Научные открытия, которые привели нас в космос: ракеты

Гирогоризонт

Гирогоризонт предназначен для стабилизации ракеты по углу тангажа. Он же задает ракете программу изменения угла тангажа.
Гироскоп этого прибора помещен в кардановом подвесе так, что ось ротора горизонтальна и лежит в плоскости стрельбы. Ротор
гироскопа является якорем электродвигателя и раскручивается за несколько минут до старта.

После старта, если ось отклонится от вертикали, ось гироскопа останется неподвижной и на потенциометре возникнет сигнал
рассогласования, который после преобразования и усиления воздействует на рулевую машину. которая отклонит рули и вернет
ракету в первоначальное положение. Сразу же после старта включается програмный механизм, который состоит из шагового
электродвигателя, эксцентрика (который, собственно, и задает программу), ленты и шкива. Шаговый двигатель поворачивает
эксцентрик, профиль которого соответствует заданной программе изменения тангажа, а он, в свою очередь, поворачивает
потенциометр. В результате поворота потенциометра возникает сигнал рассогласования, который воздействует на рули ракеты и
поворачивает ракету на заданный угол. Так обеспечивается достижение заданного угла бросания.

Будущее ракетных двигателей

Мы привыкли видеть химические ракетные двигатели, которые сжигают топливо для производства тяги. Но есть масса других способов для получения тяги. Любая система, которая способна толкать массу. Если вы хотите ускорить бейсбольный мячик до невероятной скорости, вам нужен жизнеспособный ракетный двигатель. Единственная проблема при таком подходе — это выхлоп, который будет тянуться через пространство. Именно эта небольшая проблема приводит к тому, что ракетные инженеры предпочитают газы горящим продуктам.

Многие ракетные двигатели крайне малы. К примеру, двигатели ориентации на спутниках вообще не создают большую тягу. Иногда на спутниках практически не используется топливо — газообразный азот под давлением выбрасывается из резервуара через сопло.

Новые конструкции должны найти способ ускорить ионы или атомные частицы до высокой скорости, чтобы сделать тягу более эффективной. А пока будем пытаться делать электромагнитные двигатели и ждать, что там еще выкинет Элон Маск со своим SpaceX.

Системы наведения ракет

В наше время почти все ракеты имеют систему наведения. Думаю, не стоит объяснять, что попасть по цели, которая находится на расстоянии сотен или тысяч километров, без точной системы наведения просто невозможно.

Систем наведения и их комбинаций очень много. Только среди основных можно отметить систему командного наведения, электродистанционное наведение, наведение по наземным ориентирам, геофизическое наведение, наведение по лучу, спутниковое наведение, а также некоторые другие системы и их сочетание.

Ракета с системой наведения под крылом самолета.

Система электродистанционного наведения имеет много общего с системой на радиоуправлении, но она обладает более высокой устойчивостью к помехам, в том числе, намеренно создаваемым противником. В случае такого управления команды передаются по проводу, который направляет в ракету все данные, необходимые для поражения цели. Передача таким способом возможна только до момента запуска.

Система наведения по наземным ориентирам состоит из высокочувствительных высотомеров, позволяющих отслеживать положение ракеты на местности и ее рельеф. Такая система применяется исключительно в крылатых ракетах ввиду их особенностей, о которых мы поговорим чуть ниже.

Система геофизического наведения основана на постоянном сопоставлении угла положения ракеты относительно горизонта и звезд с эталонными значениями, заложенными в нее перед стартом. Внутренняя система управления при малейшем отклонении возвращает ракету на курс.

При наведении по лучу ракете нужен вспомогательный источник целеуказания. Как правило, им является корабль или самолет. Внешний радар определяет цель и производит ее отслеживание, если она движется. Ракета ориентируется на этот сигнал и сама наводится на него.

Название системы спутникового наведения говорит само за себя. Наведение на цель производится по координатам системы глобального позиционирования. В основном такая система широко используется в тяжелых межконтинентальных ракетах, которые наводятся на статичные наземные цели.

Кроме приведенных примеров, есть также системы лазерного, инерциального, радиочастотного наведения и другие. Также командное управление может обеспечивать связь между командным пунктом и системой наведения. Это позволит изменить цель или вовсе отменить удар уже после запуска.

Благодаря такому широкому перечню систем наведения, современные ракеты могут не только взорвать что угодно и где угодно, но и обеспечить точность, которая иногда исчисляется десятками сантиметров.

Железо

Незаменимый элемент любых инженерных конструкций. Железо в виде разнообразных высокопрочных нержавеющих сталей — второй по применению металл в ракетах. Везде, где нагрузка не распределена по большой конструкции, а сосредоточена в точке или нескольких точках, сталь выигрывает у алюминия. Сталь жестче — конструкция из стали, размеры которой не должны «плыть» под нагрузкой, получается почти всегда компактнее и иногда даже легче алюминиевой. Сталь гораздо лучше переносит вибрацию, более терпима к нагреву, сталь дешевле, за исключением самых экзотических сортов, сталь, в конце концов, нужна для стартового сооружения, без которого ракета — ну, сами понимаете…

Но и баки ракеты могут быть стальными. Удивительно? Да. Однако первая американская межконтинентальная ракета Atlas использовала баки именно из тонкостенной нержавеющей стали. Для того чтобы стальная ракета выиграла у алюминиевой, многое пришлось радикально изменить. Толщина стенок баков у двигательного отсека достигала 1,27 миллиметра (1/20 дюйма), выше использовались более тонкие листы, и у самого верха керосинового бака толщина составляла всего 0,254 миллиметра (0,01 дюйма). А водородный разгонный блок Centaur, сделанный по такому же принципу, имеет стенку толщиной всего лишь с лезвие бритвы — 0,127 миллиметра!

Столь тонкая стенка сомнется даже под собственной тяжестью, поэтому форму она держит исключительно за счет внутреннего давления: с момента изготовления баки герметизируются, наддуваются и хранятся при повышенном внутреннем давлении. В процессе изготовления стенки подпираются специальными держателями изнутри. Самая сложная стадия этого процесса — приварка днища к цилиндрической части. Ее обязательно нужно было выполнить за один проход, в результате ее в течение шестнадцати часов делали несколько бригад сварщиков, по две пары каждая; бригады сменяли друг друга через четыре часа. При этом одна из двух пар работала внутри бака.

Нелегкая, что и говорить, работа. Но зато на этой ракете американец Джон Гленн впервые вышел на орбиту. Да и дальше у нее была славная и долгая история, а блок Centaur летает и по сей день. У «Фау-2», между прочим, корпус тоже был стальным — от стали полностью отказались только на ракете Р-5, там стальной корпус оказался ненужным благодаря отделяющейся головной части. Какой же металл можно поставить на третье место «по ракетности»? Ответ может показаться очевидным. Титан? Оказывается, вовсе нет.

«Кинжал» и «Циркон»: гиперзвуковые монстры

В следующем году на вооружение Российской армии массово поступят сразу две новинки — гиперзвуковой авиационный ракетный комплекс Х-47М2 «Кинжал» и морская гиперзвуковая противокорабельная крылатая ракета «Циркон» 3M22. 

Ракеты гиперзвукового «Кинжала» способны с высокой точностью поражать наземные цели и крупные надводные корабли противника: авианосцы, крейсеры, эсминцы и фрегаты. Это авиационный, модифицированный вариант баллистической ракеты комплекса «Искандер», приспособленный для запуска с бомбардировщиков Ту-22М и истребителей МиГ-31К. 

По сути, новая ракета является не крылатой, а «аэробаллистической»: высокая скорость ее движения, достигающая 10—12 М, позволяет ей поддерживать нужную траекторию и без развитых крыльев, просто за счет подъемной силы собственного корпуса. Самостоятельный полет ракеты происходит на границе стратосферы, с целью избежать значительного сопротивления воздуха, что делает ее практически неуязвимой для обычных систем ПВО.

В случае «Цирконов» речь идет о более «тихоходной» ракете, если такой эпитет применим к гиперзвуковому оружию, — ее заявленная скорость составляет «всего лишь» 8М. Однако, в отличие от ракетного двигателя твердого топлива, используемого в «Кинжале», у «Циркона» установлено «керосиновое сердце» — реактивный двигатель, работающий на жидком топливе. Такой двигатель обеспечивает значительную дальность ракеты при весьма скромных габаритах.

Задача создания работающего гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя впервые решена именно на «Цирконе», что делает его первой серийной гиперзвуковой крылатой ракетой. За счет таких технических инноваций «Циркон» может в перспективе заменить сверхзвуковые российские ракетные комплексы «Оникс» и «Калибр», которые и раньше на голову превосходили дозвуковые крылатые ракеты стран блока НАТО. 

Теперь, с появлением «Циркона», нахождение авианосных групп вероятного противника возле российских берегов и вовсе становится чистой воды авантюрой: с помощью «Цирконов» и «Кинжалов» флот противника может быть уничтожен за какой-то неполный десяток минут даже с расстояния 1000 километров.

Таким образом мифический «Шестой флот США» в Черном или даже Средиземном море внезапно оказывается под ударом, который может быть нанесен прямо с российской территории, из-под защитного «зонтика» эшелонированной системы ПВО и ПРО.

О чем не задумывались Циолковский и Цандер…

Как известно К. С. Циолковский одним из первых предложил запускать составные ракеты из нескольких ступеней, которые после того, как топливо в них будет израсходовано, будут от основного ее корпуса отделяться. Потом по этой схеме как раз и была создана знаменитая ракета Р-7, обеспечившая первый полет советского человека в космическое пространство. Ф. А. Цандер предлагал в космическом корабле использованные топливные баки и вовсе… сжигать в двигателях новых ступеней. То есть, по сути, иметь на борту космического аппарата целый завод.

Но без всего этого сегодня вполне можно обойтись. Ведь на вооружении многих стран сегодня находятся ракеты «Град» (дальность стрельбы около 40 километров), «Ураган» (35 километров), «Смерч» (120 километров), «Торнадо» (120-150 километров), та же американская система «HIMARS» (80 километров), которые применяются в РСЗО — реактивных системах залпового огня.

А есть ведь еще и 300-миллиметровые ракеты LORA, и что будет, если связать вместе, ну, скажем, четыре или шесть таких ракет и запустить в виде пакета, а между ними расположить… трубу большого диаметра с конусом в головной части, до отказа заполненную той же самодельной взрывчаткой? То есть у нас будет… та же ракета «семерка», но только самодельная! Дальность, допустим, при этом сократится вдвое, но зато какова будет разрушительная сила такой «самоделки»?

Разместить эти самодельные «стратегические ракеты» можно будет опять-таки, как и настоящие ракеты такого же класса, в шахтах из бетонных труб большого диаметра, направленных жерлом в сторону противника. Угол наклона задает расстояние, направление… И шахта для ракеты готова! Ну а не слишком высокая точность такой вот «самоделки» будет компенсирована огромным зарядом.

Причем, что самое важное, соорудить такую пусковую установку можно буквально на глазах у потенциального объекта атаки, и никто ни о чем не догадается до тех пор, пока не будет произведен пуск! «Коллектор роем!» — вот и весь ответ любопытным. А затем ночью будет привезена и погружена ракета, а в «час быка» произведен запуск

С расстояния в 40 километров так можно поразить даже Белый дом. И откуда «это прилетело», сначала даже никто и не скажет. Не говоря уж о том, что пусковой установкой для такого «суперкассама» может стать кузов трейлера и даже автобус с раздвигающейся крышей.

Так что современные технологии открывают поистине безграничные перспективы для их использования в «негативных целях», и с каждым годом опасность такого «нецелевого» их использования только растет!

Встройте «Правду.Ру» в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в или в

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или

Также будем рады вам в наших сообществах во

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector