Ракеты жидкостные

Немецкая сухопутная армия, а точнее, специалисты отдела баллистики и боеприпасов управления вооружений сухопутных войск много думали о ракетах. Жидкостные ракеты давали, по крайней мере теоретически, возможность стрелять дальше, чем это делала артиллерия. К тому же теория утверждала, что ракеты в отличие от самолета будут практически неуязвимы в полете. Именно этими обстоятельствами и было продиктовано решение, принятое в 1929 году, о возложении на отдел баллистики ответственности за разработку ракет. [c.139]

Схематизация ракеты (или другого летательного аппарата) в внде твердого тела переменной массы предполагает, что корпус ракеты является абсолютно жестким, а явление плескания топлива в баках (если ракета жидкостная) полностью отсутствует. При этом как масса, так и распределение масс внутри ракеты могут изменяться вследствие выработки запаса топлива, что влечет изменение моментов инерции и положения центра масс ракеты. [c.78]

Жидкостный ракетный двигатель. Жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) называют такой, в которо.м сила тяги возникает при истечении из сопла продуктов горения жидкого топлива. Как уже отмечалось, ЖРД используются на самолетах, баллистических снарядах, ракетах, кроме того, ЖРД используются в качестве генераторов высокотемпературных струй, которыми разрушают твердые горные породы и другие материалы. [c.140]

Оба типа двигателей работают лишь в набегающем потоке воздуха поэтому летательные аппараты с этими двигателями нуждаются в принудительном запуске, который осуществляется при помощи стартовых жидкостных реактивных двигателей или пороховых ракет, а также специальных катапульт. [c.421]

Ракетные двигатели легки, могут работать в пустоте и способны развивать в течение короткого времени очень большие тяги, практически недостижимые для двигателей других типов. Например, в настоящее время имеются жидкостные ракетные двигатели с одним соплом, развивающие в полете тягу до 800 Т. На больших современных космических ракетах на первой ступени ставится несколько таких двигателей. Существуют ракетные двигатели на твердом топливе, которые развивают тягу в несколько тысяч тонн. [c.130]

Для космических полетов, осуществляемых с большими скоростями, применяют ракеты с жидкостными реактивными двигателями, в которых используют жидкое топливо и жидкие окислители (кислород, перекись водорода и др.). Распыливаемые в камере сгорания топливо и окислитель реагируют при постоянном давлении, обеспечивая образование большого количества газов с очень высокой температурой — До 2500— 3000 С. Расширяясь адиабатно, газы вытекают со сверхзвуковой скоростью, создавая струю, реакция которой и заставляет двигаться ракету. Поскольку воздух в двигатель не забирается, то и работа на сжатие воздуха не затрачивается. Сила тяги не зависит от скорости полета, что является большим преимуществом двигателей такого рода. [c.98]

Успешные опыты применения различных реактивных двигателей, начатые, как указывалось, запуском первой двухступенчатой ракеты в 1939 г. и распространенные с 1940 г. на экспериментальные конструкции самолетов, столь же успешные опыты использования в авиационной технике так называемых жидкостных реактивных двигателей (ЖРД), предпринятые в 1940—1942 гг. и последуюш,ие работы по их совершенствованию — все [c.422]

Формула, получившая имя Циолковского и позже в различных видах выведенная многими другими авторами, но существу, определила всю проблематику практической жидкостной ракеты (намеченную уже в работе Циолковского) поиск высокоэффективных топлив (с высокой скоростью истечения), оптимальную организацию горения топлива и истечения продуктов сгорания (с целью повышения КПД), достижение минимального веса конструкции ракеты при заданном запасе топлива (повышение отношения масс, или числа Циолковского) и т.д. В работе 1903 г. Циолковским был сделан также вывод формулы движения ракеты в условиях действия силы тяжести (при вертикальном и наклонном подъемах). Эта формула, по существу, определила другой класс аналитических задач ракетодинамики — поиск оптимальных режимов полета и траекторий. [c.437]

В 1909 г. Годдард впервые сделал энергетический расчет жидкостной водородно-кислородной ракеты с учетом возможности применения также других (углеводородных) горючих жидкостей и твердого топлива. Тогда же он рассмотрел схему многоступенчатой ракеты [6, с. 95—99]. [c.439]

Основоположник научной теории полета при помощи реактивного двигателя — выдающийся русский ученый-изобретатель К. Э. Циолковский. Им впервые в мире в 1903 г. была разработана теория полета ракеты и изобретен первый жидкостный реактивный двигатель. К. Э. Циолковскому принадлежит также первенство и по другим изобретениям в реактивной технике. Многое сделали для развития реактивных двигателей и другие русские ученые-новаторы. [c.55]

Данные по величине давления насыщенного пара жидкости необходимы при определении пригодности жидкости для работы в условиях высоких температур, а также для оценки кавитационных характеристик гидросистемы. Упругость паров жидкости имеет особо большое значение для гидросистем ракет, полеты которых происходят на больших высотах в условиях сильного разрежения. При космических полетах разрежение может достигать 10 —10 мм рт. ст. В этих условиях со смачиваемых рабочих поверхностей деталей гидроагрегатов, выходящих во внешнюю среду, испаряется жидкостная пленка. [c.42]

Описаны новые концепции жидкостных ракетных двигателей (предназначенных в основном для космических летательных аппаратов многоразового использования или гиперзвуковых ракет), в том числе конструктивные схемы с центральным телом и соплом со сдвижным насадком и схема двигателя на двух горючих, одно из которых — высокоплотное — применяется для начального этапа полета, а другое — легкое — обладает высокими энергетическими характеристиками. Последняя схема позволяет использовать общую двигательную установку на протяжении всего полета. Обсуждаемые схемы дают больший простор для конструкторских решений и способствуют повышению характеристик ракет-носителей. [c.11]

Одним из примеров упругой конструкции с отсеками, содержащими жидкость, может служить корпус жидкостной ракеты (рис. 14, о) [39]. Верхние два отсека соответствуют абсолютно жестким (в рассматриваемом диапазоне частот) подвесным бакам на упругих связях, допускающих перемещения в направлении, перпендикуляр-иом оси корпуса нижние два отсека — несущие баки с цилиндрическими обечайками. Деформирующимися вместе с корпусом так, что контур их остается геометрически Неизменяемым. Эту конструкцию можно схематизировать простейшим механическим аналогом (рис. 14, б), который можно заменить эквивалентной упругой балкой с распределенными массами жидкости на участках несущих баков и сосредоточенными массами на упругих связях в плоскостях опорных шпангоутов подвесных ба- [c.85]

ПРОДОЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ УПРУГОЙ РАКЕТЫ С ЖИДКОСТНЫМ РАКЕТНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ [c.501]

В 1939 г. инженер И. А. Меркулов построил и испытал ракету с ВРД, а затем прямоточный двигатель для самолета. В 1940 г. летчик В. К. Федоров произвел испытания ракетоплана (конструкции С. П. Королева) с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД). Через год В. Ф. Болховитиновым был сконструирован реактивный самолет-истребитель с ЖРД. Испытания этого самолета проходили уже в начале войны. [c.238]

К. Э. Циолковский разработал теорию прямолинейных движений ракет. Он первый рассмотрел движение ракеты в среде без сил тяжести и сил сопротивления, выявив количественно, что может дать реактивный принцип сообщения движения. Полученная им формула для определения скорости ракеты получила в настоящее время мировое признание. Циолковский разработал теорию полета составных ракет, или ракетных поездов, угадав, что имеется оптимальное соотношение весов между отдельными ступенями составной ракеты, позволяющее достигнуть максимальной скорости. В 1929 г. Циолковский разработал теорию реактивных аэропланов, где утверждал, что за эрой аэропланов винтовых будет следовать эра аэропланов реактивных или аэропланов стратосферы . Кроме теоретических исследований, Циолковский дал основные конструктивные очертания жидкостных ракет дальнего действия, выступив в этой области техники пионером новых идей первостепенной важности. Он является основоположником теории космических полетов (космонавтики). [c.71]

Иван Всеволодович Мещерский, один из крупнейших русских механиков конца XIX и первой трети XX столетия, всю свою творческую жизнь посвятил созданию основ механики тел переменной массы. Частной задачей механики тел переменной массы является, например, теория движения современных жидкостных ракет дальнего действия, у которых изменение массы при движении обусловлено отбрасыванием (истечением) частиц сжигаемого запаса топлива (горючего и окислителя). [c.108]

Теперь перейдем к более серьезным проблемам. Как известно, в жидкостных ракетах основную массу их веса составляет жидкое топливо. И это породило множество сложных проблем. Между тем оказывается, решение их лежало на поверхности, вернее, в баке, заполненном жидкостью. Просто топливные баки ракет нужно разделить на отсеки. Но, опять-таки, это - кажущаяся простота. Решение необходимо обосновать сложными математическими расчетами, определить закономерность явления. А на оболочку камеры сгорания этого топлива действуют высокие температуры и давления, которые являются переменными во времени и пространстве. Поэтому для камер сгорания ракетного двигателя, реакторов и трубопроводов атомных станций и других сооружений характерны сильные вибрации, которые способны привести к динамическому разрушению конструкций. [c.53]

О выдающемся влиянии работ К.Э. Циолковского на общий ход становления и развития ракетной техники, теоретических исследований в области ракетодинамики и в целом космонавтики было уже сказано. Подчеркнем важность пионерских работ Циолковского [377, 378] в плане демонстрации огромных возможностей самого принципа реактивного движения. Проведенные им расчеты, полученные формулы устанавливают взаимосвязь между массой ракеты и скоростью ее движения, указывают наиболее выгодные пути преодоления силы тяготения. Его по праву можно считать изобретателем жидкостных реактивных двигателей, основоположником теории многоступенчатой ракетодинамики и теории межпланетных сообщений. [c.76]

До сих пор мы уделяли основное внимание жидкостным ракетам, жидкостным двигателям, жидкому топлигзу, и только п связи с онисанием сложной сисгемы запуска и ра зде. 1еиия сту-пен( й )ак( гы Сатурн-У упомянули о твердогопливных двигателях вспомогательною назначення. По вопросы применения твердых топлив в развитии ракетно-космических систем заслуживают куда большего внимания. [c.90]

Для летательных аппаратов и их силовых установок характерны высокие тепловые нагрузки. При входе баллистической ракеты в атмосферу тепловой поток к ее поверхности достигает 40 ООО— 100 000 квт1м . В соплах жидкостных ракетных двигателей тепловые потоки достигают величин порядка 30 ООО квт1м . Большие тепловые потоки наблюдаются также в атомных реакторах. Теплоотдача в условиях высоких тепловых нагрузок обладает некоторыми особенностями и требует специального исследования. [c.245]

Уделяя серьезное внимание развитию ракетных и самолетных двигательных систем, Цандер разработал конструкции и провел испытания жидкостных реактивных двигателей ОР-2 и 10 с применением двигателя 10 25 ноября 1933 г. был осуществлен запуск второй советской ракеты ГИРД-Х (см. стр. 419). Столь же большое внимание уделялось Цандером теоретическим разработкам. Так, в 1924—1927 гг. он выполнил два исследования — Полеты на другие планеты (теория межпланетных путешествий) и Расчет полета межпланетного корабля в атмосфере Земли (спуск) . Опубликованные посмертно в 1961 г., они наряду с рассмотрением других проблем содержат определение величины и направления добавочной скорости, которую нужно сообщить межпланетному кораблю, движущемуся вокруг Земли по орбите искусственного спутника, чтобы достигнуть планеты Марс. В этих же работах впервые была поставлена и проанализирована задача корректирования траектории центра масс космического корабля при приближении к планете, являющейся целью полета, и даны таблицы (расписания) полетов с Земли на Марс, не утратившие своего значения до нашего времени [8]. [c.415]

Инженер-мвxanгL t ученый и изобретатель в области реактивной техники и межпланет-пых полетов. Конструктор воздушно-реактивных и жидкостно-реактивных двигателей, ракет и ракетопланов. Автор работ по теории реактивных двигателей и космических ракет. [c.416]

В марте 1933 г. одной из бригад ГИРД был испытан жидкостный реактивный двигатель конструкции Ф. А. Цандера ОР-2 (опытный ракетный, второй), работавший на кислороде и керосине и развивавший тягу 50 кг. К середине 1933 г. инженеры ГИРД разработали образцы реактивных двигателей с тягой 50—70 кг, а в августе 1933 г. был осуш,еств-лен запуск экспериментальной ракеты 09 (рис. 126) с двигателем, работавшим на жидком кислороде и конденсированном бензине и развивавшим тягу около 50 кг. Позднее, в конце ноября того же года, совершила полет экспериментальная ракета ГИРД-Х (рис. 127) с жидкостно-реактивным двигателем, работавшим на жидком кислороде и спирте. [c.419]

Наряду с конструированием и применением пороховых ракет в 30-х годах в Советском Союзе началось применение ракет с жидкостными реактивными двигателями (ЖРД) для метеорологических исследований верхних слоев атмосферы. Описание двух ранних конструкций ракет этого назначения, снабженных регистрирующими метеоприборами, — ракеты Разумова — Штерна и ракеты Тихонравова — было дано в докладах проф. [c.420]

Р. X. Годдард (США) начал свои исследования в области ракетно-космической техники в 1906 г. В его научном дневнике под названием Перемещение в межпланетном пространстве [6, с. XIII] в 1906—1908 гг. были рассмотрены различные источники анергии и типы движителей солнечные зеркала высокоскоростной поток электрически заряженных частиц (по-видимому, это было первое рассмотрение теории электрических реактивных двигателей) тепло, выделяющееся при радиоактивном распаде (провозвестник атомного двигателя) и, наконец непрерывное горение водорода и кислорода с отбрасыванием газов (т. е., по существу, жидкостный ракетный двигатель) [6, с. 693]. Кроме того, в те же годы он изучал некоторые другие аспекты космического полета противометеорную защиту, старт ракеты (в частности, высотный — с помощью аэростатов), посадку с применением крыла на планету, имеющую атмосферу, или на Землю при возвращении, фотографирование Луны при облете ее ракетой и различные вопросы практики космических полетов и конструкции аппаратов. Некоторые результаты исследований Годдард включил в статью О возможности перемещения в межпланетном пространстве (1907 г.) [6, с. 81 —87], которая была опубликована лишь в 1970 г. В статье делается [c.438]

В 1915—1916 гг. Годдард впервые провел экспериментальные исследования со стальными камерами порохового ракетного двигателя с целью определения их КПД и скорости истечения. После завершения этих экспериментов Годдард создал окончательный вариант своей монографии, опубликованной Смитсонианским институтом в Вашингтоне в 1919 г. (вышла в свет в 1920 г.) [14]. Однако в этой публикации все вопросы теоретической космонавтики (как и применения жидкостных ракет) отошли на второй план. В том же 1920 г. Годдард представил в Смитеонианский институт доклад О дальнейшей разработке ракетного метода исследования космического пространства (опубликован в 1970 г. [6, с. 413—430]), в котором рассмотрены вопросы применения кислородно-водородного топлива, получения ионизированной реактивной струи, создания солнечнозеркальной энергетической установки и др. Начиная с 1917 г. Годдард занимался конструированием твердотопливной многозарядной (с магазином патронов) ракеты, рассматривая ее поначалу как прототип высотной космической ракеты. [c.442]

Определение наивыгоднейпгей формы каналов разл. газовых и жидкостных машин и их элементов реактив1гых двигателей самолётов п ракет, газовых, водяных и паровых турбин эл.-станций, центробежных и осевых компрессоров и насосов, сопел и диффузоров и др. [c.465]

Вследствие значит, отличия условий Н. от земных условий, в к-рых создаются и отлаживаются приборы и агрегаты ИСЗ, космич. легат, аппаратов и их ракет-носителей, проблема Н. занимает важное место среди др. проблем космонавтики. Так, в условиях Н. непригодны приборы и устройства, в к-рых используются физ. маятники или свободная подача жидкости и т. п. Учёт Н. становится особенно существенным для систем, имеющих ёмкости, частично заполненные жидкостью, что, напр., имеет место в двигат. установках с жидкостно-реактивными двигателями, рассчитанных на многократное включение при космич. полёте. Возникает и ряд др. техн. проблем. [c.250]

Жидкости OS-45 имеют высокий коэффициент теплопередачи. Это свойство в сочетании с хорошими диэлектрическими и другими свойствами позволило использовать продукт OS-45 типа III в качестве охлаждающей жидкости — диэлектрика, в частности в компактных электронных системах самолетов и ракет, где требуется жидкостное охлаждение. В 1954 г. жидкость OS-45 получила новое наименование — Куланол 45. Она успешно зарекомендовала себя при использовании в системах управления орудийным огнем, ракетами, в навигационных и телеметрических системах, системах связи и многих других. Как охлаждающая жидкость и жидкость для гидравлических систем она весьма эффективна при использовании в системах, подобных описанной Виткомбом и Мэписом [31]. [c.222]

Не утомляя читателя наукообразностью и в то же время не упрощая реальных физических и технических проблем, автор последовательно анализирует физико-химические и механические характеристики топлив, процессы в камере сгорания и сопле на режимах запуска, установившейся работы и выключения, рассматривает проблемы неустойчивости горения, охлаждения и управления вектором тяги, описывает современные и перспективные схемы и конструкции ЖРД и РДТТ с учетом технологических аспектов их изготовления и иллюстрирует изложение примерами применения ракетных двигателей на ракетах-носителях и космических летательных аппаратах. В тех случаях, когда это возможно, автор рассматривает жидкостные и твердотопливные двигатели совместно, что нетипично для отечественной научной и учебной литературы, но весьма желательно для расширения кругозора и улучшения взаимопонимания между специалистами по ЖРД и РДТТ. [c.7]

Высокая эффективность, продемонстрированная твердотопливными ускорителями ракеты-носителя Титан III , послужила основной причиной того, что NASA (после изучения преимуществ и недостатков твердотопливных ускорителей по сравнению с жидкостными) решило использовать 2 ТТУ диаметром 3,71 м, длиной 38,1 м, снаряженных 502 580 кг того же топлива на основе ПБАН и имеющих четырехсекционную конструкцию. Система Спейс Шаттл показана на рис. 137. Два РДТТ, запускаемые вместе с маршевыми двигателями космического летательного аппарата многоразового использования Спейс Шаттл , отделяются после сгорания (номинально через 122 с) на высоте около 50 км. К этому времени Спейс Шаттл находится приблизительно в 45 км от стартовой площадки и движется со скоростью 5150 км/ч. После отделения ускорителей открывается группа парашютов — сначала вытяжной, затем стабилизирующий и, наконец, основная связка, уменьшающая вертикальную составляющую скорости ускорителя к моменту его соударения с водой приблизительно до 96 км/ч. Траектория отработавшего ускорителя показана на рис. 138. После ремонтно-восстановительных работ корпус ускорителя транспортируют обратно в космический центр, заливают новым зарядом ТРТ и подготавливают к повторному запуску. Металли- [c.227]

В инженерной практике широко распространены конструкции, элементы которых имеют полости или отсеки, содержащие жидкость, иапример, объекты авиационной и ракетно-космической техники, танкеры и плавучие топливозаправочные станции, суда для перевозки сжиженных газов и стационарные резервуары, предназначенные для хранения нефтепродуктов и сжиженных газов, ректификационные колонны и т. д. В большинстве случаев жидкость-заполняет соответствующие полостн или отсеки лишь частично, так что имеется свободная поверхность, являющаяся границей раздела между жидкостью и находящимся над ней газом (в частности, воздухом). Обычно можно считать (за исключением особых случаев движения тела с жидкостью в условиях, близких к невесомости, которые здесь не рассматриваются), что колебания жидкости происходят в поле массовых сил, гравитационных и инерционных, связанных с некоторым невозмущенным движением. Как правило, это поле можно в первом приближении считать потенциальным, а само возмущенное движение отсека и жидкости — носящим характер малых колебаний, что Оправдывает линеаризацию уравнений возмущенного движения. Ряд актуальных для практики случаев возмущенного движения жидкости характеризуется большими числами Рейнольдса, что позволяет использовать при описании этого движения концепцию пограничного слоя, считая, кроме того, жидкость несжимаемой. Эти гипотезы лежат в основе теории, излагаемой ниже [23, 28, 32, 34, 45, 54J. Учету нелинейности немалых колебаний жидкости посвящены, например, работы [15, 26, 29, 30]. Взаимное влияние колебаний отсека и жидкости при ее волновых движениях может сильно изменять устойчивость системы, а иногда порождать неустойчивость, невозможную при отсутствии подвижности жидкости. В качестве примера можно привести резкое ухудшение остойчивости корабля при наличии жидких грузов и Динамическую неустойчивость автоматически управляемых ракет-носителей и космических аппаратов с жидкостными ракетными двигателями при неправильном выборе структуры или параметров автомата стабилизации. Поэтому одной из основных Задач при проектировании всех этих объектов является обеспечение их динамической устойчивости [9, 10, 39, 43]. Для гражданских и промышленных сооружений с отсеками, содержащими жидкость, центр тяжести при исследовании их динамики смещается в область определения дополнительных гидродинамических нагрузок, например при сейсмических колебаниях сооружения [31]. [c.61]

Велики заслуги космодромов Байконур, Плесецк и Капустин Яр в деле освоения космоса. Долгие годы в тени славы этих гигантов оставался небольшой испытательный полигон вблизи поселка Наха-бино в Подмосковье. Отсюда 17 августа 1933 г. с простейшего пускового устройства поднялась в воздух первая отечественная жидкостная ракета ТИРД-09 , созданная и испытанная Группой изучения реактивного движения (ГИРД) под руководством 26-летнего С.П. Королева, будуш,его Главного конструктора космических систем. Ракета была спроектирована выдаюш,имся ученым и конструктором Михаилом Клавдиевичем Тихонравовым. Масса ракеты была всего 19 кг (в том числе 5 кг топлива), длина 2,4 м, а поднялась она на высоту 400 м. Для сравнения масса ракеты-носителя Энергия , стартовавшей с Байконура 15 мая 1987 г., составляла более 2400 т. [c.19]

Оберт принимал непосредственное участие в руководстве испытаниями первых ракетных двигателей в Германии. Он проводил расчеты, связанные с проектированием и констрзшрованием ракет для исследования высших слоев атмосферы. В 1929 г. Оберт предложил составную ракету, первая ступень которой должна была работать на спирте в пределах земной атмосферы, вторая — на жидком водороде и кислороде за пределами атмосферы. В июле 1930 г. Оберт с сотрудниками провел первое огневое испытание своего жидкостного ракетного двигателя. А в феврале 1931 г. И. Винклером был осуш,ествлен первый в Европе полет ракеты с жидкостным ракетным двигателем. [c.233]

В конце 20-х — начале 30-х годов в СССР был создан ряд организаций, целью которых было исследование проблем реактивного движения. Это газодинамическая лаборатория (ГДЛ), Группа изучения реактивного движения (ГИРД) и основанный на их базе в 1933 г. Реактивный научно-исследователь-ский институт (РНИИ). В течение 30-х годов этими организациями было создано более ста разнообразных ракетных двигателей и осуществлен запуск большого числа ракет. Важным достижением было создание жидкостных ракетных двигателей конструкции В. П. Глушко и Ф, А. Цандера, запуск ракеты на жидком топливе конструквии М. К. Тихонравова и т. д. [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...