Вы когда-нибудь обращали внимание, что на современных ракетах-носителях навешано много небольших двигателей? Снаружи они выглядят как юбочка в самой нижней части ракеты. Здесь речь идёт о первой ступени ракеты, она же основная разгонная ступень. И это довольно странно, потому что ракета большая и сверхтяжёлая, и почему бы не установить на неё один большой и мощный двигатель?
В данном случае мы смотрим на ракету, у которой 29 двигателей. Не многовато ли? А ведь были времена, когда сверхтяжёлые ракеты-носители имели всего пять двигателей на первой ступени.
Так почему же сейчас их число доходит до 30 штук?
И ведь действительно, с моей точки зрения обывателя, чем меньше деталей - тем меньше вероятность поломки и выхода из строя. И согласитесь, 29 двигателей - это огромное количество соединений, сочленений, навесных агрегатов и блоков управления.
Мы получаем слишком сложную систему, и поэтому вероятность, что что-то пойдёт не так, гораздо выше, чем если бы мы имели дело с одним двигателем.
Однако у такой логики есть и обратная сторона, которую тоже нужно брать в расчёт.
Что вы будете делать, если единственный двигатель разгонной ступени у вас откажет?
Скорее всего, тут уже ничего не поделаешь. При этом если вы увеличиваете число двигателей, и у вас откажет пусть даже не один, а пара - тройка двигателей из 29 штук, то что произойдёт с ракетой?
Ничего не произойдёт.
Оставшиеся двигатели возьмут на себя нагрузку вышедших из строя. А сама ракета продолжит выход на орбиту, потому что этот выход в принципе зависит не от двигателей, а от количества топлива в резервуарах. Оставшиеся двигатели просто дожгут его, после чего первая ступень благополучно отвалится.
И вот как раз здесь справедливости ради нужно вспомнить советские ракетно-космические технологии 60-х годов. Потому что сама идея - ставить много небольших двигателей - не нова. Так если мы посмотрим на архивные кадры сверхтяжёлой советской ракеты-носителя Н-1, то увидим там 30 двигателей на первой ступени.
Всего было проведено четыре испытательных запуска Н-1, и все они закончились неудачей ещё на этапе работы первой ступени. Специалисты отмечали нестабильную работу 30-и двигателей. Так в отчётах говорится об автоколебаниях всей ракеты, а также о гидроударах и разворачивающих моментах.
Хотя стендовые испытания всех 30-и двигателей первой ступени проходилди успешно. Среди неполадок при пусках также были выявлены электрические и радиопомехи, которые осложняли управление 30-и двигательной установкой.
Однако с тех пор прошло много времени, технологии ушли далеко вперёд, и на современных ракетах-носителей мы вновь видим многодвигательную первую ступень.
И как удалось выяснить, такое количество небольших двигателей существенно повышает безопасность. И всё дело в том, что эти двигатели запускаются не одновременно, а последовательно с задержкой во времени. И таким образом на запуск всех 29-и двигателей уходит две секунды.
Эти меры нужны для того, чтобы снизить ударную нагрузку на ракету.
Когда происходит запуск двигателя, то в самые первые мгновения возниикает ударная волна, которая идёт от сопла не только вниз, а по всем направлениям, в т.ч. и наверх прямиком в ракету-носитель. Так вот много маленьких ударных волн, которые следуют друг за другом, причиняют и ступени, и ракете вцелом, гораздо меньший ущерб, чем если бы это была олная большая ударная волна от одного двигателя.