Прежде все всего благодарю за ваши комментарии к предыдущим частям. Ввиду того, что интерес к ракетостроению вообще, и в особенности касающейся космической гонки США и СССР оказался существенным, решил продолжить.
Возможно, некоторым читателям будет интересно освежить общие познания, а некоторым будет интересно узнать: Каким путем развивалась космическое ракетостроение и что обеспечило прорыв и лидерство СССР в лице КБ С.П. Королева в гонке с США?
Не успел мир оправиться от Второй мировой войны, как на горизонте замаячила новая война - ядерная. Вчерашние союзники против фашисткой Германии - Великобритания, Франция, США и СССР, разделились на два противоположных лагеря, не без подачи Уинстона Черчилля с речи в Фултоне в 1946 году.
И ситуация для нас, СССР, была мягко говоря не лучшая. Поясню.
Да, советская армия после завершения Великой Отечественной войны была самой сильной, опытной в мире, но:
- Экономика страны за годы войны была разрушена.
- Почти четверть страны лежала в руинах и подлежала срочному восстановлению.
- Надлежало так же оказать содействие, исходя из геополитических интересов, в восстановлении экономики стран восточной Европы, Китая.
- Перед страной стоял острый вопрос возвращения промышленности в общехозяйственное русло.
- Огромные человеческие потери за годы войны вызвало демографическую катастрофу.
- За годы войны возникли технологические отставания в ряде отраслей и пробелы в новых направлениях.
- Экономика потенциального противника превосходила все экономики мира.
- В случае новой войны разгром потенциального противника ограничился бы территорией Европы.
- Об эффективном ведении боевых действий даже через Ла-Манш не стоило мечтать, а через океан тем более.
- Потенциальный противник обладал оружием, которое нам еще предстояло разработать и освоить.
- Потенциальный противник осознавал свое экономическое превосходство и превосходство в оружии массового поражения и готов был его применить!
Нашей стране требовалось ВРЕМЯ, которого у нас просто НЕ БЫЛО.
Тем не менее, руководству страны удалось выиграть драгоценное время, создать условия и возможности выдающимся ученым, конструкторам, инженерам. Это позволило не только догнать, но и обеспечить прорывы в важнейших отраслях, освоить и создать новые отрасли.
Нельзя не отметить успех академика Курчатова, ему и его институту удалось в кратчайшие сроки (1945-1949 годы) создать атомную бомбу и заложить основы ПАРИТЕТА в ядерном оружии, без всякого сомнения, оружия сдерживания.
И нужно отдать должное дальновидности руководства страны - работы над средствами доставки ядерного оружия были развернуты единовременно с ядерным, как авиационных средств, так и ракетных комплексов.
При этом, сразу стало очевидным, на заданные расстояния, баллистика ракеты подразумевала выход ракеты в ближайший космос.
Как уже отмечал в предыдущей части, хотя от ФАУ-2 многое чего переняли, но все же наше ракетостроение - собственное детище страны!!!!
ФАУ-2 - это баллистическая ракета, но все же традиционная, по-современному - одноступенчатая.
Наши конструкторы, и не только наши, уже на стадии разработок и развития одноступенчатых баллистических ракет (и не только одноступенчатых) столкнулись с ключевыми проблемами. Соотношением тяги двигателя с массой ракеты. В идеале все просто: Обеспечиваем реактивный двигатель необходимым количеством топлива и мы в космосе.
Вот тут-то и возникает проблема.
Базовые параметры основных узлов: их размеры, масса, плотность, температурный режим и т.д. и т.п., определяют размер, массу, дизайн будущей ракеты. Например диаметр кормовой части диктуется размерами двигателя (двигателей), длина корпуса - необходимой массой топлива.
И у нас получается ракета либо с тонким корпусом и внушительной длины (высоты), либо "пухленькая" сигара, и ... соответствующие недостатки. Отмечу лишь основные. У "тонкой" менее прочная конструкция к вибрации и продольным нагрузкам, что ведет к укреплению корпуса, то есть к повышению массы самой ракеты - сиречь - массы топлива. А у "толстой" более высокое лобовое сопротивление, на которое требуется дополнительная масса топлива.
Довольно быстро, как в СССР, так и в США пришли к пониманию - одноступенчатым ракетам понадобятся реактивные двигатели огромной мощности, на разработку которых потребуется значительное время с крайне малой долей (!!!) вероятности успеха. Оставалось одно - исходя из реально ожидаемых мощностей реактивных двигателей создавать комбинированные системы из нескольких реактивных двигателей.
Но у комбинированных двигательных систем имелись другие недостатки - сложность синхронизации запуска, равномерной работы каждой секции. При этом с увеличением количества секций сложности синхронизации возрастают пропорционально.
Наибольшего успеха в комбинированных системах в США достиг фон Браун - "Сатурн-5", а в СССР академик Челомей В.Н. - "Н-1".
Так же одновременно, каждая сторона противоборства пришла к концепции многоступенчатой ракеты. Причина проста, после выхода в ближайший космос требовалось вернуть или направить груз в заданной точке и в заданное время. Возникала необходимость снабдить отсек с полезным грузом отдельным двигателем. Возникла необходимость отделения частей ракеты, отсюда и концепция многоступенчатой ракеты.
На рисунке многоступенчатые ракеты, справа схема компоновки многоступенчатой ракеты типа Н-1 (СССР) и Сатурн-5 (США)
При такой компоновке каждая отработанная степень отбрасывается, уменьшая массу ракеты, что дает определенное снижение в массе топлива, в несколько процентов - равным десяткам тонн. При этом, 1 ступень оснащается наиболее мощным двигателем или комбинированной двигательной системой, суммарная мощность которой незначительно уступает мощности одноступенчатой ракеты.
А гениальность С.П. Королева состоит в том, что он первым пришел к выводу, что нести первой степени бездействующий двигатель второй ступени не эффективно и разместил вторую ступень на уровне первой, что обеспечило возможность участия 2 ступени с самого старта ракеты. При этом, гениально просто решил проблему синхронизации работы двигателей, разделив 1 ступень на четыре части и разместив симметрично, тем самым дополнительно обеспечив стабилизацию полета!!!!!!!!!
Революционное решение С.П. Королева с компоновкой, красивая машина и ее фото ниже:
Это результат работы абсолютно новой отрасли СССР, давшей толчок развитию десяткам, сотням новым направлениям в разработках, имеющих отношение и не имеющих отношение к космосу, давшее толчок к дальнейшему развитию экономики страны и обеспечившие долгий МИР не только нам, а всему человечеству!!!!!
Прошли десятилетия, но достижения советской космонавтики продолжают стимулировать развитие не только российской космонавтики но и развитие космической отрасли других стран. И компоновка, выработанная С.П. Королевым и его КБ, то сих пор является одной из самых эффективных и ее можно увидеть и на шаттлах США, на Буране (Энергия М, СССР), в ракетоносителях Space X и современной сверхтяжелой ракете серии Ангара.
Как говориться -новое, это хорошо забытое старое!
Под занавес хочу поделиться опытом:
Как правило, совершенные машины имеют совершенный вид, проще говоря, совершенство машины подтверждает её красота!
Продолжение возможно будет,
Спасибо за внимание!