ракета
раке́та
Летательный аппарат, движущийся под действием реактивной силы, возникающей при отбросе массы продуктов сгорания ракетного топлива. Появлению ракет предшествовало изобретение пороха (ок. 10 в.). Можно предположить, что первоначально к обычной стреле крепилась трубочка с порохом. Стрела с горящим пороховым зарядом не только летела дальше, но и служила зажигательным снарядом. По разным версиям, на Руси ракетное дело зародилось в 10–11 вв. Достоверно известно, что в 1516 г. ракеты в ратном деле применяли запорожцы. В 16–18 вв. работы по созданию боевых (гл. обр. зажигательных) ракет активно велись в странах Европы и Азии. Организация ракетного дела в России связана с созданием в 1680 г. в Москве «Ракетного заведения», в котором начали изготавливать сначала фейерверочные, а затем и сигнальные ракеты. В нач. 19 в. английский учёный и изобретатель У. Конгрев установил влияние скорости истечения газов и их расхода на скорость полёта ракеты, он же предложил в головную часть ракеты помещать боевой заряд и заменил бумажный корпус металлическим. Он разработал ракеты со стартовой массой 225 и 450 кг, дальность их полёта достигала 3 км.
В России развитие ракет связано с именами И. Картмазова, А. Д. Засядько, К. И. Константинова. Картмазов в 1814 г. изготовил боевые ракеты двух типов – зажигательные и гранатные. Засядько сконструировал боевые ракеты трёх калибров, разработал технологию их изготовления, создал пусковые станки для залпового огня (6 ракет) и приспособления для наведения. Учёный и изобретатель Константинов заложил научные основы расчёта и проектирования ракет, экспериментальной ракетодинамики.
В сер. 19 в. изобретатели и конструкторы И. И. Третеский, Н. М. Соковнин, Н. А. Телевшев и др. предложили ряд проектов летательных аппаратов для полётов в атмосфере. Совершенно иной принцип положил в основу своего воздухоплавательного прибора Н. И. Кибальчич; в его аппарате подъёмная сила создавалась пороховым ракетным двигателем, действие которого не зависело от состава окружающей среды. По существу это был первый в России проект летательного аппарата, принципиально пригодного для полётов в космос. В проекте предусмотрена система регулирования и подачи топлива в камеры сгорания, предложен принцип управления полётом ракеты путём изменения наклона двигателя относительно продольной оси ракеты. В 1883 г. никому тогда не известный К. Э. Циолковский в своей рукописи «Свободное пространство» высказал уверенность, что только при помощи реактивного движения возможны полёты в космическом пространстве. На рубеже 19–20 вв. профессор Санкт-Петербургского политехнического института И. В. Мещерский опубликовал свои работы «Динамика точки переменной массы» (1897), «Уравнения движения точки переменной массы в общем случае» (1904) и др., в которых он изложил основные уравнения ракетодинамики. Вместе с тем в мире в нач. 20 в. обозначился спад интереса к ракетам. Одна из причин этого – появление нарезной артиллерии и, как результат, существенное увеличение дальности и точности стрельбы. В то же время в России учёные-энтузиасты Н. И. Тихомиров, Ф. А. Цандер, М. К. Тихонравов, С. П. Королёв, В. А. Артемьев, Ю. А. Победоносцев, В. П. Глушко, А. М. Исаев и многие другие продолжали работы над созданием ракетного оружия и реактивной авиации. В результате уже к началу Великой Отечественной войны армия СССР имела на вооружении реактивные установки залпового огня (знаменитые «катюши»), сыгравшие значительную роль в достижении победы. После войны работы по созданию ракет и реактивной авиации значительно активизировались. При этом задачи построения, управления полётом и т. п. перешли на новый качественный уровень.
ГИРД-09 – экспериментальная ракета с ЖРД (проект М. К. Тихонравова)
ГИРД-Х – экспериментальная ракета с ЖРД (проект Ф. А. Цандера)
Конструкция ракеты зависит от её назначения и типа используемых ракетных двигателей и является сложным инженерным сооружением весом в несколько сотен, а то и тысяч тонн, способным противостоять огромным нагрузкам при старте и в полёте. Основные силовые элементы конструкции выполняются в виде тонкостенных оболочек из высокопрочных лёгких сплавов или композиционных материалов, большую часть объёма занимают баки с горючим и окислителем. В хвостовом отсеке размещаются сопловый блок и оборудование, необходимое для управления вектором тяги. Управление осуществляется поворотом одного или нескольких сопел, либо использованием специальных дополнительных рулевых двигателей, либо распределением мощности нескольких сопел, что приводит к созданию результирующего управляющего момента относительно центра масс. Система управления полётом ракеты состоит из датчиков, преобразующих устройств и рулевых машин. Датчики обычно устанавливаются на гиростабилизированных платформах, сохраняющих неизменным своё положение относительно неподвижных звёзд и позволяющих измерять отклонения от заданной траектории. Инерциальные датчики измеряют скорость полёта. Сопоставление истинного направления и скорости с заданными направляются в бортовую ЭВМ, которая корректирует траекторию с помощью рулевых машин. Система управления включает подачу питания на приборы управления работой различных систем ракеты. Высокие требования, которые предъявляются к надёжности системы управления, приводят к необходимости дублирования и резервирования наиболее ответственных контуров управления.
Многоцелевая ракета РВВ-АЕ
Ракета Х-29ТЕ – класса «воздух – поверхность» с полуактивным лазерным наведением
Пуск ракеты – сложный технологический процесс, который включает подготовку и проверку всех систем ракеты, установку ракеты в стартовое устройство, заправку компонентами топлива и сам запуск. Для пуска различных типов ракет имеются свои стартовые комплексы. Эти комплексы могут быть стационарными и передвижными, оборудованными на морских судах, подводных лодках, железнодорожных и автомобильных платформах и т. п.
Ракеты – это не только мощное оружие. Геофизические ракеты служат науке, существуют транспортные ракеты, способные быстро доставлять всё необходимое в удалённые точки, особенно в районы бедствия, а ракеты-носители доставляют на орбиты различные спутники вполне мирного назначения.
Техника. Современная энциклопедия