Цвёрдапаліўныя і вадкасныя ракетныя рухавікі

Ракеты як тып ўзбраення існуюць з вельмі даўніх часоў. Піянерамі ў гэтай справе былі кітайцы, пра што згадваецца ў гімне Паднябеснай пачатку XIX стагоддзя. «Чырвоныя блікі ракет» - вось так у ім спяваецца. Зараджалі іх порахам, вынайдзеным, як вядома, у тым жа Кітаі. Але, каб «чырвоныя блікі» заззялі, а на галовы ворагаў абрынуліся вогненныя стрэлы, патрэбныя былі ракетныя рухавікі, хай і найпростыя. Усім вядома, што порах выбухае, а для палёту неабходна інтэнсіўнае гарэнне з накіраваным газовыделением. Так што склад гаручага прыйшлося мяняць. Калі ў звычайнай узрыўчатцы суадносіны інгрэдыентаў складае 75% нітратаў, 15% вугляроду і 10% серы, то ракетныя рухавікі ўтрымлівалі 72% нітратаў, 24% вугляроду і 4% серы.

У сучасных цвёрдапаліўных ракетах і паскаральніках ў якасці паліва выкарыстоўваюцца больш складаныя сумесі, але прынцып застаўся ўсё той жа, старажытнакітайскую. Яго вартасці несумнеўныя. Гэта прастата, надзейнасць, высокая хуткасць ініцыяцыі, адносная таннасць і зручнасць эксплуатацыі. Для таго каб снарад стартаваў, дастаткова запаліць цвёрдую гаруча сумесь, забяспечыць прыток паветра - і ўсё, ён паляцеў.

Аднак ёсць у такой праверанай і надзейнай тэхналогіі свае недахопы. Па-першае, ініцыяваўшы гарэнне паліва, яго ўжо немагчыма спыніць, як і памяняць рэжым гарэння. Па-другое, неабходны кісларод, а ва ўмовах разрэджанага або беспаветранай прасторы яго няма. Па-трэцяе, гарэнне ўсё роўна вынікае занадта хутка.

Выхад, які шукалі на працягу доўгіх гадоў навукоўцы ў многіх краінах, нарэшце, знайшоўся. Д-р Роберт Годдард ў 1926 году выпрабаваў першы вадкасны ракетны рухавік. У якасці гаручага ён выкарыстаў бензін, змешваюць з вадкім кіслародам. Для таго каб сістэма працавала устойліва на працягу хоць бы двух з паловай секунд, Годдард давялося вырашыць шэраг тэхнічных праблем, звязаных з помпавым нагнятаннем рэагентаў, сістэмай астуджэння і рулявымі механізмамі.

Прынцып, па якім пабудаваны ўсе вадкасныя ракетныя рухавікі, вельмі просты. Усярэдзіне корпуса размешчаны два бака. З аднаго з іх праз змешвальную галоўку акісляльнік падаецца ў камеру раскладання, дзе ў прысутнасці каталізатара паліва, якое паступае з другога бака, пераходзіць у газападобнае стан. Адбываецца рэакцыя гарэння, распалены газ праходзіць спачатку звужваецца дозвуковой зону сопла, а затым пашыраецца звышгукавую, куды таксама падаецца гаручае. У рэальнасці ўсё нашмат складаней, дюза патрабуе астуджэння, а рэжымы падачы - высокай ступені стабільнасці. Сучасныя ракетныя рухавікі ў якасці паліва могуць харчавацца вадародам, акісляльнікам з'яўляецца кісларод. Гэтая сумесь вельмі небясьпечная, і найменшае парушэнне рэжыму працы любой сістэмы прыводзіць да аварыі ці катастрофы. Кампанентамі гаручага таксама могуць быць і іншыя рэчывы, не менш небяспечныя:

- газа і вадкі кісларод - яны выкарыстоўваліся на першым этапе праграмы носьбітаў "Сатурн V" у праграме "Апалон";

- спірт і вадкі кісларод - былі задзейнічаны ў нямецкіх ракетах V2 і савецкіх носьбітах «Усход»;

- азотны тетраоксид - монометил - гідразін - выкарыстоўваліся ў рухавіках «Касіні».

Нягледзячы на складанасць канструкцыі, вадкасныя ракетныя рухавікі з'яўляюцца асноўным сродкам дастаўкі касмічных грузаў. Яны выкарыстоўваюцца і ў міжкантынентальных балістычных ракетах. Рэжымы іх працы паддаюцца дакладнаму рэгуляванні, сучасныя тэхналогіі дазваляюць аўтаматызаваць працэсы, якія праходзяць у іх агрэгатах і вузлах.

Аднак ракетныя рухавікі на цвёрдым паліве таксама не страцілі свайго значэння. Яны ўжываюцца ў касмічнай тэхніцы як дапаможныя. Вялікае іх значэнне ў модулях тармажэння і выратавання.