ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Идеи К.Э. Циолковского из "развитие методов теплозащиты жидкостных ракетных двигателей " Положение дел коренным образом изменилось в работах, в которых жидкостные ракетные двигатели предлагалось использовать для космичес ких ракет, для которых были крайне желательны максимально возмож. ные скорости истечения газов и запасы энергетики на борту. Поэтому в первой же работе по этой проблеме — статье К.Э. Циолковского Иссле-дование мировых пространств реактивными приборами (1903 г.) предлагалось использовать в качестве топлива жидкие водород и кислород. Предложения об их использовании содержались также в первых работах Ф.А. Цандера [82,с. 4], Р. Годдарда [24, с. 33], Г. Оберта [58, с. 439], Ю.В. Кондратюка [39, с. 511]. Однако ориентировочные расчеты показы-вали, что одноступенчатая ракета, использующая даже это весьма капо-рийное топливо, в лучшем случае в состоянии вывести в космос лишь несколько сот килограммов полезной нагрузки. Поиски резервов энерге-тики шли по нескольким направлениям (запуск ракеты за пределами плотных слоев атмосферы, многоступенчатые ракеты и т.д.), одно из которых привело к идее использования еще более калорийного топлива на основе металлического горючего. Эта идея впервые встречается в рукописи Ф.А. Цандера, датированной 18. X 1912 г. [82, с. 32]. [c.10] Необходимость применения высококалорийных топлив особенно остро ставила вопрос о том, как обеспечивать сохранность двигателя космической ракеты. Ответ на него пытались дать практически все исследователи, предлагавшие свои проекты таких ракет, но первая идея в этой области была высказана К.Э. Циолковским. [c.10] В 1903 г. он, предлагая проект грандиозной и особенным образом устроенной [85, с. 32] ракеты, писал Водород и кислород в жидком виде, прежде чем попасть в пушку (камеру сгорания. — ГС.), пройдут по особому кожуху вдоль ее поверхности, охладят ее, сами нагреются и тогда уже попадают в пушку и взрываются [85, с. 34]. [c.10] Таким образом, К.Э. Циолковский предложил идею внешнего регене ративного проточного охлаждения ЖРД. [c.10] В дальнейшем К.Э. Циолковский, к сожалению, отказался от идеи охлаждения компонентами топлива, протекающими вдоль камеры сгора ния. Еще в 1903 г. он в этой же работе впервые высказал идею емкостного охлаждения топливом, которую в дальнейшем начал считать более целесообразной, чем идея проточного охлаждения. В работах [86—89] он даже не упоминает о проточном охлаждении, считая необходимым окружать камеру сгорания жидким кислородом, тем самым охлаждая ее [87, с. 106 88, с. 211 89, с. 122]. [c.10] Современные исследования показывают, что использование кислорода для внешнего регенеративного проточного охлаждения возможно [1341. Однако емкостное охлаждение кислородом неприемлемо, в частности, в связи с тем, что при высоких удельных тепловых потоках, типичных для ЖРД, быстро наступает режим пленочного кипения кислорода, при водящий к прогару стенки. [c.10] При решении проблемы охлаждения К.Э. Циолковский большое значение придавал использованию различных конструкционных материалов. Он предлагал делать камеры из меди [85, с. 33], из жаропрочных материалов, таких например, как платина, вольфрам и др. [87, с. ТОО]. Кроме того, он считал целесообразным наносить на внутреннюю поверхность камеры огнеупорные материалы[85, с, 33]. Интересно, что ученый считал допустимым разрушение огнеупорного покрытия камеры сгорания в процессе работы двигателя. В связи с этим он писал ...внутреннюю часть трубы (камеры сгорания — Г.С.) будут выкладывать каким-нибудь особенным огнеупорным материалом, углеродом, известью (СаО) или чем-нибудь иным. Хотя часть углерода при этом (при работе двигателя. — Г.С.) и сгорит, но крепость металлической пушки (камеры сгорания — Г.С), мало нагретой, пострадать от этого не может [85, с 33]. [c.11] В расматриваемый период времени работы пионеров ракетной техники основывались на использовании количественных методов анализа в основном лишь при решении различных задач по астро- и ракетодинамике. - аз-работка же проектов ракет и их систем велась, как правило, на основе интуиции и здравого смысла исследователей. О методах проведения работ в области решения проблемы охлаждения К.Э. Циолковский писал . ..не я решу этот вопрос ( об охлаждении ЖРД. — Г.С.), как и множество других, относящихся к нашим реактивным приборам. [c.11] Во многих случаях я принужден лишь гадать или предполагать. .. [85, с 331. [c.11] Использование лишь качественных методов анализа закономерно приводило в ряде случаев к появлению нецелесообразных предложений, которые, возможно, никогда бы и не были высказаны, если бы исследователи имели возможность проводить расчеты. [c.11] Одно из таких предложений, содержавшее, правда, тесно переплетенные рациональные и нерациональные аспекты, было описано К.Э. Циолковским следующим образом ...труба из красной меди может быть окружена кожухом, в котором циркулирует какой-нибудь жидкий металл он передает жар весьма нагретой части одного конца трубы другой ее части, охлажденной вследствие сильного разрежения паров (продуктов сгорания. — Г.С),. ..циркуляция... металлической жидкости в кожухе, окружающем трубы, необходима... для поддержания труб при одной и той же невысокой температуре, т.е. для сохранения крепости трубы [85, с 33]. [c.11] В этом предложении есть рациональное зерно — использование жидкометаллического теплоносителя и выравнивание полей температур по поверхности двигателя, а также нерациональные элементы — охлаждение камеры путем передачи тепла с помощью теплоносителя от ее горячих мест к холодным , охлаждающимся за счет расширения продуктов сгорания. [c.11] Оценивая работы К.Э. Циолковского в целом, можно без сомнения утверждать, что его идеи предвосхитили основные методы охлаждения, нашедшие широкое применение в ЖРД. [c.11] Вернуться к основной статье