Ракета

DjVu

      ВВЕДЕНИЕ

      Эта книга написана об одном из самых интересных технических завоеваний наших дней — о реактивных двигателях и ракетах.
      Ракетная техника — новая отрасль техники, хотя история ракеты начинается с глубокой древности. Постройка ракет, способных подниматься в верхние слои атмосферы, широкое развитие ракетного вооружения, появление ракетных самолетов стали возможны лишь после создания знаменитым деятелем науки К. Э. Циолковским теории реактивного движения. Они стали возможны благодаря успехам ряда отраслей науки и техники — физики, химии, металлургии и других.
      Применение ракет во второй мировой войне показало их большое значение для военной техники.
      В начале Великой Отечественной войны на полях сражений появилось новое оружие — ракетные снаряды. Сила и мощь этого оружия ошеломляли врага. Внезапный и массированный огонь советских гвардейских минометов, известных под названием «катюш», которые быстро могли быть переброшены на нужный участок фронта, наносил противнику большие потери.
      Наша страна — родина ракетной техники. Оправдались слова творца русского ракетного оружия XIX века генерала К. И. Константинова о том, что ракеты имеют особую важность для армии и из них необходимо сделать отдельное, самостоятельное оружие, чтобы можно было ожидать вполне успешных результатов.
      Успехи, достигнутые в XX веке ракетной техникой в военном деле, определяются особенностями ракеты как оружия. Ракета — самодвижущийся снаряд и не нуждается в тяжелом стволе, затворе и противооткатных приспособлениях. Легкость и сравнительная простота конструкции позволяют применять ракетные установки там, где важны маневренность и небольшой вес орудий — для сопровождения пехоты, борьбы с танками, самолетами, для вооружения легких боевых машин.
      Реактивные двигатели применяются также на дальнобойных снарядах и воздушных торпедах. Появилась дальнобойная ракетная артиллерия. Боевая ракетная техника получила в ходе второй мировой войны и в послевоенное время значительное развитие.
      Другой областью использования принципа реактивного движения явилась авиация, где нашли широкое применение реактивные двигатели.
      Новый тип двигателей произвел подлинную революцию в авиации. Изменился внешний вид самолетов, значительно возросла скорость полета.
      История развития летательных аппаратов — это борьба за скорость, высоту и дальность полета. Скорость — один из основных показателей технического совершенства самолета, крайне важный как в военное, так и в мирное время. Известно, что скорость полета все время увеличивалась, но с каждым годом все труднее давался этот рост, хотя появлялись все более мощные авиационные двигатели. Последний рекорд скорости на винтовом самолете составлял 755 километров в час. Появились безвинтовые самолеты — и эта цифра увеличилась до 975 километров в час. Ныне скорость реактивных самолетов превысила тысячу километров в час. Рекорд скорости, установленный в декабре 1953 года, — 1212,5 километра в час.1
      1 Здесь, как и в других разделах, используются фактические материалы, опубликованные в советской и иностранной печати.
      При испытательных полетах самолеты достигали сверхзвуковых скоростей.
      Реактивные двигатели имеют ряд преимуществ перед поршневыми винтомоторными установками. Реактивные двигатели позволили значительно улучшить тактико-технические характеристики самолетов.
      Однако реактивная авиация и ракетная артиллерия появились не сразу. Огромный творческий труд был затрачен, прежде чем ракета стала грозным оружием и появились различные типы ракетных и реактивных двигателей. Работы замечательных русских ученых и изобретателей — Засядко, Константинова, Кибальчича, основоположника современной ракетной техники Циолковского, Цандера и многих других, чьи труды обеспечили развитие ракеты, вызывают законное чувство гордости за нашу передовую научно-техническую мысль.
      Сейчас перед реактивными двигателями открывается широкое будущее. Они найдут применение в ряде отраслей народного хозяйства: в гражданской авиации, связи, для исследования верхних слоев атмосферы.
      Чтобы освоить большие высоты, необходимо их изучить. И здесь ракеты смогут оказать неоценимые услуги науке, поднимая различные приборы в области воздушного океана, не доступные никаким другим летательным аппаратам.
      Работа ракетного двигателя, который не пользуется атмосферным воздухом, не зависит от состояния окружающей среды. Тяга образуется в нем за счет реакции вытекающих газов. Такой двигатель будет поэтому пригоден для летательных аппаратов, передвигающихся в безвоздушном мировом пространстве. Циолковский еще полвека тому назад обосновал возможность применения ракет для путешествий вне Земли и разработал теоретические основы космических полетов, положив начало новой отрасли техники — звездоплаванию. Настанет время, когда осуществятся перелеты на Луну, на планеты, когда будет создано искусственное небесное тело — внеземная станция для изучения и освоения межпланетных пространств.
      Скоростная авиация, высотные полеты, а в дальнейшем и межпланетные путешествия — таковы грядущие достижения, о которых мы уже не только мечтаем, но над которыми мы работаем. Реактивные двигатели помогут нам летать выше, дальше, быстрее, помогут освоить огромные высоты и раскрыть новые тайны природы. И в этом будет неоценимая заслуга нашей отечественной науки, которая первой дала миру и научную теорию полета — основу авиации, и научную теорию реактивного движения — основу ракетной техники и будущих межпланетных путешествий.
      В руках империалистов ракета — оружие массового истребления людей. Империалисты, мечтающие о новой войне, стремятся сделать ракету дальнего действия, снаряженную атомным зарядом или боевыми радиоактивными веществами, средством нападения на мирные города.
      Коммунистическая партия и Советское правительство неуклонно проводят политику мира и дружбы между народами. Советский народ борется за запрещение атомного, водородного и других видов оружия массового уничтожения людей.
      Ракета может и должна служить иным целям. Она должна стать исследователем атмосферы, а в будущем — межпланетным кораблем, о чем мечтал Циолковский.
      Цандер — последователь Циолковского, один из творцов нашей ракетной техники, говорил: «Полет далеко летающих ракет... в ближайшем будущем будет играть громадную роль при перевозке спешных грузов и людей». Ракета — победитель высот и расстояний, — вот о чем мечтал наш русский инженер.
      Кондратюк — исследователь вопроса о завоевании межпланетных пространств — считал, что ракета поможет обогатить наши научные знания. Это будет иметь большое значение и для практической деятельности человека.
      Теперь мы видим, как начинает осуществляться предвидение русских ученых — творцов ракетной техники.
      О том, как начинала свой путь боевая ракета, как развивалось ракетное оружие, как устроены и где применяются ракетные и реактивные двигатели, как ракета становится оружием науки, как она поможет нам завоевать межпланетное пространство, вы прочтете в этой книге.
     
      * * *
     
      В дни праздничных салютов небо над столицей расцветает яркими разноцветными огнями фейерверков. Желтые, красные, зеленые, они рассыпаются дождем над нашими головами.
      Фейерверочная ракета устроена очень просто: картонная трубка набита пороховым составом, с одного конца она открыта, с другого — закрыта (слово «ракета» в переводе с итальянского значит «трубка»). Когда порох сгорает, пороховые газы вырываются через открытый конец трубки в одну сторону (например, вниз), толкая ее в другую; ракета поднимается вверх. Почему же она двигается?
      Посмотрим сначала, что происходит при выстреле из орудия. Порох, который воспламеняется и сгорает, превращается в газы. Сила пороховых газов, оказывающих давление на снаряд при выстреле, огромна. Та же самая сила давит и на орудие. Значит, и оно должно было бы полететь, как и снаряд, только в обратную сторону. Но масса пули или снаряда во много раз меньше массы ружья или орудия. Поэтому и результат действия пороховых газов на ружье или орудие гораздо меньше. Все же, как ни мало это действие, оно ощутительно дает себя знать. Появляется знакомая нам сила отдачи. Реактивная сила представляет собою такую же отдачу. Разница только в том, что в ракете она движет самый снаряд, а здесь откатывает орудие.
      Допустим, что в плотно закрытой камере сгорел заряд пороха. Образовавшиеся при этом газы с одинаковой силой давят во все стороны, и камера остается неподвижной. Но стоит проделать отверстие в одной из стенок камеры, хотя бы в нижней, как газы тотчас же устремятся в него; давление газов на нижнюю стенку резко уменьшится, оно уже не будет равно давлению на противоположную верхнюю стенку, и камера начнет двигаться, отталкиваясь от выходящего из нее газа. Реактивная сила будет действовать до тех пор, пока горит порох, образуются пороховые газы и их струя вытекает из камеры. В этом и заключается принцип реактивного движения.
      Но, может быть, реактивная сила появляется только при истечении пороховых газов? Оказывается, она возникает буквально на каждом шагу. Где есть действие, там есть и противодействие. Таков один из основных законов механики. Он объясняет возникновение реактивной силы, силы противодействия. Иногда ее трудно заметить сразу.
      Рассмотрим, например, как происходит движение автомобиля. Топливо сгорает в цилиндре мотора и двигает поршень; шатун поршня вращает коленчатый вал; коленчатый вал через передачу вращает ведущие колеса; колеса отталкиваются от земли. Длинная цепь передач движения происходит прежде, чем машина сдвинется с места.
      В конечном счете сила, двигающая автомобиль, возникает вследствие отталкивания колес от земли. Это та же сила отдачи, реактивная сила.
      У самолета работает мотор, вращаются вал и воздушный винт. Винт загребает воздух, отбрасывает его назад. В одну секунду винт современного самолета отбрасывает огромное количество воздуха. Отталкиваясь от воздуха, винт и движет самолет. И здесь та же сила отталкивания, сила реакции. Движение в этих случаях получается не прямой реакцией. Здесь обязательно существуют посредники — колеса между автомобилем и землей, воздушный винт между самолетом и воздухом.
      Таких посредников нет в ракете. Отбрасываемая назад масса находится внутри нее. Реактивный двигатель создает струю газов, которая двигает вперед ракету. Здесь движение получается прямой реакцией.
      Воздушный винт отталкивает большую массу воздуха, но сравнительно с небольшой скоростью. Наоборот, реактивный двигатель выбрасывает сравнительно небольшую массу газов, но с очень большой скоростью, обходясь без посредника — воздушного винта.
      Принцип реактивного движения может быть конструктивно использован по-разному, и существует несколько типов реактивных двигателей.
      Одни из них работают на твердом или жидком горючем и запасенном в аппарате окислителе. Такие двигатели требуют много топлива, но могут развивать большую тягу в течение коротких промежутков времени; они применяются в ракетных снарядах, стартовых ракетах для самолетов, ракетах для исследования атмосферы. Двигатели другого типа — воздушно-реактивные — работают на жидком горючем, для сгорания которого используется кислород окружающего воздуха. Воздух может подаваться сжатием за счет скоростного напора, возникающего при движении летательного аппарата, или сжиматься специальной машиной — компрессором.
      Тяга воздушно-реактивных двигателей создается за счет разности скоростей поступающего в двигатель воздуха, и газов, вытекающих из него. Воздух входит в переднюю открытую часть двигателя, сжимается, затем в него впрыскивается горючее и происходит сгорание. Образуется струя горячих газов, обладающая значительно большей скоростью, чем набегающий воздух.
      Ракеты применяются в артиллерии; воздушно-реактивные двигатели нашли широкое применение в авиации.
     
      1. ИЗ ИСТОРИИ БОЕВОЙ РАКЕТЫ
     
      Упоминания о ракетах, появление которых связано с изобретением пороха, встречаются у разных народов. Китайцы, знавшие порох еще в глубокой древности, называли ракету «огненной стрелой». Они применяли ее более 2000 лет тому назад для осады укреплений. Огненный хвост и шум летящей ракеты производили сильное впечатление на противника. Ракету сделали и поджигателем — китайцы стреляли зажигательными ракетами из луков, чтобы вызвать пожар в лагере неприятеля.
      В X веке на Руси были известны зажигательные снаряды, устройство которых, невидимому, было основано на ракетном принципе. Первые сведения о производстве пороха на Руси и появлении огнестрельной артиллерии относятся ко второй половине XIV века. Не исключено, что вскоре же появились у нас и ракеты. Условия для этого были налицо. Ракета затем стала известна и в Западной Европе. В книгах средневековых ученых мы находим описание различных ракет и способов их приготовления.
      Ракетное оружие уже очень давно применялось в Индии, и в индийских войсках в XVIII веке были особые ракетные части. Индийская ракета представляла собой стрелу с прикрепленной к пей железной трубкой. В трубке находился дымный порох. Воины индусы поджигали порох и стреляли этими стрелами-ракетами из луков. Реактивная сила, возникающая от выбрасывания горячих газов из трубки, позволяла значительно увеличить дальность полета стрелы. Для устойчивости стрелы в полете к ней прикрепляли тростниковый хвост. Это оружие оказалось по тем временам достаточно грозным. Индусы применяли его против английских захватчиков. Познакомившись в конце XVIII века с действием ракет и оценив все их достоинства, английский генерал Конгрев объявил себя «изобретателем» нового ракетного оружия. На самом деле Конгрев ничего не изобрел, а лишь использовал то, что было уже сделано до него. Зажигательные ракеты Конгрева имели небольшую дальность и плохую меткость. Его ракеты и пусковой станок были тяжелыми, что лишило ракетное оружие главного ею преимущества — легкости и подвижности.
      Во всех государствах Европы заинтересовались ракетным оружием. В войсках стали организовывать ракетные части. Появились пиротехнические лаборатории и ракетные заведения, изучавшие свойства пороха и изготовлявшие разнообразные ракеты: с гранатами, картечью, осветительные и другие.
      Каждое из государств доказывало, что честь изобретения боевых ракет принадлежит именно ему и что его ракеты самые лучшие в мире. Однако первые европейские боевые ракеты были очень несовершенны. Они имели, как и прежде в Китае и Индии, совсем простое устройство. Только вместо стрелы к гильзе стали прикреплять металлический колпак с зажигательным составом.
      Артиллеристы-ракетчики заметили, что скорость и дальность полета ракеты тем больше, чем больше газов образуется при сгорании заряда. Это, в свою очередь, зависит от величины поверхности горения. В первых ракетах заряд горел только с плоскости торца. Если же высверлить канал внутри порохового состава, то заряд будет гореть не только с торца, но и внутри — по всей поверхности канала. В пороховом заряде стали делать углубление — «ракетную пустоту», и ракета начала летать быстрее и дальше.
      В головной части ракетного снаряда помещался зажигательный или разрывной заряд. Длинный деревянный хвост прикрепляли к гильзе сбоку, чтобы ракета не кувыркалась в полете. И все же полет оставался неустойчивым, да и прикреплять хвост к гильзе было неудобно.
      Для маленьких осветительных или сигнальных ракет этот хвост был и пусковым станком: ракеты просто втыкали хвостом в землю, а затем поджигали заряд.
      Фугасные и зажигательные ракеты стали постепенно увеличиваться в весе и размерах. Ракеты стали весить десятки килограммов, а боевой заряд — около 10 килограммов и даже больше. Калибр ракеты (то есть диаметр гильзы) увеличился с 5 до 12 сантиметров. Такие ракеты нельзя было уже пускать, втыкая хвостом в землю, а требовался пусковой станок. Сначала станки устраивались самые простые — деревянный желоб на козлах, однако стрелять из него было не всегда удобно. Тогда вместо него сделали трубу на треноге, которую для прицеливания можно опускать, поднимать и поворачивать в стороны.
      Как ни просто были устроены ракеты, изготовлять их было нелегко. То в одном, то в другом ракетном заведении неожиданно происходили взрывы.
      Представим себе, что мы рассматриваем порох в гильзе при большом увеличении. Пороховые зернышки показались бы нам тогда орехами, насыпанными в стакан. Между отдельными орехами остается воздух, который заполняет промежутки. Если зажечь порох, то пламя быстро проберется по воздушным каналам и заряд сразу сгорит весь, целиком, — произойдет вспышка.
      Порох в ракете должен сгорать постепенно, только с поверхности, чтобы сгорание происходило дольше и не могло быть взрыва. Для этого порох нужно уплотнить. Тогда отдельные зернышки сблизятся, а воздушные пространства между ними уменьшатся. Пламя не сможет сразу охватить весь заряд, который будет теперь сгорать постепенно, а не вспыхивать.
      Набивка ракет производилась вручную, что было небезопасно. Ручная набивка не обеспечивала достаточного уплотнения заряда. Иногда одного неосторожного удара было достаточно, чтобы произошел сильный взрыв.
      При транспортировке ракет порох мог распрессоваться. Поэтому бывало и так, что ракеты взрывались на пусковом станке или по пути к цели. Солдаты нередко с недоверием и опаской смотрели на новое оружие.
      Другими недостатками ракеты являлись малая дальность полета и плохая точность стрельбы.
      В то же время ракетные установки обладали хорошей маневренностью и имели небольшой вес по сравнению с обычными артиллерийскими орудиями. Ими удобно было вооружать подвижные войска — кавалерию, а также небольшие военные суда, большую пользу они могли принести в горной войне.
      Если нужно, несложные пусковые станки легко можно было перебрасывать с места на место в большом количестве. Боевая ракета являлась самым дешевым из артиллерийских снарядов, ее можно было изготовить гораздо быстрее, чем снаряд обычной артиллерии. Ракета, летевшая к цели со свистом и оставлявшая за собой сноп огня, производила сильное впечатление на противника, незнакомого с ее действием.
      Ценные боевые качества ракеты привлекли к ней внимание артиллеристов.
      Славная история русской ракеты началась шесть веков назад — когда впервые появилась на Руси огнестрельная артиллерия и налажено было производство пороха.
      В начале XVII века пушечный мастер Онисим Михайлов написал «Устав ратных, пушечных и других дел, касающихся до военной науки», в котором приводились сведения об изготовлении ракет и содержались указания о возможности их использования для переброски снарядов. В других сочинениях русских артиллеристов — М. В. Данилова, А. П. Демидова, Ф. С. Челеева — мы находим богатый фактический материал, показывающий, что отечественные мастера-пиротехники многое сделали в области ракетного дела, подготовив условия для дальнейшего его подъема.
      И в начале XIX века появились первые русские боевые ракеты. Их создал Александр Дмитриевич Засядко. Засядко видел, что за границей много внимания уделяется ракетному оружию, и решил разработать отечественную конструкцию боевой ракеты. Рассчитывать на помощь со стороны царского правительства не приходилось, и Засядко в 1815 году на вырученные от продажи имения деньги приступил к опытам.
      Ракетное дело в России стояло тогда уже на высоком уровне. Для производства ракет имелись мастерские с разнообразным оборудованием. Выпускались книги о способах изготовления ракет. Но производились в то время только сигнальные и фейерверочные ракеты.
      После двух лет упорной работы Засядко создал боевые ракеты различных образцов и пусковой станок. Дальность полета ракет, созданных генералом Засядко, была больше, чем у зарубежных, и они были приняты на вооружение русской армии.
      Боевое крещение русское ракетное оружие получило в войне с Турцией, которая началась в апреле 1828 года.
      Засядко сам следил за применением ракет при осаде крепостей, обучал солдат и офицеров. Деятельное участие в этой войне принимал подполковник Внуков, возглавлявший ракетное заведение, и офицер Ковалевский — командир роты ракетчиков в боях под Варной.
      Русские войска готовились атаковать крепость Варна, которая была ключом к обороне турок.
      Русское командование решило овладеть Варной одновременным ударом с севера и юга. Более мощный удар предполагалось нанести с севера. Поэтому сюда была подтянута основная часть артиллерии. Ракетная рота заняла огневые позиции против северных укреплений крепости, а пять станков из состава роты было направлено на южную сторону.
      Наступило утро 16 сентября 1828 года. Русская армия закончила последние приготовления к штурму. Артиллеристы заняли свои места у орудий. В одном из оврагов в полной готовности были выстроены и ракетные станки, в железные трубы были вставлены ракеты, и фейерверкеры уже зажгли фитили, чтобы по первой же команде поднести их к ракетам. Командир роты скомандовал: «Огонь!» С правофлангового станка взметнулись ввысь шесть ракет.
      В бой вступила русская артиллерия. Вместе с артиллерийскими орудиями сильный огонь вели ракетные станки. Они обстреливали крепостные сооружения с целью расширения в них брешей, сделанных артиллерийскими орудиями, и подавляли резервы, подходившие из глубины обороны.
      Под натиском русских войск пал первый бастион. Ракетные станки быстро продвинулись вперед и снова открыли огонь по крепости, зажигая деревянные строения, наводя панику на ее защитников.1
      1 М. Сонкин, Русская ракетная артиллерия (Исторические очерки). Воениздат, 2-е издание, 1952, стр. 43 — 45; в книге приведены многочисленные примеры боевого применения ракет в русской армии.
      Ракеты Засядко показали хорошие боевые качества. Особенно удачным было применение их при осаде крепостей. Ракетами вооружали также суда Черноморского флота и Дунайской флотилии. Для перевозки в горах ракет и ракетных станков были изготовлены специальные вьюки.
      Командующий армией потребовал расширить производство ракет. В Тирасполе было организовано ракетное заведение. Но в 1829 году война с Турцией была окончена. Ракетное заведение было отправлено в Санкт-Петербург.
      В тридцатых годах XIX века над расширением областей применения боевой ракеты успешно работал генерал А. А. Шильдер. Он испытал на полигоне возможность применения ракет для обороны крепостей — с помощью специальных подземных ракетных батарей. Он предложил проект подводного судна, вооруженного ракетами, и на построенной им опытной лодке были установлены ракетные станки. Испытывались также ракеты, предназначенные для обороны береговых укреплений.
      В 1846 году, по требованию наместника Кавказа князя Воронцова, на Кавказ были направлены первые ракеты. А еще десять лет спустя Воронцов написал военному министру:
      «Увидев употребление... ракет, мне тотчас показалось, что они могут быть, особенно в горах, одним из полезнейших орудий в войне... Малые ракеты суть артиллерия, конечно, не самая лучшая, но которую можно иметь всегда и сколько угодно там, где всякую другую иметь или трудно, или опасно, или даже невозможно, и количество оной далеко заменит некоторый недостаток в качестве».
      Спрос на ракеты непрерывно возрастал. Ракеты требовались уже не десятками и сотнями, а тысячами.
      Но ракетные заведения по-прежнему оставались маленькими кустарными мастерскими, работать в которых было чрезвычайно опасно.
      Задачи, которые возникли на пути дальнейшего развития русской ракетной артиллерии, были решены выдающимся деятелем артиллерийской науки К. И. Константиновым.
      В вестибюле главного корпуса Артиллерийской академии висит мраморная доска, на которой золотыми буквами написаны имена ученых-артиллеристов — воспитанников академии, прославивших своими трудами русскую артиллерийскую науку. Первым среди них стоит имя генерал-лейтенанта Константина Ивановича Константинова.
      Константинов окончил в 1838 году Артиллерийскую академию и посвятил все свои силы развитию ракетного оружия. Его справедливо можно назвать творцом русского ракетного оружия.
      Константинов изучил историю ракетного дела и побывал за границей, чтобы познакомиться с производством и применением боевых ракет.
      В некоторых иностранных армиях все в большем числе появлялись ракетные части. В военном флоте ракетами пытались вооружать различные суда. Строились небольшие ракетные заводы и пиротехнические лаборатории.
      И все же у этого вида оружия было еще очень много недостатков. Константинов, правильно оценив большое значение ракет для русской артиллерии, решил работать над тем, чтобы сделать ракету более меткой и дальнобойной и в то же время возместить ее сравнительно небольшую точность стрельбы большей силой огня — научиться производить ракеты в большом количестве и безопасными способами.
      Став командиром Санкт-Петербургского ракетного заведения, Константинов начал с того, что сделал работу по изготовлению ракет более безопасной.
      Артиллеристы сначала стали искать такой состав пороха, который воспламенялся бы при более высокой температуре. Затем попробовали смачивать пороховую набивку спиртом для той же цели. Но такие «мокрые» ракеты должны были перед употреблением несколько недель сушиться. Наконец, попробовали делать в колотушке для набивки пороха отверстие для выхода воздуха, чтобы избежать его сжатия и нагревания. Тем не менее набивка ракет продолжала оставаться весьма опасной операцией, приводящей нередко к взрывам.
      Единственным выходом было заменить ручную набивку более безопасной — машинной. Константинов разработал способ приготовления ракетного пороха. Он сконструировал также пресс для набивки ракет, в котором можно было регулировать давление, машину для производства гильз, машину для высверливания отверстий в пороховом составе и другие приспособления, улучшающие и упрощающие производство ракет. Ракетное заведение стало настоящим машинным производством. И скоро Константинов с удовлетворением заявил, что одно Санкт-Петербургское ракетное заведение может уже обеспечить потребность в ракетах всех военных округов русской армии.
      Так решил Константинов первую задачу, стоявшую перед ракетным оружием: наладить массовое изготовление ракет и уделать его безопасным.
      Константинову удалось также повысить дальность полета и меткость ракет, не увеличивая в то же время их веса. Результаты этой работы не замедлили сказаться: русская боевая ракета стала летать в четыре раза дальше, чем раньше. Константинов сконструировал простые и удобные станки для пуска ракет и устройства для их перевозки, для кавалерии — легкий ракетный станок, не тяжелее пехотного ружья. Предложенная им предохранительная трубка для боевых ракет сделала обращение с ними более безопасным.
      Так решил Константинов вторую задачу, стоявшую перед ракетным оружием: сделать ракету более дальнобойной и удобной в обращении.
      Ракетным делом в армии занимались теперь все больше: появились ракетные батареи, конно-ракетные команды и другие отдельные ракетные части. Для них нужны были люди, хорошо знакомые с ракетным делом. Таких людей готовил Константинов в Санкт-Петербургском ракетном заведении. Для обучения артиллеристов он изобрел специальную учебную ракету.
      Многие офицеры русской армии учились производству и применению ракет. При артиллерии отдельного гвардейского корпуса был сформирован ракетный дивизион. Константинов предложил создать учебную бригаду, а затем и корпус, где могли бы учиться ракетному делу артиллеристы из всех частей армии, имея для практики различные виды ракетной артиллерии, в том числе конную, осадную и крепостную.
      Константинов неустанно знакомил русских артиллеристов с новым оружием. Ракета переставала быть диковинкой. Командиры полков просили разрешить им организовать ракетные батареи. Суда флотилии Азовского казачьего войска было решено вооружить ракетами. В артиллерийских частях производились опыты с ракетами, учебные стрельбы.
      Везде, где приходилось действовать русской боевой ракете, встречались ученики Константинова.
      Из пожелтевших листков старых боевых донесений и воспоминаний участников боев перед нами встают успехи русского ракетного оружия.
      «Действие ракетных команд, находившихся во время сражения на правом фланге нашей первой линии при казачьих сотнях, было весьма успешно», — писал начальник артиллерии отдельного Кавказского корпуса о боях с турками под Кюрюк-Дара в 1854 году.
      «Употребление ракет под Силистрией... производилось в таких случаях, в которых не было возможности иметь даже полевую артиллерию», — писал «Артиллерийский журнал» в 1855 году.
      «Кавалерия, стоявшая твердо под картечью и пулями, не могла выстоять под ракетами. Ракеты разом остановили натиск и произвели беспорядок в турецких колоннах», — писал участник боев с турками в 1854 году Н. Поливанов.
      Так решил Константинов третью задачу, ставшую перед ракетной артиллерией: подготовить людей, владеющих боевой ракетой.
      Но Константинову пришлось работать в обстановке равнодушия и раболепства царских чиновников перед всем иностранным. Так, например, в 1848 году англичане предложили русскому правительству приобрести «новое мощное оружие» — вращающуюся ракету. Константинов убедительно доказал, что эти ракеты хуже современных русских. Однако царские чиновники не посчитались с этим. Когда же были произведены сравнительные испытания, то наглядно подтвердились бесспорные преимущества русских ракет и полная неосновательность претензий англичан, потребовавших за открытие «секрета» непомерную сумму — 189 тысяч рублей серебром.
      К середине прошлого века ракетная артиллерия накопила большой опыт. Константинов на основе этого опыта показал, где и как нужно применять ракету, создал тактику этого нового вида оружия. Его книга о боевых ракетах, его лекции, статьи и изобретения стали широко известны во всем мире. «Оборудование для производства ракет должно быть изготовлено по методу Константинова», требовали иностранные правительства, заказывая машины для своих ракетных заведений.
      Работы К. И. Константинова, высоко поднявшего славу русского оружия, получили мировое признание. Об этом свидетельствовали многочисленные русские и иностранные ордена, которыми он был награжден за работу над ракетами.
      Еще одну задачу поставил перед собой Константинов как техник и ученый. Работая над конструкцией и производством ракет, читая лекции, создавая книги, он неустанно наблюдал, копил факты, ставил опыты. Константинов построил остроумный прибор — электробаллистический маятник, который давал возможность измерять величину реактивной силы и который применяется в ракетной технике до настоящего времени.
      «Баллистический маятник доставил нам многие указания, относящиеся к работе ракет», — говорил Константинов в своих лекциях.
      Наблюдения указывают на возможность создания математической теории конструкции ракет. К такому выводу пришел Константинов, изучая обширные материалы, собранные в результате своих опытов. «Но это еще наука, которую надобно создать», — писал он. Эту науку Константинов создать не успел. Ее создал другой замечательный русский ученый — К. Э, Циолковский.
      Артиллеристы-ракетчики стремились совершенствовать боевые ракеты, приспосабливать их к различным условиям боевых действий.
      Укрытую близкую цель лучше поразить, накрыв ее сверху. А для этого нужно бросить снаряд круто вверх. Это делает гаубица.
      Открытую дальнюю цель лучше поразить, бросив снаряд невысоко, но с большой начальной скоростью. Это делает пушка.
      И ракеты тоже стали делать двух видов. Одни из них сразу развивали большую скорость, летя круто вверх и накрывая цель сверху. Это были навесные ракеты.
      Другие набирали скорость постепенно и пролетали большие расстояния, поражая далекие цели. Это были настильные ракеты.
      Артиллерия стреляла все более точно. Совершенствовались нарезные орудия, которые, выбрасывая снаряд, заставляли его вращаться, с огромной скоростью вокруг продольной оси. Когда тело вращается, оно устойчивее. А чем устойчивее снаряд в полете, тем меньше он отклонится от цели, тем более меткой будет стрельба.
      Изобретатели предлагали различные способы совершенствования боевой ракеты, направленные на увеличение меткости. Для этого нужно было позаботиться об устойчивости полета ракетных снарядов. Раньше устойчивость обеспечивалась длинным хвостом. Затем решили применить хвостовое оперение — стабилизаторы. Другим способом явилось придание, ракете вращения, для чего использовали силу пороховых газов, вытекающих через наклонные каналы.
      Такие проекты встречались неоднократно, и начиная с середины прошлого века производились опыты с вращающимися ракетами.
      Интересные работы проводил незадолго до первой мировой войны русский ученый Поморцев. Его ракеты работали не на твердом, а на жидком горючем — бензине или эфире и сжатом воздухе. В задней части корпуса Поморцев укреплял на распорках стальное кольцо, служившее стабилизатором. Ракеты с таким приспособлением достигали уже дальности в 8—9 километров.
      Ракетные двигатели хорошо работают и под водой. Поэтому их пытались приспособить для движения морских торпед. Оказалось, что ракетная торпеда двигается гораздо быстрее, чем обыкновенная, которая приводится в движение сжатым воздухом, вращающим гребной винт. Появились проекты и ракетных воздушных торпед.
      Успехи орудийной артиллерии в конце прошлого века постепенно привели к упадку ракетного оружия.
      Несмотря на различные усовершенствования, применение ракет, уступавших обычным снарядам в точности и дальности стрельбы, начало сокращаться.
      В период русско-японской и первой мировой войны отмечались лишь отдельные случаи использования ракет в боевых действиях.
      Осветительные ракеты, например, применялись в русско-японскую войну. Вот что пишет об этом писатель А. Степанов в историческом повествовании «Порт-Артур»;
      Солдаты-ракетчики... «выволокли переносные станки, вложили в каждый по ракете и зажгли фитили... Огонек медленно пополз вверх по нитке, и ракеты, зашипев и выбрасывая сноп искр, взвились к небесам. Рассыпавшись в воздухе на тысячи огненных звездочек, они ярко осветили впереди лежащую местность».
      Осветительные ракеты пускали и по-другому:
      «Два стрелка выползли в ров с небольшими ракетами В- руках. К ракетам был прикреплен белый бенгальский огонь. При взлете ракеты он загорался и освещал местность. Ракеты пускались низко над землей, «ползли гадюкой», как говорили стрелки, и, пролетев около сорокапятидесяти шагов, падали. С бруствера укрепления следили за «гадюками» и обстреливали залпами обнаруженные цели».
      Применялись ракеты и во время первой мировой войны.
      На вооружении русской армии были только в небольшом количестве осветительные ракеты длиной около метра, с деревянным трехметровым хвостом. Были и специальные станки для пуска этих ракет. Для того, чтобы получить боевую ракету, солдаты заменяли светящийся состав в головной части ракеты ручными гранатами. Такие ракеты служили и как разрывные и как зажигательные. Они с успехом применялись против врага, особенно во время «позиционной войны», когда расстояние между противниками было невелико.
      Проводились опыты по вооружению ракетами легких морских судов. Когда появились воздушные суда — дирижабли, пробовали и их вооружить ракетами. В конце первой мировой войны попытались вооружить ракетами и самолет. Десяток ракет, помещенных в трубы, прикрепили к расчалкам самолета-биплана. Это первое опытное авиационное ракетное оружие, однако, не получило применения: ракеты летали недалеко и плохо попадали в цель. Было предложено зажигательными ракетами вооружать самолеты-истребители, действовавшие против морских судов, а также поджигать ими привязные аэростаты. И эти предложения не были использованы.
      В годы первой мировой войны тактико-технические данные ракетных снарядов были низкими. Старые боевые ракеты конца прошлого века, естественно, не могли удовлетворить возросших требований артиллеристов. Нужно было внести коренные усовершенствования в конструкцию боевой ракеты, чтобы сделать ее действенным помощником артиллерии в современной войне. Но это не было сделано.
      За время первой мировой войны о ракетах почти ничего не было слышно, в то время как артиллерия и авиация шагнули далеко вперед.
      Самолеты к концу войны стали летать со скоростью около 200 километров в час. Их вооружали бомбами, пулеметами и пытались вооружить даже пушками.
      Артиллерия стреляла уже на 30 — 40 километров. В конце войны появились даже орудия, стреляющие на 120 километров.
      Перед военной техникой встала задача создания, с одной стороны, дальнобойных орудий, стреляющих на сотни километров, и, с другой стороны, орудий ближнего боя для поддержки пехоты. Для подвижных боевых машин — самолетов, танков, небольших судов — требовалось легкое безоткатное вооружение.
      Увеличение дальности стрельбы путем постройки гигантских орудий оказалось связанным с большими трудностями. Ствол быстро изнашивался, а меткость орудия значительно уменьшалась уже после первых двух-трех десятков выстрелов.
      После каждых пятидесяти-семидесяти выстрелов ствол выходил из строя и его нужно было менять. Гигантскую тяжелую пушку легко было обнаружить, а обнаружив, — уничтожить.
      К артиллерии ближнего боя предъявляли два прямо противоположных требования: с одной стороны, нужно было дать мощный огонь, с другой — нужно было орудия делать легкими и подвижными.
      Ракетная техника, которая начала интенсивно развиваться накануне второй мировой войны, помогла артиллерии решить эти задачи. И во второй мировой войне появились как ракеты, летающие на несколько сотен километров, так и ракетное оружие ближнего боя. Артиллерия обогатилась новой техникой, имеющей весьма большое значение в современной войне.
     
      2. ТВОРЦЫ РАКЕТНОЙ ТЕХНИКИ
     
      Огромный вклад внесли в развитие ракеты русская наука и техника. Засядко и Константинов были создателями русского ракетного оружия XIX века.
      Труды русских ученых и изобретателей на рубеже XIX и XX веков, ознаменовали начало- новой эпохи в развитии ракеты. Если раньше ракетные двигатели применялись только в артиллерии, то теперь открылась возможность более широкого использования реактивного принципа движения в технике — для транспортных целей.
      Проблема создания двигателя прямой реакции давно привлекала внимание изобретателей. Еще в древности был построен первый реактивный двигатель — шар с двумя изогнутыми трубками, который вращался силой отдачи вырывавшегося из трубок пара.
      На использовании отдачи вытекающей струи волы основан прибор, названный по имени его изобретателя Сегнера сегнеровым колесом. Вода вытекает через две изогнутые трубки, направленные в противоположные стороны, и заставляет весь сосуд вращаться.
      Идея применения реактивного способа для передвижения возникла одновременно с появлением других типов двигателей.
      Когда появились лодки с первыми гребными колесами и винтами, появились и реактивные суда.
      С помощью насоса вода прогонялась через систему труб, поступая через отверстие в носовой части и вытекая из кормовой. Отдача водяной струи толкала все судно вперед.
      Изобретатели предлагали применить реактивный способ и для передвижения летательных аппаратов. Их привлекала возможность использовать как материал для отталкивания то, что проще и дешевле всего: для судна — воду, для летательного аппарата — воздух. Воздух должен был засасываться в аппарат, сжиматься и выбрасываться в атмосферу, создавая реактивную тягу. Таких проектов появилось больше всего. Все они очень похожи друг на друга. Разница состояла только в том, каким способом предлагали сжимать воздух.
      Одни предлагали вращать весь аппарат мотором: тогда воздух центробежной силой отбрасывался бы от оси вращения к краям и, вытекая вниз, создавал бы реактивную тягу. Другие предлагали ставить для сжатия воздуха особый вентилятор; третьи — просто забирать с собой сжатый воздух с земли.
      Русские изобретатели неоднократно пытались использовать реактивный принцип для движения аэростатов. Этому способствовало то, что в России ракетная техника стояла на очень высоком уровне и в области ракетостроения Россия в середине XIX века была на одном из первых мест.
      «О способах управлять аэростатами» — так назывался труд русского изобретателя полевого инженера штабс-капитана У. И. Третесского, предложившего в 1849 году проект реактивного аэростата. Реактивная сила должна была возникать в результате выхода пара, газа или сжатого воздуха через отверстия в корме аэростата. Предложенные им летательные аппараты изобретатель назвал паролетами, газолетами и воздухолетами.
      «Воздушный корабль должен лететь способом, подобным тому, как летит ракета», — так рассуждал русский изобретатель капитан первого ранга Н. М. Соковнин, предложивший еще в 1866 году проект реактивного дирижабля. Дирижабль должна была двигать реактивная сила струи сжатого воздуха, выпускаемого из изогнутых труб. Поворачивая эти трубы, можно было, по мысли изобретателя, управлять движением корабля и обойтись без руля.
      Русский изобретатель А. П. Федоров в своей книге предложил идею реактивного аппарата, который передвигался бы силой отдачи сжатого воздуха или газа. Книга Федорова называлась «Новый способ воздухоплавания, исключающий атмосферу как опорную среду».
      Федоров указал, что такой аппарат мог бы послужить средством полета вне атмосферы, в безвоздушном пространстве.
      Эти проекты, хотя и были неосуществимы, показывали, что русские изобретатели глубоко интересовались идеей реактивного полета и упорно над ней работали, пытаясь использовать реактивную силу струи воздуха, пара или горячих газов, образующихся при сгорании топлива, как в ракете.
      Со временем, к середине прошлого века, боевые ракеты были усовершенствованы настолько, что могли перебрасывать тяжелые снаряды на довольно большое расстояние. И естественно, что мысль изобретателей снова и снова возвращалась к ракете как средству для полета.
      В числе тех, кто обратил внимание на ракету как на средство полета, был русский изобретатель Кибальчич. Он предложил воспользоваться пороховой ракетой для полета в воздухе.
      По его проекту камера, в которую автоматическим механизмом должны были подаваться заряды прессованного пороха, устанавливалась на платформе, где помещался воздухоплаватель. Наклоняя камеру, изменяя направление вытекающей струи, можно менять направление полета аппарата. Кибальчич правильно оценил одну из сильных сторон ракеты: возможность управлять ее полетом.
      Пороховой ракетный двигатель, как показало дальнейшее развитие техники, непригоден для полета человека, но тем не менее проект Кибальчича представляет определенный исторический интерес. Он первым подошел к ракете как к аппарату, действие которого основано на строгих физических законах.
      Однако его идеи, к сожалению, оставались неизвестными до Великой Октябрьской социалистической революции.
      Николай Иванович Кибальчич был народовольцем, участником покушения на царя Александра II, совершенного 1 марта 1881 года.
      Кибальчич и его товарищи были приговорены к смертной казни. Ожидая исполнения приговора в тюремной камере, Кибальчич занимался своим проектом. Он не думал о том, что его ожидает смерть, хотел успеть закончить работу, чтобы принести пользу своему народу. Однако царские чиновники спрятали рукопись Кибальчича, не исполнили последней его просьбы — дать проект на рассмотрение ученых. Так пролежал он в архивах царской охранки до Великой Октябрьской социалистической революции.
      Математическое исследование полета ракет началось в конце прошлого века.
      Русский ученый Иван Всеволодович Мещерский исследовал математически движение тел переменной массы. К ним относится и ракета, потому что масса ее в полете уменьшается за счет выгорания топлива.
      Циолковский создал теорию реактивного движения, которая стала фундаментом новой — ракетной — техники.
      Формулы, выведенные Циолковским, показали, что скорость ракеты тем больше, чем больше скорость истечения газов, которая зависит от теплотворной способности топлива. Поэтому порох, который столько веков применялся в ракетах, — не наилучшее топливо. Если расположить горючие и взрывчатые вещества в порядке убывания их теплотворной способности, то порох займет одно из последних мест — далеко, позади бензина, керосина, нефти. В боевых ракетах, где работа двигателя непродолжительна, порох и до сих пор остается практически единственным видом топлива. Но для далеко летающих и высотных ракет, некоторых управляемых ракетных снарядов и самолетов гораздо более пригодно жидкое топливо. Пороховая ракета не может служить для полета человека — слишком мал будет радиус действия и слишком велик должен быть запас топлива. На самолете его пришлось бы запасти поэтому столько, что самолет не смог бы даже взлететь и полет на такой «пороховой бочке» был бы весьма опасным.
      Чтобы управлять полетом, необходимо регулировать работу двигателя, что в пороховой ракете слишком сложно. Скорость истечения продуктов сгорания жидкого топлива значительно выше, чем у пороха, а потому с их помощью и достижимы наивысшие скорости полета.
      Ракета на жидком топливе будет служить средством полета человека как в высоких слоях атмосферы, так и в мировом пространстве. Это подчеркивал Циолковский. Будущее показало, что он прав. Уже сейчас жидкостные ракеты поднимаются на такие высоты, на которые не могут подняться другие летательные аппараты. Теперь для ракет дальнего действия и авиационных реактивных двигателей применяют лишь жидкое топливо.
      Формулы, выведенные Циолковским, показали, что ракета выгодна лишь при большой скорости полета. Это предполагал еще Константинов, считавший, что применение ракет на аэростатах, сухопутных экипажах и судах невыгодно. Циолковский же это доказал.
      Формулы, выведенные Циолковским, показали, что если ракету устроить составной — из нескольких простых ракет, — то скорость и высоту полета можно значительно увеличить. Станут возможными дальние и высотные перелеты, межпланетные путешествия
      Циолковский сделал первый набросок большой пассажирской ракеты с жидким топливом. Позднее он разработал схему жидкостного ракетного двигателя. Все современные жидкостные ракетные двигатели работают по этой схеме.
      И какую бы большую ракету мы ни взяли — дальнобойный ракетный снаряд, высотную метеорологическую ракету или ракетную воздушную торпеду, — везде мы найдем то, что предвидел Циолковский задолго до наших дней.
      Ракета Циолковского была новой ракетой. Она поставила перед техникой и новые задачи.
      В пороховой ракете не нужно было заботиться о -подаче топлива: оно находилось в самой камере сгорания.
      Теперь топливо хранилось отдельно, и его нужно было подавать. Циолковский указал возможные способы подачи. Они и сейчас применяются в ракетной технике.
      В пороховой ракете не нужно было заботиться об. охлаждении ее частей: двигатель работал совсем недолго и сильно нагреваться не успевал.
      Жидкостный ракетный двигатель должен был работать гораздо дольше, поэтому его нужно было охлаждать. Циолковский указал возможные способы охлаждения. Они и сейчас применяются в ракетной технике.
      В пороховой ракете не нужно было заботиться о спуске ракеты. В боевых ракетах это и не требовалось. Там, где нужен был медленный спуск — например, для осветительных ракет, — применяли парашют. Для больших ракет, а затем и для межпланетных ракетных кораблей это не всегда возможно. Нужно было придумать способы спуска ракет. Циолковский указал возможные способы возвращения на Землю, которые использует техника будущих межпланетных путешествий.
      Циолковский наметил пути развития ракетной техники от опытных ракетных двигателей к далеколетающим ракетам, к ракетам для полета человека. Он предвидел и появление в авиации самолетов с жидкостными ракетными двигателями. Его предвидение оправдалось.
      Но Циолковский работал не только для современной ракетной техники. Он работал для ракетной техники будущего.
      «Вне Земли» — так назвал он свою книгу о будущих межпланетных полетах на ракетах. В ней он мечтал о том, как постепенно люди завоюют беспредельные просторы Вселенной. И вслед за мечтой появились научный расчет и техническая идея.
      Тщательно и разносторонне работал Циолковский над межпланетной ракетой. Он предложил десять типов межпланетных ракет — от небольшой опытной ракеты до огромной составной на десятки пассажиров, аппараты для тренировки будущих межпланетных путешественников, разработал способ старта межпланетной ракеты и безопасного спуска, рассмотрел условия жизни при полете в межпланетной ракете и предусмотрел все, вплоть до связи с Землей.
      За три месяца до смерти Константина Эдуардовича его посетил корреспондент московской газеты. Константин Эдуардович коротко рассказал ему о своей работе:
      — Теперь много говорят о полетах в стратосферу. Наши отважные пилоты достигли уже двадцати двух километров. Геройский подъем!.. Моя новая работа касается главным образом основ построения заатмосферных летательных машин. Продолжатели стратостатов — реактивные аппараты... Такие аппараты могут быть двух родов: поднимающиеся вертикально, без крыльев, с обратным возвращением саморегистрирующих приборов, и как самолеты, с таким же управлением, поднимающиеся под углом, с кабиной для пилота. Кабина может быть закрытой или же пилоты должны носить особые скафандры. Такие реактивные аппараты нисколько не зависят от степени разрежения атмосферы и могут летать не только в стратосфере, но и за ее пределами.
      Циолковский немного помолчал и задумчиво прибавил:
      — Мой новый труд — результат многолетних предыдущих работ... Но сделано еще далеко не все. Надо еще много и много трудиться, чтобы окончательно завоевать стратосферу и выбраться наконец за ее пределы. Это можно осуществить только у нас, в Советском Союзе.
      Лишь теперь, когда ракетная техника добилась больших успехов, можно оценить смелость мысли русского ученого, увидевшего еще полвека назад в ракете будущий межпланетный корабль — средство осуществления заветной мечты человечества о полете в мировое пространство. Над этой проблемой работали и другие наши ученые и изобретатели.
      Юношей Юрий Кондратюк увлекался научной фантастикой. Грандиозные и необычные проекты, о которых он читал, натолкнули его мысль на работу в области завоевания мировых пространств. Самостоятельно Кондратюк начал заниматься математикой, физикой, техникой, изобретательством.
      Когда его работа по теории ракетного полета уже подходила к концу — в 1925 году — Кондратюк познакомился с работами Циолковского. «Я хотя и был отчасти разочарован тем, что основные положения открыты мною вторично, — писал он потом, — но в то же время с удовольствием увидел, что не только повторил предыдущее исследование, а сделал также и новые важные вклады в теорию полета».
      Начал Кондратюк с такого оригинального проекта. Пушка выстреливает сначала ядро, которое, в свою очередь, является пушкой, выстреливающей ядро, и так далее — пока последнее ядро не наберет нужной космической скорости. Результат получился невероятный: такая пушка, стреляющая пушками, должна была бы быть чудовищных размеров! Тогда Кондратюк попробовал вторую пушку-ядро, которая выстреливается из первой, повернуть дулом назад и заставил ее стрелять в обратную сторону более мелкими ядрами. Пушка снова получилась чудовищно большой. Но тут он заметил, что чем больше выбрасывается этих ядер, тем размеры пушки меньше, а скорость ее больше. Отсюда нетрудно уже было перейти к чистой ракете, которую можно рассматривать, как пушку, стреляющую холостыми зарядами.
      Кондратюк исследовал математически полет межпланетной ракеты и выдвинул ряд новых интересных идей.
      Он предложил воспользоваться горением различных веществ в озоне — трехатомном (а не двухатомном, как обычно) кислороде. Им первым было доказано, что ракета на химическом топливе, не сбрасывающая и не сжигающая своих баков во время полета, улететь с Земли в мировое пространство не может — слишком большим получается необходимый запас топлива. Это подтвердили дальнейшие расчеты других ученых.
      Чтобы облегчить задачу межпланетного полета, Кондратюк подробно занимался крылатой ракетой, разрабатывал способ спуска межпланетного корабля за счет сопротивления атмосферы Он выдвинул проект межпланетной станции — промежуточной базы для космических кораблей — и связи с нею, причем предложил эту базу сделать не спутником Земли (как другие ученые), а спутником Луны. Такая «внеземная станция» не будет тормозиться остатками атмосферы, что могло бы привести к падению ее на Землю.
      Идеи Кондратюка представляют большой интерес.
      «Принимая во внимание, что Ю. В. Кондратюк не получил высшего образования и до всего дошел совершенно самостоятельно, можно лишь удивляться талантливости и широте взглядов русских механиков-самоучек», — писал профессор В. П. Ветчинкин, редактировавший книгу Кондратюка «Завоевание межпланетных пространств».
      Кондратюк мечтал о покорении Вселенной и тех грандиозных возможностях, которые откроются тогда перед человеком.
      Кондратюк мечтал о том, как человечество овладеет неисчерпаемыми запасами солнечной энергии. Это поможет ему перестроить лицо Земли, преобразовать природу, изменить климат целых континентов.
      И здесь он как бы перекликается с другим замечательным русским ученым — Циолковским, который подчеркивал, что реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию, в два миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле.
      «Мальчиком я читал с особым вдохновением книги и рассказы из области астрономии и межпланетных путешествий... В 1908 году мне совершился 21 год от роду, я стал официально взрослым, получил некоторое количество денег и первым делом закупил себе астрономическую трубу... Я часто говорил товарищам, что нам нужно было бы поработать над вопросом о перелете на другие планеты... впервые сделал попытку работать в области межпланетных сообщений...» — так вспоминал о начале своей работы советский инженер-изобретатель Ф. А. Цандер.
      Шли годы, Цандер производил расчеты, конструировал, делал опыты, выступал с лекциями и докладами. Интерес к работам Цандера был велик. Он рассказывал о своем проекте межпланетной крылатой ракеты-аэроплана с винтовым и ракетным двигателями. Чтобы облегчить задачу межпланетного полета, он предложил аэроплан-ракету сделать разборной, а ставшие ненужными после взлета части аэроплана сжигать как горючее. «Комбинацией ракеты с аэропланом, а также использованием строительного материала аэроплана в качестве горючего в ракете устраняется... препятствие к межпланетным полетам», — говорил Цандер.
      Он разрабатывал способы использования лучистой энергии Солнца для межпланетных полетов, рассчитывал пути будущих ракетных перелетов, проектировал двигатели для ракетных кораблей.
      В 1932 — 1933 годах Цандер, работая в группе изучения реактивного движения, строил свои ракетные двигатели. В них он практически воплотил идеи Циолковского и свои о ракетном двигателе на жидком топливе. Цандер не дожил до испытания своего двигателя: он умер в марте 1933 года. Но начатое им дело продолжали его товарищи, другие энтузиасты ракетного полета. И скоро в воздух поднялась первая советская ракета на жидком топливе.
      Обращаясь к группам изучения реактивного движения, созданным Осоавиахимом, Циолковский писал:
      «Вы проявили такую деятельность, что я не считаю себя вправе далее молчать. Удивляюсь и радуюсь вашей энергии. Несомненно, одолению заатмосферного пространства предшествует овладение разреженными слоями атмосферы — стратосферой. Деятельность ваша необычайно полезная...
      Я могу сказать: только моя пролетарская великая страна, только моя Родина может поддерживать и воспитывать людей, которые смело ведут новое человечество к счастью и радости».
      Труды советских ученых и инженеров сыграли большую роль в развитии ракетной техники.
     
      3. РОЖДЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ РАКЕТНОЙ ТЕХНИКИ
     
      История пороховой ракеты насчитывает несколько веков и ведет свое начало с того времени, как появился впервые порох.
      Всего полвека прошло с того времени, как Циолковским был сделан первый набросок ракеты на жидком топливе. Полвека — срок небольшой, но за это время ракетная техника добилась больших успехов.
      Достигнуты скорости и высоты, недоступные никаким другим летательным аппаратам. Расширились области применения ракет. Если раньше можно было говорить только о ракетной артиллерии, то сейчас ракета стала средством исследования высоких слоев атмосферы и проведения различных летных испытаний на больших скоростях. Она становится средством для полета человека — появились самолеты с ракетными двигателями. Недалеко то время, когда с ее помощью будет создан искусственный спутник Земли и осуществится вылет в мировое пространство.
      Первый шаг на пути к новой ракете был сделан на рубеже двух веков — XIX и XX, когда Циолковский создал основы теории реактивного движения — теоретический фундамент ракетной техники.
      Но прежде чем идея воплотилась в жизнь, прошло немало времени. Много трудностей нужно было победить.
      Прежде всего нужно было найти жидкое топливо для ракеты. Горение — это соединение горючего с кислородом. Поэтому топливо должно состоять из двух частей: горючего и окислителя. Окислителем может быть жидкий кислород или какое-либо вещество, в состав которого входит кислород. В порохе обе эти части соединены вместе, и каждая частичка содержит и горючее, и необходимый для сгорания кислород. В отличие от пороха жидкие топлива обычно состоят из двух хранящихся в отдельных баках веществ.
      Топливо должно иметь высокую теплотворную способность. Оно должно иметь возможно больший удельный вес, чтобы объем баков был меньше. Топливо должно кипеть при высокой температуре, чтобы не испариться раньше времени, соприкасаясь с нагретыми частями двигателя на пути в камеру сгорания. Обе части топлива — горючее и окислитель — должны хорошо смешиваться в камере. Топливо должно быстро воспламеняться и быстро сгорать. Наконец оно должно быть дешевым и доступным.
      Из множества горючих и окислителей стали составлять такие смеси, которые лучше всего подходят для ракеты. Для этого пришлось произвести сотни опытов и тысячи расчетов.
      В настоящее время в ракетах применяют спирт, бензин — как горючее, жидкий кислород, азотную кислоту — как окислитель. В воздушно-реактивных двигателях применяют авиационный керосин. Лучшим топливом было бы водородно-кислородное. Но у него есть недостаток — небольшой удельный вес. Оно занимает поэтому большой объем и требует огромных, а значит, тяжелых баков.
      В настоящее время целая отрасль науки — химия ракетных топлив занимается подбором и изучением новых топливных смесей.
      Однако выбрать топливо — это еще не все. На этом трудности не кончились. Горючее сгорает, и давление в камере быстро растет. То же происходит и в цилиндре обычного поршневого двигателя. Но там давление периодически поднимается и падает. Когда давление снизится, можно вводить топливо. В ракете камера сгорания работает непрерывно, давление в ней все время велико, и топливо подавать труднее. Для подачи можно воспользоваться каким-нибудь сжатым газом, поместив его в баллоне. Расширяясь, газ проталкивал бы горючее и окислитель в камеру. Но такой способ оказался невыгодным для больших ракет. Бак находится под большим давлением — стенки его толстые, тяжелые. На это обратил внимание еще Циолковский, который предложил воспользоваться для подачи насосом. Тогда стенки бака можно сделать тоньше и бак будет легче.
      В современных далеколетающих ракетах применяется насосная подача топлива. Реактивный двигатель расходует огромное количество топлива — в десятки раз больше, чем обычный авиамотор. Только насос и может справиться с задачей — подавать его в двигатель тысячами килограммов в минуту. Процессы, происходящие в камере сгорания, оказались весьма сложными, и от них во многом зависит работа двигателя. Нужно было добиться, чтобы горючее и окислитель хорошо перемешивались и сгорание происходило быстро и без остатка. Предложили, например, камеру устроить из двух частей. В первой части струи топлива смешиваются и начинают сгорать, а во второй — догорают полностью. Горючее и окислитель подаются под давлением через форсунки, распыляются, а затем смесь должна воспламениться.
      Каких только способов здесь не испробовали: от самого простого, с помощью зажженной тряпки на палке, до порохового запала, воспламеняемого электрическим током, и химического зажигания — с помощью специальных самовоспламеняющихся веществ. И эта задача была решена.
      Топливо начало поступать в камеру, воспламенилось, и двигатель заработал. Новые порции топлива сами загораются, соприкасаясь с нагретыми стенками и горячими газами. Температура в камере доходит почти до 4000 градусов. При этой температуре многие материалы могут плавиться. Тяжело приходится не только камере. Сопло — насадок, через который вытекают горячие газы, — тоже накаляется и может сгореть. Циолковский указал, что камеру сгорания и сопло нужно делать из самых прочных, жаростойких сплавов. Но даже и этого может оказаться мало. Камеру и сопло нужно еще охладить. И Циолковский указал простой способ: применить для охлаждения жидкое топливо. Оно отнимет тепло от нагретых частей двигателя и поступит в камеру сгорания уже предварительно подогретым — его легче будет зажечь. Так решили и эту задачу.
      Сначала срок службы камеры ракеты был всего около минуты, а впоследствии появились жидкостные ракетные двигатели, которые можно было уже использовать на истребителях-перехватчиках и в управляемых снарядах. Таков результат упорной работы между первой и второй мировыми войнами.
      Газы вытекают из сопла с огромной скоростью — около 2000 метров в секунду, толкают ракету, и она быстро летит вперед. Но ракетой в полете нужно управлять. Циолковский предложил поместить позади сопла рули — вроде тех, что имеются на самолете, только изготовить их из огнеупорных материалов. Если отклонить их в сторону, изменится направление движения газов, изменится и путь ракеты. Рули можно отклонять автоматом. Так и управляются теперь большие ракеты, имеющие специальные графитовые «газовые» рули, которые стоят в потоке вытекающих из ракеты газов.
      Но большие ракеты появились сравнительно недавно. Первые же жидкостные ракеты были совсем маленькие. Они никуда не летали. Их закрепляли на станке и наблюдали, какую они дают тягу. На первых порах даже и с этими маленькими ракетками случались большие неприятности: то разрывало бак, то прогорала камера, как было, например, при испытаниях небольших опытных ракет, которые проводили немецкие инженеры в начале 30-х годов.
      Когда стали строить ракеты побольше, то пришлось применять множество предосторожностей. Двигатель включали на большом расстоянии, а наблюдали за ним, как на войне за противником: в бинокли и с помощью системы зеркал. Наблюдатели находились за надежным укрытием. Сейчас испытания ракетных двигателей проводятся в специально оборудованных помещениях, при летных испытаниях ракет применяются самозаписывающие приборы и передача показаний по радио.
      Советские инженеры и ученые — последователи Циолковского успешно двигали вперед ракетную технику.
      В 1933 — 1935 годах совершила ряд удачных полетов первая советская жидкостная ракета.
      «Полет ракеты, — сообщали газеты, — представляет собой исключительно красивое зрелище. Сигарообразное серебристое тело ракеты устанавливается на пусковом станке высотою в несколько метров. При запуске ракеты, когда включается рубильник, раздается сильный гул, и в тот же самый момент из нижней части ракеты вырывается узкий язык пламени яркожелтого цвета. Ракета скользит по направляющим рельсам пускового станка и взлетает в воздух. Когда же ракета достигает наибольшей высоты, над ней раскрывается белый купол парашюта, и она плавно опускается на землю».
      Это было почти двадцать лет назад. Теперь подобные ракеты поднимаются на несколько сот километров. И такая высота для них не предел.
      У жидкостного ракетного двигателя все же оказался большой недостаток: он расходует очень много топлива. Если поставить его на самолет, то самолету придется везти большой груз — горючее и окислитель. Но кислород можно забирать из окружающего воздуха. Идея двигателя, использующего в качестве окислителя воздух, была осуществлена в воздушно-реактивных двигателях, которые нуждаются в запасе только одного горючего. Они получили самое широкое распространение в авиации.
      Еще на заре авиации один изобретатель предложил сделать такой своеобразный воздушно-реактивный двигатель: присоединить к цилиндрам поршневого мотора выхлопные насадки, чтобы через них газы из цилиндров вытекали бы в атмосферу, давая реактивную тягу.
      В восьмидесятых годах прошлого века великий русский ученый, «отец русской авиации» Н. Е. Жуковский написал работу о реактивном действии вытекающей струи жидкости. Вопросы реактивного движения интересовали Жуковского, и к ним он неоднократно возвращался в своих научных трудах. Академик Лейбензон рассказывал: «Николай Егорович считал, что главное затруднение состоит в устройстве достаточно легкого мотора* «Сердце аэроплана — это его мотор», — говорил он. Поэтому он придумал реактивный двигатель. Такой двигатель устанавливался на конце каждой лопасти винта. Воздух поступал в головную часть двигателя при вращении винта и смешивался там со спиртом, который подавался по трубке от втулки винта. Под действием электрического запала горючая смесь взрывалась, и продукты горения вытекали через сопло, находившееся в хвостовой части реактивного прибора. Получающаяся при этом реакция, направленная вдоль оси реактивного прибора, приводила винт во вращение».
      Развивая работы Н. Е. Жуковского, советский ученый Б. С. Стечкин разработал теорию воздушно-реактивного двигателя. Жуковский рассматривал реактивное действие вытекающей струи жидкости, то есть работу реактивных судов. Стечкин изучил реактивное действие струи воздуха при подводе к ней тепла, то есть работу авиационного реактивного двигателя.
      И в воздушно-реактивном и в обычном поршневом моторе сгорает смесь горючего с воздухом. Этим они похожи друг на друга.
      В поршневом моторе сжимается смесь горючего с воздухом. Сжатая смесь тут же в цилиндре и сгорает. Газы расширяются, толкают поршень, и поршень вращает вал с воздушным винтом. В воздушно-реактивном двигателе сжимается не смесь горючего с воздухом, а чистый воздух. Сжатый воздух проходит в камеру сгорания и смешивается с топливом. В этом есть сходство с дизелем — -в цилиндре дизеля тоже сжимается чистый воздух, а потом впрыскивается горючее. Но воздушно-реактивный двигатель отличается по способу создания тяги от обычных моторов. Газы вытекают из камеры сгорания через сопло и создают тягу, движущую самолет.
      Для того, чтобы воздушно-реактивный двигатель хорошо работал, воздух нужно сжимать. Изобретатели разделились. Одни из них пошли по самому простому пути. Ведь самолет летит в воздухе с большой скоростью и воздух перед ним сжимается. Этим можно воспользоваться для устройства простейшего воздушно-реактивного двигателя — прямоточного, внутренность которого представляет собой профилированный канал. При полете воздух входит в двигатель и благодаря большой скорости сжимается. Сжатый воздух смешивается затем с горючим, а газы выходят через сопло. Но такой двигатель начнет работать только тогда, когда скорость полета будет достаточно велика.
      В нашей стране еще в 30-х годах производились опыты с прямоточными воздушно-реактивными двигателями, а в 1939 — 1940 годах состоялись летные испытания таких двигателей, установленных на самолете и ракете в качестве ускорителей для увеличения скорости полета.
      Пробовали воздушно-реактивный двигатель устроить и по-другому: отделить камеру сгорания от входной части канала решеткой с клапанами. Смесь сгорает, давление в камере поднимается, и клапаны закрываются. Газы вытекли, давление упало — клапаны под напором встречного потока воздуха открылись. Тут-то и нужно подать топливо. Это так называемый пульсирующий двигатель, похожий на тот, о котором говорил Циолковский. Он сложнее прямоточного, но его можно запустить на месте.
      Однако оба эти двигателя невыгодны при небольших скоростях полета.
      Предлагали еще один тип простейшего воздушно-реактивного двигателя. Воздух можно сжать центробежной силой, которая тем больше, чем дальше от оси вращения. У воздушного винта самую большую скорость имеют концы лопастей. Если лопасть сделать полой и пустить в нее воздух, то при вращении винта он сжимается. Остается только подать горючее — и воздушно-реактивный двигатель заработает. Но все-таки и здесь сжатие воздуха оказывается небольшим.
      Другие изобретатели пошли по иному пути, более сложному, но и более выгодному: нужно заставить воздух вращаться, только сделать это так, чтобы воздух сжимался гораздо сильнее, чем в полом винте. Воздух можно сжимать особой машиной — турбокомпрессором.
      Вращать же турбокомпрессор можно обычным авиамотором. Русский изобретатель А. Горохов предложил самолет с таким двигателем еще в 1911 году. Этот самолет выглядел бы совсем необычно. Подобный самолет испытывался незадолго до второй мировой войны. Винта у него не было. Мотор вращал не винт, а компрессор. Тягу создавала струя вытекающих газов. Но здесь все же остался обычный мотор. Вместе с ним остались и его недостатки.
      Тогда мотор заменили новым двигателем — газовой турбиной — и заставили ее вращать компрессор. Один из первых проектов газовой турбины появился очень давно — в конце XVIII века, в Англии. Автор его ставил перед турбиной скромные задачи: «...вращать вертел, мотать пряжу, звонить в колокола, качать колыбель и удовлетворять прочие нужды домашнего хозяйства...» Но вышло так, что газовая турбина выросла из этих скромных рамок и получает самое разнообразное применение в технике. Появилась газовая турбина и на самолете. Проект газотурбинного реактивного двигателя для самолетов, близкого к современным, разработал советский изобретатель В. И. Базаров еще в 1924 году.
      Если на пути газов, выходящих из камеры сгорания воздушно-реактивного двигателя, поставить колесо турбины, газы заставят его вращаться. Потом их можно выпустить через сопло в атмосферу. На одном валу с турбиной сидит компрессор. Турбина будет его вращать, а компрессор сжимать воздух. Лопатки турбины сильно нагреваются, да к тому же вращаются с огромной скоростью. Для ротора и лопаток турбины пришлось разработать особо прочную, жаростойкую сталь, которая при высокой температуре намного прочнее, чем обычная. Эта сталь обеспечила возможность создания в годы второй мировой войны газовой турбины, а с ней и авиационных реактивных двигателей.
      После первой мировой войны продолжалась работа и над совершенствованием пороховой ракеты. В этой работе принимали участие ученые и инженеры разных специальностей. Химики нашли новые, лучшие сорта пороха. Металлурги дали новые материалы для ракеты — прочные легкие сплавы. Артиллеристы снабдили ракету взрывателями. Вместе с аэродинамиками они изучали движение ракеты и ее устойчивость в- полете.
      Чтобы сделать ракету устойчивой в полете, предлагали множество способов. Часто среди них были очень оригинальные. Предлагали ракету снабдить складными крыльями: при выстреле под действием пружин они раскрывались. Пытались сделать крылья винтообразными: при полете встречный поток воздуха вращал бы ракету. Один изобретатель предложил даже... раскручивать перед выстрелом ракету при помощи электромотора. Наконец ракета получила стабилизатор, похожий на тот, что имеется у самолета. От самолета некоторые крупные ракеты получили и крылья.
      Постепенно создавалась новая пороховая ракета, по сравнению с которой прежняя ракета выглядела так, как первый паровоз выглядит по сравнению с современным. Выдающаяся заслуга здесь принадлежит советским инженерам — В. А. Артемьеву, Н. И. Тихомирову и другим, которые вели работы по- применению бездымного пороха в боевых ракетах. Эти работы привели в дальнейшем к созданию ракетного вооружения, применявшегося во время Великой Отечественной войны.
      История оружия — это непрерывная дуэль защиты и нападения: снаряда и брони, бомбы и железобетона.
      Чтобы разрушить современное бетонированное или бронированное сооружение, бомба должна обладать, наряду с другими качествами, очень большой скоростью. Ее сбрасывают с большой высоты. Но при этом ухудшается меткость. В. 20-х годах нашего века предложили ракетную авиабомбу. Ракетный двигатель увеличивает скорость падения бомбы и благодаря этому возрастает эффективность ее действия.
      Ракету решили приспособить не только для вооружения самолета, но и для борьбы с ним. Появились проекты зенитных ракет.
      Пороховую ракету предложили применять не только в артиллерии, но и в авиации — для взлета тяжелых самолетов, которые с трудом отрывались от земли.
      Ракеты применялись для установления связи через реки, ущелья и для связи корабля с берегом в полосе прибоя. Спасательные ракеты, которые перебрасывают трос на тонущий корабль, получили широкое применение еще в XIX веке. Константинов изобрел свою систему спасательной ракеты, которая оказалась намного лучше, чем английские. На побережье Балтийского моря были оборудованы под его руководством четыре станции со спасательными ракетами.
      Незадолго до второй мировой войны в коллекциях филателистов появилась необыкновенная марка. Ее наклеивали на письма, которые развозил необычный почтальон — почтовая крылатая ракета. Ракета перебрасывала около шести тысяч писем на расстояние в полкилометра. Ракетный «почтальон» может быть применен для связи в труднодоступных районах, например, в горах. Ракета сбросит парашют с грузом писем над тем местом, куда их нужно доставить.
      В горах ракета могла бы помочь альпинистам при восхождении на крутой склон: на корпус ракеты намотан трос, а головная часть ее имеет форму якоря, концы которого при падении глубоко зарываются в землю. Такой якорь перебрасывает трос на несколько сот метров.
     
      * * *
     
      Теория Циолковского была полностью подтверждена опытом.
      От опытов на месте перешли к опытам в движении.
      Их производили сначала с пороховыми ракетными двигателями, как более простыми и испытанными.
      Строили ракетные автомобили, ракетные дрезины, ракетные сани, ракетные мотоциклы и даже ракетные велосипеды.
      Залп двух десятков ракет — и в облаке дыма, извергая пламя, с грохотом мчится ракетный автомобиль по треку. Он мчится так быстро, что пришлось снабдить его крыльями, чтобы он не взлетел в воздух: крылья перевернуты и не поднимают автомобиль, а прижимают его к земле. Несколько секунд бешеного бега — автомобиль замедляет ход и останавливается.
      Мировые рекорды скорости побивались один за другим. Это были очень опасные гонки. Часто дрезины или автомобили взрывались. И ездить на них было нельзя. Можно было только промчаться несколько сот метров, как будто машину выбросили из пушки. Управлять таким автомобилем было невозможно. По существу это был реактивный выстрел. Большое ускорение прижимает человека к спинке сиденья, а через несколько секунд автомобиль уже останавливается.
      Пороховой ракетный двигатель оказался одним из самых невыгодных двигателей для передвижения человека по земле. Если расположить все двигатели в ряд, начиная от самых выгодных, то он окажется в самом конце, около первой паровой машины. Циолковский был прав: ракета выгодна только на больших скоростях, а на земле получить их трудно. Это можно сделать только в воздухе. Естественно, что ракету попытались применить и на самолете.
      Сначала на самолете попробовали установить пороховой ракетный двигатель. Но полет на таком самолете, как и езда на автомобиле, продолжался очень недолго — это также было похоже на выстрел. Затем на самолете пытались установить жидкостный ракетный двигатель. Но наиболее широкое применение на самолетах получил в дальнейшем воздушно-реактивный двигатель.
      Появлялись снова проекты реактивных судов и дирижаблей, двигающихся реакцией воды или воздуха.
      Обтекаемый корпус судна, — предлагал один изобретатель, — должен иметь спереди большое круглое отверстие, напоминающее пасть кита. В это отверстие сильными насосами всасывается вода. Потоки воды, выбрасываемые из труб сбоку и сзади судна, должны заставить его идти вперед.
      Воздух следует засасывать через отверстия в трубы, проложенные вдоль корпуса дирижабля, — доказывал другой изобретатель. Гигантские винтовые лопасти в этих трубах с силой выталкивают воздух через отверстие в корме воздушного корабля. Такой дирижабль, — думал изобретатель, — мог бы продержаться в воздухе несколько дней — пока хватит горючего для вращения винтов.
      У этого реактивного судна и дирижабля общее одно: реактивная сила создается винтами, помещенными внутри, а не снаружи корпуса, как обычно. В этом их недостаток. Воздух или воду нужно сначала ввести внутрь корпуса, а затем вывести наружу. Для этого нужны каналы. И какой бы простой формы они ни были, неизбежно появятся потери энергии за счет трения. Техника стремится как раз к обратному: уменьшить потери за счет трения. Чтобы уменьшить потери, входные и выходные каналы в реактивном судне или дирижабле должны быть возможно короче. Самыми выгодными будут поэтому каналы, длина которых равна нулю. Это значит, что винт должен быть помещен не внутри корпуса, а снаружи, как у обыкновенного судна или дирижабля.
      Но наружное расположение винта в обычном судне тоже имеет свои недостатки. Наружный винт может задеть за какое-либо препятствие, и очень важно защитить его от повреждений. Внутреннее расположение винта на реактивном судне позволяет избежать этого. Всасывающие воду отверстия можно снабдить приспособлениями, которые защищают двигатель от различных находящихся в воде крупных твердых предметов. Реактивные водяные двигатели можно удобно располагать в корпусе судна. У такого судна есть и другое достоинство. Главная часть реактивного водяного двигателя — это мощный водяной насос, который годится для откачки воды в случае пробоины и для тушения пожара.
      Работая над судовыми реактивными двигателями, изобретатели стремились уменьшить насколько возможно потери энергии на трение. Полностью устранить их не удается, но там, где этот недостаток окупается достоинствами — например, при плавании по мелководным засоренным рекам, где обычный пароход неизбежно поломает гребные колеса или винт, — реактивное судно может успешно применяться.
      Строятся катеры с реактивными водяными двигателями, которые можно назвать водометами. Водометы помещены в желобе, идущем вдоль плоского днища судна. Двигатель вращает вал, и лопасти водомета с силой отбрасывают воду назад, за корму, а реактивная сила струи двигает судно вперед.
      Иначе обстоит дело в воздухе. Реактивная сила воздушной струи будет достаточной для передвижения воздушного корабля лишь тогда, когда струя выходит с большой скоростью. Воздух нужно разогнать в двигателе, а сделать это насосом невозможно. Есть только один способ: нагреть воздух, сжигая в нем топливо. Тогда струя газов, вытекая из камеры сгорания с очень большой скоростью, даст необходимую реактивную силу. Так и делают в современных авиационных воздушно-реактивных двигателях.
     
      4. РАКЕТА-СНАРЯД
     
      Ракета появилась на поле боя после полувекового перерыва. Эти полвека не прошли для нее даром.
      Новая военная ракета воплотила в себе все достижения современной техники. И вместе с тем она многое унаследовала от своей предшественницы — русской боевой ракеты XIX века.
      Осталась прежней общая схема ракеты, но все составные части ракетного снаряда выглядят теперь совсем по-другому. У современной пороховой ракеты также есть ракетная камера (пороховой ракетный двигатель) и головка с боевым зарядом. Но если раньше в пороховых ракетах применялся черный дымный порох, то теперь применяется бездымный, при сгорании которого не образуется твердых частиц, то есть дыма, давление же газов получается большим, чем при сгорании черного пороха. Больше давление — значит больше скорость истечения газов, а следовательно, больше скорость ракеты. Теперь ракету уже нельзя делать из железа, как раньше. Современные ракеты изготовляют из стали, которая может выдержать большое давление.
      Раньше порох запрессовывали в ракету сплошным цилиндром, с углублением внутри. Теперь порох изготовляют в виде шашек, которые укладываются в камеру ракеты. Вместо поддона с «очками» для выхода газов пороховая камера теперь закрывается диафрагмой — перегородкой с отверстиями, а к камере примыкает сопло, через которое вытекают пороховые газы.
      Раньше для устойчивости в полете ракету снабжали длинным хвостом. Теперь ракеты делают вращающимися или оперенными.
      В стволе артиллерийского орудия взрыв порохового заряда создает огромное давление, которое выбрасывает снаряд из ствола. Это давление так велико, что снаряд за ничтожные доли секунды приобретает огромную скорость. Поэтому ствол орудия и корпус снаряда приходится делать толстыми и прочными. Совсем другое происходит в камере сгорания ракетного снаряда. Она открыта с одного конца, порох в ней сгорает постепенно. Поэтому и давление в ней получается значительно меньше, чем в стволе орудия, что дает возможность сделать камеру более легкой и менее прочной, чем снаряд. Так, например, толщина стенок ракетного снаряда может быть сделана меньше, чем у обычного снаряда.
      Ствол ракетного орудия совсем не испытывает давления пороховых газов и потому может быть заменен простым пусковым устройством — легкой трубой, или направляющим рельсом, или каркасным приспособлением. В одной установке можно соединить несколько десятков таких «орудий», чего, конечно, нельзя сделать с пушками. В этом разница между ракетой и пушкой. Ракета — самодвижущийся снаряд, ее движет реактивная сила, а обычный снаряд получает лишь начальный толчок.
      Не всякий порох годится для боевой ракеты. Надо помнить главное: сгорание ракетного заряда должно быть не мгновенным, как при взрыве, а продолжительным. Нужно, чтобы ракетный порох сгорал равномерно, иначе полет ракеты будет неправильным, а это уведет снаряд от цели. Производство ракетного пороха является поэтому очень сложным делом.
      Высокие требования предъявляются не только к ракетному пороху.
      Чем выше коэффициент полезного действия, тем меньше потери. Можно сказать, что усовершенствование всякой машины есть прежде всего борьба с потерями. Такую борьбу пришлось вести во всех машинах, где происходит течение струи пара или газа очень высокой скорости: в турбинах, скоростных аэродинамических трубах, реактивных двигателях. Большое значение имело создание сопла — специального насадка — обычно, сначала сужающегося, а затем расширяющегося, через который вытекает пар или газ. Сопло позволяет увеличить скорость выходящего газа и лучше использовать его энергию. Вот почему ракетная камера имеет насадок — сопло.
      С огромной скоростью устремляются горячие газы из камеры в сопло. Газы нагревают стенки, да вдобавок еще и разъедают их. Чтобы увеличить срок службы, подбирают такие материалы, которые выдерживают тяжелые условия работы сопла. Кроме того, сопло во время работы двигателя иногда еще дополнительно охлаждают.
      Зарядная камера снабжена взрывателем, от успешной работы которого зависит действие снаряда у цели. В дальнобойных ракетах ставят для надежности даже не один взрыватель, а несколько — целую систему автоматически действующих взрывателей.
      Иногда приходится стрелять по целям, летящим с большой скоростью. Скоростной истребитель, например, делает в секунду около 300 метров. Для борьбы с самолетами устанавливают в ракетах радиовзрыватели. Это целая приемно-передаточная радиостанция очень малых размеров. Отражаясь от цели, радиоволны воспринимаются приемником взрывателя. Когда снаряд приближается на расстояние 15 — 20 метров к самолету, принятые радиосигналы, усиленные особым устройством, приводят в действие механизмы взрывателя.
      Но и в неподвижную цель попасть сразу тоже нелегко. Как бы точно ни были изготовлены два ракетных снаряда, они никогда не попадут в одно и то же место. Какое-то, хотя бы и ничтожно малое, различие в силе заряда у них всегда будет. К тому же на полет снаряда действует еще ветер; на полет влияет и состояние воздуха — теплый он или холодный, плотный или разреженный. На полет ракетного снаряда влияет и то, что вес его непрерывно уменьшается, так как топливо постепенно сгорает. Ракета, как мы говорили, есть тело переменной массы.
      Задача устойчивости ракетного снаряда в полете оказалась очень трудной. Но для конструкторов эта задача не была совершенно новой. Для обычного снаряда или пули эту задачу решили с помощью вращения. В винтовке сделали винтовые нарезы, и пуля, вылетая из ствола, стала вращаться, как волчок, с огромной скоростью — до пяти тысяч оборотов в секунду. Вращение помогло и ракетному снаряду, который стал сам себя вращать в полете. Для этого в ракетном двигателе устроили боковые сопла для выхода газов, и снаряд завертелся, как своеобразная реактивная турбина.
      Но это вращение не производится, конечно, даром. На него тратится часть энергии движущего заряда, а значит, на движение вперед энергии остается меньше.
      Дальность полета снаряда уменьшается. Для вращения снаряда можно использовать тот самый воздух, который мешает ему лететь. Если хвостовое оперение сделать наклонным, встречная струя воздуха заставит снаряд вращаться.
      Вращающиеся, или, как их называют, турбореактивные снаряды применялись в ракетной технике еще в прошлом веке. Используются они и сейчас.
      Не для всех реактивных снарядов годится этот способ. Появились реактивные снаряды весом в тонну и больше. Сколько же надо затратить энергии, чтобы вращать такой снаряд с большой скоростью? Тут не хватит ни силы пороховых газов, ни силы воздушной струи. Во всех случаях, когда вращать снаряд неудобно, устраивают прямо поставленное хвостовое оперение. К таким ракетам применимо древнее название «огненная стрела».
      С огромной быстротой, оставляя за собой огненный след, взлетают ракетные снаряды. Грохочут взрывы, сталь и огонь обрушиваются на врага. Это стреляют гвардейские минометы.
      Легкая стальная труба укреплена на треноге. С одного конца труба закрыта, с другого — открыта. На дне трубы жало — боек. Прицел позволяет навести трубу под нужным углом. Мина опущена в трубу. Скользя в трубе под действием собственного веса, она натыкается на боек. Воспламеняется вышибной заряд. Выстрел! Мина круто летит вверх. И пока один снаряд летит на врага, второй начинает такой же полет, за ним третий, четвертый... Десять-двенадцать мин в минуту может выпустить миномет. В ракетном миномете соединены вместе несколько стволов. Залп — и не одна, а целый десяток мин летит в воздух. Существуют минометы с двенадцатью, шестнадцатью, двадцатью и даже шестьюдесятью стволами.
      Точность ракетных снарядов меньше орудийных, но их много, и это восполняет недостаток меткости. Но не только огромной мощью огня грозны ракетные минометы. Установленные на автомашины, они приобретают еще одно ценное качество — подвижность и могут сопровождать бронетанковые и механизированные войска в далеких рейдах по тылам врага, помогая пехотинцам и танкистам наносить внезапные удары.
      Ракетные минометы — это не только оружие пехоты. Ими можно вооружать и танки. Все это возможно благодаря простоте устройства ракетного миномета. Многоствольные ракетные установки появились на вооружении танковых частей.
      Ракеты стали применять не только на танках, но и против танков. Уже давно предложили использовать ракеты как авиационные бомбы, предназначенные для поражения бронированных целей. Но оказалось, что ракетой можно поразить танк не только с воздуха. Здесь и пригодился противотанковый ракетный миномет.
      Он должен быть легким, чтобы с ним было удобно обращаться на поле боя. Стрельба производится легкими минами — весом немного больше килограмма. Но такая мина может пробить броню в 15 сантиметров толщиной! По силе огня противотанковый миномет не уступает 105-миллиметровой пушке, но пушка весит в сто с лишним раз больше миномета.
      Противотанковое ракетное ружье весит еще меньше. Оно лишь немного тяжелее, чем обычная винтовка, и обращение с ним несложно. Ружье для удобства переноски может быть устроено разъемным — из двух труб, которые легко соединяются вместе при подготовке к стрельбе. Во время второй мировой войны такие ружья применялись для борьбы с танками.
      Трудной и сложной оказалась проблема вооружения авиации оружием крупных калибров. Калибр — это вес, а лишний вес — это меньше полезного груза, меньшая скорость, меньшая дальность полета. И еще один враг стоял на этом пути — отдача. Для борьбы с отдачей предлагали самые различные способы. Пытались, например, построить пушку, стреляющую одновременно двумя снарядами — настоящим и фальшивым. Настоящий снаряд летел в цель, а фальшивый, легкий снаряд, поглощая отдачу, выбрасывался в обратную сторону на небольшое расстояние.
      На дуле орудий поместили дульный тормоз — цилиндр с кривыми каналами в стенках. Вырывающиеся вслед за снарядом газы расширяются и попадают в каналы тормоза, давая -ему толчок вперед и тем самым уменьшая отдачу. В автоматическом оружии вредную силу отдачи заставили выполнять полезную работу: перезарядку и выбрасывание стреляных гильз. Но вес автоматического оружия довольно велик.
      Ракетные артиллерийские установки, не имеющие отдачи, помогли решить задачу вооружения самолета, и притом без увеличения веса. Так военный самолет получил еще один вид вооружения: легкие направляющие рельсы или трубы под крыльями — ракетные орудия.
      Самолет приближается к цели — скоплению танков и бронемашин, железнодорожному узлу или каравану судов, охраняемому военными кораблями. Он устремляется вниз — пикирует. Все ближе земля, все быстрее летит самолет. Вот цель в перекрестии прицела. Нажим кнопки — электрическая искра, взрыв, легкий толчок, и снаряд соскользнул с направляющих рельсов, несется все быстоее и быстрее, поражает цель.
      Ракетные орудия легки и просты. Их стволы — направляющие полозья или трубы — толщиной всего в несколько миллиметров. Провода от системы зажигания ведут в кабину летчика. Нажимая кнопку, он может стрелять отдельными снарядами или залпом — выпустить сразу все снаряды.
      Но даже и легкие металлические стволы ракетных орудий показались конструкторам тяжелыми. Появились ракетные орудия со стволами из пластмассы, хорошо сопротивляющейся действию огня. Вес ствола из пластмассы в три раза меньше, чем из стали.
      Ракетные снаряды на самолете успешно выполняют свою задачу — поражать отдельные наземные цели. На небольшом расстоянии ими стреляют достаточно метко. Во время второй мировой войны самолеты вооружались также авиационными бомбами с ракетными двигателями для увеличения эффективности бомбометания. Ракетное вооружение широко применялось для борьбы с кораблями и подводными лодками.
      Но чтобы повредить большой корабль, нужно много снарядов, боезапас же ракетного орудия самолета сравнительно невелик. Противовоздушная оборона мешает самолетам обстреливать корабль на близком расстоянии.
      В конце войны появились гидробомбы с реактивными двигателями, которые сбрасывались с бомбардировщиков.
      Самолеты вооружали и ракетными воздушными торпедами. У воздушной торпеды есть крылья и хвостовое оперение, а в фюзеляже она несет заряд взрывчатого вещества.
      Небольшим самолетам-истребителям торпеды уже не поднять. Тяжелый многомоторный бомбардировщик поднимает ее и выпускает в воздух на высоте нескольких километров.
      Торпеда начала свой полет, но ее нельзя предоставить самой себе, ею нужно управлять. Для этого стали использовать радио.
      Сбросив торпеду с большой высоты, летчик посылает радиосигналы механизмам управления торпеды, наводя ее на цель.
      Для наведения воздушных ракетных торпед и снарядов применялись различные способы. Торпеды, выпускаемые с самолета-матки, снабжались телевизионной установкой и радиоуправлением; пилот самолета, направляя торпеду, видит цель так же, как она видна с торпеды. Самонаводящиеся управляемые снаряды снабжаются своеобразными «органами чувств» и преследуют движущуюся цель. Например, при помощи радиолокационной аппаратуры, связанной с механизмами управления снарядом, возможно обнаружить, преследовать и уничтожить цель.
      Ракетные снаряды стали применять не только для вооружения самолетов, но и для борьбы с самолетами. Воздушные ракетные торпеды применяли против соединений бомбардировщиков. Они сбрасывались с самолетов и управлялись по радио. Ракетные снаряды начала применять и зенитная артиллерия.
      Зенитными ракетными установками вооружались корабли. На корабле мало свободного места, а чтобы отразить атаку самолетов, нужен огонь большой плотности. Поэтому многоствольные ракетные установки для кораблей особенно удобны. Они удобны не только для крупных кораблей. Небольшие десантные суда тоже стали вооружать такими установками.
      В ходе второй мировой войны начала получать широкое развитие разновидность ракетного вооружения — беспилотные управляемые снаряды. Управляемые снаряды с различными ракетными двигателями — пороховыми, жидкостными, а также воздушно-реактивными, применялись для поражения воздушных, наземных и морских целей. Они различались по типу установленных на них двигателей, по способам управления (радиотелемеханическое — по радио с самолета или с земли, в некоторых образцах, предназначенных для выпуска с самолетов, — по проводам, автоматическое управление с помощью автопилота), по способам наведения на цель, по назначению и тактико-техническим данным. Снаряды могут запускаться с земли, а также с самолетов и действовать по наземным или воздушным целям.
      К управляемым снарядам относились и появившиеся в ходе войны дальнобойные ракеты с большим радиусом действия.
     
      * * *
     
      В марте 1918 года фронт проходил в 100 километрах от Парижа. Лишь редкие ночные налеты немецких самолетов напоминали о том, что фронт недалеко. И вдруг на улицы города упал снаряд, другой, третий... Но воздух чист, самолетов не видно. Не стреляет зенитная артиллерия. А взрывы таинственных снарядов следуют один за другим. Парижане терялись в догадках. Неужели противник за одну ночь прошел сотню километров? Разгадка тайны находилась в 120 километрах от Парижа. Здесь расположилась батарея дальнобойных немецких орудий, обстреливавших Париж.
      Удивительно выглядели эти орудия, напоминавшие каких-то доисторических чудовищ. Каждое орудие весило целых 150 тонн, а бетонная платформа — 200 тонн! Снаряд такого орудия весил больше 100 килограммов, а заряд — вдвое больше снаряда. Пушка забрасывала снаряд на высоту около 40 километров. Но это огромное сооружение, стоившее бешеных денег, было очень недолговечным. Его жизнь была в двести пятьдесят раз короче жизни обычного орудия, и потому каждый выстрел стоил десятки тысяч рублей.
      Тогда стали искать другие способы дальнобойной стрельбы.
      Предложили проекты электрических орудий. Такое орудие представляет собой гигантский соленоид, разгоняющий снаряд электромагнитными силами. Но когда подсчитали, сколько энергии потребуется для электрической пушки, то оказалось, что для одного выстрела нужно затратить мощность в 500 тысяч лошадиных сил. Это мощность огромной электростанции. Электромагнитная пушка оказалась тоже дорогостоящей, да и трудноосуществимой.
      Главный секрет дальнобойной стрельбы — забросить снаряд как можно выше, чтобы он летел в очень разреженном воздухе. Есть только один двигатель, способный сообщить снаряду большую скорость в разреженном воздухе, — ракетный двигатель. Так возникла идея дальнобойной ракетной артиллерии.
      Появились ракетные воздушные торпеды, которые летали уже много дальше обыкновенных реактивных снарядов. Они еще больше походили на самолеты, чем те торпеды, которые нападали на корабли в море. Это были настоящие реактивные самолеты, только маленькие. Даже двигатель у них был не такой, как у реактивного снаряда, а скорее авиационный — воздушно-реактивный двигатель. И все же это был снаряд, потому что на борту этого самолета был боевой груз — тонна взрывчатого вещества.
      Эти воздушные торпеды так и называли самолетами-снарядами.
      Над корпусом самолета-снаряда укреплена длинная труба. В передней части трубы — решетка, прикрываемая клапанами. Встречный воздух во время полета устремляется в трубу, смешивается с топливом, и смесь сгорает. Давление в камере резко возрастает и прижимает к решетке клапаны, которые преграждают путь воздуху. Когда газы вытекли, давление падает, клапаны открываются, и воздух снова врывается в камеру сгорания. Все начинается сначала. Это происходит так быстро, что пока вы успеете сказать «раз» — одна секунда, — сорок пять раз открылись и закрылись клапаны, форсунки подали топливо и пульсирующий поток газов устремился наружу, сливаясь в одну сплошную мощную струю.
      Задача стрельбы на большие расстояния — на сто и более километров — занимала артиллеристов еще в первую мировую войну. Тогда ее, как мы сказали, решали постройкой гигантских орудий. Во второй мировой войне было применено новое оружие — ракеты с большой дальностью полета. Пусковая установка такой ракеты проще и легче, чем дальнобойное орудие, которое быстро изнашивается, к тому же дальность стрельбы из него ограничена. Дальнобойными ракетами стреляли на расстояние около 300 километров. Такие ракеты залетали на большие высоты и развивали скорость, значительно превышающую скорость звука.
      Устроены они гораздо сложнее, чем пороховые ракеты и торпеды с воздушно-реактивными двигателями. Весила ракета 13 тонн, длина ее составляла 14 метров.
      В этой ракете двигатель работал на жидком топливе — горючим служил спирт, окислителем — жидкий кислород. Горючее и окислитель нужно подать в камеру сгорания. Нужны насосы и двигатель для насосов. Реактивный двигатель работает довольно долго. Он нуждается в охлаждении. Наконец, ракета должна автоматически управляться в полете.
      В двигателе ракеты для подачи топлива применялись насосы, которые приводились в действие специальной турбиной. Для работы турбины использовалась смесь пара и газа, образующаяся в специальном паро-газо-генераторе. Охлаждение нагретых частей двигателя производилось горючим, поступающим в охлаждающую рубашку. Она образована двойными стенками камеры сгорания и сопла. Для управления полетом применялся автопилот, который вел ракету по заранее рассчитанному курсу.
      Ракета устанавливалась на пусковом столе. Запускалась турбина, вращающая насосы, которые подавали горючую смесь в камеру сгорания. Смесь воспламенялась, двигатель начинал работать, тяга его возрастала и ракета отрывалась от земли. С громовым гулом она исчезала в небе.
      Через минуту после старта ракета уже на высоте в 30 километров. Автоматический механизм переводил ракету с вертикального полета на наклонный. Затем включался двигатель. Теперь ракета ничем не отличалась от обычного снаряда, кроме скорости и высоты. Ее скорость достигала в момент прекращения работы двигателя 5700 километров в час. Выше ракеты не поднимался ни один снаряд: она поднималась на высоту около 100 километров, пролетая в длину около 300 километров.
      Во время второй мировой войны для стрельбы на большие дистанции применялись также составные пороховые ракеты. Они устраивались из нескольких, отделяемых в полете, ракет. Велись работы и по применению ракетных двигателей в качестве ускорителей обычных артиллерийских снарядов.
     
      * * *
     
      В период второй мировой войны ракета, как мы видели, получила многообразное боевое применение. Развитие ракетной техники в послевоенный период привело к созданию ракет, позволивших осуществить подъемы приборов в самые высокие слои атмосферы.
      Еще в глубокой древности люди заинтересовались атмосферой. Они пытались измерить, как далеко она простирается, стремились узнать, что такое воздух. Сначала думали, что воздух ничего не весит, что это — простое вещество. Но со временем ученым удалось установить, что воздух состоит из кислорода, азота, водорода, гелия и других редких газов (аргона, ксенона и т. д.), что он имеет вес и оказывает давление на всю земную поверхность. Оказалось, что атмосфера простирается на сотни километров вверх, постепенно становясь все более и более разреженной. Ученые узнали о природе полярных сияний и серебристых облаков, разгадали много загадок воздушного океана.
      По современным представлениям, атмосфера разделяется на четыре области — тропосферу (до 9 — 11 километров в средних широтах и до 18 — 20 километров над экватором), стратосферу (до 100 километров), ионосферу (до 250 — 300 километров) и сферу рассеяния (до 1000 километров). Выше 1000 километров заметных следов воздуха не обнаружено.
      Состав воздуха в атмосфере везде в основном одинаков — азот, кислород, редкие газы. В нижних слоях есть водород и водяной пар, в верхних слоях мы не встречаем легкого водорода, нет там и водяного пара. Зато в стратосфере есть газ озон, молекулы которого состоят из трех атомов кислорода, а не из двух, как у обычного кислорода.
      В тропосфере происходит понижение температуры с высотой. Воздух в тропосфере нагревается теплом от Земли, которое излучает нагретая Солнцем земная поверхность. Поэтому чем дальше от Земли, тем холоднее. В тропосфере наблюдается постоянное перемешивание воздушных масс. Здесь рождаются дождь и снег, туман и град, ветер и грозы. В стратосфере до 25 — 30 километров высоты сохраняется постоянная температура (минус 56° в средних широтах и 70 — 80° над экватором). Здесь воздух нагревается не Землей, здесь регулятором температуры является Солнце.
      На высотах от 20 до 55 километров в стратосфере находится заметное количество озона. Озон обладает замечательной способностью поглощать невидимые лучи, посылаемые Солнцем, — ультрафиолетовые, и предохраняет Землю от губительного действия этих лучей, которые могли бы сжечь на ней все живое. Озон задерживает также прошедшее через нижележащие слои воздуха тепло, идущее от Земли. Благодаря такому поглощению в слое озона температура резко повышается.
      В ионосфере имеются слои электрически заряженных частиц — ионов и свободных электронов. Под действием Солнца происходит образование ионов и распадение молекул кислорода и азота на атомы. Солнце же является источником свободных электронов. Температура в ионосфере благодаря непрерывно происходящим в ней ионизации, распаду и восстановлению молекул, все время с высотой повышается. Предполагают, что она доходит до 600° на высоте 200 километров. Правда, благодаря очень малой плотности воздуха в ионосфере эта температура несколько необычная. Частицы воздуха в верхних слоях атмосферы двигаются с огромными скоростями. Но движение — это тепло, и наши приборы зарегистрируют высокую температуру. Однако частиц воздуха мало, и поэтому обыкновенный термометр на такой высоте не нагрелся бы и показал низкую температуру.
      Ионосферные слои обладают замечательным свойством отражать радиоволны. Благодаря этому явлению оказывается возможной радиосвязь на огромные расстояния, между любыми пунктами на земном шаре.
      В сфере рассеяния плотность воздуха очень мала, связи между молекулами слабы. Часть молекул улетает в межпланетное пространство. Резкой границы между атмосферой и межпланетным пространством нет. Плотность воздуха постепенно убывает, пока выше 1000 километров не остается уже никаких заметных его следов.
      Воздух в атмосфере везде находится в постоянном движении. Очень большое влияние на процессы, происходящие в воздушной оболочке Земли, оказывает Солнце. В годы усиления солнечной деятельности наблюдаются и большие возмущения в атмосфере.
      Исследование атмосферы — очень трудное дело. Оно ведется двумя путями: прямым и косвенным.
      Ученые наблюдают за различными явлениями, происходящими в атмосфере, — полярными сияниями, свечением ночного неба, полетом метеоров, распространением звуковых, световых и радиоволн. Звуковые волны отражаются от слоя озона, в котором температура резко повышается. Наблюдая, насколько запаздывает эхо, можно определить высоту отражающего слоя и некоторые его свойства. Подобно этому радиоволны отражаются от электрически заряженных слоев ионосферы. Наблюдая за радиоэхом, можно определить высоту отражающего слоя и его свойства.
      Наблюдая за лучом прожектора, можно установить плотность воздуха до 50 — 60 километров. Метеорные следы искривляются и дают нам представление о воздушных течениях в атмосфере. Спектры полярных сияний говорят нам о составе воздуха на высоте от 100 до 800 — 1000 километров — до границ воздушного океана.
      Из этих наблюдений вычислениями, сравнением результатов, которые дают разные методы, ученые делают выводы о строении атмосферы.
      И многие из выводов, сделанных на основании наблюдений, производившихся с Земли, были подтверждены показаниями приборов, поднимавшихся на самолетах, стратостатах, шарах-зондах. Прямой путь исследования атмосферы — подъем приборов для измерения давления, температуры, взятия проб воздуха и других наблюдений на различных летательных аппаратах.
      Изучение верхних слоев воздушного океана приобрело за последние годы очень большое значение. Стратосфера, так же как и тропосфера, влияет на погоду, и ее изучение важно для предсказания атмосферных явлений. В стратосфере летают самолеты, а в будущем они будут летать еще выше. Для этих полетов также нужно изучать высокие слои атмосферы Ч
      Осаду больших высот человек начал уже давно. Стратостаты поднимались до 22 километров, шары-зонды — до 40. 40 километров оказались той границей высоты, за которую долго не удавалось перешагнуть. И здесь помогла ракета.
      За последние годы, по имеющимся в печати данным, было построено несколько образцов стратосферных ракет, рассчитанных для подъема на большие высоты.
      В 1949 году ракета достигла высоты 400 километров, и это не предел для нового метода исследования атмосферы. Полеты высотных ракет позволили получить новые данные о строении высоких ее слоев и происходящих в них явлениях.
      Как устроена стратосферная ракета, как она летает?
      Для полетов на сравнительно небольшие высоты была бы пригодна и пороховая ракета, если ее устроить составной. Составная пороховая ракета состоит из нескольких отдельных ракет; каждая из них — со своим двигателем. Дело ведь в том, что порох не только горючее вещество. Он может и взрываться. Большой ракете нужно много топлива. А так как в пороховой ракете двигатель одновременно служит и топливным баком, то сделать большой двигатель-бак и трудно и опасно. Тогда вместо одной большой ракетной камеры устраивают несколько небольших и соединяют их вместе. Одна из ракет понесет с собой полезный груз — приборы. После того как порох сгорит, ракеты опустятся на парашютах. Их можно снова зарядить и отправить в полет.
      1 Подробнее об атмосфере и способах ее изучения можно про» честь в книге Б. Л. Дзердзеевского «Воздушный океан». М., Воениздат, 1952. (Научно-популярная библиотека солдата и матроса.)
      Пороховую ракету — самую старую и самую простую из ракет — рано еще сдавать в архив. Она пригодится и на мирной службе. Но для полетов на очень большие высоты и подъемов человека в стратосферу нужна будет, конечно, жидкостная ракета.
      В послевоенные годы произведен ряд исследовательских полетов таких ракет в верхние слои атмосферы.
      Стратосферная ракета на жидком топливе — это большое достижение современной техники. Она состоит из нескольких частей — отсеков, как их называют. Есть отсек двигателя, отсек топливных баков, как и в тех дальнобойных ракетах, о которых мы говорили. Отличает эту ракету от других — боевой, почтовой, грузовой — отсек с приборами. Приборы регистрируют температуру воздуха, его давление, с их помощью наблюдают за космическим излучением, за солнечными лучами, берут пробы воздуха с больших высот.
      Автопилот ведет ракету по курсу. Радиостанция передает показания приборов на землю. Записи приборов и фотоснимки, помещенные в бронированную камеру, сбрасываются или приборный отсек опускается на парашюте.
      Полеты ракет в стратосферу уже сейчас дали много интересного.
      Данные о температуре на больших высотах примерно до 120 километров, полученные косвенными путями, по наблюдениям с земли, и приборами, которые поднимала ракета, в общем совпали. Это служит еще одним наглядным подтверждением мощи человеческого разума, проникающего в глубины моря и высоты стратосферы, вглубь мира атомов и молекул и в бесконечную Вселенную.
      Получены фотографии солнечного спектра с больших высот, показывающие, что озоном поглощается наиболее интенсивная ультрафиолетовая часть солнечного излучения. Производились и другие наблюдения, которые ранее не могли быть сделаны с помощью существовавших средств исследования атмосферы. Были взяты, например, пробы воздуха с высоты несколько десятков километров; их исследование показало, что состав атмосферы одинаков и у земли и на больших высотах, то есть атмосфера перемешана. Наличие сильных воздушных течений в высоких слоях было подтверждено наблюдениями за движением искусственных дымовых облаков, которые создавались прибором, поднятым на ракете. Произведены также измерения плотности воздуха до высоты около 100 километров.
      Ракету можно использовать не только для подъема метеорологических приборов. Был проделан такой опыт. В хвостовой части ракеты укрепили маленькую кинокамеру, которая приводилась в действие небольшим моторчиком. Коробку с пленкой поместили в толстую камеру из броневой стали. Пока ракета поднималась, кинокамера производила съемку земной поверхности. На высоте 120 километров она засняла огромную площадь. С такой высоты было видно все вокруг в радиусе 1200 километров. Потом стальная камера с пленкой была автоматически сброшена на землю. Снимки проявили, и получился один из самых необычайных кинофильмов: виды Земли с такой высоты, где еще никогда не был человек. Сейчас есть снимки Земли с высоты около 200 километров.
      Впервые земная поверхность заснята с такого расстояния, и на фотографии заметна ее кривизна, видно, что снят «кусочек» земного шара.
      В будущем подъемы высотных ракет будут происходить регулярно — так же регулярно, как сейчас происходят подъемы шаров-зондов в нижние слои атмосферы.
      Настанет день, когда на неизведанные высоты вслед за приборами поднимется и человек. Так бывало и раньше: сначала в недоступные области проникали приборы, а затем и человек.
      Место отсека с приборами займет в большой стратосферной ракете пилотская кабина.
      ...Проверены все аппараты и приборы. Баки наполнены топливом. Сигнал! Через минуту старт. Мы лежим в откидных креслах, чтобы легче перенести ускорение, когда ракета будет набирать скорость.
      В кабине все предусмотрено, чтобы нам было удобно работать.
      21. Кабина высотной ракеты будущего
      В нашей герметической кабине воздух автоматически очищается, подогревается, увлажняется. Если нам будет холодно, включим отопление. Если кабина нагреется прямыми солнечными лучами, пустим холодный воздух из холодильника. Кабина и ракета имеют свои парашюты. Кабина, кроме того, снабжена тормозным Рис. ракетным двигателем, установленным в ее дне.
      Вот мы достигли «потолка» — наибольшей высоты подъема. Кабина отделяется от ракеты, и мы начинаем спуск. Пока воздуха мало, парашют поддерживать кабину не сможет. Чтобы затормозить падение, включаем ракетный двигатель. Когда мы достигнем плотных слоев воздуха, раскроется парашют. Наш парашют устроен так, что поверхность его автоматически уменьшается с увеличением плотности воздуха, и мы спускаемся с постоянной скоростью.
      Вот, наконец, кабина плавно приземляется. От удара о землю нас защитил амортизатор — резиновая подушка, наполненная воздухом.
      Сейчас, конечно, нельзя предвидеть все то, что дадут нам полеты высотных ракет с человеком. Если отдельные полеты стратостатов дали много ценного науке, то сколько же смогут дать регулярные рейсы летающих лабораторий-ракет на высоту в сотни километров!
      Ракета становится важнейшим средством изучения воздушного океана, и значение ее как разведчика больших высот трудно переоценить. Стратосферные ракеты могут быть использованы и для дальних перелетов.
      ...Ракета достигла вершины своей траектории. Она все замедляла скорость, на мгновение остановилась и ринулась вниз. Подобно снаряду, несется она с высоты, достигая земли быстрее, чем мы можем услышать звук ее движения.
      Если выпустить такую стратосферную ракету не вертикально, а под углом, то она пролетит две-три сотни километров. Снабдим теперь ракету крыльями. Тогда она будет планировать и пролетит намного дальше.
      И, может быть, в будущем появятся такие ракеты, которые будут перебрасывать почту из Москвы во Владивосток за полчаса, а из Москвы в Ленинград — за несколько минут.
      Если применить составную ракету, то дальность еще возрастет.
      Составная жидкостная ракета может иметь несколько «ступеней», каждая со своим двигателем. Сначала работает двигатель первой ступени и «разгоняет» всю составную ракету. Затем отработавшие ступени отделяются и спускаются на парашюте. Тогда начинает работать двигатель последней ракеты, несущей полезную нагрузку. Эту, основную ракету можно устроить крылатой — и дальность се полета еще увеличится.
     
      5. НОВЫЕ АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ
     
      Посмотрим теперь, как работает обычный поршневой мотор.
      Сгорела горючая смесь в цилиндре. В маленьком пространстве образовалось так много газов, что давление в цилиндре резко возросло. Газы толкают тогда поршень вниз. Невелик путь поршня — всего какой-нибудь десяток сантиметров, и этот короткий путь поршень не проходит, а пролетает в ничтожную долю секунды. Затем поршень снова идет вверх, выталкивая перед собой газы, которым открыт теперь свободный выход: выхлопной клапан освободил им дорогу из цилиндра. Давление газов еще велико, горячие газы устремляются наружу. Что же получилось? Сгорела смесь горючего с воздухом, газы расширились и с огромной скоростью устремились наружу из камеры сгорания. Струя газов создает реактивную силу, которую можно использовать для создания дополнительной тяги.
      Почти на всех современных скоростных самолетах с поршневыми двигателями стали применять реактивные выхлопные системы, которые помогают винту и увеличивают скорость полета.
      Реактивная выхлопная система похожа на реактивный двигатель. Камерой сгорания в ней служит цилиндр мотора, а соплом — реактивный выхлопной патрубок, через который выбрасываются отработанные газы. Таких «реактивных двигателей» на моторе может быть столько, сколько имеется в нем цилиндров; каждый цилиндр имеет свои выхлопные патрубки. Работа выхлопных патрубков очень напоминает работу пульсирующего воздушно-реактивного двигателя, так как сгорание смеси в цилиндре мотора не происходит непрерывно.
      Можно устроить сдвоенные патрубки для каждой пары соседних цилиндров. Иногда через одно сопло выпускают выхлопные газы из нескольких цилиндров, собирая их сначала в особом сборнике — коллекторе. Тогда при большой частоте выхлопов в многоцилиндровом моторе пульсирующий поток более или менее выравнивается и газ вытекает непрерывной струей.
      На самолете может быть еще один своеобразный воздушно-реактивный двигатель. Радиатор мотора жидкостного охлаждения помещается на самолете в особом тоннеле. По тоннелю проходит охлаждающий воздух. Горячий радиатор передает ему свое тепло, и воздух нагревается. Скорость воздуха поэтому увеличивается и возникает реактивная тяга, — правда, очень небольшая, потому что воздух нагревается незначительно. Она помогает двигателю самолета. Такая тоннельная радиаторная установка похожа на прямоточный воздушно-реактивный двигатель, только камеру сгорания у нее заменяет радиатор.
      На обычных самолетах можно встретить и ракеты — пороховые и жидкостные. Они начали применяться еще задолго до того, как были построены первые реактивные самолеты.
      Авиационных конструкторов давно уже занимал вопрос: как помочь самолету взлететь? Чтобы подняться в воздух, самолет должен совершить разбег. Для этого истребителю нужно несколько сот метров, среднему бомбардировщику — около километра, а тяжелому бомбардировщику нужна дорожка длиной в несколько километров. И не просто дорожка, а настоящая автострада: бетонное шоссе шириной в несколько десятков метров!
      Сократить длину разбега самолета очень важно, когда самолет взлетает с фронтового аэродрома, с палубы авианосца. Если сократить длину разбега, аэродром для тяжелых самолетов можно значительно уменьшить в размерах. Чтобы этого добиться, конструкторы пошли разными путями. Первый — увеличить ненадолго, на время старта, мощность мотора. Для этого в цилиндры двигателей впрыскиваются специальные смеси. Второй — выбрасывать самолет в воздух специальной катапультой.
      Все эти способы были не вполне удачными.
      Первый способ вредно действовал на двигатель, второй оказался непригодным в боевых условиях: в бою часто бывает необходимо поднять в воздух сразу много самолетов, а катапультами этого не сделаешь.
      На помощь самолету пришли здесь боевые ракеты. Правда, это не совсем обычные боевые ракеты.
      У них нет боевого заряда, и ими никто не стреляет. Укрепленные на самолете, они толкают его вперед, помогают винту, пока самолет не оторвется от земли. Батареи стартовых ракет помогают сократить пробег самолета перед взлетом почти наполовину. Вес этих ракет сравнительно невелик. Ракеты могут помогать стартовать и планерам.
      Четырехмоторный транспортный самолет со стартовыми ракетами стал разбегаться вчетверо быстрее.
      Всего несколько секунд работают стартовые ракеты. Но большего от них и не требуется — они успевают сделать свое дело. Самолет поднялся в воздух, и ракеты больше не нужны. Их можно сбросить на парашютах, а потом зарядить и использовать снова.
      Существуют и жидкостные стартовые ракеты. Они сложнее пороховых, так как имеют отдельные баки для топлива — горючего и окислителя, которые подаются в двигатель под давлением сжатого газа. Такой ускоритель устанавливается под крылом или под фюзеляжем. Ракетный ускоритель может помочь самолету не только при взлете, но и в полете, когда нужно быстрое кратковременное увеличение скорости.
      Пилот включает зажигание — и сила в сотни килограммов приходит на помощь моторам.
      Все быстрее и быстрее разбегается самолет.
      Вот он уже в воздухе. Поворот рукоятки — и под белым куполом парашюта реактивный ускоритель опускается на землю.
      Сотни килограммов — немалая сила! Существуют стартовые ускорители с еще большей силой тяги. А если установить несколько таких жидкостных ракет? Тогда и мотор не нужен.
      Самолет с жидкостным ракетным двигателем оказался удивительным самолетом. Он обладает очень важным для самолета свойством — большой скороподъемностью.
      Город в далеком тылу. Он опоясан кольцом зенитных батарей. Радиолокаторы, прожекторы, зенитные пулеметы и орудия — все наготове. Патрулируют в воздухе истребители. Дежурят на аэродромах истребители-перехватчики, готовые устремиться в ночное небо на схватку с врагом. Здесь дело решают секунды.
      Истребитель-перехватчик с жидкостным ракетным двигателем, применявшийся во второй мировой войне, оставил далеко позади винтомоторные истребители. За три с половиной минуты он набирал высоту в 10 километров. Обычному истребителю нужно было для этого втрое больше времени. И чем выше, тем труднее приходится обычному истребителю, а реактивному самолету — чем выше, тем легче. За одну минуту он поднимался с высоты в 6000 метров на высоту в 12000 метров. На десятикилометровой высоте он мог подниматься вертикально со скоростью 100 метров в секунду — в четыре-пять раз быстрее обычных истребителей. Он мог развивать скорость около тысячи километров в час! Но у такого самолета есть большой недостаток. Жидкостный ракетный двигатель расходует огромное количество топлива — около 8 килограммов в секунду, и чтобы подавать его, приходится устанавливать специальный насос. Запаса топлива хватает самолету всего на девять-десять минут полета.
      Можно, правда, включать двигатель с перерывами. Тогда самолет сможет дольше продержаться в воздухе. Получится уже не самолет, а планер с реактивным двигателем. Длинная полоса белого дыма остается за таким планером-самолетом на взлете. Вот она исчезла — мотор выключен; потом появилась вновь и снова исчезла. Самолет как бы чертит пунктир в воздухе. Но даже и при такой работе двигателя полет не продлится больше получаса, а это очень мало.
      Жидкостные ракетные двигатели нашли применение в современной авиации на скоростных самолетах с малым радиусом действия. Появились новые образцы ракетных истребителей-перехватчиков.
      Более широкое распространение в авиации получил другой тип реактивного двигателя.
      Его называют турбокомпрессорным потому, что одна из основных частей такого двигателя — воздушный компрессор, сжимающий воздух. Иначе его называют газотурбинным потому, что другая основная часть двигателя — газовая турбина, приводящая во вращение компрессор. Его называют еще воздушно-реактивным. Реактивным — потому, что среди основных частей двигателя — камера сгорания и сопло, и воздушно-реактивным — потому, что кислород для сгорания он получает из окружающего воздуха. Наконец, этот двигатель называют и турбореактивным.
      Камера сгорания и сопло такого двигателя — это обычный жидкостный ракетный двигатель. В нем нет никаких движущихся частей. Компрессор и газовая турбина — это газотурбинная установка, все движущиеся части которой вращаются. В ней есть части, делающие десятки тысяч оборотов в минуту.
      Мы уже знаем, как работает жидкостный ракетный двигатель. Значит, с одной частью турбокомпрессорного реактивного двигателя мы знакомы. Займемся теперь другой его частью — турбокомпрессорной установкой, состоящей из газовой турбины и компрессора.
      Газовая турбина — один из самых замечательных тепловых двигателей. В ней нет поступательно движущихся частей. Есть только вращение. В этом причина необычайной компактности турбины.
      Чтобы было понятно, как работает турбокомпрессорный реактивный двигатель, сравним его работу с работой двигателя внутреннего сгорания — четырехтактного дизеля.
      Он работает в четыре приема, четыре такта. Такт первый — всасывание. Поршень опускается вниз, и в цилиндр засасывается свежий воздух. В турбокомпрессорном реактивном двигателе компрессор тоже забирает воздух из атмосферы.
      Такт второй — сжатие. Поршень идет вверх, воздух сжимается. В турбокомпрессорном реактивном двигателе компрессор сжимает воздух.
      Такт третий — сгорание. В цилиндр подается топливо, воспламеняется и сгорает. В турбокомпрессорном реактивном двигателе топливо сгорает в камере сгорания.
      Такт четвертый — расширение и выхлоп. Газы выбрасываются из цилиндра наружу. В турбокомпрессорном двигателе газы, пройдя турбину, выбрасываются наружу через реактивное сопло.
      Как видим, есть много похожего. Но в то время как в поршневом двигателе такты следуют один за другим, в турбокомпрессорном реактивном двигателе все они происходят одновременно. В то время как в поршневом двигателе они происходят в одном месте — в цилиндре, в турбокомпрессорных реактивных двигателях они происходят в разных местах. Каждому такту отведено свое место:
      сжатию — компрессор, сгоранию — камера сгорания, расширению — турбина, выхлопу — сопло. Поэтому-то они и могут происходить одновременно, не мешая друг другу.
      Современный двигатель внутреннего сгорания чрезвычайно сложно устроен. Особенной сложностью отличаются мощные авиационные двигатели. В поршневом двигателе из четырех тактов (всасывание, сжатие, расширение и выхлоп) лишь один ход рабочий — расширение. Только в течение этого хода газы и совершают полезную работу, двигая поршень.
      В турбине есть лишь один непрерывный рабочий ход-расширение газов и вращение диска. И все время, пока совершается этот единственный ход, производится полезная работа. Производя непрерывно работу при больших скоростях вращения, турбина способна развить огромные мощности. При этом компактная турбина весит сравнительно немного. Авиационная газовая турбина — один из самых легких двигателей.
     
      * * *
     
      Газовая турбина появилась в результате длительной и сложной борьбы за улучшение и упрощение тепловой машины, за уменьшение потерь.
      Современная паросиловая установка — это целая система сложных механизмов. В топке сгорает топливо, нагревая воду в котле. Пар из котла попадает в паровую машину и двигает поршень. Чтобы получить вращательное движение вала, нужен особый механизм — кривошипно-шатунный.
      Нельзя ли упростить эту сложную установку? Например, вместо того, чтобы двигать сначала поршень, а потом его движение преобразовывать во вращение вала, нельзя ли заставить вращаться сразу вал? Кроме того, лучше было бы использовать энергию топлива не через посредника, а заставить продукты сгорания топлива непосредственно работать в двигателе. Оказалось возможным и то и другое.
      Развитие теплотехники в конце прошлого века позволило создать новый тепловой двигатель — паровую турбину. В паровой турбине вращательное движение создавалось сразу на валу машины, без посредника — кривошипно-шатунного механизма.
      В двигателях внутреннего сгорания энергия топлива используется непосредственно для создания мощности. Но кривошипно-шатунный механизм в них остался, и это ограничивает повышение мощности двигателей. Как видим, задача была решена, но по частям.
      Полным решением задачи явилась современная газовая турбина, соединившая в себе преимущества паровой турбины и двигателя внутреннего сгорания.
      Над проблемой газовой турбины работало множество изобретателей.
      Тысячи патентов на газовые турбины были выданы в разных странах. Но только в самое последнее время благодаря новейшим достижениям металлургии, теплотехники, аэродинамики и других отраслей науки и техники газовая турбина вышла из стадии лабораторных исследований и стала самостоятельным тепловым двигателем.
      Первая в мире газовая турбина была построена в нашей стране. Ее создал в 1897 году русский инженер П. Д. Кузьминский. Турбина Кузьминского работала на смеси пара и газа — парогазе. Поэтому камеру сгорания своей установки Кузьминский назвал «газопарород». Камера имела два цилиндра — внутренний и внешний. Внутренний был сделан из жароупорного сплава, а внешний — из стали. Если мы посмотрим на камеру сгорания современного газотурбинного двигателя, то увидим, что она также состоит из двух труб — внутренней «пламенной» трубы и внешней воздушной камеры. Между цилиндрами камеры Кузьминский поместил змеевик — изогнутые трубки, по которым под давлением текла вода. В камере вода испарялась и превращалась в пар. Одновременно туда подавались воздух и топливо — керосин. Парогазовая смесь направлялась на лопатки многоступенчатой турбины, состоящей из нескольких дисков с лопатками. На каждую пару рабочих вращающихся дисков приходился один неподвижный, служивший для придания потоку строго определенного направления.
      Если мы посмотрим на современную многоступенчатую турбину, то увидим, что она также состоит из вращающихся дисков и неподвижного направляющего аппарата.
      По принципу газовой турбины Кузьминского работают все современные газотурбинные двигатели.
      Русской технике принадлежит первенство и в разработке основных типов авиационных газотурбинных двигателей.
      Газотурбинный реактивный двигатель был изобретен в России в 1909 году инженером Н. Герасимовым.
      «Устройство для приведения в движение летательных аппаратов», запатентованное Герасимовым, состояло из газового генератора и двух турбин, «последовательно питаемых газами.., причем вторая турбина выпускает газы, толкающие прибор вперед».
      Лейтенант флота М. Н. Никольской в 1914 году разработал проект турбовинтового реактивного двигателя, в котором газовая турбина должна была вращать воздушный винт, а продукты сгорания — создавать реактивную тягу.
      «...Турбина, — говорилось в патенте М. Никольского, — может быть легко применена и для целей воздухоплавания».
      За границей подобные проекты появились лишь в 1921 году.
      Фундамент, заложенный русскими новаторами, позволил советскому инженеру В. И. Базарову разработать в 1924 году проект газотурбинного двигателя, который был уже весьма близок к современным авиационным газотурбинным двигателям.
      Газотурбинными авиационными двигателями занимался и К. Э. Циолковский. Проекты таких двигателей он предложил в 1932 — 1934 годах.
      Большой вклад в развитие газотурбостроения внесли советские ученые и инженеры, занимающиеся разработкой теории и конструкцией газовых турбин. Советские конструкторы создали первоклассные образцы авиационных газотурбинных двигателей.
     
      * * *
     
      Газовая турбина появилась на самолете в качестве двигателя сравнительно недавно — во время второй мировой войны. Но как вспомогательный элемент поршневого авиационного мотора — в турбокомпрессоре — газовая турбина утвердилась на самолете давно. Турбокомпрессор — небольшая газотурбинная установка, состоящая из центробежного компрессора и газовой одноступенчатой турбины, работающей на выхлопных газах поршневого мотора. Он подает воздух в систему наддува авиационного двигателя. Это позволяет сохранить мотору номинальную мощность на больших высотах полета, несмотря на уменьшение плотности воздуха.
      Рассмотрим теперь устройство авиационной газотурбинной установки, которая состоит из компрессора, камер сгорания, газовой турбины и сопла для выхода газов.
      Компрессор походит по устройству на турбину, но в нем давление не понижается, а, наоборот, повышается. Как и в турбине, главная часть компрессора — диск с расположенными на нем лопатками. Вращаясь, лопатки отбрасывают воздух от оси к краям диска. Воздух при этом становится плотнее, и давление его повышается. Так работает центробежный компрессор. Воздух движется в нем по радиусу — от центра диска к краям. Поэтому такой компрессор и называется центробежным.
      Осевой компрессор имеет барабан с насаженными на нем рядами изогнутых лопаток. Лопатки захватывают и отбрасывают воздух, который при этом сжимается и попадает на следующий ряд лопаток (ступень компрессора), где снова сжимается, и так далее. Число таких ступеней может быть очень велико. Есть компрессоры, имеющие двенадцать и даже семнадцать ступеней сжатия.
      Так работает осевой компрессор, в котором воздух движется от ступени к ступени. Между каждой парой рядов вращающихся лопаток расположены неподвижные изогнутые лопатки, прикрепленные к корпусу двигателя. Они выпрямляют поток воздуха, который движется вдоль оси. Поэтому такой компрессор и называется осевым.
      Из компрессора воздух поступает далее в камеры сгорания. Производительность компрессора должна быть очень велика. Обычный двигатель современного истребителя расходует один килограмм воздуха в секунду, а воздушно-реактивный — в двадцать раз больше! Компрессор повышает давление воздуха в три — три с половиной раза. Такое давление нужно для того, чтобы подать в двигатель для горения десятки кубометров воздуха в секунду и обеспечить достаточную тягу. Вот зачем нужен компрессор реактивному двигателю.
      Но, может быть, можно приводить в движение компрессор не газовой турбиной, а каким-нибудь другим двигателем, например, обычным авиамотором? Такие двигатели называются мотокомпрессорными. Но они все же чересчур громоздки, тяжелы. Вот почему обратились к газовой турбине, как наиболее пригодному для наших целей двигателю. Газотурбинный двигатель стал основной силовой установкой современного реактивного самолета.
      У обычного авиационного мотора есть, правда, одно преимущество перед газовой турбиной — его возраст. Он давно применяется и испытан в работе. Газовая турбина появилась очень недавно и только начинает развиваться. Но зато она намного проще и выгоднее.
      Турбина, как и компрессор, — это диск с лопатками. Дисков может быть несколько; тогда, как и в компрессоре, они разделяются рядами неподвижных лопаток. С огромной скоростью устремляется поток горячих газов на лопатки турбинного диска. Газы расширяются, давление их падает. Часть их энергии идет на вращение диска, остальная часть — на создание тяги.
      В исключительно тяжелых условиях работает диск турбины. При вращении турбины с большой скоростью центробежная сила все время стремится разорвать диск. Но то же самое происходит и в компрессоре, и однако он успешно работает и не разрушается. Он находится на одном валу с турбиной: на одном конце диск турбины, на другом — диски компрессора. Между ними небольшое расстояние, но насколько различны условия на концах одного и того же вала! На переднем конце — чистый воздух; при своем движении он, конечно, нагревается, но не намного. На заднем конце — струя газов с температурой около 800 градусов. Турбинный диск не только вращается, но и нагревается чуть не до красного каления.
      В этом оказалась главная трудность в развитии газовой турбины. В самом деле, ни один обычный материал, из которого делаются части машин, не может выдержать того, что приходится выдерживать диску турбины: больших разрывающих усилий при высокой температуре. Есть сорта стали настолько твердые, что ими можно резать стекло. Есть жаростойкая сталь: она может выдерживать очень высокие температуры, но разрушается, если ее не только напревают, но и подвергают действию очень большой нагрузки. А ведь именно это и происходит с диском газовой турбины.
      Сотни различных стальных сплавов пришлось перепробовать, пока не разработаны были специальные сплавы, которые выдерживают большие нагрузки и температуры в 800 — 850 градусов. И еще одно: сталь для газовой турбины должна хорошо сопротивляться ползучести. Если напряжение велико, то лопатка может со временем «поползти», удлиниться и начать задевать за наружное кольцо турбины.
      Каждая лопатка турбины должна быть чрезвычайно тщательно обработана. Малейшие неровности на ее поверхности могут испортить все дело. Одна лопатка должна как можно меньше отличаться от другой по форме, размерам и весу. Лопатка же имеет сложную форму. Обработать ее нелегко. Пришлось изготовлять лопатки штамповкой. Под ударами тяжелого молота материал принимает нужную форму. Лопатку обрабатывают на специальном станке, точат, шлифуют, полируют, и она наконец становится блестящей и гладкой, как зеркало. После тщательного контроля, который позволяет увидеть самые малейшие царапины и неровности, лопатка готова.
      Изготовлять лопатки стали также литьем, причем здесь использовали опыт... ювелирной промышленности. Дело в том, что сложная форма лопатки требует очень точного ее изготовления. Чтобы изготовить мелкие детали — ювелирные украшения, мелкие художественные изделия — применяют литье высшей точности. Для этого в металлическую форму заливают под давлением воск. Он хорошо заполняет все углубления в форме. Полученную восковую деталь заливают специальным, быстро твердеющим формовочным материалом. При нагревании формы воск вытекает, а в форму вместо воска заливают под давлением металл. Когда металл остынет, форму разнимают и литье очищают. Изделия получаются настолько точными, что часто совершенно не нуждаются в дальнейшей обработке; например, изделие длиной в 10 сантиметров можно сделать с точностью до 0,25 миллиметра. Такой способ стали применять для изготовления лопаток газовых турбин. Так же тщательно изготовляется и диск турбины.
      Теперь на очереди новая задача: соединить диск и лопатки. Это тоже не простое дело, потому что соединение должно сохранить прочность при очень тяжелых условиях работы. В некоторых газовых турбинах лопатки привариваются к диску, но можно поступить и иначе. Хвостовую часть лопатки, которой она крепится к диску, делают в форме елки, в диске же устраивают соответствующие елочные пазы. Лопатки плотно вставляют в пазы, выравнивают и обжимают.
      При производстве газотурбинных реактивных двигателей пригодился большой опыт авиационного моторостроения и обработки металлов. Но газотурбинные реактивные двигатели оказались в изготовлении выгоднее поршневых. Весит газотурбинный двигатель примерно в три раза меньше, чем поршневой (по отношению к развиваемой им мощности). Число деталей у него значительно меньше.
      Смазывать эти двигатели проще и легче, так как в них мало трущихся деталей. Поэтому для производства реактивных двигателей нужно меньше материала, оборудования, рабочих. Но тем не менее их производство достаточно сложно — оно требует большой точности, особенно при изготовлении лопаток турбин и компрессоров.
      Посмотрим теперь, как ведет себя двигатель в полете, Как им управлять. Маленький пусковой моторчик раскручивает вал турбины. Турбина начинает вращаться, вращает компрессор, и в камеры сгорания поступает сжатый воздух. Затем двигатель нужно прогреть. Пусковое топливо подается в камеры, растет температура и увеличиваются обороты турбины. Восемьсот, тысяча, две тысячи оборотов... Отключается пусковой мотор, и двигатель начинает работать на основном топливе. Еще больше оборотов — и самолет начал разбег.
      Как же летчик управляет работой двигателя? Ведь самолет не летит все время одинаково: меняются высота и скорость полета, а значит, и двигатель должен работать неодинаково. Одним рычагом тут не справишься! Нужно следить и за оборотами турбины, и за подачей топлива, и за тягой. Это правильно. И для реактивного двигателя даже более важно, чем для поршневого. Мы уже знаем, как тяжело приходится турбине при ее работе. Если подать больше топлива, чем нужно, резко возрастет температура и прогорят лопатки. Двигатель выйдет из строя раньше срока. А срок службы реактивного двигателя пока еще не так уж велик. Обычный мотор живет намного дольше. Поэтому обращаться с реактивным двигателем нужно очень осторожно.
      Что же делать? На помощь приходят автоматы, помогающие управлять двигателем. Рассмотрим для примера работу некоторых из автоматов, помогающих управлять авиационным реактивным двигателем.
      Растет скорость полета, а вместе с нею и давление воздушного потока. Компрессор забирает воздух, уже немного сжатый. Число оборотов его не меняется, и, значит, компрессор начинает делать лишнюю работу: давать воздуха больше, чем нужно. Температура газов перед турбиной снижается: они разбавлены лишним воздухом. Но это недопустимо: турбина не сможет работать! Внутри сопла некоторых реактивных двигателей имеется небольшой конус, который может перемещаться вдоль своей оси вперед или назад. Конус не мешает выходу газов, пока скорость полета невелика. Но вот скорость увеличилась, и конус пополз к выходному отверстию, частично прикрыл его. Газы выходят теперь через небольшое кольцевое отверстие. Поток газов через двигатель уменьшился. Уменьшилась и скорость. Двигатель снова работает нормально.
      Растет высота полета. Все меньшей становится плотность окружающего воздуха. Меньше воздуха поступает в двигатель, и температура перед турбиной растет. И это недопустимо: турбина может выйти из строя. Нужно подать больше воздуха в двигатель. Конус уползает внутрь, и поток газов возрастает. Двигатель снова работает нормально. Кто же передвигает конус? Автомат, который следит за двигателем и приходит к нему на помощь, когда необходимо передвинуть конус. Автомат этот устроен очень просто. В нем имеется маленькая анероидная коробочка, похожая на барометр. По существу это и есть барометр, только измеряет он не просто давление окружающего воздуха, а разность давлений. С одной стороны к нему подведен воздух от компрессора, а с другой — наружный воздух. Изменилось давление перед компрессором, то есть изменилась скорость полета или наружное давление стало больше или меньше, — коробочка прогнулась, потянула пружину и через систему тяг включила маленький электромоторчик, передвигающий зубчатую рейку, на которой сидит конус.
      Сектор же газа управляет подачей топлива, а значит, режимом работы двигателя и режимом полета. Сектором газа летчик настраивает второй автомат — регулятор числа оборотов. Топливо подается в двигатель помпой, приводимой в движение от вала турбины. Чем быстрее вращаются зубчатки помпы, тем больше она забирает топлива. Регулятор, поддерживая заданное летчиком число оборотов, обеспечивает нужную подачу топлива.
      Полет подходит к концу. Летчик ведет самолет на посадку. Посадка — сложное дело и на обычном самолете. Самолет сначала планирует, потом выравнивается и летит горизонтально, постепенно замедляя скорость. Большое искусство — правильно посадить самолет. Когда скорость уменьшится настолько, что подъемная сила крыльев уже станет недостаточной и не сможет поддерживать его в воздухе, самолет должен опуститься на землю, коснувшись ее сначала двумя, а потом третьим носовым или хвостовым колесами. После этого самолет начинает послепосадочный пробег.
      Посадка на реактивном самолете отличается от посадки на обычном самолете. После выключения двигателя требуется еще значительное время, чтобы погасить скорость самолета. Достигнув такой скорости, на которой можно выпустить шасси, летчик должен пойти на посадку с очень точным расчетом. Если на обычном самолете после неудавшейся посадки летчик может уйти на «второй круг», то есть зайти на посадку снова, то на реактивном самолете это сделать значительно труднее, потому что запустить вновь двигатель в полете сложнее. Реактивный двигатель в несколько раз медленнее, чем поршневой, переходит с малого на полный газ. Поэтому необходимо стремиться, чтобы посадка, как и атака реактивного самолета, была удачной с первого раза.
      Для самолетов с газотурбинными двигателями применяются трехколесные шасси — с носовым колесом, — обеспечивающие безопасность посадки при увеличенной посадочной скорости. На одном из самолетов с жидкостно-реактивными двигателями вместо обычного колесного шасси для посадки применялась лыжа. На других типах ракетных самолетов устанавливаются также шасси с носовым колесом. Колеса могут убираться в фюзеляж.
      У газотурбинного реактивного двигателя есть ряд достоинств. Часть из них мы уже узнали раньше — он легче, проще в устройстве, управлении и производстве, чем поршневой. Он и по размерам гораздо меньше поршневого.
      К этому можно добавить еще несколько преимуществ.
      Воздушно-реактивный двигатель неприхотлив в выборе горючего. Для него годится не только бензин, но и более дешевые сорта горючего, например, авиационный керосин. Реактивный двигатель не имеет воздушного винта. Винт при очень больших скоростях полета начинает работать плохо. Кроме того, реактивный двигатель можно удобно расположить в самолете, и летчик будет иметь хороший обзор. У летающих лодок отсутствие винта позволяет уменьшить высоту их корпусов.
      Но есть у реактивного двигателя и недостатки. О них мы тоже уже немного говорили. Реактивный двигатель пока еще не очень долговечен. Конструкторы стремятся улучшить работу двигателя, увеличить его тягу, как можно лучше использовать тепло, развивающееся в двигателе.
      Реактивный двигатель слишком медленно разгоняется от малого до полного газа — в пять-шесть раз медленнее, чем поршневой. Если же быстро дать газ, то двигатель можно перегреть. Когда летчик переводит мотор на полный газ — перестраивает регулятор на самое большое число оборотов, то подача топлива растет, а воздуха еще не хватает, поэтому растет и температура. Это очень опасно для двигателя. Каждый градус сверх нормального нагрева — потеря одного процента прочности материала. Чтобы увеличить надежность двигателя, придумали специальный автомат, который допускает увеличение подачи топлива только тогда, когда одновременно возрастает подача воздуха, и предохраняет лопатки турбины от перегрева.
      Разработаны и другие способы, чтобы сделать двигатель лучше, надежнее, экономичнее, например, дожигание топлива в отдельной камере.
      Мы расскажем и о другом интересном двигателе — турбовинтовом, сравним характеристики поршневого двигателя с турбореактивным при скоростях, на которых летают современные самолеты.
      У поршневого двигателя коэффициент полезного действия с увеличением скорости сначала растет, а потом падает; у газотурбинного реактивного двигателя он все время возрастает — чем быстрее летит самолет, тем экономичнее становится двигатель. У поршневого двигателя тяга с увеличением скорости сначала несколько растет, а затем падает; у газотурбинного тяга с ростом скорости сначала несколько падает, а затем начинает расти. У поршневого двигателя тяга с увеличением высоты сначала растет, а затем падает; у газотурбинного она все время падает, но медленнее, чем у обычного мотора. У поршневого двигателя расход топлива с увеличением высоты сначала уменьшается, а потом возрастает; у газотурбинного двигателя в тех же условиях он быстро уменьшается.
      Что же получается? Поршневой двигатель на небольших скоростях и высотах ведет себя как нельзя лучше: развивает большую тягу на взлете — именно тогда, когда она больше всего нужна; топлива расходует сравнительно немного и хорошо слушается летчика при запуске. Но зато на больших скоростях и высотах он начинает капризничать: тяга его падает, «аппетит» увеличивается — растет расход топлива.
      Реактивный двигатель ведет себя как раз наоборот. На небольших скоростях и высотах тяга его падает, расход топлива у него очень большой — раз в десять-двенадцать больше, чем у обычного мотора. А на больших скоростях он работает все лучше и лучше: растет тяга, уменьшается расход топлива. Воздушный винт обеспечивает обычному двигателю хорошую работу при небольших скоростях. Но тот же самый винт начинает плохо работать на больших скоростях.
      Нельзя ли использовать винт и для реактивного двигателя? Ведь не все же время приходится летать с большими скоростями. А взлет и посадка? Тут винт очень пригодился бы. Газотурбинный винтовой двигатель очень похож на те реактивные двигатели, с которыми мы уже знакомы. И только на валу газовой турбины и компрессора у него сидит еще воздушный винт. Между валом турбины и винтом поставлен редуктор — зубчатая передача, понижающая число оборотов. Газовая турбина дает огромное число оборотов — свыше десяти тысяч в минуту (оно может доходить в опытных образцах до нескольких десятков тысяч), и, значит, скорость конца лопасти будет в несколько раз больше скорости звука. Когда самолет полетит, она будет еще больше. Никакой винт не выдержал бы колоссальной нагрузки, которая развивается центробежной силой при таких оборотах: даже при обычном числе оборотов, которое делает винт, на его лопасти действует сила в десятки тонн. Поэтому и нужен редуктор, чтобы снизить обороты винта.
      В такой газотурбинной установке можно регулировать мощность, идущую на создание реактивной тяги и на вращение винта. На взлете и малой скорости дают больше мощности на винт, на большой скорости — больше мощности на создание реактивной тяги. Это особенно важно потому, что позволяет сократить длину разбега и увеличить скороподъемность. На очень большой скорости можно вообще выключить винт — поставить его вдоль потока, как флюгер. Тогда турбовинтовой двигатель превратится в простой газотурбинный двигатель.
      Реактивный двигатель предъявил к самолету новые требования.
      Вот еще некоторые особенности реактивных самолетов.
      Прежде всего реактивный двигатель пока еще расходует очень много топлива. Запас топлива на реактивном самолете составляет почти треть веса всего самолета. Всюду, где только можно, на таком самолете устанавливают баки с горючим; на реактивном истребителе, например, они могут быть расположены перед двигателем, в центроплане, в крыле.
      На реактивных самолетах стали устанавливать даже дополнительные баки для горючего, которые сбрасываются в полете. Зато масла реактивный двигатель расходует значительно меньше, чем поршневой мотор, потому что в нем меньше трущихся частей. Масло же нужно охлаждать в специальном радиаторе, и неисправность маслорадиатора грозит выходом мотора из строя.
      Очень боится турбокомпрессорный двигатель засорения забираемого компрессором воздуха. Даже такой маленький предмет, как оторвавшаяся от комбинезона пуговица, может вывести из строя компрессор, вращающийся с огромной скоростью. Когда взлетают самолеты, то струя газов из двигателей с большой силой отбрасывает пыль и камни. Они могут попасть в двигатель сзади стоящего самолета. Поэтому приходится надевать на входное отверстие двигателя предохранительную сетку и снимать ее, когда передний самолет взлетел. Кроме того, приходится особенно тщательно следить за состоянием взлетных полос.
      Реактивные двигатели можно по-разному расположить в самолете. Можно установить двигатель в фюзеляже. Реактивные двигатели можно поместить в отдельную гондолу, а гондолу укрепить где удобнее: под крыльями, или фюзеляжем, или над ними. Тогда фюзеляж будет меньше и сопротивление его тоже будет меньше. Кроме того, в фюзеляже останется достаточно места для горючего. Так как у реактивных двигателей нет винтов, то на многомоторном самолете можно поместить такие двигатели вплотную по бокам фюзеляжа или разместить под крыльями по два. Можно на двухмоторном самолете реактивный двигатель расположить сзади в фюзеляже, а поршневой мотор с винтом — на своем обычном месте, в передней части самолета. На таком комбинированном — винтовом и реактивном — самолете турбореактивный или жидкостно-реактивный двигатель придается в помощь, поршневому мотору как ускоритель.
      В будущем особенный интерес представит применение атомной энергии в авиации и ракетной технике. Урановый котел сможет, вероятно, заменить камеру сгорания реактивного двигателя и нагревать набегающий поток воздуха, который затем вытекает с большой скоростью, создавая тягу. Атомные воздушно-реактивные двигатели различных типов будут применяться на скоростных самолетах и ракетах. I
      Новые авиационные двигатели вызвали к жизни и новые самолеты — реактивные.
      О них мы расскажем в следующей главе, посвященной реактивной авиации.
     
      6. РЕАКТИВНЫЕ САМОЛЕТЫ
     
      Ученые и инженеры давно уже пытались осуществить и мечту Циолковского — построить самолет с жидкостным реактивным двигателем.
      В 1938 — 1939 годах советские инженеры, продолжая работы Цандера, построили ракетный двигатель для самолета, и в 1940 году летчик-испытатель-В. П. Федоров провел летные испытания этого двигателя. В дальнейшем в конструкторском бюро В. Ф. Болховитинова был спроектирован и построен ракетный самолет. Советский летчик Г. Я. Бахчиванджи 15 мая 1942 года первым в мире поднялся на нем в воздух.
      Прошло немного времени, и многие советские летчики пересели на реактивные самолеты.
      Мировой рекорд скорости полета, установленный в 1924 году, составлял 448 километров в час. Через десять лет он достиг 505 километров в час. А еще через одиннадцать лет самолет, снабженный реактивным двигателем, показал скорость около 1000 километров в час. В послевоенные годы рекорд перешел и за эту цифру. Теперь же с такими, ранее рекордными скоростями, летают серийные реактивные самолеты,
      Как же добилась авиация новых успехов в борьбе за скорость?
      Наша Родина впервые дала миру научную теорию полета, а затем теорию реактивного движения, лежащую в основе современной реактивной техники. Советский 88
      Союз — великая авиационная держава. Новые машины, созданные советскими конструкторами, советской авиационной промышленностью, показали растущую мощь нашего Воздушного Флота, мастерство наших авиаторов.
      Русская наука предвидела пути совершенствования самолета.
      «За эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных». Когда К. Э. Циолковский писал эти пророческие слова, реактивных самолетов еще
      не существовало. Выдающийся советский лет-
      О работе над реактивными двигателями мы рассказали. Расскажем теперь о работе над формой и конструкцией самолета, на котором этот двигатель установлен. Особая заслуга принадлежит здесь авиационной науке — аэродинамике, созданной трудами «отца русской авиации» Н. Е. Жуковского.
      Аэродинамика — наука о законах движения тел в воздухе. В последнее время приобретает все большее значение газовая динамика — аэродинамика больших скоростей. В 1902 году приват-доцент Московского университета, впоследствии академик, Сергей Алексеевич Чаплыгин блестяще защитил докторскую диссертацию. Диссертация Чаплыгина называлась «О газовых струях». В ней была подробно разработана теория, позволяющая подсчитать, какое сопротивление оказывает воздух телу при околозвуковых скоростях.
      Когда Чаплыгин писал свою работу, авиация еще только зарождалась. В начале 80-х годов русским изобретателем А. Ф. Можайским был построен первый в мире самолет, который проходил испытания в 1882 — 1884 годах. А работа Чаплыгина, прославившая русскую аэродинамику, послужила началом новой науки — газовой динамики. Газовая динамика необходима для расчетов современных скоростных самолетов и ракет, турбин и реактивных двигателей. Работа академика Чаплыгина стала фундаментом, на котором строятся расчеты скоростных самолетов.
      С увеличением скорости полета стало возрастать значение формы самолета. Если вначале на это обращали мало внимания, то теперь вопрос о форме самолетов стал одним из самых важных для авиации. Оказалось, что при полете с очень большой скоростью самолет ведет себя совсем иначе, чем на малых скоростях.
      «При испытании самолета я ввел самолет в пикирование и стал наблюдать за скоростью полета, — рассказывает летчик-испытатель. — На скорости около тысячи километров в час я увидел волну сжатого воздуха, переливающуюся в лучах солнца. Она напоминала целлофановую полоску и располагалась по всему крылу, начиная с фюзеляжа. Когда скорость увеличивалась, волна двигалась назад, а при замедлении скорости — вперед, к передней кромке крыла. Когда самолет вышел из пике, она исчезла».
      Так подтвердилось то, что ученые-аэродинамики давно уже предвидели и изучили. По образному выражению одного ученого, «ударная волна впервые появилась на кончике пера теоретиков».
      Но и не видя волны сжатого воздуха — ударной волны, как ее называют, — летчик при первых опытных полетах получал от самолета с реактивным двигателем, если самолет не предназначен был специально для скоростных полетов, сигнал: «Внимание! Скорость приближается к скорости звука». Летчик чувствовал эту близость, ощущал ее по поведению самолета. Самолет начинало лихорадить. Он вибрировал, сотрясаясь всем корпусом. Менялась устойчивость самолета, и чтобы управлять им, нужны были огромные усилия. Ручка, которую легко было двигать на небольших скоростях, становилась вдруг неповоротливой, как будто какая-то огромная тяжесть навалилась на нее. Вдруг ручка начинала сама двигаться из стороны в сторону, и притом с такой силой, что летчик не в состоянии был ее удержать. Наконец, самолет неудержимо начинал стремиться вниз — пикировать, как будто впереди невидимое упругое препятствие, не позволяющее ему лететь дальше. Такие явления происходили в первое время, когда для реактивного двигателя еще не был создан новый, реактивный самолет и реактивные двигатели испытывались на обычных винтомоторных самолетах.
      Что же происходило при этих опытных полетах? Почему на больших скоростях сопротивление воздуха резко возрастает? Чтобы ответить на этот вопрос, потребовалось много упорного труда, вычислений, опытов, исследований.
      Когда знаменитый русский ученый С. А. Чаплыгин заинтересовался вопросами газовой динамики, наука занималась либо очень небольшими дозвуковыми скоростями, с которыми двигаются по земле и по воде различные машины, либо очень большими сверхзвуковыми скоростями, с которыми летают артиллерийские снаряды. Чаплыгин установил теоретически, что при больших дозвуковых скоростях сопротивление воздуха движению тела значительно возрастает.
      Так и оказалось в действительности. Когда крыло движется в воздухе с небольшой скоростью, то воздух плавно его обтекает. Летящее крыло создает в воздухе возмущения — воздушные волны, которые распространяются со скоростью звука.
      Это и понятно: звук тоже вызывается повышенным давлением воздуха, которое создается источником звука и распространяется вокруг него в виде волн — как круги на воде от брошенного камня.
      Посмотрим на рисунок, где показано, что происходит с этими волнами, если источник возмущений движется с различными скоростями.
      Пока он неподвижен, воздушные волны расходятся в пространстве, не пересекая друг друга, во все стороны одинаково, с одинаковой скоростью.
      Пусть теперь источник возмущений двигается со скоростью, не превышающей скорости звука. Волны от него тоже будут распространяться во все стороны и не будут пересекаться, но распространяться они будут уже несимметрично, так как источник возмущения движется.
      Совершенно иная картина получается в тех случаях, когда движение происходит со звуковой и сверхзвуковой скоростью.
      Тогда волны возмущенного воздуха не могут обогнать движущееся тело, так как скорость их равна скорости звука. Волны накладываются друг на друга, образуя конус возмущений — поверхность наиболее сильно уплотненного воздуха, ударную волну, которая служит как бы разделом между возмущенным и невозмущенным воздухом. Встречая его, частички воздуха испытывают резкое, внезапное изменение скорости, что приводит к повышению давления, плотности и температуры. Появляется так называемый скачок уплотнения. Возникновение скачков уплотнения служит причиной дополнительного сопротивления.
      Фюзеляж и крыло самолета имеют плавные, удобообтекаемые формы. Каждый выступ на их поверхности (например, заклепка) удлиняет путь частиц воздуха, и им приходится двигаться быстрее, чтобы не отстать от других частиц, у которых путь короче. Каждая заклепка может образовать свою собственную ударную волну, поэтому приходится обращать внимание, помимо формы, на качество отделки наружных частей самолета.
      Горизонтальное оперение — это маленькое крыло, и то, что мы говорим о настоящем большом крыле, относится и к нему.
      С увеличением скорости ухудшаются условия работы хвостового оперения, от которого зависит устойчивость и управляемость самолета.
      Сжимаемость воздуха влияет не только на работу крыльев — несущих поверхностей самолета. Она сильно влияет на работу воздушного винта. Это ученые узнали также задолго до того, как скорости самолетов начали приближаться к звуковым. Воздушный винт похож в сечении на маленькое крыло: как и у крыла, у лопасти одна поверхность ровная, а другая выпуклая. Воздух обтекает лопасть винта так же, как и крыло. Только винт движется гораздо быстрее, чем сам самолет, так как он не только движется вместе с самолетом, но еще и вращается с большой скоростью. Например, при скорости полета самолета в 900 километров в час крайние точки лопастей, которые расположены дальше от оси и вращаются поэтому быстрее остальных, будут иметь скорость в полтора раза больше скорости звука. Возникающие при больших скоростях (около 900 — 1000 километров в час) ударные волны вызывают дополнительное сопротивление; когда лопасть достигает этих скоростей, винт начинает работать хуже, с большими потерями.
      Авиационная наука нашла возможность изучать явления, происходящие с самолетом и воздушным винтом при полете с большой скоростью.
      Самолет летит в воздухе с большой скоростью. Трудно измерить и проследить все, что тогда делается с ним. Правда, теперь научились это делать. Но легче поступить наоборот: пусть воздух движется, а самолет остается неподвижным. За неподвижным самолетом гораздо легче наблюдать. Так делается в аэродинамических трубах, создающих искусственный воздушный поток.
      Однако самолеты все увеличивались в размерах. Появились самолеты, у которых размах крыльев достигает сорока и более метров. Попробуйте построить для такого гиганта трубу и создать в ней воздушный поток нужной скорости! Это будет стоить слишком дорого.
      Поэтому обычно в аэродинамическую трубу помещают маленькую модель самолета или какой-либо его части и соединяют ее с весами. Только эти весы совсем не похожи на те, какие мы обычно привыкли видеть. Аэродинамические весы измеряют силы, действующие на модель, помещенную в воздушном потоке.
      Аэродинамические трубы появились уже давно: первая труба в России была построена Циолковским в 1897 году. С развитием самолетостроения аэродинамические трубы стали совершенно необходимы при постройке самолета. Аэродинамические трубы и летные испытания в воздухе дают конструктору ответ на многие вопросы, на которые нельзя ответить одними лишь вычислениями.
      Современная аэродинамическая труба — огромное сооружение. Есть трубы, где можно испытывать не модели, а настоящие самолеты. Есть трубы, где модели испытываются в полете, и можно изучать устойчивость, управляемость и маневренность самолетов. С помощью различных сложных систем управления на расстоянии в такой трубе могут быть воспроизведены полеты маленьких самолетов. Так модель помогает летать самолету.
      Теперь самолеты стали летать быстрее. Понадобились новые аэродинамические трубы — трубы больших скоростей. Сначала такие трубы больше напоминали игрушечные модели. Одна аэродинамическая труба больших скоростей имела диаметр всего в несколько сантиметров. Никаких моторов и вентиляторов у нее не было. Ее присоединяли к сосуду, из которого выкачивали предварительно воздух. Кран открыт, и атмосферный воздух с огромной скоростью врывается в сосуд через трубу. Несколько секунд — и воздух снова неподвижен. Труба кончила работать. В такой трубе можно было только наблюдать явления, возникающие при обтекании тел. Измерять что-нибудь в ней, конечно, было нельзя.
      Со временем появились большие трубы, которые работают так же, как эта маленькая труба. В них можно наблюдать, измерять, фотографировать, но в течение очень небольшого промежутка времени. Для продолжительной работы стали строить огромные трубы с силовыми установками, мощность которых доходит до 25 000 лошадиных сил. Но и этого оказалось недостаточно. Хотя мощность и увеличилась в несколько раз, но поток, создаваемый многолопастными пропеллерами, при наличии модели как бы застревал в трубе — появлялись такие ударные волны, что они были видны простым глазом. Кроме того, воздух сильно нагревался, а шум при работе скоростной трубы был такой, что пришлось специально подумать о новых средствах связи, так как телефоны оказались бесполезными. Оказалось необходимым изыскать новые формы сечения труб и вместо винтов для создания потока ставить компрессоры. Для охлаждения воздуха трубы снабдили холодильными установками.
      Чтобы фотографировать явления, происходящие при больших скоростях, применили ускоренную киносъемку. Есть кинокамеры, позволяющие производить киносъемку со скоростью в несколько тысяч кадров в секунду. Показывая потом такой фильм с обычной скоростью, можно наблюдать очень быстрые явления как бы растянутыми во времени.
      Так как скорость звука изменяется с изменением плотности и давления, то начали строить трубы переменной плотности, которые позволяют достигать очень больших скоростей по отношению к скорости звука. Скорость звука в различных газах различна, и в трубах решили использовать не воздух, а другие газы. Этим способом при прежней мощности мотора стали получать огромные относительные скорости — в шесть-восемь раз больше скорости звука. Испытания моделей крыльев стали производить не только в аэродинамических трубах, но и в условиях настоящего полета. Для этого модель устанавливали на пикирующем самолете или ракете, превращенных в своеобразные летающие аэродинамические лаборатории. Показания приборов снимались кинокамерой или передавались по радио.
      Ученые собрали большой материал о том, как обтекаются крыло самолета и другие его части, а также и весь самолет при больших скоростях. Так было установлено и проверено то, о чем мы уже говорили, когда рассказывали о поведении самолета при больших скоростях.
      Самолеты вскоре полетели с такими скоростями, что летчики своими глазами увидели те явления, о которых раньше знали только ученые. Возникла необходимость создания самолета больших скоростей, который был бы приспособлен для установки на нем реактивного двигателя и не терял бы устойчивости и управляемости с ростом скорости.
      Чтобы уменьшить дополнительное сопротивление, возникающее при околозвуковых скоростях, и самолет мог летать быстрее, аэродинамики разработали новые формы крыльев. Форма самолета все время менялась. Современные скоростные самолеты — результат боль-
      того напряженного труда ученых, конструкторов, строителей самолетов и летчиков-испытателей.
      Самолету мало придать нужную форму. При околозвуковых скоростях самолет должен быть особо прочным. Значит, нужно подумать о том, из каких материалов и как его сделать. Приближение скоростей полета к звуковым заставило разработать и новые методы производства крыльев. Для больших скоростей необходимо тонкое крыло с очень острой передней кромкой. Такие крылья возможно будет, например, изготовлять коваными, а необходимую форму этому крылу придавать обработкой на станке. Особенно важным стал вопрос о гладкости поверхности крыльев. Пришлось поэтому отказаться от заклепок и освоить другие способы прикрепления обшивки — например, сваркой.
      О многом приходится позаботиться и подумать, когда строится новый скоростной самолет. Так, например, при небольших скоростях полета нагрев самолета от трения о воздух почти неощутим. А при больших скоростях он будет более заметным. Это нужно предусмотреть, чтобы нагрев не отразился вредно на самолете и на летчике.
      При первых опытных полетах со скоростями, близкими к скорости звука, на старых самолетах с реактивными двигателями (установленными вместо обычных поршневых моторов с воздушными винтами, на которые были рассчитаны эти самолеты) нарушалась устойчивость и управляемость.
      Вот какие враги подстерегали при первых опытных полетах летчика, проникшего в новую, неизведанную область — область больших скоростей. В ней свои, особенные законы, свои, особенные явления. Их надо было познать, овладеть ими, научиться применять их с полным знанием дела.
      Враг страшен тогда, когда его не знаешь. А если знаешь, каков он, можно найти и способы борьбы с ним.
      То, о чем мы рассказали, произошло бы при полете у «звукового барьера» на обычном самолете, с обычными формами. Так и бывало, когда реактивные двигатели ставились на обычные самолеты, предназначенные для обычных, поршневых моторов, для обычных, небольших скоростей.
      Долго так быть, конечно, не могло. Реактивному двигателю нужен и реактивный самолет. Такие самолеты есть теперь, они созданы советскими конструкторами, и наша авиация овладела большими скоростями.
      Современные реактивные самолеты приспособлены для скоростных полетов, не теряют устойчивости и управляемости. Какова их форма? У них сравнительно тонкие, часто отогнутые назад, — как говорят, стреловидные крылья. Оказалось, что стреловидные крылья обладают замечательным свойством: у них неприятности, связанные со сжимаемостью воздуха, возникают при более высоких скоростях, чем у других крыльев. Не только крылья, но и оперение у реактивных самолетов должно быть другое. Пока что оно еще похоже на обычное, но уже намечаются и совершенно новые формы. А расположение его и сейчас уже другое. Посмотрите на рисунок, где показаны формы новых самолетов: горизонтальное оперение поднято высоко, а вертикальное сдвинуто вперед или назад по отношению к горизонтальному.
      У большинства реактивных самолетов (одномоторных) двигатель помещают в задней части фюзеляжа. Кабину летчика тогда передвигают вперед, в носовую часть, которая поэтому вытягивается. А место кабины в средней части занимают баки с горючим.
      На скоростных высотных самолетах оборудуются герметические кабины, в которых искусственно создаются нормальные условия для работы летчика. В такой кабине экипаж, находясь на больших высотах, не испытывает никаких болезненных явлений, связанных с понижением давления и недостатком кислорода.
      Разработано особое управление для скоростных самолетов. Если не хватает у летчика силы повернуть руль, ему помогает в этом небольшой электрический двигатель или гидравлическое устройство, действующее давлением жидкости. Но на современном реактивном самолете нельзя пока всю работу доверить приборам — так, чтобы летчику оставалось только нажимать на кнопки. Летчик должен сам управлять машиной, «чувствуя» каждое ее движение, следить за тем, выполняет ли она его волю.
      Приборы только помогают летчику, выполняя часть работы по управлению рулями, а не заменяют летчика.
      Покинуть в случае необходимости самолет на большой скорости — тоже не простая задача. Сопротивление воздуха настолько велико, что летчик не может сам выбраться из самолета. Его приходится выбрасывать — катапультировать вместе с сиденьем. Патрон с небольшим пороховым зарядом выбрасывает кресло с летчиком из самолета. На мгновение летчик испытывает огромную перегрузку. Летчику необходимо закрывать свое лицо щитком — так велик встречный ветер при огромной скорости. Потом летчик освобождается от кресла и раскрывает свой парашют.
      Раньше думали, что человек не перенесет скорости больше 500 километров в час. Теперь скорости самолетов перевалили за 1000 километров в час — и летчики летают на них. Страшна не скорость — страшна перегрузка. Это усиленная тяжесть, которая возникает, когда скорость самолета или направление полета резко меняется. Во время изменения направления полета, например, при выходе из пикирования, возникает центробежная сила, которая тоже воспринимается летчиком как усиленная тяжесть.
      Тренировка помогает летчику легче переносить перегрузку.
      Для борьбы с вредным действием перегрузки устраивают специальные противоперегрузочные устройства, чтобы можно было легче переносить усиленную тяжесть.
     
      * * *
     
      Еще трудно предвидеть многие изменения, которые внесут большие скорости в авиацию. Но ясно главное: большие скорости неразрывно связаны с реактивными двигателями, которые помогут самолету пробить «звуковой барьер», летать быстрее звука и завоевать большие высоты.
      Турбореактивные двигатели будут широко применяться на скоростных самолетах. Газовые турбины с винтом найдут широкое применение на тяжелых самолетах и самолетах с меньшими скоростями. Тяжелые транспортные самолеты будут летать в стратосфере и пролетать большие расстояния без посадки.
      Возможно, что реактивные двигатели найдут еще и другое применение. Ученик Н. Е. Жуковского — академик Б. Н. Юрьев, один из первых конструкторов геликоптеров, предложил оригинальный проект реактивного винта. Реактивный винт самой простой конструкции работает так. Воздух через осевую втулку винта попадает в полые лопасти. Центробежной силой, развивающейся при вращении, воздух отбрасывается к концам винта, сжимается и поступает в маленькие камеры сгорания. Туда же по трубкам подается горючее. Продукты сгорания выходят через сопла и создают реактивную силу, вращающую винт. В более сложных схемах воздух сжимается предварительно компрессором, а затем поступает в винт. Реактивный винт имеет ту особенность, что даже при небольших скоростях полета концы лопастей имеют довольно большую скорость. Условия расходования горючего благодаря этому улучшаются. Правда, горючего в реактивном винте расходуется все же больше, чем в поршневом двигателе.
      От реактивного винта один шаг к реактивному ротору геликоптера. Газотурбинная установка реактивного геликоптера располагается в фюзеляже, а выхлопные газы направляются в ротор и вытекают через сопла на концах лопастей. Но можно расположить камеры сгорания реактивного двигателя и непосредственно на концах лопастей, а воздух подавать к ним от компрессора, приводимого в движение каким-либо двигателем.
      Смешанные силовые установки, в которые войдут и реактивные двигатели, будут применяться на многомоторных самолетах. Обычные моторы с винтами дадут возможность взлетать и набирать высоту. А когда они начнут «задыхаться» на большой высоте, придут в действие реактивные двигатели. Моторы выключены, винты поставлены так, что не мешают полету, и полет продолжается на одних реактивных двигателях.
      Но как далеко простирается область, где годны турбореактивные двигатели? Чьи владения — область скоростей, в несколько раз больших, чем скорость звука?
      Оказывается, что турбореактивный двигатель, как и поршневой двигатель, тоже годится до определенного предела. При полете с большими сверхзвуковыми скоростями воздух за счет скоростного напора сжимается настолько сильно, что компрессор становится не нужен.
      Мало того: на очень больших скоростях полета сам компрессор работает плохо. Он начинает хуже сжимать воздух. Если на взлете он создавал давление в ЗУ2 атмосферы, то при полете в три раза быстрее звука он может создать лишь вдвое меньшее давление. На смену турбокомпрессорному воздушно-реактивному двигателю при больших сверхзвуковых скоростях придет прямоточный воздушно-реактивный двигатель.
      Когда мы сравнивали поршневой и турбореактивный двигатели, то отмечали, что турбореактивный двигатель проще поршневого. Прямоточный двигатель устроен еще проще. Весит он гораздо меньше, чем турбореактивный, который, в свою очередь, значительно легче поршневого. Мощность его растет гораздо быстрее, чем скорость. И чем быстрее он летит, тем он становится выгоднее, тягу дает большую, а горючего тратит меньше. Но самая замечательная особенность прямоточного двигателя — исключительная простота устройства. Трудно найти двигатель, который был бы устроен проще. В поршневом двигателе были части вращающиеся и части, двигающиеся поступательно; в турбореактивном — только вращающиеся части. А в прямоточном двигателе нет ни поступательно двигающихся, ни вращающихся частей, за исключением вспомогательных механизмов для подачи топлива.
      До каких же скоростей простираются владения прямоточного воздушно-реактивного двигателя?
      Оказывается, что и для прямоточного двигателя есть предел. При полетах мешает сопротивление воздуха. Чтобы летать еще быстрее, надо летать выше — там, где воздуха почти нет и он не мешает полету. Этого-то и не могут сделать воздушно-реактивные двигатели. На больших высотах — там, где воздуха мало, — они начнут задыхаться так же, как раньше задыхался поршневой двигатель.
      Тогда на смену прямоточному двигателю придет жидкостный ракетный двигатель.
      Ракетные самолеты будут быстро набирать высоту и на больших высотах летать со скоростью в несколько тысяч километров в час. И, быть может, недалеко то время, когда будет дан старт беспосадочному кругосветному перелету ракетного самолета. Осуществится мечта великого летчика нашего времени Валерия Чкалова о полете вокруг земного шара.
      Сверхзвуковые скорости повлияют на внешнюю форму самолета и на его конструкцию. Каким же будет «сверхзвуковой» самолет? Пока на этот вопрос нельзя ответить совершенно точно. Но кое-что можно сказать уже сейчас. В будущем появятся самолеты — летающие крылья, у которых для уменьшения сопротивления все находится в крыле — и горючее, и реактивный двигатель, и экипаж. Такие летающие крылья тоже будут, вероятно, иметь стреловидную форму. Когда самолеты станут летать на очень больших высотах, то площадь крыльев у них будет уменьшаться. Самолет будет больше походить на артиллерийский снаряд. Эти самолеты-ракеты смогут летать с огромными скоростями. Летчик на таком самолете сможет увидеть «чудо»: Солнце, которое заходит на востоке. Самолет-ракета перегонит Солнце, если полетит быстрее, чем Земля вращается вокруг своей оси. От самолета-ракеты уже не так далеко и до межпланетного корабля, о котором мечтал Циолковский. Особенностью высокоскоростных самолетов будет то, что им придется брать с собой очень большой запас горючего, который израсходуется в полете. Вес самолета при приземлении будет гораздо меньше, чем при взлете, что облегчит посадку.
      Нас удивляют сейчас необычные формы самолетов будущего. Возможно, в будущем мы привыкнем и к необыкновенным самолетам, напоминающим своей формой быстрокрылую ласточку. Изменится конструкция и самолета и отдельных его частей.
      Авиация будущего широко использует атомную энергию, новейшие достижения науки и техники. И ракетные самолеты, созданные техникой завтрашнего дня, откроют новую эпоху в авиации — эпоху таких скоростей и высот, которые еще недавно показались бы фантастикой.
     
      * * *
     
      Как происходит полет на реактивном самолете? Вот как описывают свои впечатления очевидцы, которым довелось испытать ощущения такого полета на реактивном истребителе и реактивном бомбардировщике:
      «...На горизонте над кромкой синеющего леса показалась черная точка.
      Через мгновение эта черная точка превратилась в маленький юркий самолет. Он вихрем промчался над нами, сделал разворот и, почти не сбавляя огромной скорости, идет на посадку. Машина приземляется так ровно и стремительно, что кажется: со снежной горы высотой в несколько километров несутся какие-то диковинные сани. Первый, едва ощутимый толчок... Колеса коснулись земли... еще... еще толчок... Машина плавно катится по бетону.
      Теперь самолет стал похож на бешено мчащийся гоночный автомобиль. Струя беловатого газа, издали напоминающая пыль, еще более увеличивает это сходство. Стихает гул двигателя...
      ...Подошли техники в синих комбинезонах и стали готовить нашу машину к полету. Один проверил приборы в кабине летчика, осмотрел каждую пядь маленьких, сильно вытянутых назад крыльев. Второй исследовал сигарообразный обтекаемый корпус машины. Третий техник внимательно осмотрел сопло. С помощью длинного шланга самолет заправили горючим. И старший техник доложил, что все готово.
      Мы застегиваем ремни парашютов, садимся в кабины и привязываем себя к сиденью. На головах у нас кожаные шлемы, подбитые мехом. В каждом наушнике скрыта небольшая круглая трубка телефона — такая же, как в радионаушниках. На шее каждый из нас застегивает узкий ремешок с двумя небольшими черными кружками — ларингофонами. Когда мы разговариваем, колебания наших голосовых связок передаются мембране этих приборов и преобразуются в звук.
      При помощи телефона и ларингофона мы можем разговаривать и друг с другом и с командным пунктом на аэродроме. Над нашими головами выдвинулась прозрачная полукруглая крыша из плексигласса — небьющегося стекла... «К запуску! — говорит летчик. — От сопла!» — и поворачивает маленький черный переключатель — тумблер. Слышится ровный гул.
      — Вылет разрешаю... — слышен в наушниках голос дежурного.
      — Понял, — ответил летчик, и сразу же гул усилился.
      Потом раздался легкий шипящий звук — это летчик отпустил пневматические тормоза. Самолет вздрогнул и сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее понесся по бетонной дорожке... Трава, кустарник, домики, люди проносятся перед глазами. Скорость возрастает еще и еще; теперь уже ничего невозможно различить, все превращается в одну сплошную серо-зеленую ленту... Тело плотно прижимается к сиденью... Дух захватывает от такой «езды». И вдруг глухой рев двигателя становится тонким, звенящим, как струна. Мы в воздухе. Земля убегает вниз, потом поворачивается, как блюдце. Это летчик сделал разворот.
      Вдруг снова нарастает грозный гул низкого тона, а на плечи наваливается страшная тяжесть. Становится трудно дышать. Кажется, что нет такой силы, которая могла бы оторвать тело от сиденья. В окно видно, как удаляется земля. Самолет резко набирает высоту. Но все это длится одно мгновение. Тяжесть спадает, становится легко и приятно.
      Мы стремительно летим в ясном синем небе. С такой высоты отлично видна земля. Вот тоненькая черная ниточка железной дороги. Идет поезд. Очевидно, он мчится на всех парах, но нам кажется, что он стоит на месте.
      Автомобили, как крошечные черные букашки, пунктиром рассыпались по шоссе... Вот что-то серебристое мелькнуло внизу... Это речка, догадываемся мы.
      Многочисленные домики внизу.
      — Вы знаете, что это? — говорит летчик и называет пункт, который находится за несколько десятков километров от аэродрома.
      Уже?! А ведь прошло всего каких-нибудь три-четыре минуты!
      Внезапно земля стала приближаться. Невольно хочется уцепиться за ремни в кабине. Кажется, что стремглав летишь в бездну. Пол кабины как бы уходит из-под ног.
      Уже видна какая-то дорога... кусты... трава. Но вот самолет вышел из пике и пошел бреющим полетом в 10 — 15 метрах от земли. Затем снова летчик набирает высоту и, почти не снижая скорости, идет на посадку...
      Мы выходим из кабины. Какая тишина!
      Полет закончен. За 25 минут мы пролетели несколько сот километров...»
      «...Около реактивного бомбардировщика кипела напряженная работа. Технический состав заканчивал последние приготовления самолета к полету. Проверялась исправность вооружения, еще раз осматривалось специальное оборудование в кабинах летчика и штурмана. Воздушный стрелок-радист уточнял позывные аэродромной радиостанции, самолета и полигона.
      Большая скорость, на которой протекает полет реактивного самолета, требует от каждого воина умелых, точных и быстрых действий.
      Командир экипажа внимательно осматривает свою «двойку». Даже на земле реактивный бомбардировщик с устремленным вперед фюзеляжем, увенчанным фонарем штурманской кабины, с поблескивающими на солнце плоскостями создает представление о большой скорости.
      — Сколько бы раз ни приходилось подниматься в воздух, не могу обойтись без того, чтобы не полюбоваться этой замечательной машиной — плодом творческого труда советских людей, — говорит командир экипажа.
      К высоко расположенным на самолете кабинам летчика и штурмана механик приставил металлические лесенки. Застегнув лямки парашютов, забираемся в самолет. На своем рабочем месте располагается штурман. Глухо хлопает над головой крышка его кабины. В это время летчик запрашивает у руководителя полетов разрешение на запуск двигателей. Проходят мгновения, и корпус реактивного самолета начинает заметно содрогаться. Двигатели запущены. Мощный гул возник над аэродромом, за самолетом взвилось бурое облако пыли.
      — Выруливаем, — передает летчик экипажу по самолетному переговорному устройству.
      Бомбардировщик трогается с места и движется по рулежной дорожке к широкой бетонированной полосе, с которой предстоит взлетать.
      Гул двигателей становится все сильнее. Повинуясь опытной руке летчика, самолет начинает стремительный разбег. Вот он отрывается от бетонного покрова взлетной полосы. Именно в эти мгновения отчетливо возникает ощущение скорости реактивного самолета. Кажется, что отдаленный кустарник, постройки за рабочим полем аэродрома, вся зеленая земля будто бы поднимаются навстречу машине. И вот самолет уже расстался с землей. Наполняя воздух гулом турбин, он проносится над улицами города, идет над лесом. Стрелка высотомера быстро продвигается вперед — тысяча метров, две, три, четыре...
      Из просторной кабины штурмана отлично видна земля. Темные массивы леса, прорезанные реками и желтыми полосками дорог, стремительно уходят назад. Все больше и больше раскрывается горизонт. Штурман делает первые записи в бортжурнале и бросает внимательный взгляд на радиокомпас.
      Штурманская кабина реактивного бомбардировщика с установленным в ней прицелом, щитками приборов и всей остальной арматурой похожа на своеобразную лабораторию.
      Разворот на новый курс. За стеклами кабины появилось белое, слегка взлохмаченное поле облаков. В большие «окна» просматривается земля. На этой высоте свыше десяти градусов холода, но в герметически закрытой кабине тепло. Гул двигателей почти не ощутим. Только легкий равномерный свист слышится за бортом самолета. Но шум этот так незначителен, что можно свободно переговариваться в кабине и хорошо слышать друг друга.
      Через несколько минут самолет ложится на обратный курс. Стрелка указателя скорости передвинулась еще на
      несколько делений. Самолет быстро возвращается в район своего аэродрома, начинает терять высоту. Во время снижения несколько увеличивается нагрузка на организм. В ушах слегка позванивает. Вот и бетон посадочной полосы. Машина уже мчится по полосе, постепенно теряя скорость».
      Ежегодно в День Воздушного флота СССР огромное летное поле Тушинского аэродрома заполняют тысячи зрителей.
      Над полем в парадном строю пролетают спортивные, боевые, гражданские самолеты. Советские летчики демонстрируют свое непревзойденное летное мастерство. И вдруг в привычный гул авиационных моторов врывается новый звук, похожий на свист летящего снаряда. Над аэродромом проносятся необычные машины — без воздушных винтов... Мгновение, и они исчезают из виду, оставив на небе полоску дыма. Это самолеты нашей скоростной реактивной авиации.
      Отважные советские летчики в совершенстве овладели новой авиационной техникой.
      Много летчиков за освоение новой боевой техники, больших скоростей полета, высшего пилотажа на новых типах самолетов удостоено высоких правительственных наград.
      Фигуры высшего пилотажа на реактивном самолете были впервые выполнены советским летчиком И. П. Полуниным в 1947 году.
      Групповой пилотаж на реактивных самолетах впервые в мире осуществили советские летчики под руководством Н. И. Храмова.
      Из года в год растет искусство наших летчиков. Все более совершенные боевые машины видим мы на воздушных парадах.
      На состоявшихся в последние годы на Тушинском аэродроме воздушных парадах вновь были продемонстрированы достижения нашей скоростной авиации.
      «Второе — военное — отделение воздушного парада открылось индивидуальным пилотажем, выполненным с изумительной четкостью майором Лапшиным на реактивном истребителе. Взгляд едва успевал следить за полетом этой молниеносной машины.
      Точно вихрь, проносилась она над зеленым полем аэродрома, свечой взмывала вверх, стремительно падала
      к земле и снова набирала высоту, вращаясь вокруг своей оси, точно ввинчиваясь в голубую высь. Головокружительные эволюции совершались с поразительной четкостью, свидетельствуя о высокой выучке пилота, о его блестящем овладении новейшей техникой.
      В поднебесье возникает новая картина.
      Майор Фокин, летчики Гаврилов и Фитин на трех реактивных истребителях выполняют фигуры высшего пилотажа с быстротой, едва доступной для взора присутствующих. Требуются большая слаженность, смелость, высокие знания и мастерство, чтобы так красиво и искусно вести на колоссальной скорости реактивные самолеты. Вот они летят крыло к крылу, оставляя за собой характерный шелестящий гул. Летчики с большой высоты пикируют к земле, и зрители видят: отличная техника находится в надежных, умелых руках!
      Тройку сменяет пятерка реактивных истребителей под командованием подполковника Бабаева... В высоте они описывали петлю, переворачивались и снова стремглав мчались вниз, совершая переворот вокруг своей оси.
      Высоким творческим вдохновением был проникнут и пилотаж группы летчиков на девяти реактивных истребителях. Самолеты ввинчивались в небо, утопали в его лазурной глубине, внезапно меняли свое направление. Как изумительно согласованы были действия всех девяти машин! Какое выдающееся мастерство требуется, чтобы держать равнение, пролетая с исключительной скоростью! Группой реактивных истребителей командовал полковник Шульженко.
      ...Величественное зрелище представлял собой полет боевых реактивных самолетов.
      Вот на горизонте показалась девятка бомбардировщиков, за ней вторая, третья... Могучие воздушные корабли летели в красивом, четком строю, с быстротой, едва доступной наблюдению...
      ...То возникает, то мгновенно угасает своеобразный гул. В колонне девяток, соблюдая точные интервалы, над аэродромом проносятся реактивные самолеты-истребители».1
      1 Газета «Правда» от 24 августа 1953 г.
      «Бурю восторга вызывает демонстрация пилотажа на встречных курсах. Звенья разошлись в разные стороны и на огромной скорости устремились навстречу друг другу. Зорок глаз, тверда рука, крепки нервы летчиков, сидящих за штурвалами...
      Сколько отваги и знаний нужно, чтобы так смело и четко вести реактивные истребители!
      В поднебесье возникают пять точек. И вот уже новая боевая пятерка истребителей овладевает вниманием зрителей. Машины идут низко над землей и потом взмывают вверх, прямо к солнцу. На двухкилометровой высоте пятерка выполняет сложный переворот вокруг оси среднего самолета.
      Точность, расчет, красота, скорость — вот слагаемые этого мастерского полета»1.
      1 Газета «Правда» от 21 июня 1954 года.
      Советский Союз неуклонно проводит политику мира. Он не намерен ни на кого нападать. Ему чужды агрессивные замыслы. Однако, настойчиво борясь за дело мира, наше государство неустанно совершенствует и укрепляет свои вооруженные силы, чтобы обеспечить безопасность нашей Родины и быть готовыми дать сокрушительный отпор агрессору, который захотел бы нарушить мирную жизнь народов СССР.
     
      7. МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ПУТЕШЕСТВИЯ
     
      В ясную звездную ночь, когда небо усыпано миллионами звезд, у многих, кто смотрит на них, возникают вопросы: как далеко до звезд, можно ли до них когда-нибудь добраться?
      Когда мы видим нашу вечную спутницу — Луну, то кажется, что до нее совсем близко. В сильный телескоп поверхность Луны видна очень хорошо. Сигнал, посланный передатчиком радиолокатора, достиг лунной поверхности и, отразившись от нее, вернулся на Землю. Радиоволны оказались первыми межпланетными путешественниками.
      Благодаря работам советских астрономов мы смогли многое узнать о природе планеты Марс, где возможна жизнь. Предполагают, что на Марсе есть растительность.
      Вооруженный глаз человека проник на миллионы километров от родной планеты.
      Но сможем ли мы когда-нибудь сами побывать на других небесных мирах? Удастся ли вступить на поверхность Луны, узнать, что делается на той «ее стороне, которая никогда не бывает видна с Земли? Возможно ли привезти коллекцию марсианских растений?
      Осуществимы ли межпланетные путешествия?
      Теоретически проблема межпланетных путешествий решена уже давно. В арсенале техники найдены те средства, которые, несомненно, позволят осуществить перелеты на другие планеты. Достоянием прошлого стали всевозможные неосуществимые проекты космических кораблей, вроде снарядов гигантских метательных машин. С ракетой — подлинным кораблем Вселенной — твердо связывают теперь решение проблемы полета в мировое пространство.
      Скажем прежде всего о тех условиях, которые нужно выполнить, чтобы осуществить межпланетный полет.
      Главное препятствие для межпланетных перелетов — земное тяготение, которое нужно преодолеть, чтобы отправиться в мировые дали.
      Известно, что чем быстрее брошено тело, тем дальше оно пролетит. Снаряд сверхдальнобойного орудия вылетает из дула со скоростью около 1500 метров в секунду. Но быстрее снаряд полететь не может — его толкают пороховые газы, скорость которых тоже ограничена.
      Между тем, если бы удалось придать снаряду скорость около 8 километров в секунду, он вовсе не упал бы на Землю, а сделался ее спутником — маленькой искусственной Луной. При скорости свыше 11 километров в секунду снаряд удалился бы от Земли и полетел в мировое пространство, описывая замкнутую кривую. Можно было бы так рассчитать его путь, что он попал бы при этом на Луну, на планеты.
      Способ путешествовать на другие планеты найден: это скорость, помогающая преодолеть силу притяжения Земли.
      Таким образом, с точки зрения небесной механики для осуществления межпланетных перелетов необходимо получить вполне определенную скорость. Первой космической скоростью, которая обеспечит нам возможность вылета в межпланетное пространство, будет примерно 8 километров в секунду. Достигнув скорости от 11,2 до
      16,6 километров в секунду (при направлении вылета, совпадающем с направлением движения Земли по орбите), возможно осуществить полет на Луну и планеты нашей Солнечной системы. Скорости около 17 километров в секунду теоретически достаточно для перелета в другую Солнечную систему, ибо эта скорость освобождает небесный корабль из-под власти притяжения нашего Солнца.
      Для полета на другие планеты можно выбрать такой путь, что большую часть его ракета пролетит без затраты топлива — по инерции и под действием сил тяготения. Чтобы покинуть Землю, ракета должна преодолеть земное притяжение. Для этого ей понадобится набрать скорость, как мы сказали, около 11 километров в секунду.
      Затем, если двигатель ракеты не работает, она превратится в спутника Солнца и начнет обращаться вокруг него по эллипсу. Оказывается, можно так рассчитать время и направление запуска ракеты, что она при своем вращении вокруг Солнца встретится с Марсом, Венерой или другой планетой. Для посадки на планету придется тормозить движение, включая двигатель или используя сопротивление атмосферы.
      Первое условие осуществления межпланетных перелетов — достаточная скорость — неразрывно связывается со вторым, которое становится особенно жестким, когда речь идет о пассажирском космическом полете. Это второе условие — ограничение перегрузки, или, иначе, приращения скорости каждую секунду, пока она не дойдет до нужной величины. Необходимость соблюдения этого условия подчеркивает и опыт современной скоростной авиации, где перегрузка может быть весьма значительной. Такая перегрузка, воспринимаемая как увеличение веса, с трудом переносится человеком даже короткое время. Она вызывает нарушения деятельности сердца, работы центральной нервной системы, расстройство зрения, координации движений и т. д. При разгоне космической ракеты время действия перегрузки будет относительно большим, чем в авиации. Поэтому нужно обеспечить постепенный разгон и ограничить развиваемую при этом перегрузку допустимой, безопасной для организма человека величиной.
      Третье условие, которое ставит нам техника межпланетных перелетов, — это необходимость управления небесным кораблем в безвоздушном пространстве.
      В безвоздушном мировом пространстве нет опоры для движения корабля. Винт самолета отталкивается от воздуха, винт парохода — от воды. Но воздух, окружающий Землю, с высотой становится все менее плотным. На высоте 200 километров его плотность уже в миллион раз меньше, чем у поверхности Земли. Ни один винтовой самолет не смог бы подняться за атмосферу.
      Таковы три основных условия, к которым нужно добавить еще необходимость обеспечить нормальное существование экипажа в герметической кабине в течение длительного времени, а также защиту от возможных опасностей звездоплавания, с которыми придется столкнуться будущим межпланетным путешественникам.
      Есть основания предполагать, что техника сможет справиться с задачей обеспечения нормального существования экипажа ракетного корабля во время космического рейса. Опыт стратосферных полетов показал возможность жизни в герметических кабинах, хотя условия жизни на межпланетном корабле и имеют свои особенности. Некоторые зарубежные исследователи, кстати сказать, полагают, что человек не сможет вынести условий межпланетного полета. «Человеческая нервная система была бы далека от способности совладать с напряжением, таинственностью и странностью такого рискованного предприятия, и те, которые подвержены этому, могли бы легко сойти с ума и погибнуть», — пишет один из таких пессимистов, американец Фред В. Крафт. Но героические полеты наших стратонавтов и множество других смелых подвигов советских людей опровергают это утверждение.
      Осуществление межпланетного полета потребует большой предварительной работы и изыскания средств защиты от возможных опасностей.
      Нельзя забывать, что Землю бомбардируют небесные странники — метеоры. От них нас защищает воздушная броня нашей планеты — атмосфера. Благодаря своей большой скорости метеор обладает большой энергией, и столкновение с ним представляет опасность для ракеты. Хотя вероятность встречи с метеором в беспредельном мировом пространстве крайне мала, надо будет заранее подумать о защите от метеорной опасности.
      Можно полагать, что опасности, с которыми придется встретиться звездоплавателям — встречи ракеты с метеорами, вредное действие ультрафиолетовых лучей — не являются непреодолимым препятствием. Бронирование корабля, специальные стекла и защитные прослойки, поглощающие вредные излучения, смогут предохранить от этих опасностей, хотя, конечно, будущим межпланетным путешественникам нельзя не считаться с ними.
      Однако вернемся к основным условиям космического полета.
      Полвека назад знаменитый деятель науки К. Э. Циолковский опубликовал описание своей ракеты, которая отвечала всем требованиям, предъявляемым к космическому кораблю. Он создал и теорию межпланетных ракетных полетов. Тем самым он дал принципиальное решение задачи о межпланетном полете — задачи большой трудности и огромной важности.
      Ракета, прежде всего, позволяет получить большие скорости полета. Теоретически ее скорость при движении в безвоздушном пространстве ограничивается только запасом топлива. Наибольшая скорость, как доказал Циолковский, зависит от скорости истечения газов из ракетного двигателя и запаса топлива (по отношению к весу пустой ракеты). Расчеты показывают, что при использовании существующих топлив можно было бы получить скорость около 12 километров в секунду, если их запас будет в 193 раза превосходить вес самой ракеты. На практике эту цифру нужно было бы еще значительно увеличить, учитывая необходимость взлета с планеты при возвращении и другие условия.
      Современные ракеты на жидком топливе уже совершают подъемы на высоту в несколько сот километров — почти за атмосферу. Они развивают скорость около двух километров в секунду. Применение автоматики и газовых рулей позволяет направлять их полет в самых разреженных слоях атмосферы, где плотность воздуха ничтожна. Таким образом, практически доказана осуществимость идей К. Э. Циолковского о ракетном заатмосферном полете.
      Возможно ли достижение космической скорости современной ракетой на жидком топливе? Скорость ракеты, как мы видели, зависит от запаса топлива. В современной ракете вес топлива втрое больше веса самой конструкции, в ракетном самолете топлива запасено столько же, сколько весит сама машина. Достигнуть этого удалось благодаря успехам химии, металлургии, использованию опыта авиационной техники по созданию прочных, но легких конструкций. Однако на дальнейшее увеличение запаса топлива в ракетах рассчитывать трудно.
      Как же избежать трудностей, связанных с размещением в ракете потребного для межпланетного перелета запаса топлива?
      Путь также был указан Циолковским. Он предложил ракету устраивать составной — из нескольких отдельных ракет-ступеней. Одна из них — пассажирская, остальные — заполнены топливом. Каждая ракета-ступень имеет свой ракетный двигатель. Поочередно вступая в работу, ступени-ускорители разгоняют всю ракету до необходимой космической скорости. Отработавшие ступени опускаются на Землю. Пассажирская же ракета получает возможность, преодолев земное притяжение, полететь в мировое пространство.
      «Одиночной ракете, чтобы достигнуть космической скорости, надо давать большой запас горючего, — писал Циолковский. — Составная же ракета дает возможность или достигать больших космических скоростей или ограничиваться сравнительно небольшим запасом составных частей взрывания». Общий запас топлива всей ракеты распределяется между несколькими ступенями. Поочередно расходуя топливо каждой ступени, ракета постепенно увеличивает скорость, пока последняя ступень не наберет космическую.
      При спуске на планету, лишенную атмосферы, ракета тормозит свою скорость, направляя выхлопные газы в сторону, противоположную направлению ее движения. При спуске на Землю скорость гасится сопротивлением атмосферы: ракета описывает круги вокруг Земли, постепенно опускаясь все ниже и ниже. Когда скорость уменьшится до безопасной для планирования, кабина сможет отделиться от корпуса, выдвинуть крылья и, как планер, самостоятельно спуститься. В скафандрах — костюмах типа водолазных — межпланетные путешественники смогут высадиться на поверхность Луны, лишенной воздуха, или Марса, обладающего очень разреженной атмосферой.
      Так осуществится мечта о полете на другую планету, в другой мир, где никогда не ступала ни одна человеческая нога.
      Подсчеты показывают, что с помощью составной многоступенчатой ракеты возможно получить первую космическую скорость и забросить в межпланетное пространство полезный груз весом в несколько десятков килограммов. Этого достаточно, чтобы оборудовать небольшую автоматическую лабораторию с приборами для изучения солнечного и космического излучения и радиолокационным передатчиком для связи с Землей.
      Спутник Земли предполагается использовать и для целей телевидения и дальней коротковолновой радиосвязи — в качестве промежуточной станции для трансляции телевизионных передач, что позволило бы сильно увеличить их дальность. Отраженные им радиоволны могли бы, по возвращении на Землю, быть принятыми на огромном пространстве. Даже кратковременные подъемы ракет на большие высоты дали уже, как мы видели, немало ценных результатов. Естественно, что постоянные наблюдения с помощью ракеты — спутника Земли — смогут дать неизмеримо более важные для науки и практики результаты. Изучение влияния Солнца на жизнь Земли и самых высоких слоев атмосферы имеет огромное значение для метеорологии и радиосвязи; проблема космических лучей, излучения, приходящего из глубин мирового пространства, — одна из интереснейших проблем современной науки.
      Ракета, вылетевшая с людьми за пределы атмосферы и ставшая спутником Земли, позволит устроить летающую астрономическую обсерваторию. На ней можно будет вести исключительно интересные наблюдения планет и звезд, изучать космические лучи, солнечное излучение и т. д. Из частей ракет, посланных с Земли, возможно собрать «небесное жилище» — внеземную станцию для научных наблюдений, оборудовав на ней оранжерею, снабжающую плодами для питания, и создав все необходимые условия для жизни и работы в такой необычной научно-исследовательской лаборатории. Внеземная станция будет служить и для заправки топливом ракет, отправляющихся далее в межпланетные рейсы.
      Поэтому достижения ракетной техники, открывающие возможность создания искусственного небесного тела заатмосферной лаборатории в межпланетном пространстве, несомненно, уже в ближайшем будущем помогут нам сделать новые шаги в изучении и покорении природы.
      Известен проект двухступенчатой ракеты с пассажиром. По этому проекту скорость второй ступени к концу работы двигателя должна была достигнуть около 4 километров в секунду.
      Как видим, это уже только вдвое меньше первой космической скорости, при которой ракета становится спутником Земли. Хотя этот проект осуществлен не был, но он показывает уровень современных технических возможностей. Использование более эффективных топлив и атомной энергии, дальнейший прогресс ракетостроения смогут сделать вылет в межпланетное пространство ракеты с пассажиром делом относительно ближайшего будущего.
      В технической литературе обсуждаются возможности постройки ракеты-спутника, на котором можно было бы поместить не только автоматические приборы, но и экипаж.
      В связи с этим становится актуальной проблема сооружения станции вне Земли — научно-исследовательской лаборатории с людьми. Вопрос этот тем более важен, что станция, на которой ракета может пополнить в пути запас топлива, значительно облегчает решение задачи межпланетных перелетов.
      Так, по одному из проектов лунный перелет будет состоять из трех этапов с промежуточной остановкой на станции. Благодаря этому вес ракеты снижается примерно в 2,5 раза. Реализация подобного проекта уже может быть доступна технике ближайшего будущего.
      Со временем наступит очередь освоения мирового пространства. Ракеты доставят части внеземной станции. Возникнет остров в небе: жилые помещения, оранжерея, электростанция, использующая солнечную энергию, лаборатории, обсерватория, радиоустановки, ракетодром... На этой искусственной планетке создадут все условия для нормальной жизни: там будет атмосфера, пища, вода, свет, тепло.
      Растения очищают воздух, поглощают отбросы и дают питательные плоды. Из воздуха, обычно всегда насыщенного водяными парами, особые аппараты добывают воду. Запасы воды и продуктов взяты с «Большой Земли» — родной планеты. Свежие овощи и фрукты, выращенные под щедрыми лучами Солнца, разнообразят стол, берегут здоровье жителей острова. Тяжесть на маленьком небесном теле ничтожно мала, но ее можно получить искусственно, если заставить остров вращаться — центробежная сила даст нужный эффект, ощущение силы тяжести желаемой величины. Солнце даст энергию, свет, тепло. Радио свяжет остров с Землей.
      Вооруженные новейшей астрономической техникой, ученые поведут разведку Космоса. Отсюда полетят к планетам сначала автоматические, а затем и пассажирские ракеты. Со временем, возможно, и на Луне возникнет подобная станция, где астрономы будут изучать Вселенную. Луна, ближайшая наша соседка по небу, станет форпостом науки в мировом пространстве и базой для путешествий в Солнечной системе.
      Что же касается более отдаленных перспектив, то нужно иметь в виду и тот путь получения больших скоростей, который открывает перед нами использование атомной энергии. До сих пор, говоря о скорости ракеты, мы считали ее зависящей лишь от относительного запаса топлива. Но она зависит и от скорости истечения продуктов сгорания.
      В ракетных двигателях использование атомной энергии обещает получение весьма высоких скоростей истечения газов, а значит, и скоростей полета ракет. Современные топлива дают скорость истечения 2000 — 2500 метров в секунду; вообще же, используя химическое топливо, повидимому, нельзя будет ее увеличить более, чем примерно в два раза. Ориентировочные подсчеты показывают, что с помощью атомной энергии может быть достигнута значительно большая скорость истечения.
      Трудностью здесь является чрезвычайно высокая температура в камере сгорания атомного ракетного двигателя. В камере сгорания современного ракетного двигателя на жидком топливе развивается температура около 4000°, в атомном же двигателе температуры будут намного больше. Ракета может испариться, если быстро не отвести это тепло.
      Найти способы борьбы с высокой температурой, а также защиты от вредных радиоактивных излучений, выделяющихся при атомном распаде, и будет задачей атомно-ракетной техники будущего.
      Однако и здесь намечаются пути преодоления трудностей. Одним из таких путей явится, вероятно, применение пористых материалов с большой площадью поверхности, хорошо отводящей тепло.
      Возможно, что в дальнейшем сконструируют и такие ракетные двигатели, в которых получение движущей струи не сопровождается выделением тепла. Не горячие газы, а поток мельчайших электрически заряженных частичек, разгоняемых создаваемыми нами электрическими силами до огромных скоростей, служил бы для создания тяги. Конечно, о подобных двигателях пока можно говорить лишь как о проблемах далекого будущего, так как в этой области предстоит длительная исследовательская и конструкторская работа. Отметим, что мысль об использовании в космической ракете отдачи быстрых частиц высказывалась Циолковским.
      Наука и техника справятся с задачами, которые встанут перед ними в связи с развитием атомной энергетики.
      Так со временем мы получим возможность путешествовать на планеты. Познание человека беспредельно, и межпланетные путешествия еще больше расширят наши знания об окружающих мирах.
      Использование атомной энергии откроет новые возможности достижения чрезвычайно больших скоростей и осуществления межпланетных путешествий. К, Э. Циолковский считал, что мощные источники энергии обещают в будущем даже осуществление межзвездных перелетов. Новейшие открытия «астрономии невидимого», установившие существование спутников звезд, планетных систем, возможно, подобных нашей, делают мысль о таких перелетах еще более интересной. Конечно, это — дело техники, быть может, очень далекого будущего. Но, как говорил А. М. Горький, мы живем в эпоху, когда расстояние от самых смелых фантазий до самой реальной действительности сокращается с поразительной быстротой.
      Таковы заманчивые перспективы межпланетных путешествий. Проблема полета во Вселенную благодаря трудам наших отечественных ученых из области фантазии перешла в область науки и техники.
     
      * * *
     
      Вслед за ракетами с приборами будет осуществлена постройка пассажирской ракеты, которая сможет вылететь в мировое пространство. Полет на Луну, особенно с высадкой на нее, а не только облетом, задача более сложная, но и она будет решена техникой недалекого будущего. Наступит очередь и полетов на планеты. Циолковский писал в 1935 году, что многие из нас будут свидетелями первого заатмосферного путешествия. Эти его слова претворятся в жизнь.
      Много интересных идей в области межпланетного летания выдвинул и разработал Константин Эдуардович Циолковский.
      Циолковский разработал как общее устройство межпланетного ракетного корабля, так и отдельные его части — двигатель, корпус, управление и другие. Он рассмотрел условия полета — как ракета будет взлетать, садиться на Луну и планеты и возвращаться на Землю, как будут чувствовать себя пассажиры во время полета и как обеспечить им нормальные жизненные условия — дыхание, питание и другие.
      Работы Циолковского доказали, что полет на Луну или планеты не фантазия, а осуществимая для науки и техники задача. Продолжатели дела Циолковского — советские ученые и инженеры — также внесли много нового в решение этой задачи.
      Циолковский предложил проект космического ракетного поезда — соединения нескольких ракет, которые работают поочередно. Постепенно, одна за другой, они расходуют свое горючее и возвращаются на Землю. И только передняя ракета, набрав большую скорость, отправляется -в далекий путь. Она может достигнуть первой — «круговой» космической скорости и стать спутником Земли или даже спутником Солнца, совершить путешествие в Солнечной системе, приблизиться к Луне или планетам.
      Циолковский разрабатывал также идею космической эскадрильи — соединения нескольких ракет, которые работают одновременно. Израсходовав половину своего горючего, эскадрилья делится на две части. Одна половина ракет передает оставшееся горючее другой половине и возвращается на Землю. Другая половина ракет, с полным запасом горючего, продолжает полет. Снова и снова повторяется то же самое, пока последняя из ракет не наберет достаточную скорость, чтобы отправиться в далекий путь.
      Эти идеи Циолковского направлены к тому, чтобы облегчить получение необходимой космической скорости, позволяющей оторваться от Земли и отправиться в межпланетное пространство.
      Еще одна интересная идея была выдвинута Циолковским. Это идея внеземной станции, которая может быть и базой для будущих межпланетных кораблей.
      Еще в своих первых сочинениях он описал, как ракета, вылетев в мировое пространство, сможет стать внеземной станцией, на которой людям будут обеспечены условия для нормального существования.
      Проекты внеземных станций различных конструкций разработаны учеными и инженерами ряда стран.
      Разнообразные теплосиловые и теплоэлектрические установки на таких станциях смогут использовать неисчерпаемую энергию Солнца.
      Солнечная энергия, говорил Циолковский, рассеивается кругом почти бесплодно. На Землю ее падает в 2,2 миллиарда раз меньше, чем испускает Солнце. Мысль использовать эту, сейчас бесполезную для нас и практически неисчерпаемую энергию, поставить на службу человеку огромные энергетические ресурсы и привлекала Циолковского. Он нарисовал картину завоевания межпланетных пространств, возможность которого им была установлена непреложным и точным языком математики.
      Он мечтал о том, как люди завоюют межпланетные пространства, будут использовать безграничные богатства Вселенной, о том, как Солнце будет творить чудеса для человека: выращивать прекрасные плоды в небесных оранжереях, двигать небесные жилища-корабли...
      Циолковский мечтал о моторах без топлива, электричестве без горючего, о фабриках и заводах, где все делает Солнце. Он мечтал о том, как телескоп и фотография за атмосферой покажут нам новые небесные чудеса и расширят наши астрономические знания.
      Слабая тяжесть позволит наладить на внеземных станциях самые сложные производства. Различные лаборатории на станциях поведут научные работы, исследуя межпланетное пространство. Со станций будут отправляться ракеты в далекий путь — на Луну и другие планеты — и возвращаться с богатейшими научными материалами.
      Циолковский понимал, сколько трудностей стоит на пути завоевания межпланетных пространств. Но он твердо верил, что мечта его осуществится, что человечество сумеет освоить космические просторы.
      Вот как представлял он себе пути завоевания неба: сначала полеты в стратосферу, потом полет за пределы атмосферы. Устройство внеземных станций позволит использовать энергию Солнца для самых разнообразных целей, в том числе и для передвижения по всей Солнечной системе. В будущем можно будет посетить маленькие планеты — астероиды, которые станут базами в межпланетном пространстве.
      Так человечество начнет завоевание Вселенной.
      Циолковским и другими учеными рассмотрены самые разнообразные вопросы, касающиеся межпланетных полетов, начиная от путей будущих космических кораблей и кончая условиями жизни и полета в межпланетном пространстве.
      Как же может происходить межпланетный перелет? Циолковский описал такой перелет в своей научно-фантастической повести «Вне Земли» и других своих работах. «Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка, — писал он. — За ними шествует научный расчет. И уже в конце концов исполнение венчает мысль».
      После опытных полетов на большие высоты ракета с пассажирами совершит круговой облет Земли. Вслед за ней отправится в первый межпланетный полет н большая пассажирская ракета.
      Представим себе, что межпланетная ракета уже построена, испытана и отправляется в первый космический рейс. Когда заработал ракетный двигатель и космический корабль оторвался от Земли, путешественники почувствовали, что они сильно «прибавили в весе», отяжелели. Это получилось потому, что скорость ракеты непрерывно меняется, возрастает, возникает ускорение, которое воспринимается как усиленная тяжесть.
      Пассажиры ракеты помещены в предохранительные костюмы, в которых легче переносится ускорение. Ракета, постепенно ускоряя свое движение, достигла скорости 8 километров в секунду — в несколько раз больше скорости артиллерийского снаряда. Двигатель кончил работать, наступила мертвая тишина... и тяжесть исчезла!
      Все не прикрепленные к стенкам кабины предметы висят в воздухе. Вода не льется из опрокинутой бутылки, а когда ее встряхнут, водяные шары плывут в разные стороны.
      Почему же, как будто в награду за только что перенесенную увеличенную тяжесть, последняя исчезла совсем?
      «Сила земного тяготения действует одинаково на ракету и находящиеся в ней тела. Поэтому нет разницы в движении ракеты и помещенных в ней тел. Их уносит один и тот же поток, одна и та же сила, и для ракеты как бы нет тяжести», — говорил Циолковский.
      Ракета и все, что в ней находится, двигается под действием притяжения небесных тел с одинаковой скоростью.
      Снятый со стола предмет повиснет в воздухе. Он не может упасть на стол кабины, потому что двигается с той же скоростью, с которой ракета летит в мировом пространстве.
      Для пассажиров ракеты тяжесть исчезла. Они могут свободно летать в кабине: достаточно небольшого усилия, легкого толчка — и человек плывет по воздуху.
      Путешественники открывают ставни и смотрят через толстые стекла иллюминаторов. С одной стороны они видят Солнце и звезды на черном небе, с другой — гигантский голубоватый земной шар.
      Ракета облетает вокруг Земли, и пассажиры видят, как проносится под ними гигантская рельефная карта, окутанная пеленой облаков.
      Затем, пустив в ход двигатели, ракета направляется к Луне... Луна стала расти, быстро приближаясь. Отчетливо вырисовываются ее цирки, кратеры, ущелья... Путешественники видят невидимую с Земли половину Луны.
      Струя газов из двигателя направлена в сторону Луны. Скорость ракеты уменьшается, она постепенно опускается на лунную поверхность.
      В скафандрах — костюмах, не пропускающих воздуха, — люди ступают на Луну, производят различные исследования.
      Закончены научные наблюдения. Пора возвращаться на родную планету.
      При посадке скорость ракеты уменьшается благодаря сопротивлению атмосферы. Постепенно снижаясь, космический корабль описывает эллипсы вокруг Земли, а затем планирует на ее поверхность.
      ...Еще огромные трудности стоят на пути решения задачи межпланетных путешествий.
      «Нужно сознаться, что безмерны трудности получения космических скоростей и полета за атмосферу. Но что этого можно достигнуть, в этом нельзя сомневаться: все данные науки за это. Вопрос только во времени», — говорил Циолковский.
      Нет сомнения в том, что наша техника решит проблему полета в мировое пространство. Открытие новых источников энергии, использование энергии атома поможет осуществить межпланетные полеты.
      Будут у нас и межпланетные ракетные корабли. Исполнятся пророческие слова Циолковского:
      «Сначала будут полеты в стратосфере, потом — за атмосферой. Затем удаление от нее на лунную орбиту. В конце концов человечество будет путешествовать в Солнечной системе. Рано или поздно победа будет одержана!»
      И успехи советской науки и техники — самой передовой в мире — укрепляют уверенность в том, что близко время, когда осуществится первый космический рейс, когда человечество начнет покорение Вселенной.
     
     
      ЗАКЛЮЧЕНИЕ
     
      Мы живем в чудесное время, когда осуществляются самые смелые мечты человека. То, что еще недавно существовало лишь в научно-фантастических романах, становится теперь действительностью.
      В одном из своих выступлений президент Академии наук А. Н. Несмеянов нарисовал картину будущих завоеваний науки и техники. Представьте себе, говорил он, что в быстром темпе решаются задачи уничтожения болезней, покорения пустынь и неиспользованных пространств Севера. Новые мощные источники энергии служат человеку. Далеко идущая автоматизация освобождает человека от тяжелого и утомительного труда. Исчезает подземный труд. Заводы-автоматы дают продукцию без затраты человеческой работы. Рационально поставленное земледелие и химия в изобилии снабжают население необходимыми продуктами.
      Что это — страницы фантастического романа? Это — как раз то, над чем работает советская наука. «Наука достигла такого состояния, — сказал А. Н. Несмеянов, — когда реальна посылка стратоплана на Луну, создание искусственного спутника Земли...»
      Ракеты стали подниматься на сотни километров. Реактивные самолеты уже летают со скоростями, близкими к скорости звука. Машины сверхзвуковых скоростей — ближайшая перспектива авиационной техники.
      Теперь, когда полеты на неизведанные высоты с огромными сверхзвуковыми скоростями не за горами, близится к осуществлению и смелая мечтаю межпланетных полетах.
      Над необозримыми просторами нашей Родины помчатся ракетные самолеты. Почтовые и грузовые ракеты будут перебрасывать почту и грузы из одного конца страны в другой за несколько часов. Настанет день, когда ракета отправится в первый космический рейс, когда будет создана станция вне Земли.
      Только сейчас, оглядываясь на прошлое ракеты — от фейерверка и «огненной стрелы» древних до дальнобойной ракетной артиллерии, от первых проектов реактивных летательных аппаратов до реактивных самолетов сегодняшнего дня, от небольших опытных ракет до современных высотных ракет, разведчиков атмосферы, — можно оценить гигантский труд, вложенный смелой человеческой мыслью в создание новой отрасли техники. И только сейчас можно понять и оценить великую роль русской науки и техники, которые помогли добиться этих выдающихся успехов.
      Но нельзя забывать, что империалисты стремятся использовать ракетную технику, как и атомную энергию1 для массового истребления людей. Нельзя забывать о таких новых видах вооружения, как ракетное оружие, которое современная техника позволяет использовать на тысячи километров, не прибегая к самолетам, а также торпеды с атомными зарядами и другие.
      1 Энергию, выделяющуюся при самопроизвольных, а также вызванных искусственным путем превращениях ядер атомов, называют атомной энергией, а оружие, действие которого основано на использовании атомной энергии, — атомным оружием.
      Различают два вида атомного оружия: атомное оружие взрывного действия и боевые радиоактивные вещества.
      Применение атомного оружия взрывного действия возможно в виде атомных бомб, атомных артиллерийских снарядов, торпед, ракет и самолетов-снарядов. Боевыми радиоактивными веществами могут снаряжаться авиационные бомбы, ракеты, артиллерийские снаряды и мины.
      Атомное оружие по своему поражающему действию значительно превосходит обычные виды оружия, но и от него имеются простые и надежные способы защиты. Войска, хорошо подготовленные к действиям в условиях применения атомного оружия, могут успешно выполнять свои боевые задачи.
     
      И, неустанно борясь за мир во всем мире, Коммунистическая партия и Советское правительство учат советский народ неустанно укреплять активную оборону нашей Родины от посягательств ее врагов.
      Непрестанно совершенствуют свою боевую выучку воины Советской Армии и Военно-Морского Флота, располагающие новейшей военной техникой. У нас есть все необходимое для того, чтобы дать сокрушительный отпор врагу, если он осмелится прибегнуть к агрессии.
      Наши Вооруженные Силы, впитав в себя богатый опыт Великой Отечественной войны и успешно овладевая новейшей военной техникой и новым оружием, полученными благодаря заботе нашего Правительства и плодотворным усилиям ученых, инженеров, конструкторов и работников промышленности, немало сделали в повышении своей боевой готовности.
      Ракетная техника, как и остальные виды новой техники — радиолокация, атомная энергетика и другие, — служит у нас и будет служить делу охраны мирного созидательного труда, развития экономики и культуры, средством научного и технического прогресса в интересах счастья и процветания нашей великой Родины.