonur. Pe această aeronavă au fost stabilite 106 recorduri mondiale.
proiectarea aeronavei
Fuzelaj. Are două punți: deasupra se află o cabină pentru echipaj și o cabină pentru personalul însoțitor, camere de facilități (bucătărie, dulap, toaletă), iar dedesubt este o cabină de marfă. Poate găzdui încărcături cu o greutate de până la 250 de tone. Pentru a asigura încărcarea și descărcarea, se utilizează o trapă frontală pentru marfă și o rampă.
Aripă. Aripa este realizată din panouri presate lungi (până la 30 de metri). Panourile sunt interconectate cu un dispozitiv de fixare din titan, care asigură etanșeitate și un nivel ridicat de rezistență.
Penajul aeronavei. Cu două chile. Stabilizatorul are o deschidere de 30 de metri, are cheson, este realizat din panouri presate și plăci laminate din aliaje de aluminiu. Liftul are șase secțiuni, câte trei de la fiecare consolă. Lift - din două secțiuni pe fiecare chilă.
Şasiu. Constă dintr-un tren de aterizare principal cu două stâlpi față și paisprezece stâlpi. Toate rafturile au capacitatea de a separa eliberarea pentru a evita aterizarea fără tren de aterizare. De asemenea, pe șasiu este instalat un sistem de control al masei și centrarii. Frânele sunt din carbon.
Motoare. Aeronava An-225 este echipată cu motoare D-18T (tracțiunea de pornire a unui motor este de 23,06 tone). Motor turboventilator cu trei arbori cu un consum de combustibil de 0,57 kg kg de tracțiune pe an în modul de croazieră.
Sisteme. Toate sistemele de aeronave sunt foarte automatizate și necesită o atenție minimă a echipajului în timpul zborului. Performanța lor este susținută de 34 de computere de bord. Complexele de zbor-navigație și radio-tehnică asigură controlul aeronavei în mod automat și manual în toate etapele zborului, precum și procesarea și emiterea tuturor informațiilor necesare de zbor și navigație către sistemele de bord ale aeronavei și către lumini. indicatoare în cockpit. Sistemul de control include un sistem de control electro-hidraulic al cârmei cu redundanță cvadruplă și un sistem de control fly-by-wire pentru mecanizarea aripii cu redundanță dublă. Complexul hidraulic este format din patru sisteme hidraulice principale și două de rezervă care asigură funcționarea suprafețelor de direcție, mecanizarea aripilor, ridicarea și eliberarea trenului de aterizare, deschiderea și închiderea trapelor și ușilor.
Ideea lansării unei nave spațiale de la un transportator aerian este propusă în mod regulat ca o modalitate de a facilita radical accesul umanității în spațiu. Cu toate acestea, doar un vehicul de lansare folosește acest principiu. Despre ce este benefic și ce dificultăți creează lansarea aeriană, această postare.
Un pic de istorie
avioane rachete
Lansarea aeriană a fost folosită cu mare succes în Statele Unite după război pentru a studia zborul viteze mariși înălțimi. Bell X-1, pe care viteza sunetului a fost depășită pentru prima dată în lume, a fost lansat dintr-o suspensie pe un bombardier B-29:
Decizia a fost foarte logică - utilizarea motoarelor de rachetă a însemnat o cantitate mică de combustibil, care nu ar fi suficientă pentru o lansare completă de la sol. A fost dezvoltat modelul X-1 - X-1A a trecut granița Mach 2 și a investigat comportamentul aeronavei la altitudini mari (până la 27 km). Modificările X-1B,C,D,E au fost folosite pentru cercetări ulterioare.
Următorul mare pas înainte a fost avionul rachetă X-15. De asemenea, a lansat de pe un transportator aerian - un bombardier B-52:
Motorul puternic a dezvoltat o tracțiune de 250 de kilonewtoni (71% din forța motorului rachetei Redstone), putea atinge o viteză de 7000 km/h și o altitudine de 80 km. S-ar părea că Statele Unite au două drumuri către spațiu - unul rapid și „murdar” pe capsulele Mercur, rachetele Redstone și Atlas și unul mai lung, dar mult mai frumos pe X-15, X-20 și ulterioare. proiecte. Cu toate acestea, programul „aeronave” a fost în umbra zborurilor spațiale și, în ciuda obiectivelor atinse cu succes, nu a primit o dezvoltare atât de strălucitoare precum linia „Mercur” - „Gemeni” - „Apollo”.
Neil Armstrong. A zburat cu X-15, dar a părăsit proiectul la timp.
rachete balistice
O abordare alternativă a fost dezvoltarea rachetelor balistice lansate din aer. La sfârșitul anilor cincizeci, când rachetele balistice necesitau câteva ore pentru a se pregăti pentru lansare, au pierdut în fața bombardierelor strategice în flexibilitate și timp de reacție în alertă. Bombarderii puteau zăbovi ore întregi la granițele țării inamicului și, după comandă, puteau lovi în decurs de zeci de minute, sau puteau, de asemenea, să fie retrași rapid. Iar rachetele balistice aveau avantajul critic de a fi ininterceptabile. A apărut ideea de a combina avantajele celor două sisteme - dezvoltarea unei rachete balistice pentru un bombardier strategic. Așa a luat naștere proiectul GAM-87 Skybolt:
Primele lansări de test au început în 1961, prima lansare complet reușită pe 19 decembrie 1962. Cu toate acestea, până la acest moment, Marina primea rachete balistice pentru submarinele Polaris, care puteau „rătăci” sub apă luni de zile. Forțele aeriene americane dezvoltau racheta cu propulsie solidă Minuteman, a cărei performanță era comparabilă cu cea a Skybolt, dar racheta era în mină, gata de lansare, ceea ce era mult mai convenabil. Proiectul a fost închis.
Pe 24 octombrie 1974, o rachetă Minuteman III a fost aruncată din magazia unui transport C-5 ca experiment:
Testul a avut succes, dar armata nu a văzut nevoia unui astfel de sistem, iar proiectul a fost închis. În URSS, a existat un proiect notabil, dar extrem de interesant:
Sistemul unei aeronave hipersonice și a unei aeronave orbitale trebuia să înceapă de pe pistă, să câștige altitudine până la 30 km și să viteze până la 6M (6700 km/h). Apoi, planul orbital, împreună cu treapta superioară a perechii de combustibil fluor/hidrogen, a fost deconectat și accelerat de la sine până a ajuns pe orbită. Proiectul a fost început în 1964 și închis oficial în 1969 (deși avionul orbital a fost testat „în subteran” ca un test al viitoarelor tehnologii Buran). Cel mai trist lucru este (din anumite motive - mai multe despre asta mai jos) că aeronava de rapel nu a fost construită și testată.
Recomand pe site-ul Buran.ru.
Modernitatea
În prezent, există un vehicul de lansare aeriană, două proiecte implementate de avioane de lansare suborbitală și modele pentru testarea motoarelor hipersonice. Să le luăm în considerare mai detaliat:PH Pegasus
Prima lansare - 1990, 42 de lansări în total, 3 eșecuri, 2 succese parțiale (orbita puțin mai scăzută), 443 kg pe orbita joasă. O aeronavă de pasageri modificată L-1011 este utilizată ca transportator aerian. Separarea de transportator se efectuează la o altitudine de 12 kilometri și o viteză de cel mult 0,95 M (1000 km / h).
SpaceShipOne
Aeronavă suborbitală de lansare aeriană. A fost dezvoltat pentru participarea la concursul Ansari X-Prize, a efectuat 17 zboruri în 2003-2004, dintre care ultimele trei au fost zboruri spațiale suborbitale până la o altitudine de aproximativ 100 km. În ciuda promisiunilor optimiste „În următorii 5 ani, aproximativ 3.000 de oameni vor putea zbura în spațiu” proiectul a fost de fapt oprit după câștigarea X-Prize, iar timp de zece ani niciun turist spațial nu a zburat pe traiectorii suborbitale.
SpaceShipTwo
Aeronavă suborbitală de lansare aeriană. Acesta a fost în curs de dezvoltare de zece ani pentru a înlocui SpaceShipOne. În curs de efectuare a zborurilor de testare, altitudinea maximă atinsă în februarie 2014 este de 23 km.
X-43, X-51
Vehicule fără pilot pentru testarea motoarelor hipersonice.
X-43 a fost dezvoltat inițial ca un model la scară al viitorului avion spațial X-30. A făcut trei zboruri. Prima din iunie 2001 s-a încheiat cu eșec din cauza erorilor de calcul, ceea ce a dus la pierderea stabilizării etapei superioare. Al doilea, în martie 2004, a avut succes, atingând o viteză de 6,83M. Al treilea zbor a avut loc în noiembrie 2004, viteza de 9,6M a fost atinsă timp de 12 secunde.
X-51 a fost proiectat pentru zboruri mai lente (~5M) dar mai lungi. El a efectuat patru zboruri - unul relativ de succes în mai 2010 (200 din cele 300 de secunde planificate la 5M), două nereușite și unul complet de succes (210 secunde la 5M, așa cum era planificat) în mai 2013.
Proiecte nerealizate
Există și proiecte nerealizate: MAKS, HOTOL, Burlak, Vehra, AKS Tupolev-Antonov, „Flight”, Stratolaunch,.Calcule de rentabilitate a lansării aeriene
Vehiculul de lansare Pegasus ne oferă o oportunitate foarte convenabilă de a determina profitabilitatea unei lansări aeriene. Faptul este că vehiculul de lansare Minotaur I are a doua și a treia etapă a lui Pegasus ca a treia și a patra etapă, afișează aceeași sarcină utilă, dar pornește de la sol. Comparația maselor pare să fie vizibilă în favoarea lui Pegasus - o rachetă lansată aerian cântărește 23 de tone, iar o rachetă lansată la sol cântărește 36 de tone. Cu toate acestea, pentru a compara pe deplin aceste vehicule de lansare, este necesar să se calculeze marja vitezei caracteristice furnizată de etapele rachetei. Pe materialul Encyclopedia Astronautica (date pentru Pegasus-XL, date pentru Minotaur I), au fost calculate marjele vitezei caracteristice a pașilor pentru aceeași sarcină utilă:
Document cu calcule în Google Docs
Rezultatul s-a dovedit a fi foarte curios - datorită lansării aeriene, se salvează 12,6 la sută din viteza caracteristică. Pe de o parte, acesta este un beneficiu destul de semnificativ. Pe de altă parte, acest lucru nu este mult pentru a provoca creșterea explozivă a sistemelor de lansare aeriană.
Atenție la comparația ipotetică cu „Spiral”. Dacă Pegasus s-ar afla pe aeronava Spiral booster, atunci separarea ar avea loc la o viteză de ~1800 m/s și o altitudine de 30 km, ceea ce ar economisi cel puțin 2000 m/s din viteza caracteristică. După același principiu, există o comparație cu „Minotaurul”. Observați cât de mult a crescut beneficiul. Aceasta implică concluzia că beneficiul unei lansări aeriene este cel mai determinat de transportator - cu cât viteza și înălțimea de separare sunt mai mari, cu atât beneficiul este mai mare.
Discuție generală despre avantajele și dezavantajele lansării aeriene
Avantaje
Reducerea pierderii gravitaționale. Cu cât viteza inițială este mai mare, cu atât unghiul inițial de pas al rachetei este mai mic. Pierderea gravitațională este calculată ca o integrală a funcției unghiului de pas, astfel încât cu cât este mai mică înclinarea la orizont, cu atât pierderea este mai mică.
Graficul model al unghiului de pas. Aria trapezului curbiliniu (umbrite în roșu) - pierderi gravitaționale.
Reducerea pierderilor de rezistență. Presiunea scade exponențial odată cu înălțimea: 
La o altitudine de 12 km, de unde începe Pegasus, presiunea este de aproximativ 5 ori mai mică decât la nivelul mării (~ 200 milibari). La o altitudine de 30 km - deja de o sută de ori mai puțin (~ 10 milibari).
Pierderi de contrapresiune reduse. Un motor de rachetă funcționează mai eficient în vid, unde nu există presiune externă pentru a preveni expansiunea și ejectarea propulsorului. SI al unui singur motor la suprafață este mai mic decât în vid, așa că pornirea într-o atmosferă rarefiată va reduce pierderile de contrapresiune.
Motorul cu reactie are un impuls specific mai mare. Deoarece oxidantul este luat „liber” din aerul înconjurător, nu trebuie să fie transportat cu dvs., ceea ce crește impulsul specific al sistemului în detrimentul aeronavei de transport.
Abilitatea de a utiliza infrastructura existentă. Sistemul de lansare aeriană poate folosi aerodromurile existente fără a fi nevoie de facilități de lansare. Dar sistemele de pregătire a lansării (complex de asamblare și testare, depozite de componente de combustibil, clădiri de control al zborului) mai trebuie construite.
Abilitatea de a începe de la latitudinea dorită. Dacă aeronava de transport are o rază de acțiune semnificativă, puteți începe de la o latitudine mai mică pentru a crește sarcina utilă sau puteți trece la latitudinea dorită pentru a crea înclinația orbitală dorită.
Defecte
Scalabilitate foarte slabă. Racheta, care îi aduce 443 kg la LEO, cântărește o greutate confortabilă de 23 de tone, care poate fi atașată / atârnată / pusă într-un avion fără probleme. Cu toate acestea, rachetele care pun cel puțin 2 tone pe orbită încep să cântărească 100-200 de tone, ceea ce este aproape de capacitatea de transport a aeronavelor existente: An-124 ridică 120 de tone, An-225 - 247 de tone, dar este într-o singură. copie, iar avioanele noi sunt practic imposibil de construit. Boeing 747-8F - 140 tone, Lockheed C-5 - 122 tone, Airbus A380F - 148 tone.Pentru rachete mai grele, trebuie dezvoltate noi aeronave care vor fi scumpe, complexe și monstruoase (ca pe KDPV).
Propulsorul lichid va necesita rafinarea purtătorului. Componentele criogenice se vor evapora în timpul unei decolări și al urcării lungi, așa că trebuie să aveți o rezervă de componente pe suport. Mai ales rău cu hidrogenul lichid, se evaporă foarte activ, va trebui să transportați o cantitate mare.
Probleme de rezistență structurală a vehiculului de sarcină utilă și de lansare. În Occident, sateliții sunt destul de des dezvoltați cu cerința de a rezista numai la suprasarcinile axiale și chiar și asamblarea orizontală (când satelitul se află „pe o parte”) este inacceptabilă pentru ei. De exemplu, la cosmodromul Kuru, vehiculul de lansare Soyuz este scos orizontal fără sarcină utilă, plasat în instalația de lansare, iar sarcina utilă este atașată acolo. În ceea ce privește aeronava de transport, chiar și decolarea va crea o suprasarcină combinată axială/laterală. Nu vorbesc despre faptul că într-o atmosferă instabilă, așa-zisa. „buzunarele de aer” pot zgudui serios complexul. De asemenea, vehiculele de lansare nu au fost proiectate să zboare „pe partea lor” în stare alimentată, cu siguranță, nici un singur vehicul de lansare cu combustibil lichid existent nu poate fi pur și simplu încărcat într-o trapă de marfă și aruncat în flux pentru lansare. Va fi necesar să se facă noi rachete, mai durabile, - și asta greutate excesivași pierderea eficienței.
Necesitatea de a dezvolta motoare hipersonice puternice. Deoarece un transportator eficient este un transportator rapid, turboreactoarele convenționale se potrivesc prost. L-1011 oferă doar 4% altitudine și 3% viteză pentru Pegasus. Dar noi motoare hipersonice puternice sunt în pragul științei actuale, nu au fost încă realizate. Prin urmare, acestea vor fi costisitoare și necesită mult timp și bani pentru a se dezvolta.
Concluzie
Sistemele aerospațiale pot deveni foarte instrument eficient livrarea mărfurilor pe orbită. Dar numai dacă aceste încărcături sunt mici (probabil nu mai mult de cinci tone, dacă sunt prezise ținând cont de realizările progresului), iar transportatorul este hipersonic. Încercările de a crea monștri zburători precum un geamăn An-225 cu douăzeci și patru de motoare sau un alt exemplu super-greu al victoriei tehnologiei asupra bunului simț este o fundătură la nivelul actual al cunoștințelor noastre.Pentru navigare: postări după etichetă
M.N. Avilov, Ph.D.
Timp de treizeci de ani (1955-1985) V.P. Makeev a condus Biroul de Proiectare de Inginerie Mecanică (acum Centrul de Stat de Rachete „Biroul de Proiectare numit după Academicianul V.P. Makeev”). Biroul de proiectare de inginerie mecanică a creat sisteme de rachete ale forțelor nucleare strategice navale ale URSS - un scut antirachetă pe mare. Proiectantul șef al complexului de rachete este organizatorul muncii și interacțiunii multor echipe de specialiști și întreprinderi, directorul introducerii de noi idei, soluții tehnice și tehnologii în echipamentele create. Sub conducerea proiectantului-șef, dotat cu asemenea calități, echipe de specialiști și cooperare între întreprinderi (institute de cercetare, fabrici) care creează și produc sisteme uniceși sisteme de arme. Viktor Petrovici Makeev, șef și apoi proiectant general al Biroului de Proiectare de Inginerie Mecanică, a reușit să organizeze astfel de echipe de specialiști și întreprinderi de cooperare, care, sub conducerea sa, au creat toate complexele strategice ale SLBM-urilor Marinei, ultimul dintre care ( D-9R, D-9RM și D-19) și sunt acum în serviciu și veghează asupra intereselor patriei noastre.
Primul sistem de rachete pe mare cu rachete balistice (BR) R-11FM, lansat de pe un submarin la suprafață, a fost adoptat de Marina Sovietică în 1959. Raza de tragere a primului BR naval a fost de 150 km, greutatea sa de lansare a fost de cinci și o jumătate de tonă, masa focosului - 1100 kg. Lungimea rachetei este de 10,3 m, diametrul acesteia este de 0,88 m (disparitatea stabilizatorilor este de 1,75 m). Pe submarinul diesel-electric, pr. AV611, erau două silozuri de rachete cu diametrul de 2,4 m.
La zece ani de la adoptarea primului complex SLBM, în 1969, testele comune pentru copii ale complexului D-9 cu lansare subacvatică BR (R-29) (de la o adâncime de 50 m) și intervalul intercontinental filmare. În 1974, complexul D-9 a fost adoptat de Marina. Raza de tragere a rachetei R-29 a fost de 8000 km, cu o greutate de lansare de 33,3 tone, o greutate maximă de aruncare de 1000 kg, o lungime a rachetei de 13 m, un diametru al rachetei de 1,8 m. m (pe submarinul pr. 667BD erau 16 mine).
Comparația rachetelor arată un salt colosal realizat în caracteristicile lor tactice și tehnice. Una dintre caracteristicile principale - raza de tragere - a crescut de aproape 55 de ori cu o creștere a masei de lansare a rachetei de numai șase ori, diametrul - de două ori și lungimea rachetei - cu 2,7 m. În același timp, arborele de lansare a rachetelor a crescut doar în înălțime proporțional cu lungimea rachetei. Acest lucru s-a dovedit a fi posibil datorită soluționării anterioare a unui număr de probleme în crearea altor două complexe - D-4 (adoptat în 1963) și D-5 (1968).
În complexul D-4 cu racheta R-21, au fost rezolvate și rezolvate următoarele probleme de lansare subacvatică:
Cu toate acestea, numărul de rachete R-21 de pe submarin nu a depășit trei. În 1958-1960. în TsKB-18 au fost efectuate studii de proiectare pentru submarinul nuclear pr. 667, înarmat cu complexul D-4, cu plasarea a opt rachete R-21. Proiectul a fost original: rachetele au fost plasate în arborele a patru blocuri în poziție orizontală, câte două în fiecare bloc. O pereche de blocuri cu mine pentru rachete a fost amplasată în prova submarinului, cealaltă - în pupa. În fiecare pereche de blocuri, un bloc cu doi arbori a fost plasat de-a lungul laturii tribord, celălalt - de-a lungul stângi. Blocurile fiecărei perechi erau legate rigid printr-o axă goală (conductă) situată perpendicular pe planul diametral al carenei bărcii. Această axă se putea roti împreună cu blocurile cu 90 ° și, astfel, minele cu rachete din poziția orizontală de depozitare au fost aduse într-o poziție verticală înainte de pregătirea înainte de lansare.
Deja în stadiul inițial al lucrării, au început să fie identificate probleme tehnice, a căror soluție și implementare a arătat dezvoltarea ulterioară nejustificată a acestui proiect, iar lucrările au fost oprite. Cu toate acestea, problema creșterii numărului de rachete plasate pe submarine a rămas o chestiune de o importanță capitală pentru Marina. Decizia a fost strâns legată de posibilitatea unei reduceri semnificative a dimensiunilor BR în același timp cu creșterea poligonului de tragere.
De îndată ce s-au găsit soluții, în 1962 s-a decis dezvoltarea complexului D-5 cu un BR R-27 cu o singură treaptă de dimensiuni mici, cu o rază medie de tragere de 2500 km. Complexul cu o încărcătură de muniție de 16 rachete plasate în mine verticale a fost destinat înarmării SSBN pr. 667A. La crearea complexului D-5, dezvoltatorii au propus și au elaborat următoarele moduri netradiționale de a asigura dimensiunea mică a rachetei:
A fost creat și un sistem de lansare de rachete, care face posibilă aducerea dimensiunilor rachetei cât mai aproape de dimensiunile puțului de lansare a submarinului. În același timp, raza de tragere a acestor SLBM, deși a crescut (R-21 - 1420 km, R-27 - 2500 km), a rămas la un nivel care a limitat capacitățile forțelor nucleare strategice ale Marinei. Prin urmare, în 1964, a început dezvoltarea complexului D-9 cu racheta R-29, prima rachetă balistică intercontinentală pe mare.
Dimensiunile minime ale unei rachete în două trepte au fost atinse prin „înecare” * motoare, excluzând compartimentele inter-tanc (ca în R-27), excluzând compartimentul inter-etape, prin plasarea motorului de treapta a 2-a în rezervorul de oxidant din prima etapă. și separarea etapelor cu gaz de rezervor atunci când sarcina extinsă detonantă. Dimensiunile R-29 au făcut posibilă plasarea a 12 și 16 BR-uri pe SSBN, pr. 667B și, respectiv, 667BD.
* - Aprox. ed. Cu schema „încasată”, motoarele de rachetă sunt amplasate în rezervoarele de oxidant (combustibil).
Suport de navigație pentru submarine în anii 1960 nu a putut asigura implementarea unei precizii de tragere acceptabile de către rachete balistice intercontinentale cu un sistem de control inerțial prin metode tradiționale. Pentru a rezolva această problemă, la bordul R-29 au fost folosite un sistem de astro-corecție și dispozitive giroscopice de înaltă precizie care funcționează în vid. Dezvoltarea datelor necesare pentru a asigura acuratețea fotografierii a necesitat utilizarea unor sisteme de calcul digitale de înaltă performanță și dimensiuni reduse și software matematic special. Astrocorecția a determinat fundamental soluții tehnice noi pentru amenajarea rachetei, precum și principiile de organizare a pregătirii înainte de lansare.
Dezvoltarea complexului D-9 a fost realizată ținând cont de posibila desfășurare a unui sistem de apărare antirachetă de către un potențial inamic. R-29 a fost primul SLBM care a fost echipat cu capacități de apărare antirachetă balistică. Rata ridicată de îmbunătățire a armelor a necesitat munca grea a echipelor de întreprinderi de dezvoltare, a institutelor de cercetare din industrie și a Marinei. Rolul KBM în acest proces a fost decisiv. Testarea și punerea în funcțiune a complexelor D-4 și D-5 au dezvăluit destul de clar anumite probleme tehnice, a căror soluție era necesară pentru a îmbunătăți caracteristicile de performanță ale sistemelor SLBM avansate. Pe baza experienței de lucru la aceste complexe, am considerat că este necesar să rezolvăm următoarele probleme:
Un grup de specialiști de la Institutul de Armament al Marinei (Institutul 28 de Cercetare al Ministerului Apărării), format din V.A. Emelyanova, A.B. Abramova, M.N. Avilova și V.V. Kazantseva a efectuat cercetările necesare, dezvoltând principiile construcției și formulând propuneri pentru implementarea unui sistem complex de compensare a erorilor dinamice de la inclinarea, deviația și mișcarea orbitală a submarinelor la nivelarea dispozitivelor giroscopice la bord în procesul de pregătire înainte de lansare și de asigurare. fezabilitatea tehnică a ghidării BR pe orice cursă a submarinului, precum și crearea de sisteme de documentare (a fost dezvoltat un TTZ adecvat). Relațiile creative și de lucru bune și contactele Institutului de Armament al Marinei cu Institutul de Cercetare a Automatizării (NINA) și KBM au contribuit într-o mare măsură la implementarea ideilor și propunerilor pe aceste probleme în sistemele SLBM de gamă intercontinentală.
Testarea la sol și testarea rachetei R-29
În 1968, dezvoltarea de prototipuri de părți experimentale ale complexului de sisteme de control la bord și la bord a fost în plină desfășurare la standul integrat de la KBM și la întreprinderile care dezvoltau sisteme individuale. În același timp, folosind instrumente de calcul universale pentru a testa schema adoptată de funcționare și interacțiune a sistemelor de la bord, traiectoria de zbor al rachetei R-29 a fost simulată în KBM cu soluția unor sarcini fundamental noi pentru a asigura astro-corecția Traiectoria BSU în zbor în diferite condiții de lansare. Ulterior, printr-un decret special de guvern, s-a subliniat că, pentru a reduce costurile și timpul pentru testele de zbor, a fost necesar să se profite la maximum de etapa de testare la sol, și să se ia pentru testele de zbor doar ceea ce poate fi testat integral. și verificat numai în timpul testării în zbor.
În general, BR trece prin etapele de testare la sol și de testare la locurile de testare. În faza de testare, lansează din testarea submarinului principal și verifică funcționarea sistemelor complexului, inclusiv a rachetei, interacțiunea acestora cu sistemele submarine în condiții cât mai apropiate de funcționarea efectivă. După finalizarea acestei etape de testare se va face o concluzie asupra posibilității de a pune în funcțiune complexul. În ceea ce privește poligoanele, sunt prevăzute următoarele etape:
Fiecare dintre etapele de testare necesită pregătirea MTO, organizarea unei interacțiuni clare între diferitele servicii ale site-urilor de testare și dezvoltatorii complexi în timpul lucrării, ale căror rezultate dau o concluzie cu privire la posibilitatea de a trece la etapa următoare. . După cum sa menționat deja, R-29 a fost prima în două etape rachetă intercontinentală, prin urmare, echipamentul de bord, funcționarea și plasarea acestuia pe rachetă, precum și dispozitivele sale individuale, erau fundamental diferite de cele dezvoltate anterior. În legătură cu implementarea astro-corecției traiectoriei de zbor în interesul asigurării preciziei date a fotografierii, volumul sarcinilor rezolvate în zbor de echipamentele de bord a crescut semnificativ. Toate sarcinile, inclusiv stabilizarea rachetei, au fost practic rezolvate de sistemul de computer digital de bord (OCCC). Tehnologia digitală a fost folosită pentru prima dată la bordul rachetei R-27K, concepută pentru a trage în mare ținte în mișcare și acceptată pentru operare de probă în 1975. R-29 a devenit al doilea SLBM cu echipament digital dezvoltat de NINA.
Din cauza imperfecțiunii tehnologiei de fabricație, au existat probleme cu asigurarea fiabilității BPsVK. Dezvoltatorul și producătorul întreprinderii, împreună cu dezvoltatorul șef al sistemului de rachete (KBM) și Institutul de Armament al Marinei, au trebuit să facă multe pentru a dezvolta tehnologia, a testa și a rafina BTsVK în ansamblu pentru a realiza indicatori acceptabili de fiabilitate. În timpul testelor și lansărilor de antrenament de luptă ale rachetelor cu rază intercontinentală, este extrem de necesar să se ia măsuri speciale pentru a preveni abaterea rachetei balistice de la traiectoria prevăzută și pentru a preveni căderea rachetei sau a părților sale în teritorii în afara zonelor periculoase stabilite.
 BR-21(carca din oțel inoxidabil complet sudată, aspect clasic cu compartimente inter-tanc și coadă): 1 - compartiment instrumente; 2 - compartiment intertanc; 3 - secțiunea de coadă. BR-27(cocă complet sudată din aliaj de aluminiu, dispunere de motor „încastrată” fără compartimente inter-tanc și coadă): 1 - compartimentul instrumentelor de jos; 2 - amortizor; 3 - aripioare pentru vafe; 4 - fund dublu despărțitor; 5 - motor „încastrat”; 6 - cadrul inferior al motorului. R-29(corp complet sudat din aliaj de aluminiu, fără compartiment interetaj): 1 - nișă inferioară a focosului; 2 - fund dublu despărțitor; 3 - cadrul inferior al motorului; 4 - taxa de extindere a detonației pentru separarea etapei; 5 - motor „încastrat” al treptei a doua (eliminarea compartimentului interetaj); 6 - aripioare pentru vafe; 7 - fund dublu despărțitor; 8 - motor „încastrat” al primei trepte; 9 - cadrul inferior al motorului. |
Pentru a asigura siguranța R-29 și a tuturor SLBM ulterioare în timpul lansărilor de testare și antrenament de luptă, acestea au fost echipate cu un sistem de detonare a rachetelor de urgență (APR) dezvoltat de KBM. Pe R-29, sistemul APR a fost amplasat în corpul focosului (cu care BR este echipat pentru lansări de testare și antrenament de luptă). Dacă racheta se abate dintr-un motiv oarecare de la o traiectorie dată cu o valoare mai mult decât acceptabilă, sistemul APR primește un semnal de la platforma giroscopică de la bord, conform căruia sunt generate comenzi pentru eliminarea rachetei prin utilizarea pirotehnicii standard pentru a separa elementele sale detașabile ( de exemplu, pași). Particularitatea sistemului APR este că nu funcționează în timpul unui zbor normal de rachetă (dezvoltatorii chiar au glumit: nu își amintesc despre existența sa atât cu o lansare reușită, cât și cu o lansare nereușită).
Etapa testelor de aruncare a modelelor la scară completă ale R-29 în zona de sud a marinei din zona Capului Fiolent a fost finalizată cu succes la începutul anului 1968. Următoarea a fost etapa de teste de fabrică pe bancul rachetei pentru articulație. teste de zbor (JFL) de la standul de la sol la poligonul naval de nord.
Teste pe banc de fabrică
La începutul lunii septembrie 1968, autorul a fost trimis să lucreze în comisia pentru testele pe bancul fabricii ale rachetei R-29, care au fost efectuate la Uzina de construcție de mașini din Krasnoyarsk - un producător de rachete. Testele au fost efectuate pe echipamentul de bord, care a fost echipat cu prima rachetă pentru SLI de pe un stand de la sol. La sosirea la Krasmash, s-a prezentat, după obicei, inginerului de district al misiunii militare, căpitanul gradul I F.I. Novoselov (în 1969 a fost numit șef al URAV al Marinei, iar la începutul anilor 1980 - șef al construcțiilor navale și al armelor marinei). Președintele comisiei de probe pe banc a fost șeful departamentului KBM L.M. Oblic, și deputat. Președinte - V.I. Tremurat. Grupul de lucru de la KBM a fost condus de A.I. Koksharov. La lucrările comisiei de încercări pe banc de fabrică au participat: de la Institutul de Cercetare în Automatizări - A.I. Bakerkin, din NIIAP - V.S. Mityaev și K.A. Khachatryan, de la Biroul Central de Proiectare „Geofizică” - V.P. Iuşkov, de la Uzina de Construcţii de Maşini Krasnoyarsk - L.A. Kovrigin și V.N. Harkin.
S-a întâmplat să-l cunosc pe L.M.Kosym în 1961, în perioada de pregătire pentru testele comune ale complexului D-4. La acea vreme era șeful departamentului și supraveghea activitatea întreprinderilor co-executoare ale dezvoltatorilor sistemului de control al complexului. Pe viitor, a trebuit să interacționez cu el în procesul de lucru la complexele D-9, D-19 și D-9RM (apoi a devenit proiectant șef adjunct). Leib Meyerovich este o persoană sociabilă, prietenoasă, dar destul de dură în a urma politica tehnică a dezvoltatorului principal. A fost ideologul organizării multor lucrări privind sistemul de management. Când a condus întâlniri ale designerilor-șefi ai întreprinderilor co-executoare pentru a găsi soluții la problemele tehnice care apar în procesul de dezvoltare a unui sistem de control pentru un complex de arme, cu multe dezacorduri, a găsit și a propus întotdeauna modalități de rezolvare a acestuia, reconciliând și motivarea tuturor participanților la muncă. Când situația de la ședință s-a încins, L.M. Oblique a reușit să glumească în așa fel încât emoțiile s-au estompat, întâlnirea s-a transformat într-un canal de afaceri și, de regulă, a funcționat solutie constructivaîntrebare. La analizarea și identificarea cauzelor lansărilor nereușite, a defecțiunilor sistemelor în timpul testării, Leib Meyerovich a sugerat de la bun început să lucreze într-o direcție care să conducă la rezultate pozitive. Și acest lucru este posibil numai cu cunoștințe excelente (până la detalii) despre material și organizarea interacțiunii dintre sistemele complexului și sistemul de măsurare.
În timpul pauzelor de lucru, a devenit posibil să se familiarizeze cu munca magazinelor în care au fost fabricate elementele corpului rachetei, cu tehnologia, în special, cu utilizarea frezării mecanice și electrochimice în fabricarea lor. A fost posibil să cunoaștem bine designul rachetei. Testele pe bancul din fabrică au fost efectuate în atelierul de asamblare și spațiile adiacente. Atelierul era o încăpere bine luminată de dimensiunea unui teren de fotbal. La acel moment, rachetele 8K65 folosite pentru lansarea sateliților de comunicații Molniya și R-27-ul nostru erau asamblate acolo. În comparație cu 8K65, P-27 și P-29 s-au simțit ca o potrivire în comparație cu un creion gros și abia erau vizibile în magazinul imens de asamblare.
Datorită complexității montării și demontării echipamentului de bord în compartimentul instrumentelor** P-29 cu un factor de umplere ridicat, testele au fost efectuate în două etape. În prima etapă, echipamentul de bord a fost amplasat pe rafturi speciale și conectat prin cabluri înlocuibile la mașinile de direcție și alte elemente controlate care se află pe rachetă (în afara compartimentului instrumentelor). Acest lucru a făcut posibil accesul ușor la acesta în cazul detectării încălcărilor în funcționarea și instalarea echipamentului și, dacă este necesar, înlocuirea rapidă a dispozitivelor. După verificarea instalării și stabilirea interacțiunii dispozitivelor și a interacțiunii lor cu echipamentul de control și testare (CPA), echipamentul de bord a fost instalat în compartimentul de instrumente al rachetei, iar apoi a fost verificată funcționarea ansamblului echipamentului (testat ) ca parte a compartimentului pentru instrumente. După aceea, compartimentul instrumentelor a fost conectat la unitățile de rachetă și a fost verificată funcționarea BSU ca parte a rachetei. În timpul verificărilor, parametrii controlați au fost înregistrați de un sistem de telemetrie fără difuzare. În scopul mascării, informația teleconmetrată a fost transmisă prin cablu (această abatere de la condițiile reale a condus ulterior la necesitatea rafinării conexiunilor cablurilor din compartimentul instrumentelor în condițiile locului de testare).
** - Aprox. ed. Compartimentul instrumentelor R-29 este o structură separată și este instalat pe rachetă după instalare, testarea echipamentului instalat în acesta și andocarea cu focosul. Pentru a asigura un factor de umplere ridicat, dispozitivele individuale aveau o formă complexă, de exemplu, sub forma unei părți a unui tor.
În decembrie 1968, testele pe bancul fabricii au fost finalizate și a fost semnat un act privind pregătirea primei rachete P-29 care urmează să fie trimisă la State Central Marine Test Site (GCMP) pentru SLI de la un stand de la sol. În ianuarie a anului următor, la Miass, Consiliul designerilor șefi, care s-a întrunit la KBM, a luat în considerare problema pregătirii și a decis să înceapă testele de zbor ale rachetei D-9 de la un stand de la sol. La vremea respectivă, Hotelul Neptun din Miass era încă în construcție (la proiectul D-9 au fost alocate fonduri special pentru acest scop), iar cel existent era mic, așa că unii dintre reprezentanții care au ajuns la Consiliul șefului. designerii au fost cazați în apartamente private. Îmi amintesc că angajații TsNII-28 S.Z. Premeev, V.K. Shipulin, Yu.P. Eu și Stepankov locuiam într-un apartament cu o cameră într-o clădire rezidențială vizavi de hotelul în construcție, iar V.M. Latyshev și A.A. Antonov - în clinica de avort a clinicii, printre echipamentele medicale.
Teste de zbor comune de la standul de la sol
Testele P-29 de la standul de la sol au început la GTsMP în martie 1969 și s-au încheiat la sfârșitul anului 1970. Președintele Comisiei de Stat a fost șeful GTsMP, contraamiralul R.D. Novikov, supervizor tehnic de teste - proiectant șef al KBM V.N. Makeev. Membrii Comisiei de Stat de la Institutul de Cercetare a Armamentului al Marinei au fost V.K. Svistunov și H.P. Prokopenko. Contingentul permanent al angajaților noștri în timpul testelor a inclus: V.K. Svistunov - conducător al complexului D-9 din Marina și secretar al Comisiei de Stat, S.Z. Eremeev, S.G. Voznesensky, M.N. Avilov, V.A. Kolychev și Yu.P. Stepankov. L.S. Avdonin și V.K. Shipulin a condus grupul de analiză, ale cărui sarcini au inclus organizarea analizei rezultatelor lansării, raportul Comisiei de Stat privind rezultatele lansării și întocmirea raportului privind lansarea. Alți specialiști au venit să abordeze problemele specifice apărute în timpul procesului de testare (V.A. Vorobyov, V.V. Nikitin, A.A. Antonov, V.F. Bystrov, A.S. Paeevsky, A.B. Abramov, V. .E. Gertsman).
În martie 1969, autorul a fost trimis într-o călătorie de afaceri pentru a testa P-29 de pe un stand de la sol (V.K. Svistunov și V.A. Emelyanov lucrau deja acolo). Standul de la sol, poziția tehnică pentru pregătirea rachetelor și un hotel pentru testeri erau amplasate la câteva zeci de kilometri de Severodvinsk, nu departe de satul Nyonoksa.*** Lucrările cu racheta la poziția tehnică erau în plină desfășurare, dar Lansarea primei rachete P-29 de pe suportul de la sol s-a datorat nevoii de rafinare a cablurilor din compartimentul de instrumente al rachetei. În timpul lucrărilor de telemetrie cu radiații în aer la locul de testare, a fost găsită influența radiației canalului de telemetrie asupra funcționării BTsVK, care a fost cauzată de utilizarea cablurilor neecranate în liniile de comunicație ale BTsVK cu alt echipament.
*** - Aprox. ed. În sat era o biserică mare de lemn, construită (cum se spune, fără un singur cui) în 1727 - aceasta este singura biserică cu cinci șolduri care a supraviețuit.
După finalizarea tuturor lucrărilor cu sistemele de rachetă și suport de sol, acestea au fost pregătite pentru lansare. După ascultarea rapoartelor despre pregătirea proiectantului șef și a șefilor serviciilor de depozitare a gunoiului. Comisia de Stat a aprobat sarcina de zbor și a decis ora de lansare. Prima lansare de la standul de la sol a avut succes, confirmând corectitudinea soluțiilor tehnice pentru sarcini fundamental noi și implementarea lor în echipamentele de bord, incl. conform astro-corecției, mașină de stabilizare digitală, BTsVK, în funcție de dinamica separării în traiectorii elementelor rachetei (etape, astrodom și compartiment frontal, format dintr-un compartiment pentru instrumente și focos).
Succesul primei lansări a provocat o creștere a forței morale, mentale și fizice a testatorilor - mulți ani de muncă de către echipe din multe întreprinderi și organizații care au creat primul SLBM intercontinental au fost încununați de succes! Dar acesta este doar primul pas practic. Testerii știu că calea spre succes constă întotdeauna prin depășirea greșelilor, stăpânirea noilor factori tehnici, tehnologici, organizatoric, operaționali care însoțesc crearea de noi echipamente complexe. Un rol special în testele de zbor este atribuit specialiștilor „complexi”, care sunt bine conștienți de funcționarea și interacțiunea tuturor sistemelor testate. Astfel de teste, de regulă, evidențiază defecțiuni, defecțiuni și defecțiuni în funcționarea și interacțiunea sistemelor testate, din cauza factorilor tehnologici, de proiectare, de producție și operaționali. Sarcina principală a „specialistului complex” este să fie capabil, pe baza informațiilor primite în timpul procesului de testare (de la instrumente de măsurare sau de la încălcarea funcționării normale) despre abaterile de la funcționarea normală a echipamentului testat, să determină rapid și cât mai precis posibil care elemente, dispozitive, echipamente, procese ar putea fi cauzele unei astfel de abateri. Acest lucru este necesar pentru a determina „vinovat” specific și posibilele motive pentru abatere. Dacă este necesar, sunt implicați specialiști „îngust” și sunt elaborate recomandări pentru eliminarea și eliminarea promptă a recurenței abaterilor identificate.
Timpul petrecut pentru găsirea și eliminarea cauzelor abaterilor de la funcționarea normală a echipamentului testat afectează în cele din urmă durata testelor, a căror sincronizare este strict definită și limitată. Programul de teste de zbor de la standul de la sol prevedea 16 lansări. Primele trei, a șasea, a șaptea, a unsprezecea, a douăsprezecea, a treisprezecea și a cincisprezecea lansare au avut succes. La a patra, a cincea și a zecea lansare, BTsVK a eșuat în zbor, în a opta - resetarea prematură a astrodomului, în a noua - semnalul de la contactul de ridicare a rachetei nu a trecut, în a paisprezecea - aerul nu a fost scurs din compartimentul instrumentelor. Cu toate aceste lansări nereușite, sistemul APR a funcționat. Motivul pentru jumătate dintre eșecuri (a 4-a, a 5-a și a 10-a lansare) a fost fiabilitatea insuficientă a BTsVK, care a fost motivul intensificării puternice a muncii care vizează îmbunătățirea fiabilității tehnologiei digitale. Măsuri luate a asigurat nivelul necesar de fiabilitate prin etapa testelor de zbor ale complexului cu submarine. A doua jumătate (lansări a 8-a, 9 și 14) a scos la iveală deficiențe care nu au putut fi detectate în timpul testării la sol. Comentariile identificate în timpul lansărilor de succes au oferit și informații pentru perfecționarea sistemelor individuale și a elementelor acestora.
O lansare în timpul testării de la un stand de la sol nu a avut loc. A fost planificat chiar la sfârșitul lunii decembrie, în ajunul Anului Nou 1970. Pregătirea rachetei la poziţia tehnică a avut loc fără observaţii speciale. Racheta a fost încărcată în puțul standului de la sol, au fost efectuate verificări de rutină, iar Comisia de Stat a decis lansarea. În ziua lansării, au fost activate toate serviciile poligonului și zero de luptă, care asigurau lansarea. Ora de începere, ca de obicei, a fost seara. Participanții la test și-au luat locul. V.P. Makeev în buncăr a observat progresul pregătirilor înainte de lansare. Pregătirea automată înainte de lansare s-a încheiat cu emiterea unei comenzi de pornire a motorului rachetei, dar aceasta nu a pornit. Racheta a rămas în puțul standului. După cum este prevăzut în astfel de cazuri, oprirea de urgență a motorului (EAS) a trecut automat. Lansarea a fost anulată. Testerilor li s-a pus o întrebare obișnuită pentru ei ca formă (care este motivul?) și specifică ca conținut (motivul pentru care nu pornește motorul rachetei). Sunt analizate imediat posibilele motive pentru nelansarea sistemului de propulsie al rachetei. În urma analizei, s-a constatat că motivul cel mai probabil pentru nepornirea PS ar putea fi eșecul mecanismului de prevenire a lansării PS din prima etapă. Această presupunere a fost confirmată. A fost desemnat un grup de lucru care să identifice motivele eșecului mecanismului de protecție și să elaboreze propuneri pentru asigurarea funcționării normale a acestui mecanism. Autorul a fost însărcinat să reprezinte Institutul de Armament al Marinei în acest grup de lucru.
Anul Nou a fost sărbătorit la Nyonoksa. Mesele de Revelion au fost așezate în sala de mese. V.P. Makeev a evaluat pe scurt rezultatele muncii desfășurate, vorbind despre sarcinile testatorilor în anul următor, apoi i-a felicitat pe toți pentru Anul Nou. În ianuarie, grupul de lucru s-a mutat la Biroul de Proiectare de Inginerie Chimică din Moscova) la proiectantul șef A.M. Isaev. Despre A.M. Lui Isaev i s-a spus, de exemplu, că la întreprinderea sa din cantină nu exista un salon special pentru conducere (cu această ocazie, colegii săi, proiectanții șefi ai altor întreprinderi, îl tachinau uneori). În timpul șederii dumneavoastră la KBKhM, ați putea fi convins de acest lucru. A.M. Isaev a luat masa în sala comună cu autoservire.
Grupul de lucru a stabilit motivul eșecului mecanismului de siguranță: s-a dovedit că a fost făcută o abatere în tehnologia de tratare termică a elementului mobil al mecanismului. A provocat blocarea elementului în mișcare în timpul pregătirii înainte de lansare - atunci când a fost dată comanda de armare a mecanismului de siguranță, nu a funcționat, motiv pentru care motorul nu a pornit când a fost dată comanda de pornire a telecomenzii. Am elaborat propuneri, a căror implementare a exclus eșecul mecanismului de protecție. Testele ulterioare și funcționarea rachetei R-29 nu au evidențiat nicio abatere de la funcționarea normală a mecanismului de siguranță.
Datorită clarității și bunei organizări a contabilității și eliminării tuturor comentariilor, defecțiunilor, îmbunătățirilor, a fost respectat programul principal de implementare a lansărilor de rachete de la sol. Testerii care au demonstrat o bună cunoaștere a materialului în timpul testelor, ceea ce a contribuit la identificarea și eliminarea promptă a cauzelor defecțiunilor și comentariilor, au fost întotdeauna încurajați de V.P. Makeev, care a apreciat foarte mult observația și capacitatea de a analiza situațiile care apar atunci când se lucrează cu echipamentul testat. Îmi amintesc că în timpul verificărilor de rutină ale rachetei în arborele suportului de sol, la o anumită secundă, modul de verificare a fost eliberat. O posibilă cauză a fost identificată și corectată în echipamentul sistemului de control de la sol. O înregistrare corespunzătoare a fost făcută în jurnal. Verificările și lansarea acestei și următoarei rachete au mers bine, dar în timpul verificărilor următoarei rachete, modul a fost eliberat. Timp de câteva zile au căutat cauza, au analizat schemele. Fără succes. Și timpul a trecut. La analizarea abaterilor de la normă în timpul funcționării sistemelor testate, V.P. Makeev a ascultat întotdeauna cu atenție opiniile și sugestiile testatorilor. Pavel Sergeevich Kolesnikov, șeful departamentului KBM, compară funcționarea circuitului echipamentului la sol al sistemului de control în cazul unei eșecuri a modului de testare al următoarei rachete și sfârșitul modului de testare, a cărui posibilă cauză a fost eliminată anterior , a stabilit o conexiune de circuit între aceste evenimente. S-au făcut modificările necesare în circuit și în echipamente și au început lucrările. V.P. Makeev a mulțumit lui P.S. Kolesnikov. Curând a fost numit deputat. proiectant șef al KBM, iar în această funcție a lucrat cu mult succes până la pensionare.
În mai 1970, testarea în zbor a R-29 de pe un stand de la sol s-a încheiat. A rămas cea de-a 16-a lansare, care trebuia să fie ultima conform programului etapei. După aceea, ar trebui luată o decizie cu privire la posibilitatea de a trece la etapa SLI cu un submarin. La Comisia de Stat, au ascultat rapoartele proiectantului șef și ale serviciilor gropii de gunoi privind pregătirea, a fost luată o decizie. Ora de lansare, ca întotdeauna, a fost seara, cam 20-21 de ore, dar ora Moscovei. Era lumină. Participanții la test, care nu erau angajați la poziția de plecare și la punctul de înregistrare și reproducere a informațiilor telemetrice, se aflau la punctul de măsurare la un kilometru de poziția de plecare. Acolo au fost primite informații despre cursul pregătirilor înainte de lansare și despre zborul rachetei. Pregătirea înainte de lansare a mers fără observații, lansarea a avut loc, dar racheta, ridicându-se la zece metri deasupra standului, s-a prăbușit la pământ. După cum sa dovedit mai târziu, motorul nu a intrat în modul. Din punctul de măsurare, a fost observată o coloană înaltă de flăcări și fum cu un nor de ciuperci deasupra ei - a avut loc o fuziune aproape instantanee și aprinderea a aproximativ 30 de tone de componente de combustibil pentru rachete. Lansarea de urgență a testului nu a putut fi finalizată...
După lansarea de urgență, în clubul locului de testare a avut loc o întâlnire a participanților la test, V.P. Makeev. El a subliniat complexitatea situației, cerând tuturor să fie atenți în îndeplinirea atribuțiilor lor și în identificarea cauzelor accidentului, adăugând că trebuie continuate testele de la standul de la sol. După el, proiectantul șef al LRE A.M. Isaev, spunând că specialiștii întreprinderii sale ar trebui să-și dea seama totul și să ia măsuri pentru a exclude posibilitatea reapariției unei astfel de situații. Apoi, pe podium a venit ofițerul politic al poligonului. La primele sale cuvinte, portretul lui Lenin, atârnat pe scenă în spatele lui, a căzut. Situația era comică, dar gravitatea situației și ceea ce se întâmpla nu mi-a permis nici să zâmbesc. Au anunțat o pauză.
S-a făcut și o pauză la testarea rachetei de pe un suport de la sol. Zona din jurul puțului standului a fost gazată cu componente de combustibil toxic, solul și rămășițele rachetei au plutit câteva zile. Buncărul cu echipament din apropierea standului (nu era permisă prezența oamenilor în acest buncăr în timpul pregătirii și lansării înainte de lansare) a fost, de asemenea, gazat de-a lungul tunelurilor în care au fost așezate cabluri și fitinguri de la puțul standului. Buncărul din care s-a efectuat controlul prelansării și lansării era situat mai departe de stand și era conectat la stand prin buncărul cel mai apropiat de stand. Oamenii și echipamentele din acest buncăr nu au fost răniți. Pentru efectuarea lucrărilor de punere în stare de funcționare a standului, a fost necesară degazarea zonei, toate comunicațiile standului, cablurile, echipamentele și sediul buncărului din apropiere. La două zile după accident, ne-am dus să privim de departe standul și rămășițele rachetei. În acest moment, V.P. a condus. Makeev a studiat mult timp standul și tot ceea ce îl înconjura de la marginea sitului. S-a decis transferul a patru rachete din stadiul de submarin pentru a continua și a finaliza testele de la standul de la sol. Toate lunile de vară s-au lucrat pentru degazarea standului, echipamentelor, terenului și pregătirea standului pentru testarea continuă.
Ultimele patru lansări de la standul de la sol au mers aproape fără comentarii. În noiembrie 1970, a fost întocmit un raport al Comisiei de Stat privind implementarea programului de testare pentru racheta R-29 a complexului D-9 de la un stand de la sol și s-a luat o decizie cu privire la posibilitatea trecerii la etapa de zbor comun. teste ale complexului D-9 cu submarine. În decembrie 1972, testele de zbor comune ale complexului D-9 cu tragere de salvă (salva cu patru rachete) de la capul SSBN pr. 667B au fost finalizate cu succes, iar la 13 martie 1974 complexul a fost adoptat de Marina. Și la 3 iulie 1981, pentru prima dată în practica mondială, un foc de salve a fost efectuat de SLBM strategice din regiunea de latitudine înaltă a Oceanului Arctic, acoperită. gheață solidă. O salvă cu două rachete cu rachete R-29D din poziţia peste gheaţă a fost trasă de SSBN pr. 667B.
În care nu există forță și moment de forță sau de control, se numește traiectorie balistică. Dacă mecanismul care conduce obiectul rămâne funcțional pe toată durata mișcării, acesta aparține unui număr de aviație sau dinamice. Traiectoria aeronavei în timpul zborului cu motoarele oprite la altitudine inalta numită și balistică.
Un obiect care se deplasează de-a lungul unor coordonate date este afectat doar de mecanismul care pune corpul în mișcare, de forțele de rezistență și de gravitație. Un set de astfel de factori exclude posibilitatea mișcării rectilinie. Această regulă funcționează chiar și în spațiu.
Corpul descrie o traiectorie care este similară cu o elipsă, hiperbolă, parabolă sau cerc. Ultimele două opțiuni sunt realizate la a doua și prima viteză cosmică. Calculele pentru mișcarea de-a lungul unei parabole sau unui cerc sunt efectuate pentru a determina traiectoria unei rachete balistice.
Luând în considerare toți parametrii în timpul lansării și zborului (masă, viteză, temperatură etc.), se disting următoarele caracteristici ale traiectoriei:
- Pentru a lansa racheta cât mai departe posibil, trebuie să alegeți unghiul potrivit. Cel mai bun este ascuțit, în jur de 45º.
- Obiectul are aceleași viteze inițiale și finale.
- Corpul aterizează în același unghi în care este lansat.
- Timpul de mișcare a obiectului de la început la mijloc, precum și de la mijloc până la punctul de sosire, este același.
Proprietăți de traiectorie și implicații practice
Mișcarea corpului după influența forței motrice asupra acestuia încetează să fie studiată de balistica externă. Această știință oferă calcule, tabele, cântare, obiective și dezvoltă cele mai bune opțiuni pentru fotografiere. Traiectoria balistică a unui glonț este o linie curbă care descrie centrul de greutate al unui obiect în zbor.
Deoarece corpul este afectat de gravitație și rezistență, calea pe care o descrie glonțul (proiectilul) formează forma unei linii curbe. Sub acțiunea forțelor reduse, viteza și înălțimea obiectului scade treptat. Există mai multe traiectorii: plate, articulate și conjugate.
Primul se realizează prin utilizarea unui unghi de elevație care este mai mic decât unghiul cel mai mare. Dacă pentru diferite traiectorii intervalul de zbor rămâne același, o astfel de traiectorie poate fi numită conjugată. În cazul în care unghiul de elevație este mai mare decât unghiul celui mai mare interval, calea devine articulată.
Traiectoria mișcării balistice a unui obiect (glonț, proiectil) constă din puncte și secțiuni:
- plecare(de exemplu, botul butoiului) - acest punct este începutul căii și, în consecință, referința.
- Horizon Arms- acest tronson trece prin punctul de plecare. Traiectoria o traversează de două ori: în timpul eliberării și căderii.
- Locul de elevație- aceasta este o linie care este o continuare a orizontului formează un plan vertical. Această zonă se numește avionul de tragere.
- Vârfurile căii- acesta este punctul care se află la mijloc între punctele de început și de sfârșit (împușcat și cădere), are cel mai înalt unghi de-a lungul întregului traseu.
- Oportunitati- ținta sau locul vederii și începutul mișcării obiectului formează linia de țintire. Se formează un unghi de țintire între orizontul armei și ținta finală.
Rachete: caracteristici ale lansării și mișcării
Există rachete balistice ghidate și nedirijate. Formarea traiectoriei este influențată și de factori externi și externi (forțe de rezistență, frecare, greutate, temperatură, raza de zbor necesară etc.).
Calea generală a corpului lansat poate fi descrisă prin următorii pași:
- Lansa. În acest caz, racheta intră în prima etapă și își începe mișcarea. Din acest moment, începe măsurarea înălțimii traiectoriei de zbor a unei rachete balistice.
- Aproximativ un minut mai târziu, al doilea motor pornește.
- La 60 de secunde după a doua etapă, al treilea motor pornește.
- Apoi corpul intră în atmosferă.
- Ultimul lucru este explozia focoaselor.
Lansarea rachetei și formarea curbei de mișcare
Curba de călătorie a rachetei constă din trei părți: perioada de lansare, zborul liber și reintrarea în atmosfera terestră.
Proiectilele vii sunt lansate dintr-un punct fix al instalațiilor portabile, precum și Vehicul(nave, submarine). Aducerea în zbor durează de la zece miimi de secundă la câteva minute. Căderea liberă reprezintă cea mai mare parte a traiectoriei de zbor a unei rachete balistice.
Avantajele rulării unui astfel de dispozitiv sunt:
- Timp lung de zbor liber. Datorită acestei proprietăți, consumul de combustibil este redus semnificativ în comparație cu alte rachete. Pentru zborul prototipurilor (rachete de croazieră), se folosesc motoare mai economice (de exemplu, motoare cu reacție).
- La viteza cu care se mișcă pistolul intercontinental (aproximativ 5 mii m / s), interceptarea se face cu mare dificultate.
- O rachetă balistică este capabilă să lovească o țintă la o distanță de până la 10.000 km.
În teorie, calea de mișcare a unui proiectil este un fenomen din teoria generală a fizicii, o secțiune a dinamicii corpurilor rigide în mișcare. În ceea ce privește aceste obiecte, se iau în considerare mișcarea centrului de masă și mișcarea în jurul acestuia. Primul se referă la caracteristicile obiectului care efectuează zborul, al doilea - la stabilitate și control.
Deoarece corpul are traiectorii de program pentru efectuarea unui zbor, calculul traiectorie balistică rachete este determinată de calcule fizice și dinamice.
Evoluții moderne în balistică
Pentru că rachete de luptă de orice fel sunt periculoase pentru viață, sarcina principală a apărării este îmbunătățirea punctelor de lansare a sistemelor dăunătoare. Acesta din urmă trebuie să asigure neutralizarea completă a armelor intercontinentale și balistice în orice moment al mișcării. Se propune pentru a fi luat în considerare un sistem cu mai multe niveluri:
- Această invenție constă din niveluri separate, fiecare având propriul său scop: primele două vor fi echipate cu arme de tip laser (rachete orientate, pistoale electromagnetice).
- Următoarele două secțiuni sunt echipate cu aceleași arme, dar concepute pentru a distruge focoasele armelor inamice.
Evoluțiile în racheta de apărare nu stau pe loc. Oamenii de știință sunt angajați în modernizarea unei rachete cvasibalistice. Acesta din urmă este prezentat ca un obiect care are o cale joasă în atmosferă, dar în același timp își schimbă brusc direcția și raza de acțiune.
Traiectoria balistică a unei astfel de rachete nu afectează viteza: chiar și la altitudine extrem de scăzută, obiectul se mișcă mai repede decât unul normal. De exemplu, dezvoltarea Federației Ruse „Iskander” zboară cu viteză supersonică - de la 2100 la 2600 m / s cu o masă de 4 kg 615 g, croazierele cu rachete mișcă un focos cu o greutate de până la 800 kg. Când zboară, manevrează și se sustrage apărării antirachetă.
Arme intercontinentale: teoria controlului și componente
Rachetele balistice cu mai multe etape se numesc intercontinentale. Acest nume a apărut dintr-un motiv: din cauza distanței lungi de zbor, devine posibil să se transfere mărfuri la celălalt capăt al Pământului. Principala substanță de luptă (încărcare), practic, este o substanță atomică sau termonucleară. Acesta din urmă este plasat în fața proiectilului.
În plus, sistemul de control, motoarele și rezervoarele de combustibil sunt instalate în proiect. Dimensiunile și greutatea depind de intervalul de zbor necesar: cu cât distanța este mai mare, cu atât greutatea de pornire și dimensiunile structurii sunt mai mari.
Calea de zbor balistică a unui ICBM se distinge de traiectoria altor rachete prin altitudine. O rachetă în mai multe etape trece prin procesul de lansare, apoi se mișcă în sus în unghi drept timp de câteva secunde. Sistemul de control asigură direcția pistolului către țintă. Prima etapă a rachetei după epuizarea completă este separată independent, în același moment fiind lansată următoarea. La atingerea unei viteze și altitudini de zbor prestabilite, racheta începe să se miște rapid în jos spre țintă. Viteza de zbor către obiectul de destinație ajunge la 25 mii km/h.
Dezvoltarea mondială a rachetelor cu destinație specială
În urmă cu aproximativ 20 de ani, în timpul modernizării unuia dintre sistemele de rachete cu rază medie de acțiune, a fost adoptat un proiect pentru rachete balistice antinavă. Acest design este plasat pe o platformă de lansare autonomă. Greutatea proiectilului este de 15 tone, iar raza de lansare este de aproape 1,5 km.
Traiectoria unei rachete balistice pentru distrugerea navelor nu este susceptibilă de calcule rapide, deci este imposibil să preziceți acțiunile inamicului și să eliminați această armă.
Această dezvoltare are următoarele avantaje:
- Interval de lansare. Această valoare este de 2-3 ori mai mare decât cea a prototipurilor.
- Viteza și altitudinea zborului fac armele militare invulnerabile la apărarea antirachetă.
Experții mondiali sunt încrezători că armele de distrugere în masă pot fi încă detectate și neutralizate. În astfel de scopuri se folosesc stații speciale de recunoaștere în afara orbitei, aviație, submarine, nave etc.. Cea mai importantă „opoziție” este recunoașterea spațială, care este prezentată sub formă de stații radar.
Traiectoria balistică este determinată de sistemul de informații. Datele primite sunt transmise la destinație. Principala problemă este învechirea rapidă a informațiilor - într-o perioadă scurtă de timp, datele își pierd relevanța și pot diverge de la locația reală a armei la o distanță de până la 50 km.
Caracteristicile complexelor de luptă ale industriei interne de apărare
Cea mai puternică armă a timpului prezent este considerată a fi o rachetă balistică intercontinentală, care este plasată permanent. Sistemul intern de rachete R-36M2 este unul dintre cele mai bune. Acesta găzduiește arma de luptă grea 15A18M, care este capabilă să transporte până la 36 de proiectile nucleare individuale ghidate de precizie.
Traiectoria balistică a unor astfel de arme este aproape imposibil de prezis, respectiv neutralizarea rachetei prezintă și dificultăți. Puterea de luptă a proiectilului este de 20 Mt. Dacă această muniție explodează la o altitudine joasă, sistemele de comunicație, control și apărare antirachetă vor eșua.
Modificările unui lansator de rachete pot fi folosite și în scopuri pașnice.
Printre rachetele cu propulsie solidă, RT-23 UTTKh este considerat deosebit de puternic. Un astfel de dispozitiv se bazează în mod autonom (mobil). În stația prototip staționară ("15ZH60"), forța de pornire este cu 0,3 mai mare în comparație cu versiunea mobilă.
Lansările de rachete care se efectuează direct din stații sunt greu de neutralizat, deoarece numărul de obuze poate ajunge la 92 de unități.
Sisteme și instalații de rachete ale industriei străine de apărare
Înălțimea traiectoriei balistice a rachetei complexului american Minuteman-3 nu diferă mult de caracteristicile de zbor ale invențiilor interne.
Complexul, care a fost dezvoltat în Statele Unite, este singurul „apărător” al Americii de Nord printre armele de acest tip până în prezent. În ciuda vechimii invenției, indicatorii de stabilitate ai armelor nu sunt răi nici în prezent, deoarece rachetele complexului ar putea rezista la apărarea antirachetă, precum și să lovească o țintă cu un nivel ridicat de protecție. Faza activă a zborului este scurtă și este de 160 s.
O altă invenție americană este Peekeper-ul. De asemenea, ar putea oferi o lovire precisă asupra țintei datorită celei mai avantajoase traiectorii balistice. Experții spun că capacitățile de luptă ale complexului dat sunt de aproape 8 ori mai mari decât cele ale Minuteman-ului. Serviciul de luptă „Peskyper” a fost de 30 de secunde.
Zborul proiectilului și mișcarea în atmosferă
Din secțiunea de dinamică este cunoscută influența densității aerului asupra vitezei de mișcare a oricărui corp în diferite straturi ale atmosferei. Funcția ultimului parametru ia în considerare dependența densității direct de altitudinea de zbor și este exprimată astfel:
H (y) \u003d 20000-y / 20000 + y;
unde y este înălțimea de zbor a proiectilului (m).
Calculul parametrilor, precum și traiectoria unei rachete balistice intercontinentale, pot fi efectuate folosind programe speciale de calculator. Acesta din urmă va furniza declarații, precum și date privind altitudinea zborului, viteza și accelerația, precum și durata fiecărei etape.
Partea experimentală confirmă caracteristicile calculate și demonstrează că viteza este influențată de forma proiectilului (cu cât este mai eficientă, cu atât viteza este mai mare).
Arme ghidate de distrugere în masă ale secolului trecut
Toate armele de tipul dat pot fi împărțite în două grupuri: terestre și aviatice. Dispozitivele terestre sunt dispozitive care sunt lansate din stații staționare (de exemplu, mine). Aviația, respectiv, este lansată de pe nava purtătoare (aeronava).
Grupul de la sol include rachete balistice, de croazieră și antiaeriene. Pentru aviație - proiectile, ABR și proiectile de luptă aerian ghidat.
Principala caracteristică a calculului traiectoriei balistice este înălțimea (la câteva mii de kilometri deasupra atmosferei). La un anumit nivel deasupra nivelului solului, proiectilele ating viteze mari și creează dificultăți enorme pentru detectarea și neutralizarea sistemelor de apărare antirachetă.
Rachetele balistice binecunoscute, care sunt proiectate pentru o rază medie de zbor, sunt: Titan, Thor, Jupiter, Atlas etc.
Traiectoria balistică a unei rachete, care este lansată dintr-un punct și lovește coordonatele date, are forma unei elipse. Dimensiunea și lungimea arcului depind de parametrii inițiali: viteza, unghiul de lansare, masa. Dacă viteza proiectilului este egală cu prima viteză spațială (8 km/s), arma de luptă, care este lansată paralel cu orizontul, se va transforma într-un satelit al planetei cu o orbită circulară.
În ciuda îmbunătățirii constante în domeniul apărării, calea de zbor a unui proiectil viu rămâne practic neschimbată. În prezent, tehnologia nu este capabilă să încalce legile fizicii pe care le respectă toate corpurile. O mică excepție sunt rachetele orientate - ele pot schimba direcția în funcție de mișcarea țintei.
Inventatorii sistemelor antirachetă modernizează și dezvoltă și arme pentru distrugerea armelor de distrugere în masă de nouă generație.
La 60 de ani de la lansarea ultimei rachete Kongrev, racheta militară a renascut pentru istorie în munții de lângă Geok-Tepe. Desigur, nu se poate argumenta că rachetele militare nu au existat deloc pentru o perioadă atât de lungă de timp. Nu, erau disponibile, dar au apărut rar și au fost aplicate ezitant, mai ales în ordinea experimentării sau din lipsă de cele mai bune mijloace.
Prima încercare de a repune rachete în serviciul armatei după desființarea tuturor vechilor unități de rachete a fost făcută în Suedia. În jurul anului 1890, un inventator suedez, locotenent-colonelul von Unge, i-a oferit lui Alfred Nobel un design pentru o „torpilă aeriană”, care era o rachetă mare, foarte asemănătoare cu rachetele de luptă ale lui Gale, dar cu modificări și îmbunătățiri minore.
Von Unge și-a propus să facă din rachetă o armă mai eficientă. Pentru a face acest lucru, el a propus să aprindă motorul rachetei nu din spate, printr-o duză, ci din față, printr-o gaură subțire găurită în nasul rachetei. O altă inovație și mai importantă a fost lansarea unei rachete dintr-un mortar cu țeavă scurtă. În acest caz, racheta ar decola cu o anumită viteză, să zicem 100 m / s, ceea ce nu numai că ar crește raza de acțiune, ci și-ar crește și precizia tragerii de rachete, iar acest lucru, potrivit lui von Unge, ar oferi rachetelor ocazia. a intra in competitie cu artileria .
Interesul lui Nobel pentru rachetele lui von Unge nu era pur academic. Și-a pus compatriotul la muncă, plătindu-și toate facturile în creștere rapidă, ceea ce unui om cu mai puțin capital decât Nobel i-ar fi părut prohibitiv. Cu toate acestea, în ciuda cheltuielilor semnificative, von Unge nu a putut să finalizeze niciunul dintre proiectele sale, astfel încât să poată fi arătat specialiștilor militari. În 1896, Nobel a murit, iar von Unge, se pare, a rămas fără muncă.
Cinci ani mai târziu, în 1901, Compania Mars a fost înființată la Stockholm cu scopul de a-i oferi lui von Unge posibilitatea de a finaliza munca pe care o începuse. Rezultatele acestor experimente nu au fost publicate, dar unele fapte au fost cunoscute mai târziu într-un mod indirect. Încărcătura de pulbere a rachetelor lui von Unge a fost aceeași cu cea a rachetei de salvare de coastă (linometer): a constat dintr-un amestec de pulbere neagră cu cărbune zdrobit și a fost presată manual în corpul rachetei. De corpul rachetei era atașat focosul cu încărcătură de dinamită; siguranța detonantă a funcționat când racheta a atins ținta (Fig. 28).
Orez. 28. „Torpilă de aer” von Unge.
Secțiune a ultimului model de 762 mm testat de Krupp în 1909
Greutatea încărcăturii de luptă a fost de 2 kg, cu o lungime totală a „torpilei aeriene” de 750 mm și un diametru de 110 mm. Primele modele complet echipate cântăreau până la 35 kg, dezvoltau o viteză de aproximativ 300 m/s pe traiectorie și aveau o autonomie de până la 5 km. Mortarul, care a servit drept lansator pentru aceste „torpile”, le-a dat o viteză inițială de 50 m / s, care a fost imposibil de crescut datorită caracteristicilor de proiectare ale „torpilelor” în sine. Precizia incendiului, desigur, a fost nesatisfăcătoare. Specialiștii au calculat că a fost nevoie de cel puțin cinci ori mai multă muniție pentru a lovi o anumită țintă la o distanță de 3 km decât pentru a lovi aceeași țintă folosind un obuzier de câmp convențional de același calibru.
Apoi von Unge a decis să abandoneze complet mortarul și să folosească în schimb un ghidaj tubular deschis. În 1908, von Unge a început să-și facă publicitate „torpilelor aeriene” ca arme pentru avioane. În același timp, el a subliniat lipsa de recul a „torpilelor aeriene”, care are mare importanță pentru armele aviatice.
În 1909, a devenit cunoscut faptul că firma lui Friedrich Krupp din Essen cumpărase brevetele lui von Unge, precum și stocul existent de „torpile aeriene” (aproximativ 100 de bucăți), un ghidaj tubular și alte echipamente. Toate acestea au fost transportate de la Stockholm la terenul de antrenament Krupp din Meppen, unde „torpilele” au fost supuse unor teste cuprinzătoare.
Câteva date despre cele mai recente modele ale acestei rachete au fost raportate ulterior de specialistul de frunte în balistică al lui Krupp, profesorul Otto Eberhard, în timpul unei discuții despre calculul matematic al traiectoriilor proiectilelor. Ebergard a spus că „torpilele aeriene” aveau o greutate de pornire de până la 50 kg și o rază de tragere de ordinul 4-5 km.
În 1910, Krupp a anunțat că experimentele cu „torpilele aeriene” lui von Unge au fost întrerupte din cauza imposibilității de a obține precizia necesară a focului. Desigur, nimeni nu a crezut această afirmație, fie că doar pentru că cu doar câteva luni mai devreme, firma Krupp a solicitat un brevet pentru această invenție. Este posibil ca aplicarea să fi fost o chestiune de principiu, sau poate că a fost procedura obișnuită a acestei mari firme militaro-industriale. În orice caz, germanii nu aveau deloc arme asemănătoare cu „torpilele aeriene” lui von Unge în timpul Primului Război Mondial. După toate probabilitățile, inginerii lui Krupn au încercat să transforme rachetele lui von Unge în artilerie grea cu rază scurtă de acțiune și, când au eșuat, și-au îndreptat atenția către alte mijloace.Singura țară care a folosit rachete pe câmpurile de luptă din Primul Război Mondial a fost Franța. Informații despre aceasta pot fi găsite în cartea căpitanului Ernst Lehmann, care a murit în prăbușirea aeronavei „Hindenburg” la Lakehurst.
„În primele luni ale anului 1916”, scrie Lehmann, „am comandat noul dirijabil LZ-90, una dintre cele șapte aeronave aflate la dispoziția Înaltului Comandament al Armatei... Într-o zi ni s-a dat sarcina de a bombarda depozitul de cale ferată din Bar-le-Du, prin care francezii își aprovizionau trupele apărând poziții cheie în apropiere de Verdun. Aeronava LZ-90 transporta un stoc mare de bombe (peste 3000 kg). Oprind motoarele și ascunzându-ne în nori, am trecut linia frontului la altitudinea de 3000 m. Nu știu dacă am fost depistați sau nu, dar în orice caz peste Bar-le-Du am apărut pe neașteptate pentru inamic, care ne-a întâlnit doar cu câteva obuze convenționale. Înainte de a putea arunca prima încărcătură de bombe, am fost forțați să oprim bombardarea, deoarece LZ-90 a alunecat peste țintă. Am făcut o nouă trecere și tocmai eram pe cale să lansăm o a doua lovitură asupra stației, când am văzut câteva rachete galbene stângace zburând încet spre noi. Au trecut pe lângă dirijabilul nostru, care în acel moment se afla la o altitudine de 3260 m, și au continuat să urce. Rachete incendiare! Ultimul și cel mai fiabil mijloc de a aprinde un dirijabil plin cu hidrogen. O lovitură este cu siguranță suficientă pentru a distruge orice aeronavă! Am comandat viteză maximă înainte și, după ce am ridicat dirijabilul la înălțimea sa maximă, am scăpat în siguranță de bombardamente. Am reușit să observ că de pe autostradă din apropierea gării au fost lansate rachete incendiare și că vehiculele care se deplasau de-a lungul autostrăzii serveau drept lansatoare.
Dar francezii nu au creat doar rachete antiaeriene; au făcut și ceea ce încerca von Unge să facă – primele rachete aer-aer de luptă. Adevărat, această sarcină a fost mult facilitată de prezența unor astfel de ținte aeriene vulnerabile precum o navă și un balon. Folosind experiența războiului civil american, germanii și-au ridicat observatorii în baloane legate pentru a corecta focul de artilerie. Baloanele staționare erau umplute cu hidrogen, iar uneori cu gaz luminos, iar francezii le distrugeau cu ușurință cu rachete mari de tip Le Prieur, asemănătoare cu cele folosite pentru alimentarea cablului de la țărm la navă. Aceste rachete, aparent, nu aveau nici măcar focoase speciale: efectul lor incendiar a fost suficient pentru a distruge balonul.
Ca port-rachete, a fost folosită o aeronavă de tip Nieuport - un biplan, care avea niște lupte verticale foarte puternice în formă de V de fiecare parte a fuzelajului, care legau ambele aripi. Patru rachete Le Prieur au fost suspendate de fiecare lonjerie. După o serie de teste de luptă, francezii au format mai multe escadroane speciale de aeronave Nieuport înarmate cu astfel de rachete, dar aceste escadroane nu au durat mult, deoarece germanii au încetat curând să ridice baloane prinse.
Am citit undeva că piloții ruși aveau arme similare pentru a lupta cu aceleași ținte. Cu toate acestea, au supraviețuit foarte puține surse care descriu operațiunile armatei ruse în timpul Primului Război Mondial. Prin urmare, rămâne de presupus că rachetele de aviație rusești au fost doar un produs al activității inventive a piloților individuali.
Pe frontul de vest, germanii au folosit rachete mari pentru a tăia sârma ghimpată. Pentru a face acest lucru, un cablu a fost atașat în partea din spate a rachetei și o ancoră mică a bărcii a fost atașată la focos. Racheta astfel echipată a fost lansată din primul șanț prin sârmă ghimpată, iar apoi ancora a fost trasă înapoi cu ajutorul unui troliu manual.
Acesta este tot ce se poate spune despre utilizarea rachetelor în timpul Primului Război Mondial.Folosirea foarte limitată a rachetelor de luptă în Primul Război Mondial și abundența lor în al Doilea nu se datorează întâmplării sau îngustării de minte a armatei; nici nu poate fi explicată prin vreo doctrină tactică definită. Această diferență este mai mult legată de soluționarea unor astfel de probleme industriale precum problemele de producție, depozitare și siguranță a combustibilului utilizat.
Când Congreve s-a apărat împotriva criticilor, a făcut-o comparând performanța rachetelor cu costurile de producție ale acestora. Cifrele sale erau absolut corecte și convingătoare, dar în condiții moderne ar caracteriza doar o foarte mică parte a problemei generale. Judecând după cum stau lucrurile acum, orice rachetă de luptă trebuie să îndeplinească toate cerințele pentru o armă militară standard.
Prima astfel de cerință, adesea trecută cu vederea din cauza evidenței sale, este posibilitatea depozitării pe termen lung. arme terminate. Armele sunt fabricate, să zicem, în Detroit, apoi trebuie depozitate undeva până când sunt trimise la un arsenal sau o bază militară, unde se pune din nou problema depozitării lor. După ceva timp, probabil va fi trimis fie în Africa, fie în Groenlanda și va trebui din nou stocat. Și, în final, va fi livrat în prima linie pentru următoarea operațiune. În acest timp, arma, cel puțin în teorie, ar trebui să fie gata de utilizare imediată. Toate artileria și armele de calibru mic, de la cartușe de pistol la cartușe pentru tunurile antiaeriene, îndeplinesc această cerință. A doua cea mai importantă cerință este ca arma să fie în producție de masă, dacă este posibil, complet automatizată.
Dacă te gândești la aceste două cerințe de bază, devine clar de ce o rachetă cu propulsie lichidă poate fi folosită doar ca rachetă de luptă în unele cazuri speciale. Desigur, părțile unei rachete cu propulsie lichidă pot fi, de asemenea, produse în serie, iar racheta poate fi depozitată asamblată sau dezasamblată. Dar ar fi foarte dificil să depozitezi o rachetă cu combustibil lichid, chiar dacă oxigenul lichid nu este inclus în componentele sale de combustibil. Componentele propulsoare ar trebui depozitate separat și nu alimentate cu ele până în momentul utilizării efective. Acest lucru este posibil numai în condițiile pozițiilor de tragere staționare, similare cu pozițiile artileriei antiaeriene care apără zonele populate, sau instalațiile de punte ale navelor purtătoare de rachete. Dar acest lucru nu se poate face lângă linia frontului.
Astfel, în mod logic, rachetele de luptă ar trebui să fie rachete cu combustibil solid, convenabile pentru depozitarea pe termen lung și, în același timp, să îndeplinească condițiile de producție în masă.
Ultima cerere pentru rachete mari cu pulbere neagră a fost satisfăcută până în 1935. Producția acestor rachete a fost manuală, individuală. Chiar și presele hidraulice complet perfecte ale lui Sander l-au eliberat pe muncitor doar de folosirea forței musculare. Era încă o muncă artizanală și, de asemenea, foarte periculoasă. De asemenea, depozitarea rachetelor mari cu pulbere neagră a fost extrem de dificilă. Încărcătura cu pulbere de rachetă nu a putut rezista la depozitarea pe termen lung, cu excepția cazului în care, desigur, au fost create condiții speciale.
Motivul pentru aceasta este că, pentru rachetele cu propulsoare de mare putere, amestecul de pulbere trebuie comprimat într-o măsură mult mai mare decât pentru rachetele pirotehnice mici. Greutatea specifică a încărcăturii rachetelor pirotehnice este de aproximativ 1,25. Rachetele realizate de Sander pentru experimentele Opel aveau gravitație specificăîn jur de 1,5 sau chiar 1,7. Desigur, o astfel de densitate de încărcare a îmbunătățit caracteristicile rachetelor, dar din această cauză, amestecul de pulbere presată a devenit excesiv de fragil, mult mai fragil decât de obicei. Dacă rachetele cu o sarcină mare de pulbere comprimată sunt supuse unor schimbări de temperatură, este posibil să apară fisuri în încărcătură care sunt invizibile pentru ochi. Când o astfel de rachetă este lansată, caracteristicile ei vor fi normale până când flacăra va ajunge la crăpătură. Apoi suprafața de ardere va crește brusc din cauza fisurii, ceea ce va duce la o creștere la fel de bruscă a generării de gaz. În cel mai bun caz, nearse - bucăți din amestecul de pulbere vor fi aruncate afară. Dar, de obicei, corpul unei rachete nu poate rezista la o creștere bruscă a presiunii, care crește și mai mult dacă duza se înfundă cu bucăți de praf de pușcă nearse.
Aceste fisuri au fost cele care au provocat explozii în timpul experimentelor Opel. O scădere bruscă a temperaturii, puțină neglijență în timpul transportului - și racheta a devenit explozivă. Că toate acestea nu au fost o preocupare pur academică este confirmat de refuzul germanului căi ferate transporta aceste rachete.
Mai era o problemă: dacă racheta cu pulbere neagră era mare, atunci corpul ei trebuia să fie din metal, iar când arderea dura mai mult de 1-2 secunde, peretele metalic transfera suficientă căldură pentru a aprinde pulberea într-un punct în care flacăra încă nu a venit.
Fiecare specialist în explozivi care a fost introdus în aceste probleme, desigur, a sugerat imediat trecerea de la pulbere neagră comprimată la artilerie. Toată lumea știe tuburile de pulbere fără fum, asemănătoare cu paste, folosite în muniția de artilerie. Aceste tuburi subțiri și destul de lungi se disting printr-o anumită rezistență și chiar flexibilitate. Praful de pușcă de acest tip poate rezista la manipulări dure și la fluctuații foarte mari de temperatură.
Evident, prima persoană care a început astfel de experimente cu pulberi fără fum a fost profesorul Goddard. El a fost interesat în primul rând de rata de epuizare a produselor de ardere a pulberilor fără fum, dorind să obțină o bază pentru calcule ulterioare.
Se poate, însă, că Friedrich Sander a fost primul care a încercat mâna la astfel de rachete. Potrivit lui Max Vallier, care a fost martor ocular la primele experimente ale lui Sander cu pulberi fără fum, acest lucru s-a întâmplat la scurt timp după testele mașinilor-rachetă ale Opel. Primele rezultate au fost descurajatoare. După câteva secunde de ardere uniformă, dar foarte violentă, a avut loc de obicei o explozie. Nu știu care a fost greșeala lui Zander; poate că avea compoziția greșită a amestecului și poate că partea din sarcină adiacentă pereților camerei de ardere a fost încălzită mai mult decât era necesar datorită transferului de căldură al pereților metalici. Probabil a jucat un rol și în asta. lung lungime Rachete Zander. În orice caz, această problemă s-a dovedit prea complexă pentru a fi rezolvată. Cu toate acestea, viteza de scurgere a gazelor în rachetele lui Sander, conform aceluiași Valier, a fost de peste 1800 m/sec.
Mai târziu, în timpul celui de-al doilea război mondial, praful de pușcă cu bază dublă a fost folosit ca combustibil în rachetele militare. Acest termen necesită o explicație. Inițial, piroxilina a fost aleasă pentru a înlocui praful de pușcă din arme. Cu toate acestea, cu fiecare încercare de a realiza acest lucru, țeava armei a fost ruptă. Evident, piroxilina a ars prea repede și, prin urmare, a fost necesar să se încetinească cumva procesul de ardere. Acest lucru s-a realizat prin scufundarea piroxilinei tocate fin într-un vas cu acetonă. Acetona nu a dizolvat piroxilina, ci a înmuiat-o până la o stare asemănătoare jeleului. Apoi, această masă asemănătoare jeleului a fost amestecată cu cărbune obișnuit, parțial uscată și rulată în foi subțiri, care au fost tăiate în pătrate mici sau diamante. Așa a fost preparată praful de pușcă cu o singură bază. Rețeta pentru praful de pușcă cu bază dublă a fost compilată pentru prima dată de Alfred Nobel și a fost numită cordită sau balistită. Acești termeni sunt folosiți și astăzi, deși compoziția și procesul de fabricație al acestor praf de pușcă s-au schimbat de mai multe ori de atunci.
Cele două baze de cordite (balistită) sunt doi explozivi - nitroglicerină și nitroceluloză (piroxilina este unul dintre tipurile de nitroceluloză). Principala trăsătură distinctivă a procesului de producție a acestor substanțe este gelatinizarea nitrocelulozei cu ajutorul nitroglicerinei. Dar, din moment ce nitroglicerina nu este nicidecum cel mai perfect gelatinizant, la prepararea acestor substanțe se folosesc reactivi suplimentari. Specialiștii britanici în explozivi, de exemplu, folosesc dietildifenilcarbamidă, care este cunoscută în industria engleză sub numele scurt „carbamite”. Nu este doar o componentă de gelifiere, ci și un excelent stabilizator care neutralizează produșii de descompunere ai esterilor de azot. Fără ea, pudra cu bază dublă după un timp devine nesigură sau pur și simplu nesigură.
Următoarea este compoziția în greutate a corditei engleze:
Procesul de producție a corditei este denumit în mod obișnuit procesul uscat fără soluție. Într-adevăr, acest proces este fără soluție, dar nu complet uscat. Pulpa moale, fără formă a nitrocelulozei, care este umezită cu apă, este introdusă într-un rezervor cu apă, unde este amestecată și în care este introdusă simultan cantitatea necesară de nitroglicerină. După ceva timp, acest amestec este alimentat într-un alt rezervor cu carbamită, de unde, după o scurtă amestecare, pulpa brută rezultată este trimisă pe mesele de uscare, foarte asemănătoare cu cele folosite la producerea hârtiei.
Aici, pulpa este tăiată în foi de masă pastoasă care conțin 20-25% apă, care se evaporă atunci când foile sunt uscate cu aer încălzit. Foile uscate sunt apoi trecute prin rulouri încălzite. Căldura și presiunea duc la gelatinizarea masei. După aceea, foile gelatinizate sunt rulate la presiune mare și plasate în cilindri încălziți, din care sunt extrudate printr-o matriță.
În Statele Unite, problema folosirii pulberii fără fum pentru rachetă încărcătură cu pulbere a fost crescut pentru prima dată în 1940. Departamentul de artilerie al armatei americane avea nevoie de o încărcătură cu pulbere de rachetă pentru a accelera căderea bombelor aeriene, care, după cum știți, atunci când cad de la altitudini joase, nu au viteză suficientă în momentul contactului cu ținta, pe care un proiectil de artilerie al lui. acelasi calibru are. Ca urmare, o bombă aeriană aruncată de la o altitudine joasă are o putere de penetrare redusă; odată cu creșterea înălțimii bombardamentului, se pierde acuratețea bombei care lovește ținta. Prin urmare, părea logic să se echipeze bomba aeriană cu o încărcătură de rachetă pentru ca, menținând în același timp precizia bombardării, să se obțină o viteză mai mare de întâlnire cu ținta. Racheta de amplificare destinată acestui lucru a fost creat la sfârșitul primăverii anului 1941, dar astfel de bombe nu au fost niciodată folosite în practică.
Sarcina propulsorului din această rachetă a fost un praf de pușcă dibazic, constând din aproximativ 60% nitroceluloză și 40% nitroglicerină, cu o cantitate mică de difenilamină adăugată ca stabilizator. Acest praf de pușcă este asemănător cu rachetele englezești cordite, dar metoda de fabricare a acesteia în America a fost destul de diferită.
Metoda americană poate fi numită presare cu mortar și se rezumă la următoarele: părțile constitutive ale prafului de pușcă sunt preparate separat și apoi combinate în prezența unui solvent care se evaporă rapid. Aceasta formează un strat gros de pastă de culoare închisă, care este apoi ușor rulat în foi pentru gelatinizare. Foile sunt apoi tăiate la lungime în fâșii înguste și aceste benzi sunt presate. Acest proces de producere a pulberii cu bază dublă este considerat mai sigur decât metoda engleză.
De asemenea, germanii erau familiarizați de mult cu praful de pușcă cu bază dublă, dar când Germania a început să le dezvolte îndeaproape, s-a decis să nu se folosească nitroglicerina din motivele pentru care glicerina este obținută din grăsimi, iar în cazul unui război prelungit, Germania ar fi se confruntă cu o lipsă acută a acestora. Oricare ar fi motivul real, germanii au înlocuit nitroglicerina cu un lichid cunoscut chimiștilor sub numele de dinitrat de dietilen glicol. Acest lichid este mai puțin sensibil decât nitroglicerina și, prin urmare, mai sigur de manipulat, dar are o putere de gelificare mai mare decât nitroglicerina.
În Germania, ca și în alte țări, a existat o nevoie constantă de rachete cu propulsie din ce în ce mai mari, rachete mai mari și rachete de lansare mai mari pentru avioane. În America, acest lucru a dus la apariția așa-numiților combustibili de galzită, iar în Germania la inventarea „pulverului ghissling” - un compus interesant din multe privințe. Era o pastă specială de nitroceluloză și dinitrat de dietilen glicol cu niște difenilamină și carbamită. Această pastă brută a fost zdrobită și adăugată treptat la trinitrotoluenul topit în baie cu agitare constantă a amestecului. Mai jos este compoziția finală a prafului de pușcă preparat în acest fel.
Apoi, amestecul în stare fierbinte a intrat în vid, unde aerul și apa au fost îndepărtate din el. După aceea, a fost turnat în forme de oțel și supus la răcire lentă și controlată timp de 24-48 de ore. Turnarea în matrițe a făcut posibilă producerea de încărcături de dimensiuni excepțional de mari. Unele încărcături experimentale aveau până la 100 cm lungime și peste 50 cm în diametru.
În 1942, ziarele rusești au publicat primele fotografii cu arme ciudate germane capturate pe frontul rus. Avea șase țevi scurte de aproximativ 1,5 m lungime, care erau montate pe un cărucior ușor modificat al unui tun antitanc de 37 mm și semăna cu tamburul unui vechi revolver Colt. Acești câțiva sistem ciudat a fost o nouă armă-rachetă germană. Oficial, se numea „Nebelwerfer-41”, adică „aruncător de gaz”, sau un dispozitiv de evacuare a fumului modelului din 1941. Titlul indica faptul că această armă destinat inițial a fi utilizat ca mortar chimic pentru a crea ecrane de fum. Cu toate acestea, rapoartele de pe front au indicat că această armă a fost folosită ca mortar pentru tragerea de mine de fragmentare cu explozivi mari. Ulterior, au fost capturate și proiectile chimice pentru această armă, confirmând scopul ei inițial.
Orez. 29. Rachete germane în timpul celui de-al doilea război mondial.
Deasupra este racheta Nebelwerfer-41;
în centru este o versiune mai mare a rachetei Nebelwerfer;
dedesubt - racheta "Wurfgeret"
Lungimea totală a proiectilului a depășit ușor 100 cm (Fig. 29), iar greutatea sa totală a fost de 36 kg. Încărcarea cu pulbere a fost situată în partea capului și a constat din șapte carouri de pulbere fără fum, fiecare cu lungimea de 400 mm și diametrul de 40 mm, cu o gaură în centru cu un diametru de 6,35 mm. Sarcina de pulbere a cântărit aproximativ 6 kg. Proiectilul avea un calibru de 15 cm.Timpul de lansare din toate cele șase țevi a fost, conform rapoartelor din față, în medie de 6 secunde, dar instrucțiunile germane indicau o cadență de foc mult mai mică. Raza maximă de tragere a depășit ușor 5000 m. Precizia focului a fost bună, dar, desigur, a fost inferioară preciziei focului pieselor de artilerie de același calibru.
Principalul dezavantaj al „Nebelwerfer” a fost că s-a demascat foarte mult atunci când a fost concediat; flacăra încărcăturii de pulbere de rachetă, scăpând prin clapa deschisă a tuburilor de lansare, atingea 12 m lungime și era extrem de strălucitoare. Partea activă a traiectoriei rachetei a fost de 140 m, iar chiar și în timpul zilei, când lumina de la lanterna motorului rachetei nu era atât de vizibilă, atunci când a fost lansată, un nor mare de praf s-a ridicat, demascând poziția de tragere.
La aproximativ un an de la introducerea Nebelwerfer de 15 cm, a fost creat un lansator de rachete mai mare de 21 cm, cu un design ușor modificat. În proiectilul acestui mortar, în secțiunea de coadă a fost plasată o încărcătură de pulbere de rachetă. În loc de piese tubulare, proiectilul avea o încărcătură mare de pulbere, cântărind 6,6 kg, 413 mm lungime și aproape 130 mm în diametru. Pe partea periferică a încărcăturii erau opt caneluri și opt canale longitudinale într-un cerc, precum și un canal axial central. Mai jos este compoziția în greutate a acestei taxe.
Raza de acțiune a acestui mortar mai greu a fost cu aproximativ 1.000 de metri mai lungă decât Nebelwerfer de 15 cm.
Pentru noul proiectil au fost create mai multe tipuri de lansatoare. Unul era similar cu primul Nebelwerfer, dar avea doar cinci tuburi de lansare, de asemenea dispuse în cerc. Mai era un lansator, în care cinci tuburi de lansare erau așezate pe rând. Apoi a venit lansatorul de pe peronul căii ferate, cu două rânduri de tuburi, câte cinci pe fiecare rând.
În acest moment, a fost creat un sistem reactiv fundamental nou, numit Schweres Wurfgeret (dispozitiv de aruncare grea).
Această armă folosea un proiectil cu reacție de 21 cm în combinație cu un focos de 32 cm umplut cu un amestec de ulei și benzină (aproximativ 42 de litri). Întregul proiectil era similar cu clubul de luptă al eroilor antici și cântărea peste 90 kg.
„Wurfgeret” a început să intre în trupe în obuze separate, într-un pachet special care a servit drept lansator. Acest cadru de ambalare a fost înclinat și Wurfgeret era gata de lansare. O „bombă” incendiară grea, condusă de propriul motor, ar putea zbura pe o distanță de peste 1800 m.
Ulterior, au fost găsite mai multe dintre aceste scoici de 32 cm, marcate cu cruci galbene în cap; germanii au desemnat gazul muștar cu acest semn. Dar când obuzele găsite au fost deschise de către specialiștii serviciului chimic, acestea conțineau și un amestec de petrol și benzină.
Lansarea proiectilelor de rachetă din cadrele de ambalare a fost doar satisfăcătoare din punct de vedere al preciziei la locurile de testare; pe câmpul de luptă, astfel de obuze s-au dovedit a fi ineficiente. Apoi germanii au pus laolaltă șase cadre pe două rânduri (trei pe fiecare rând) și le-au instalat pe un cărucior, sperând în acest fel să îmbunătățească precizia focului și să asigure o masă mai mare a acestuia. Aproximativ în același timp, a fost creată o versiune mai mică a Wurfgeret cu un focos cu diametrul de 28 cm, umplut cu exploziv puternic.
Pe lângă Nebelwerfer și Wurfgeret, germanii aveau rachete aeriene de 8 cm și mai multe mostre de rachete iluminatoare de 8,6 cm. Nu vom atinge dispozitivul lor, ci luăm în considerare o altă rachetă, care, după părerea mea, avea o construcție foarte originală. . Acesta este un flare R-LG de 21,4 cm. A fost dezvoltat de laboratoarele comandamentului principal al Marinei împreună cu compania Rheinmetall-Borsig (Düsseldorf).
Racheta semăna cu un obuz de artilerie și avea o lungime de aproximativ 1 m. Încărcarea cu pulbere era realizată sub forma unei piese tubulare cu pereți groși, lungime de 50 cm, cu un diametru exterior de 20 cm și un diametru interior de 10 cm. tub cu o încărcătură iluminatoare și o parașută a fost plasată în interiorul acestui canal larg. Înălțimea maximă Zborul rachetei a fost de aproximativ 5000 m, raza orizontală maximă - 7500 m. Sa presupus că această rachetă ar fi capabilă să transporte o încărcătură de fragmentare cu explozie ridicată în focos. Dezvoltarea rachetei a fost finalizată abia în momentul capitulării Germaniei și nu a fost pusă în producție.
Rușii au folosit pe scară largă armele cu rachete de la începutul războiului, dar majoritatea sistemelor lor erau foarte clasificate. Amploarea utilizării rachetelor poate fi judecată cel puțin după numărul imens de rachete care au fost lansate împotriva armatei lui Paulus înconjurate lângă Stalingrad. Lansatoarele folosite acolo erau de două tipuri: unele semănau puternic cu lansatoarele lui Congreve - scări late instalate direct pe sol, altele erau montate pe vehicule.
Un sistem rusesc foarte original a fost un lansator în formă de cutie, pe care germanii l-au numit „organul lui Stalin”. Era format din 48 de ghidaje pentru lansarea rachetelor de 8,2 cm, care erau lansate la intervale foarte scurte, adică practic dintr-o înghițitură. Ulterior, rușii au organizat producția în masă de rachete de 13,2 cm și 30 cm, dar informațiile despre acestea sunt păstrate în secret.
În Japonia, dezvoltarea rachetelor a început în 1935, dar a fost realizată încet și nesigur. Era condus de locotenentul comandant Kumao Hino. Impresia generală pe care o obținem citind diferitele rapoarte departamentale japoneze este că sediul superior japonez cu siguranță nu a vrut să interfereze cu dezvoltarea rachetelor, dar nici nu și-a manifestat niciun interes pentru aceasta. Creditele erau mici, resursele materiale erau puține. Se știe însă că japonezii au avut unele realizări. Deci, și-au creat propriul combustibil solid pentru rachete, foarte original, a cărui compoziție în greutate este prezentată mai jos.
Sulfat de potasiu - a fost destinat să încetinească viteza de ardere. Când a devenit evident că Japonia pierde războiul, cineva aflase că depozitele militare japoneze depozitau o cantitate mare Bombe aeriene puternic explozive de 250 kg, pentru a căror livrare nu există suficiente avioane. Aceste bombe au fost transformate în rachete prin atașarea unui motor de rachetă cu propulsor la coada bombei. Obuzele au fost lansate din jgheaburi înclinate din lemn sau fier și aveau o rază de zbor maximă de 4800 m. Alte bombe aeriene au fost „adaptate” în mod similar și chiar obuze de artilerie(vezi anexa II).
Mare muncă de cercetare în domeniul rachetelor de luptă a fost efectuată și în Anglia. Alvin Crowe, șeful serviciului tehnic al Ministerului de Aprovizionare, a efectuat conducerea generală a acestuia. O mare parte din ceea ce s-a făcut în acest domeniu în timpul anilor de război, a povestit Albin Crowe într-o prelegere ținută la 21 noiembrie 1947 la Institutul de Ingineri Mecanici; Am primit o copie tipărită a acestei prelegeri de la English Interplanetary Society și îmi permit să citez aici câteva fragmente din ea.
„Rapoartele”, a spus Crowe, „care au fost primite de guvernul britanic în 1934 despre munca pe care o desfășoară germanii în domeniul rachetelor, au făcut ca Departamentul de Război să se gândească serios la necesitatea dezvoltării de rachete în Anglia. Prima întâlnire pentru a discuta această problemă a fost convocată în decembrie 1934, iar în aprilie 1935 departamentului de cercetare al Arsenalului Woolwich a fost solicitat să elaboreze un program de lucru. S-a hotărât că, în primul rând, este necesar să se încerce crearea unei rachete antiaeriene, echivalentă ca putere cu un proiectil al unui tun antiaerian englezesc de trei inci. Acest lucru a dus la dezvoltarea rachetei antiaeriene de 5 cm, prototipuri ale căreia au fost în curând realizate și testate.
„Rezultatele primelor experimente din primăvara și vara anului 1937”, a continuat Crowe, „au fost încurajatoare; rachetele păreau destul de fiabile, dar odată cu debutul iernii reci din 1937/38, a devenit evident că calitatea camerei de ardere din plastic creată pentru acest tip de rachetă a fost nesatisfăcătoare.
La aproximativ un an de la dezvoltarea rachetei de 5 cm, a apărut nevoia unei și mai mari și rachetă puternică cu caracteristici care se apropie de caracteristicile noului tun antiaerian de 94 mm, care trebuia să intre în serviciu ... În acest sens, a început urgent dezvoltarea unei rachete de 76 mm, care a fost finalizată până în toamna anului 1938 și primăvara următoare a fost deja supusă unor teste la sol. În timpul iernii 1938/39, în Jamaica au fost efectuate aproximativ 2.500 de lansări în cadrul programului de testare a rachetelor balistice.
Rezultatele au fost inacceptabile pentru statul major imperial, deoarece caracteristicile erau sub cele cerute și în precizia tragerii. noua racheta serios inferior tunului antiaerian de 94 mm. Cu toate acestea, dezvoltarea acestei rachete pentru a-și îmbunătăți precizia a continuat până la începutul războiului.
La patru luni de la începutul războiului, s-a decis că chiar și o astfel de armă, care nu avea suficientă precizie de tragere, își va găsi totuși o utilizare, în legătură cu care a fost dat ordin de lansare a unei rachete de 76 mm în producție. Până atunci, a fost creat și un lansator pentru această rachetă. În perioada 1940-1941 au fost fabricate câteva mii de astfel de instalații, destinate apărării celor mai importante obiecte - cele mai mari fabrici militare și puncte de aprovizionare feroviară. În noiembrie 1941, a fost creat un lansator dublu pe modelul unui singur lansator. Mai târziu, au apărut lansatoare de salve, care au furnizat baterii de rachete de 76 mm cu tragere masivă în salve de 128 de rachete. Un pas și mai târziu a fost dezvoltarea rachetei de 127 mm pentru forțele terestre; Instrucțiunea către ea spunea că poate transporta un focos de 13,5 kg la o distanță de 3 până la 6 km.
După cum sa menționat deja, SUA a început activitatea de cercetare în domeniul rachetelor de luptă în 1940. Deși americanii lucrau pe cont propriu, erau familiarizați cu modelele britanice de rachete, astfel încât puteau evita cu ușurință orice greșeală făcută la Woolwich. Istoria dezvoltării științei rachetelor americane a fost deja spusă de oameni care cunosc mai bine această problemă, adică cei care au condus și au condus această lucrare. Mă voi limita să descriu câteva probleme tehnice și să arăt cum au fost rezolvate de inginerii americani.
Evident, inventarea unei încărcături de rachetă cu pulbere de înaltă calitate nu a rezolvat întreaga problemă; a fost necesar să se asigure că atunci când se folosește ca sistem de propulsie, racheta era prevăzută cu o tracțiune uniformă, iar acest lucru pur și simplu nu putea fi realizat într-o rachetă folosind pulbere neagră obișnuită. Într-o astfel de rachetă, forța crește aproape brusc și foarte rapid până la o anumită valoare, să zicem 7 kg, și rămâne la acest nivel timp de un sfert de secundă sau cam așa ceva, apoi scade la fel de rapid, chiar și la 0,5 kg și rămâne la acest nivel. nivel pentru încă 1-2 secunde. Designerii au vrut să obțină o rachetă care să dezvolte rapid o anumită forță, să o păstreze pentru ceva timp și apoi să nu mai funcționeze. Curba de tracțiune în funcție de timp a unei astfel de rachete ar fi trebuit să fie similară cu profilul unei clădiri lungi, plate, cu pereți înclinați (așa-numita curbă cu vârf plat).
O astfel de curbă de tracțiune poate fi obținută numai dacă gazele de eșapament ale motorului rachetă sunt constante atât în ceea ce privește viteza de evacuare, cât și volumul (masa) pe tot parcursul funcționării sale. Prin urmare, a fost necesar să se obțină un astfel de verificator de praf de pușcă care să ardă uniform. Pentru a înțelege ce este în joc aici, imaginează-ți că bomba ta cu pulbere are forma unei mingi și arde doar la suprafață. Pe măsură ce această minge arde, suprafața ei devine din ce în ce mai mică. Prin urmare, cantitatea de gaz generată scade și ea, iar curba de tracțiune scade. Această problemă este complicată și mai mult de faptul că arderea are loc într-un spațiu închis care are o singură ieșire - o duză și, prin urmare, orice creștere a presiunii în camera de ardere duce la o modificare a vitezei de ardere a încărcăturii rachetei.
Una dintre cele mai frecvent utilizate soluții la această problemă este de a da încărcăturii rachetei forma unui tub cu pereți groși care ar arde atât „înăuntru” (cu o scădere a suprafeței de ardere), cât și „în interior” (în acest caz, suprafața de ardere va crește). Astfel, ambele procese trebuie să egalizeze cantitatea de gaze eliberate pe parcursul întregului proces de ardere. Dar o astfel de ardere nu poate fi realizată într-o încărcătură de rachetă cu pulbere, care se potrivește perfect pe pereții rachetei; trebuie menţinut în stare „suspendată” (Fig. 30).
Orez. 30. Rachete pe combustibil solid.
Deasupra - o rachetă cu o bombă cu pulbere blindată;
dedesubt - o rachetă cu o sarcină de pulbere care arde pe toată suprafața
În Anglia, acest lucru a fost înțeles chiar de la începutul lucrărilor la motoarele cu pulbere. Britanicii au numit o astfel de taxă „gratuită”. Cercetătorii din America au decis în felul lor și au numit o acuzație similară „un verificator cu ardere pe întreaga suprafață”. Pentru o mai bună înțelegere a esenței problemei, să ne oprim asupra conceptelor de „checker”, „grosime perete” și „zăbrele”. Un verificator de pulbere este o bucată de încărcătură de pulbere de orice formă și dimensiune. Acum există dame de 1 m lungime și cântărind până la 500 g pe inch din lungimea lor (200 g/cm). Fiecare damă are un anumit diametru, dar nu este ea caracteristica principala; deoarece damele sunt de obicei făcute goale, grosimea peretelui lor nu este mai puțin importantă decât diametrul. Grosimea sa maximă este considerată ca grosimea peretelui caroseriei tubulare. Un zăbrele este un dispozitiv care ține dama într-o anumită poziție.
Un exemplu excelent al simplității și caracteristicilor dispozitivului este racheta modernă de aviație cu combustibil solid de 127 mm, cunoscută sub numele de Sfântul Moise. Pe fig. 31 prezintă cele trei părți principale ale acestei rachete: focosul, partea de rachetă (motor rachetă) și secțiunea de coadă cu stabilizator.
Orez. 31. Rachetă de aviație de 127 mm „Sfântul Moise”
Cartușul cu pulbere din această rachetă are o secțiune cruciformă cu pereți foarte groși, ceea ce îl face foarte convenabil pentru producția de masă. Această formă în secțiune transversală a verificatorului asigură o ardere uniformă cu o ușoară abatere a cantității de gaze formate. Pentru a obține viteza de ardere necesară, unele secțiuni ale damei pot fi blindate cu benzi de plastic care limitează arderea. În damele foarte lungi, este recomandabil să blindați doar acea parte a damei care este mai aproape de duză. Acest lucru este pentru a vă asigura că în apropierea duzei nu se formează prea multe gaze, care pot bloca gazele eliberate în partea din față a motorului și astfel pot rupe motorul.
De ceva timp, cercetătorii s-au străduit să rezolve o problemă foarte curioasă. Se știe că damele din praf de pușcă cu bază dublă nu sunt întotdeauna perfecte. Ele pot avea, de exemplu, goluri interne, care duc la aceleași consecințe negative ca și crăpăturile în bucățile de coacăze negre. Găsirea unor astfel de goluri nu a fost ușoară, mai ales că substanța folosită pentru a stabiliza arderea a făcut ca încărcătura de pulbere să se întunece pe măsură ce îmbătrânește. Prin urmare, mesajul că cu ajutorul carotelor de carbamită se poate face translucid a fost primit cu mare bucurie. Aceste verificatoare au fost mai ușor de verificat, dar la teste s-a dovedit că fiecare a doua încărcare sparge motorul. Damele întunecate, care ar fi putut avea goluri și defecte mari, au dus la mai puține explozii decât cele translucide. O examinare atentă a arătat că atunci când peletul translucid a ars, a avut loc un proces necunoscut, care a fost numit „crăparea termitelor”, deoarece peletele parțial arse păreau consumate de termite.
A trebuit să fac o serie întreagă de studii pentru a stabili ce se întâmplă în aceste schițe. S-a dovedit că atunci când verificatorul a ars, a fost eliberată nu numai energie termică, ci și luminoasă, care, pătrunzând sub formă de raze în verificatorul transparent, a fost absorbită de particule microscopice de praf intercalate în praf de pușcă. Prin absorbția razelor, aceste particule au fost încălzite în așa măsură încât au aprins praful de pușcă care se afla lângă ele. Ca urmare, s-au format centre de ardere locale, care au dus la „crăparea” caracteristică a prafului de pușcă, însoțită de explozii. Tocmai din cauza acestor circumstanțe, în prezent, toate damele sunt negre.
După ce s-au rezolvat problemele legate de dimensiunea verificatorului, grosimea pereților acestuia, diametrul duzei și alte probleme asociate cu motorul, a apărut o altă problemă, problema stabilizării rachetei în zbor. Practica anterioară a arătat că există două moduri de a stabiliza o rachetă. O cale a fost sugerată de o săgeată străveche, cealaltă, mai modernă, de un glonț de pușcă. Când sunt aplicate rachetelor, aceste metode pot fi numite stabilizare aerodinamică și, respectiv, stabilizare rotațională. Stabilizarea aerodinamică necesită crearea unor dispozitive speciale - stabilizatoare în coada rachetei și depinde de viteza rachetei în partea activă a traiectoriei.
Rachetele stabilizate prin rotație, pionier de Gale în secolul al XIX-lea, pot fi independente de viteza rachetei dacă energia gazelor de eșapament este folosită pentru a crea cuplul. Acesta din urmă se realizează prin una dintre două metode: utilizarea „cârmelor de gaz” în fluxul de gaze care curge sau crearea mai multor duze situate în jurul circumferinței camerei rachetei cu o pantă ușoară (nemții au folosit această metodă în Nebelwerfer). proiectil). A doua metodă este cea mai bună, deoarece „cârmele cu gaz” duc la o pierdere a puterii motorului.
Studiul influenței cantității de mișcare de rotație asupra preciziei zborului unei rachete a fost efectuat de departamentul Comitetului Național de Cercetare pentru Apărare al Statelor Unite, care a fost responsabil de dezvoltarea armelor de artilerie cu rachete. Metoda de cercetare a fost propusă de R. Mallin, care la vremea aceea era ocupat cu proiectarea de rachete pentru compania Bell Telephone Laboratories. Ideea lui a fost să lanseze o rachetă fără stabilizatori dintr-un tub de lansare rotativ. Acest lucru a făcut posibilă testarea aceleiași rachete la cupluri diferite. Propunerea a fost imediat acceptată, și s-a construit un lansator special, format dintr-un tub de lansare montat pe rulmenți mari cu bile plasați într-un tub staționar. Întreaga instalație avea mecanisme de țintire verticală și orizontală, ca un pistol convențional. Rotirea tubului interior de lansare a fost asigurată de un motor electric cu o putere de 1,5 litri. Cu.; se putea roti la 800, 1400 și 2400 rpm.
În urma experimentelor, s-a constatat că, chiar și cu o viteză de rotație moderată, se realizează o reducere semnificativă a împrăștierii rachetelor și că viteza de rotație nu este un factor critic în stabilitate. Dispersia rachetelor standard nerotative a fost de 0-39 goniometru, adică la o distanță de 1000 m, o astfel de rachetă deviată cu 39 m, iar la tragerea de rachete care se rotesc cu o viteză de 800, 1400 și 2400 rpm, dispersia a scăzut, respectiv, la 0-13, 0-11 și 0-9 diviziuni ale goniometrului. Pentru a studia efectul mișcării de rotație asupra altor rachete cu dispersie foarte mare, 25 de astfel de lansări au fost efectuate la o viteză de rotație a tubului de lansare de ordinul a 2400 rpm. Imprăștirea a fost 0-13 goniometru. Când aceleași rachete au fost trase dintr-un tub de lansare de 3,3 m care nu se rotește, dispersia a crescut la 0-78.
Cu toate acestea, doar câteva rachete americane rotative au fost folosite pe câmpul de luptă (vezi Anexa II). Majoritatea rachetelor americane din perioada celui de-al Doilea Război Mondial au fost stabilizate cu ajutorul stabilizatorilor aerodinamici. Un foarte comun printre aceste rachete a fost pușca antitanc propulsată de rachetă Bazooka. Primele rachete Bazooka aveau defecte semnificative de proiectare. Au existat pauze frecvente de țevi la tragerea în zilele caniculare, dar după ce încărcarea a fost redusă, a funcționat bine în zilele calde și calde. vreme caldă, iar în zilele reci tot refuza. Când încărcarea a fost în sfârșit rezolvată, care a funcționat bine la orice temperatură, au existat plângeri că tubul de lansare era prea lung și incomod pentru utilizare în pădure și pe teren accidentat. Dar tubul de lansare trebuia să fie lung, deoarece era necesar ca întreaga încărcătură de pulbere să se ardă înainte ca racheta să părăsească tubul, altfel lanterna motorului rachetei ar putea arde fața tunarului. Această problemă specială a fost rezolvată ulterior foarte simplu prin crearea unui tub de lansare pliabil.
Pentru prima dată pe câmpul de luptă, „Bazooka” a fost folosit în Africa de Nord. Când, la începutul anului 1943, generalul-maior L. Campbell a anunțat existența acestei arme în rândul Aliaților și a explicat că o rachetă mică, cântărind doar câteva kilograme, ar putea distruge un tanc, mulți au crezut că eficiența sa se datorează vitezei mari a rachetei. proiectil. În realitate, racheta Bazooka se mișcă foarte încet; poate fi văzut pe toată traiectoria de la tubul de lansare până la țintă. Secretul puterii mari de penetrare nu avea nimic de-a face cu faptul că Bazooka era echipat cu un motor de rachetă; se ascundea în focosul ascuțit al rachetei, unde era plasată încărcătura în formă.
Această încărcătură a fost inventată de specialistul american în explozivi, profesorul Charles Munro. În 1887, în timp ce experimenta cu explozibili, Munro a observat un fenomen complet nou și uluitor. Unul dintre explozivii pe care i-a testat a fost un disc de piroxilină cu literele și numerele „USN 1884” sculptate în el, indicând locul și momentul fabricării acestuia. Munro a aruncat în aer acest disc de piroxilină lângă o placă blindată grea. După cum se aștepta, deteriorarea plăcii de blindaj a fost minoră, dar literele și numerele „USN 1884” au fost sculptate în metal! Nu s-a mai văzut așa ceva. Acest fenomen ciudat ar putea fi explicat doar prin faptul că încărcătura explozivă nu a aderat strâns de metal în locurile în care au fost sculptate literele și cifrele. Munro a concluzionat că combinația dintre un spațiu aerian mic și un exploziv aproape de metalul din jurul spațiului aerian a fost probabil cauza acestui fenomen. Pentru a-și testa presupunerea, a luat o grămadă de bețișoare de dinamită și le-a legat strâns împreună și a tras mai multe bețe centrale înăuntru 2 cm. Încărcarea rezultată a făcut cu ușurință o gaură în peretele gros al seifului băncii. În 1888, profesorul Munro a scris mai multe articole despre descoperirea sa, iar de atunci acest fenomen a fost numit „efectul Munro”, care a fost explicat prin acțiunea de focalizare a produselor de explozie ai încărcăturii.
Privită din lateral, o explozie a unei sarcini în formă este similară cu o explozie a oricărei alte sarcini: energia exploziei se răspândește uniform în toate direcțiile, dar în interiorul cavității de aer, gazele eliberate de explozie sunt concentrate, adică , sunt colectate într-un jet îngust cu putere mare de pătrundere (Fig. 32).
Orez. 32. Sarcina cumulativă Munro a grenadei americane M9A1 (săgețile arată direcția exploziei)
Cercetările militare privind încărcăturile modelate nu au fost efectuate până în al doilea război mondial, când a fost creată căptușeala metalică a pâlniei de încărcare modelată. Dacă efectul Munro s-a manifestat ca acțiunea unui jet de mare intensitate de gaze fierbinți ejectat într-o direcție, atunci era destul de clar că puterea de penetrare a acestui jet ar putea fi crescută dacă masa lui era cumva mărită. S-a presupus că stratul de metal care acoperă pâlnia va fi rupt de explozie în fragmente mici, ceea ce ar crește masa gazelor. Curând, această presupunere a fost confirmată experimental, iar zincul și oțelul au fost recunoscute ca fiind cele mai eficiente ca material de acoperire pentru pâlnie.
Efectul Munro depinde nu numai de prezența unei cavități în căptușeala explozivă și metalică, ci și de distanța dintre încărcătură și țintă în momentul exploziei. Această distanță ar trebui să fie egală cu câțiva centimetri. Din acest motiv, încărcarea în formă devine ineficientă la viteze mari de întâlnire, deoarece este nevoie de ceva timp pentru a declanșa siguranța și a exploda încărcarea. Racheta Bazooka era destul de potrivită din punct de vedere al vitezei pentru o încărcătură modelată. O altă rachetă americană echipată cu o încărcătură modelată, în afară de versiunile îmbunătățite ale aceleiași rachete Bazooka, a fost racheta Ram, dezvoltată în grabă pentru războiul din Coreea.
Rachetele americane mai grele din perioada celui de-al Doilea Război Mondial nu aveau încărcături modelate, deoarece erau destinate să lupte nu cu tancuri, ci cu forța de muncă inamică. Aceasta include rachete cu un calibru de 114 mm și 183 mm. Primul cântărea aproximativ 17 kg, avea aproape la fel forță distructivă, ca un proiectil obuzier de 105 mm și a fost întreținut de o singură persoană. A fost produs împreună cu un tub de ambalare, care a servit simultan drept lansator pentru acesta. Un trepied a fost atașat de țeavă, similar unui trepied pentru cameră. Întregul sistem cântărea aproximativ 23 kg.
Rachete cu un calibru de 114 mm și 183 mm au fost montate pe instalații pe punțile navelor speciale care transportă rachete; în timp ce controlul focului a fost efectuat dintr-un adăpost sigur sub punte. O navă purtătoare de rachete ar putea arunca în câteva minute la fel de mult oțel și exploziv cât aruncă turnulele a trei nave de luptă. Utilizarea masivă a rachetelor a făcut posibilă spargerea cu succes a apărării de coastă și atacurile amfibii pe uscat. Astfel, invazia sudului Franței a fost realizată după utilizarea masivă a până la 40.000 de rachete.
Pentru a sprijini forțele terestre, au fost create tancuri speciale „rachetă”. Pe turela tancului Sherman M-4, au fost instalate 60 de tuburi de lansare pentru rachete de 114 mm pe patru niveluri. Această instalație a fost numită „Calliope”, s-a întors împreună cu turela tancului. Tija articulată, care a conectat suportul de tunul cu turelă de 75 mm, a făcut posibilă efectuarea țintirii verticale cu ajutorul unui mecanism de țintire verticală. Lansatorul electric, dezvoltat de Western Electric, a făcut posibilă lansarea rachetelor la intervale foarte scurte.
Dispozitivul secret pe tot parcursul războiului a fost lansatorul de rachete antisubmarin M-10, cunoscut sub numele de Ariciul. A fost dezvoltat în Anglia, dar ulterior transferat în SUA, unde experții Marinei l-au îmbunătățit semnificativ. Instalația avea 24 de rachete grele care au fost lansate în 2,5 secunde. Rachetele au căzut în zona presupusei locații a submarinului inamic și s-au scufundat în apă cu focosul în jos. Încărcările acestor rachete nu erau încărcături obișnuite de adâncime, ele au explodat doar când au lovit ținta, și nu când au ajuns la o anumită adâncime. Prin urmare, sunetul unei explozii subacvatice a fost un indicator că Submarin uimit.
Cu toate acestea, cea mai mare rachetă americană din timpul celui de-al Doilea Război Mondial a fost racheta de avion Tiny Tim, concepută să lovească ținte situate dincolo de raza artileriei convenționale. În exterior, semăna cu o torpilă marină de aviație și avea o lungime de 3 m și un diametru de 30 cm; în poziția de pornire, cântărea 580 kg. Încărcarea rachetei cu pulbere a constat din patru dame cruciforme cu o greutate totală de până la 66 kg. Focosul rachetei Tiny Tim cântărea 268 kg și transporta aproximativ 68 kg de TNT.
Primele lansări experimentale ale rachetei Tiny Team dintr-o aeronavă au fost efectuate cu ajutorul unui dispozitiv care se extinde din compartimentul pentru bombe; atunci când a fost lansată de luptători, racheta a fost aruncată pe un șnur.
În timpul uneia dintre primele teste, la sfârșitul lui august 1944, a avut loc un accident. Imediat după lansarea rachetei Tiny Team, aeronava din care s-a făcut lansarea a intrat în scufundare și s-a prăbușit. În același timp, a fost ucis și pilotul, locotenentul Armitage, după care poartă numele aerodromului de la stația de testare a rachetelor din Inyokern (California). O investigație asupra cauzelor prăbușirii a arătat că coada aeronavei a fost grav avariată de un aprinzător de încărcare a rachetei. S-a propus reducerea semnificativă a puterii aprinzătorului, precum și creșterea lungimii cablului. De atunci, lansările de rachete nu au fost însoțite de accidente.
În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, racheta Tiny Team a fost folosită împotriva japonezilor de pe insula Okinawa. Dar atunci nu a fost posibil să se stabilească eficacitatea bombardamentului cu rachete, deoarece rachetele au fost folosite în combinație cu multe alte mijloace de distrugere.
În acest moment, a început și dezvoltarea rachetelor antiaeriene. Aceste rachete diferă prin faptul că au nevoie de un rapel pentru a oferi cât mai mult impuls inițial posibil la lansare. Desigur, acest lucru se realizează prin maximizarea încărcării acceleratorului. Inițial antiaeriană rachete ghidate au fost date forma și aspectul unui avion cu reacție. Dar, pentru a lansa aceste obuze și a le pune pe o traiectorie, era nevoie de o rachetă puternică sau de o catapultă scumpă și prea voluminoasă. Din păcate, rachetele de lansare fabricate la acea vreme erau relativ mici și cu putere redusă. Pentru a asigura decolarea unui avion de luptă, au fost necesare două sau patru astfel de rachete și au fost necesare câteva zeci de astfel de rachete pentru a decola un bombardier greu. Prin urmare, dezvoltarea amplificatoarelor grele și puternice a fost preluată nu numai de creatorii de rachete antiaeriene ghidate, ci și de firmele industriale de aviație.
Chimiștii, specialiști în combustibili, bineînțeles, cunoșteau bine toate posibilitățile combustibililor cunoscuți atunci pentru acceleratoare. Principala lor problemă în această chestiune a fost nu atât căutarea combustibilului propriu-zis, adică a substanței de ars, cât alegerea unui oxidant - o substanță care furnizează oxigenul necesar arderii. Toți agenții oxidanți solizi cunoscuți la acel moment au fost împărțiți în două grupe, fiecare dintre ele conținute un numar mare de substanțe cu propriile avantaje și dezavantaje.
Primul grup a inclus nitrați, dintre care azotatul de potasiu (KMO 3) era cel mai cunoscut în practica pirotehnică. Aproape 40% din greutatea sa este oxigenul eliberat în timpul arderii. Cu toate acestea, produsele de ardere cu acest oxidant constau în principal din fum, ceea ce creează mari dificultăți atunci când se lucrează cu acesta. Următorul din acest grup a fost nitratul de sodiu (NaNO 3), care eliberează și mai mult oxigen (aproximativ 47%), dar produce și mult fum și, în plus, are o serie de alte dezavantaje. Al treilea agent oxidant, azotatul de amoniu (NH 4 NO 3 ), nu formează niciun produs solid în timpul arderii, dar eliberează doar 20% din oxigen, deoarece o parte din oxigen se combină cu hidrogenul aceleiași molecule. În plus, cu o creștere mare a temperaturii (peste 32 ° C), volumul de nitrat de amoniu se modifică foarte mult, ceea ce pare nesigur.
Al doilea grup a inclus perclorati. La prima vedere, aceste substanțe par a fi mai eficiente decât nitrații, deoarece eliberează în medie peste 50% (în greutate) oxigen. Deci, percloratul de magneziu (MgCl0 4) eliberează 57,2% oxigen. Dar chimiștii au respins această substanță din cauza higroscopicității sale extrem de ridicate. Următorul în ceea ce privește cantitatea de oxigen eliberată (52%) este percloratul de sodiu (NaCl0 4), de asemenea, un compus foarte higroscopic, care, atunci când este ars, emite o substanță solidă - sare de masă. Un alt agent oxidant din acest grup, percloratul de potasiu (KClO 4), dă aproape 46% oxigen, dar, ca și percloratul de sodiu, formează un reziduu solid, clorură de potasiu (KCl). Ultimul din grup este perclorat de amoniu (NH4Cl04); eliberează până la 34% oxigen, nu își schimbă volumul ca nitratul de amoniu și nu emite substanțe solide împreună cu produsele de ardere. Dar unul dintre produșii de combustie ai percloratului de amoniu este clorura de hidrogen (HCl) - extrem de toxic și foarte substanta activa, care formează ceață în aerul umed.
Dintre toți oxidanții enumerați, doar percloratul de potasiu poate fi folosit într-un motor de rachetă și a fost într-adevăr folosit ca propulsor de Laboratorul de Aviație Guggenheim al Institutului de Tehnologie din California (GALCIT, pe scurt).
Cu toate acestea, am uitat de un alt grup de substanțe chimice cu proprietăți oxidante ridicate - așa-numiții picrati, care se bazează pe acid picric. Acest acid poate servi ca exploziv și, în plus, este destul de toxic. Numele complet este trinitrofenol (HO C 6 H 2 (N0 2) 3). Chimiștii îl clasifică ca un compus nitro aromatic tipic, iar militarii îl numesc liddit sau melinit.Acidul picric foarte pur este destul de sigur în sine, dar formează cu ușurință unele săruri, picrati, extrem de sensibili la frecare sau căldură atunci când reacționează cu metalele. Picratii de metale grele, în special precum plumbul, detonează la cea mai mică scuturare. Picratele metalice usoare sunt mai usor de manevrat; Sunt cunoscute de mult praful de pușcă picrat, cum ar fi praful de pușcă al lui Bruger și praful de pușcă al lui Designol, care au fost folosite atât pentru explozii civile, cât și în scopuri militare. Praful de pușcă al lui Bruger era format din 54% picrat de amoniu, 45% azotat de potasiu și 1% inerți. Praful de pușcă de la Designol include picrat de potasiu, nitrat de potasiu și cărbune.
În prezent, se folosește un amestec de rachetă cu pulbere, care seamănă foarte mult cu praful de pușcă Bruger, care constă din picrat de amoniu (40-70%), azotat de potasiu (20-50%) și un aditiv solid.
Cu toate acestea, în ciuda promisiunii sigure a prafului de pușcă picrat, vechiul praf de pușcă Nobel cu două baze, care acum sunt produse nu sub formă de dame presate, ci sub formă de încărcături de pulbere turnată, au devenit mai comune. Chemele Nobel presate au inclus de obicei 50-60% nitroceluloză, 30-45% nitroglicerină și 1-10% alte substanțe, în timp ce încărcăturile turnate, împreună cu nitroceluloză (45-55%) și nitroglicerină (25-40%), conțin până la 12 -22% plastifiant și aproximativ 1-2% diverși aditivi speciali.
Înlocuirea presării cu turnare a făcut posibilă crearea unor încărcături de peste 30 cm grosime și peste 180 cm lungime, eliberând toată energia conținută în acestea în 2,5-3 secunde și creând astfel un impuls inițial uriaș. Încărcăturile mari de pulbere turnată sunt înconjurate de un strat de plastic care se potrivește perfect pe pereții carcasei motorului rachetei.
Un astfel de accelerator mare este prezentat în secțiunea din Fig. 33. În această probă, placa frontală apasă pe încărcătură cu un arc puternic. Acest lucru vă permite să fixați poziția încărcăturii și să aveți un spațiu mic pentru a compensa dilatarea termică a încărcăturii la începutul arderii. Sarcina se aprinde în față, iar arderea se dezvoltă de la canalul central până la periferia încărcăturii. Prin modelarea canalului central, presiunea internă poate fi reglată. Cartușul cruciform discutat mai sus, de exemplu, arde în așa fel încât presiunea internă să fie cât mai mare posibil în momentul aprinderii încărcăturii, în timp ce, în același timp, cartușul tubular cu pereți groși asigură teoretic o presiune constantă în camera de ardere pe toata perioada de functionare a motorului; o astfel de ardere se numește ardere de tracțiune constantă. Dacă presiunea din camera de ardere crește din momentul aprinderii și crește până când toată sarcina este arsă, există, după cum se spune, ardere cu forță crescândă. O astfel de ardere este cea mai tipică pentru o piesă realizată sub formă de tijă cu mai multe canale longitudinale; este mai puțin inerent unor astfel de dame care se potrivesc perfect pe pereții carcasei motorului și au un singur canal central. Dacă acesta din urmă nu este rotund, ci în formă de stea, are loc un fenomen interesant: sarcina arde cu o ușoară creștere a forței în primul sfert de secundă, apoi, timp de 2 secunde, arde cu o scădere a forței, după care împingerea crește din nou. În plus, secțiunea în formă de stea a canalului central impune cerințe foarte mici asupra rezistenței carcasei și astfel permite reducerea greutății acesteia.
Orez. 33. Rapel de combustibil solid
Astfel de amplificatoare sunt folosite pentru a lansa proiectile mari ghidate, cum ar fi proiectilele Matador. Au existat, de asemenea, mai multe încercări de a le folosi pe avioane de luptă cu echipaj experimental. În plus, au încercat să pună amplificatoare de rachetă pe derapaje și cărucioare speciale pentru rachete pentru a testa efectul accelerațiilor și decelerațiilor mari asupra corpului uman. Booster-uri similare au fost testate și pe rachete antiaeriene, ceea ce a condus la crearea unui tip complet nou de rachetă de cercetare, despre care se discută în capitolele următoare ale cărții. Și, în sfârșit, aceste încărcături turnate grele au făcut posibilă crearea de noi rachete sol-sol capabile să transporte un focos greu, inclusiv unul nuclear, la o distanță corespunzătoare razei de tragere a artileriei cu cea mai mare rază de acțiune.
Orez. 34. Racheta „Honest John” și traiectoria zborului său
Racheta pe care o am în minte se numește Ioan cinstit (fig. 34). Acest sistem atent testat și destul de fiabil, denumit oficial racheta de artilerie M-31, are un lansator de tip XM-289 cu un unghi de elevație de aproximativ 45 °. În aparență, Honest John seamănă cu o rachetă uriașă Bazooka, în principal datorită focosului masiv și ascuțit. Pe 4 octombrie 1956, în timpul unei expuneri la Aberdeen Proving Ground, una dintre rachetele Honest John a acoperit o distanță de 20.800 m, iar a doua a trecut de 20.600 m.
Caracteristica rachetei Honest John este că nu are niciun sistem de ghidare; țintirea se realizează, ca un tun de artilerie, prin modificarea unghiului de ridicare a lansatorului. Deoarece toți propulsorii ard la viteze diferite, în mare măsură în funcție de temperatura mediului ambiant, rezultatele lansărilor de rachete neghidate nu sunt exact aceleași. Pentru a reduce cumva efectul de temperatură al aerului din jur, racheta Honest John este echipată cu pături termoelectrice speciale. La temperaturi scăzute, aceste pături mențin temperatura optimă a încărcăturii de pulbere. În prezent, a fost creată o versiune mai mică a rachetei Honest John - așa-numita Little John XM-47. Această rachetă are un calibru de 318 mm.
Note:
Măsura grecească antică a lungimii, care a fluctuat în funcție de teren în intervalul 150-190 m. - Ed.
Titlul complet al acestei cărți este următorul: „Vestitorul înstelat, anunțând spectacole mărețe și uimitoare și oferindu-le atenției filozofilor și astronomilor, care ochelari au fost observate de Galileo Galilei cu ajutorul unui telescop recent inventat de el pe fața Lunii, în nenumărate stele fixe, în Calea Lactee, în stele în ceață, mai ales când se observă patru planete care se învârt în jurul lui Jupiter la intervale diferite cu o viteză uimitoare, planete care până de curând nu erau cunoscute de nimeni și pe care autorul le-a descoperit recent. mai întâi și s-a hotărât să cheme luminarii mediceeni. - (Nota autorului)
Vezi Eberhardt O, Freier Fall, Wurf und SchuB, Berlin, 1928.
Lehmano E, A. Zeppelin, Longmans Green. New York, 1937, p. 103-104.
În industria și literatura autohtonă, această substanță este cunoscută sub numele de „centralit”. (Notă redacției)
Ulterior s-a constatat că acest factor poate fi eliberat cu ușurință. Divizia de combustibil pentru rachete a Philips Petroleum a dezvoltat un propulsor solid compus din funingine, cauciuc sintetic și câțiva aditivi cu azotat de amoniu ca agent oxidant. Acest combustibil este foarte rezistent la fluctuații mari de temperatură, dar emite o cantitate mică de fum atunci când este ars. (Nota autorului)
Acest combustibil a constat din 70-78% KClO 4 și 22-30% asfalt cu un mic adaos de ulei de asfalt. (Nota autorului).
Se încarcă...
