В дальнейшем рассмотрим, как устроены ракетные двигатели и ракеты.
Циолковский впервые изложил научные основы реактивного движения и создал точную теорию ракеты, позволившую объективно оценить возможности этого способа перемещения. Он в аналитической форме установил связь между скоростью, приобретаемой ракетой, скоростью истечения газов из сопла двигателя, полным весом ракеты и весом несомого топлива. Эта фундаментальная формула носит имя Циолковского.
В ходе своих научных исследований Циолковский пришел к ряду замечательных выводов и доказал возможность достижения с помощью ракет на жидком топливе космических скоростей, достаточных не только для создания искусственных спутников Земли, но и для полетов к любым планетам солнечной системы.
Приоритет Циолковского в создании теории реактивного движения, научных основ ракетной техники и планов покорения космоса неоспорим. Эти работы Циолковского были подтверждены и дополнены аналогичными научными исследованиями, появившимися много позже за рубежом, а именно: во Франции — Эно Пельтри в 1913 году, в Америке — Робертом Годдаром в 1919 году, в Германии — Германом Обертом в 1923 году и другими учеными.
Циолковский заложил прочный теоретический фундамент в новой области науки и техники. Его ученики и последователи, опираясь на помощь партии и правительства, приложили немало труда, чтобы вызвать к жизни многое из того, что предвидел Константин Эдуардович. В результате в нашей стране создана реальная научно-исследовательская, опытно-конструкторская и промышленная база для успешного развития ракетной техники.
Предстоит еще колоссальный и длительный труд в ряде отраслей науки и техники, прежде чем идеи великого русского ученого превратятся из сказочной перспективы в явь. Но развиваются эти идеи по правильному пути, и мы твердо верим, что еще нам доведется быть свидетелями первых шагов покорения человеком мирового пространства.
Наряду с учеными различных стран мира значительный вклад в создание и развитие реактивных двигателей и теории реактивного движения был сделан нашими учеными. Так, например, теория реактивного движения, разработанная выдающимися русскими учеными К. Э. Циолковским, Н. Е. Жуковским, а также И. В. Мещерским, Ф. А. Цандером и другими, стала фундаментом реактивной техники.
В данной книге нет необходимости перечислять все труды К. Э. Циолковского, они в 1955 г. опубликованы в специальном сборнике Академии наук СССР, издается собрание сочинений его трудов. Ученики Циолковского, советские инженеры и ученые, развили его идеи и усовершенствовали его схемы, вписали в историю развития реактивной техники имя своего учителя как родоначальника ракет дальнего действия и жидкостных ракетных двигателей.
На рис. 5 представлена элементарная схема ЖРД с баллонной системой подачи компонентов топлива и пиротехническим зажиганием.
ЖРД состоит из следующих основных конструктивных элементов и систем: камеры сгорания, где происходит подготовительный процесс и процесс сгорания топлива; сопла, в котором тепловая энергия продуктов сгорания преобразуется в кинетическую энергию газов, истекающих из двигателя; системы питания, обеспечивающей подачу компонентов топлива в камеру сгорания (система питания включает в себя: баки с горючим и окислителем, баллоны с сжатым инертным газом, парогазогенератор, насосы, трубопроводы, форсунки и т. д.); системы охлаждения камеры сгорания для пламенных ЖРД, в которых температура превышает 2500°К; системы управления, которая обеспечивает правильный запуск двигателя и режим его работы (сюда относятся различные краны, клапаны, редукторы, дроссели, пусковые пробивные мембраны и т. д.); системы зажигания, обеспечивающей воспламенение компонентов топлива в камере сгорания в момент запуска двигателя.