Проходим внутрь музея и смотрим, с чего начиналась история отечественной космонавтики. А начиналась она со всяких фантастических (или не очень) проектов Циолковского.
Птицеподобная летательная машина К.Э. Циолковского
Циолковский разработал концепцию "летательной машины", представляющей собой металлический моноплан со свободнонесущими крыльями, имеющими закругленную переднюю кромку, и обтекаемым фюзеляжем. Необходимая скорость полета поддерживалась благодаря тяге, создаваемой двумя соосными винтами, вращающимися в противоположных направлениях и приводимыми в движение бензиновым мотором.
Такая схема работы винтов была выбрана ученым не случайно. Он учитывал гироскопический эффект от вращающегося винта, который мог привести к отклонению аэроплана от заданного курса. Для управления самолетом по курсу и тангажу предусматривался двойной хвостовой руль, состоящий из горизонтальной и вертикальной плоскостей. Выбор конструкции основывался на аэродинамическом, энергетическом и прочностном расчетах.
Таким образом, в представлении Циолковского "авиационная машина" должна была включать в себя элементы, характерные для современных винтомоторных самолетов.
Все это было расписано в работе Циолковского "Аэроплан или птицеподобная (авиационная) летательная машина", опубликованной в 1894 году в журнале "Наука и жизнь", которая явилась первой в мире публикацией, где рассматривалась конструкция аэроплана на основе элементов аэродинамического расчета. Хочу заметить, что это произошло за 9 лет до первого полета братьев Райт на их аэроплане из гуано тряпок и палок.
Новый аэроплан Циолковского
В 1929 году К. Циолковский опубликовал свою работу под названием "Новый аэроплан". В этом труде он предложил идею создания больших самолетов без традиционного фюзеляжа. Вот как он описывает свой летательный аппарат:
Представьте себе сильно надутую воздухом или кислородом поверхность вращения в виде веретена. Диаметр его поперечного сечения не меньше двух метров, длина не меньше 20 метров.
Параллельный ряд таких веретен смыкается боками и образует волнистую квадратную пластинку с зубцами спереди и сзади. На каждом остром конце помещен воздушный винт, приводимый во вращение двигателем. По бокам сзади устроены рули высоты, а сверху сзади - рули направления.
Для взлета аэроплан ставится на поплавки или на колеса, которые при полете отпадают. Спуск производится на воду, а в некоторых случаях и на ровное поле и снег.
Я бы на таком не рискнул летать.
Полуреактивный стратоплан Циолковского
В 1930 году в своем труде "Реактивный аэроплан" Циолковский убедительно доказал, что реактивный самолет может быть создан. Он обосновал свою точку зрения, основываясь на использовании высококалорийного топлива, в частности водорода, который позволял достигать высоких скоростей на больших высотах, недостижимых для самолетов с пропеллерами. Ученый также рассмотрел преимущества и недостатки реактивных самолетов по сравнению с поршневыми.
Итогом его исследований в области авиации стала работа "Стратоплан полуреактивный", опубликованная в 1932 году. В этой работе он предложил схему и приблизительный расчет стратосферного самолета с турбокомпрессорным двигателем. По его замыслу, такой самолет должен был двигаться за счет воздушного винта и отдачи продуктов горения. Как следует из черновых рукописей ученого, работа над созданием этого труда началась еще в 1930 году и продолжалась в течение двух лет. Циолковский также привел расчет "сжимателя газов" и пропеллера.
Модель космической пилотируемой ракеты Циолковского
Выполнена на основе описаний и схематических рисунков ученого 1896-1923 гг.
Внутри ракета разделена на четыре отсека:
Верхний - обитаемый, включает шлюз для выхода в открытый космос; запасы воздуха, пищи и воды; поглотители продуктов жизнедеятельности человека; пульты управления; рабочие кресла для космонавтов; скафандры для выхода в открытый космос.
Второй сверху - также обитаемый - здесь находятся жидкостные противоперегрузочные ванны.
Третий сверху - насосный отсек - здесь находятся насосы для раздельной подачи компонентов топлива в камеру сгорания.
Нижний отсек - двигательный - включает два бака с горючим и окислителем, разделенных перегородкой, и проходящую между ними "взрывную трубу", которая имеет двойную стенку. Через нее проходит один из компонентов жидкого топлива перед его подачей в камеру сгорания.
Ну а теперь от фантазий перейдем к реальным образцам ракетной техники.
Ракета ГИРД-07
Ракета "07" была первым проектом, созданным 2-й бригадой ГИРДа (Группа изучения реактивного движения) под руководством М. К. Тихонравова.
До прихода в ГИРД Тихонравов занимался разработкой оригинальных авиационных конструкций. Он применил свой опыт в создании ракет, используя авиационные принципы. Именно поэтому "07" имела весьма необычную форму и необычное расположение аппаратуры.
Одной из ключевых особенностей ракеты было расположение камеры сгорания в верхней части. Это обеспечивало большую устойчивость в полете, так как центр тяги при работающем двигателе находился выше центра тяжести. Баки с горючим (два с жидким кислородом и два с керосином) были установлены в полостях стабилизаторов, которые соединялись между собой в головной части ракеты.
Каркас ракеты был изготовлен из листового алюминия и профилей с отбортованными отверстиями для повышения жесткости конструкции. Наружная обшивка также была выполнена из листового алюминия.
Согласно первоначальным расчетам, "07" должна была достичь высоты около 10 км при весе 24 кг. После этого должен был сработать вышибной автомат, который выбрасывал из головной части парашют, и ракета плавно опускалась на землю (как тебе такое, Илон Маск?).
Все элементы ракеты были готовы в 1933 году, и в июне начались испытания и отладка. Однако из-за ускоренных работ над ракетой "09" доводка "07" была временно приостановлена. Она возобновилась только в августе 1933 года после успешного запуска "09".
В октябре того же года состоялись первые огневые испытания двигательной установки, а летом 1935 года были предприняты две попытки запуска ракеты. В ходе первой попытки полет оказался неустойчивым из-за некоторых повреждений обшивки. При повторном запуске полет прошел нормально. Ракета взмыла вертикально в небо и исчезла из виду. Место ее падения обнаружить не удалось.
Ракета ГИРД-09
Первая советская ракета на гибридном топливе была разработана в ГИРДе под руководством С. П. Королева. Ее проект был создан начальником 2-й конструкторской бригады М. К. Тихонравовым.
17 августа 1933 года на Нахабинском полигоне под Москвой состоялся первый запуск ракеты. Она поднялась на высоту около 400 метров, что было зафиксировано в соответствующем акте, который до сих пор хранится в Академии наук СССР.
Успешные испытания ракет "09", а затем "X" стали важной вехой в развитии советского ракетостроения.
Ракета АвиаВНИТО
Первая советская экспериментальная стратосферная ракета была создана в рамках Авиационного всесоюзного научного инженерно-технического общества (АвиаВНИТО) при Реактивном научно-исследовательском институте. Ее целью было доставить исследовательские приборы на высоту 10.4 километра - расчетную высоту полета. Первый запуск ракеты состоялся в 1936 году.
Ракета была оснащена самым мощным на тот момент кислородно-спиртовым (сколько добра перевели) двигателем "12к" конструкции Леонида Душкина. Строительство ракеты проходило в выходные дни на энтузиазме сотрудников РНИИ, которые не разделяли точку зрения начальника института Ивана Терентьевича Клейменова, не одобрявшего использование кислородных жидкостных ракетных двигателей.
Продолжение следует...