Владимир Николаевич Твердовский - Космодром

расположения ступеней ракет-носителей: 1) с последовательным расположением ступеней (или как ее называют с поперечным делением); 2) с параллельным расположением ступеней или с продольным делением (при таком расположении двигательные установки ступеней могут работать параллельно); 3) смешанная, т. е. является комбинацией первых двух схем.

Классическими образцами ракет с поперечным делением ступеней являются ракеты-носители «Космос» и «Сатурн-5», а ракета-носитель для вывода космических кораблей «Восток», «Восход» и «Союз» представляет собой ракету смешанной схемы расположения ступеней.

Космическая ракета — совершенная в инженерном смысле машина. Конструкция ракеты весьма легка, ее масса с двигательной установкой, без топлива составляет всего 8―11 % от массы заправленной ракеты, т. е. 9―12 % от массы топлива. Так, масса конструкции ракеты-носителя «Сатурн-5» составляет около 180 т, а заправленной топливом 2500 т Создание такой легкой конструкции ракеты-носителя с высокой прочностью и жесткостью — сложная техническая задача. Наряду с использованием высокопрочных легких сплавов, малая масса конструкции обеспечивается оригинальными конструктивными решениями. Например, несущие баки, т. е. топливные баки ракеты, которые одновременно являются основной частью корпуса ракеты. Прочность и жесткость этих тонкостенных конструкций достигается за счет внутреннего давления в баках, которое заставляет оболочку работать на растяжение и обретать необходимые прочность и жесткость для восприятия продольных сжимающих сил и изгибающих моментов, действующих на ракету во время полета.

Ракета-носитель работает в очень напряженных режимах. При этом конструкция должна выдерживать как статические, так и динамические нагрузки, включая весьма неблагоприятные вибрационные, вызываемые работой ракетных двигателей. Поэтому при создании конструкции ракеты-носителя необходим точный учет всех сил, действующих на нее в полете.

В состав оборудования ракеты-носителя входит ряд систем и агрегатов, осуществляющих управление ракетой в полете, отделение ее ступеней, наддув топливных баков, регулирование подачи компонентов топлива к двигателю. Система управления движением обеспечивает полет по заданной траектории, стабилизацию ракеты относительно центра массы, регулирование тяги двигателя, его включение и выключение и отделение ступеней.

Двигательные установки ракет-носителей состоят, как правило, из нескольких двигателей, работа которых синхронизируется системой управления. Это позволяет увеличить суммарную тягу двигательной установки до нескольких сотен тонна-сил. Так, например, ракета-носитель корабля «Восход» имела семь ракетных двигателей с суммарной тягой 650 тс. Ракета-носитель «Сатурн-5» — пять двигателей с суммарной тягой 2900 тс.

Космический объект является полезным грузом ракеты-носителя. Им может быть как автоматический аппарат, так и пилотируемый космический корабль. В зависимости от орбиты полета космические объекты разделяют на искусственные спутники Земли и межпланетные станции.

Искусственные спутники используются для научных исследований и ряда прикладных задач (метеорологических, связных, геофизических, навигационных и др.). Например, с помощью спутников проводятся научные исследования околоземного космического пространства, солнечной активности, наблюдают астрономические объекты. Особое место среди них занимают спутники для биологических исследований различных живых организмов в условиях космического полета. Хорошо известны советские спутники серии «Космос», «Прогноз», «Электрон», «Протон» и американские «Эксплорер», «OAO», «OSO» и др.

Рис. 2. Научно-исследовательский спутник серии «Космос»

Метеорологические спутники служат для наблюдения за распространением облачного покрова и теплового излучения Земли с целью получения данных для прогноза погоды, для оперативного оповещения о зарождении и передвижении бурь, тайфунов и цунами. Высота полета метеорологических спутников обычно достигает 500―1200 км, что обеспечивает телевизионным системам полосу обзора до 1000 км и более. К советским метеорологическим спутникам относятся некоторые спутники серии «Космос» (рис. 2) и «Метеор», к американским — «Тирос» и «Нимбус».

Для --">