Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2000 № 04

• Название: Юный техник, 2000 № 04
• Автор: Журнал «Юный техник»
• Жанр: Периодические издания
• Год: 2000

Популярный детский и юношеский журнал.

---

И парашюты, и крылья, в том числе надувные, нужны для того, чтобы погасить при посадке скорость космолета. А для этого есть и другие способы.

В марте 1999 года американская компания «Ротари Рокет», которую возглавляет известный специалист по аэрокосмической технике Гарри Хадсон, продемонстрировала опытный образец оригинального 135-тонного двухместного космического корабля многоразового использования.

В отличие от традиционных «Шаттлов» новый корабль, получивший название «Ротон», не имеет узлов, отстреливаемых во время полета. Весьма оригинальна и двигательная установка аппарата. Ее основой служит 7-метровый вращающийся диск, по окружности которого размещено 96 ракетных двигателей, каждый из которых имеет камеру сгорания размером не больше… консервной банки.

Компоненты топлива — керосин и жидкий кислород — поступают в них под действием центробежной силы. Для этого перед взлетом диск с двигателями раскручивают от внешнего привода. Вращение диска в полете поддерживается благодаря тому, что каждое из сопел чуть отклонено в одну сторону. Возникающий гироскопический момент помогает кораблю устойчиво держаться на курсе.

Корпус нового аппарата почти целиком изготовлен из композитного материала на основе углеродных волокон и эпоксидных смол. Благодаря этому он получился очень легким и в то же время прочным.

После того, как экипаж выполнит полетное задание, он начинает готовиться к спуску. Для этого «Ротон» разворачивают задом наперед. Тяговые двигатели становятся теперь тормозными, и корабль постепенно начинает спускаться с орбиты по пологой спирали. Перед входом в плотные слои атмосферы экипаж раскрывает четыре складывающиеся 7-метровые вертолетные лопасти, расположенные на носу (который стал при спуске кормой). По мере того, как нарастает плотность окружающего воздуха, лопасти раскручиваются, тормозя падение аппарата. И он совершает плавный спуск в режиме авторотации (то есть лопасти вращаются свободно, без помощи двигателя).

Впрочем, в будущем Хадсон намерен увеличить длину каждой лопасти до 9,5 метра и установить на их концах небольшие реактивные двигатели. Экипаж аппарата получит возможность не только маневрировать при спуске, но взлетать по-вертолетному. И лишь на высоте около 5 километров астронавты запустят основные ракетные двигатели и поднимутся на орбиту.

В настоящее время опытный образец «Ротона» проходит всесторонние испытания. Прежде всего отрабатываются приемы мягкой посадки. С этой целью «Ротон» уже несколько раз спускался с самолета-носителя на вертолетных лопастях. Кроме того, в августе 1999 года на испытательном полигоне Мохаве, штат Калифорния, летчики включали основные двигатели, совершив 5-минутный полет на высоте около 3 метров.

К середине 2000 года компания «Ротари Рокет» планирует построить еще три «Ротона». Один из них послужит тренажером для подготовки экипажей, а два других готовят к полномасштабным полетам в космос.

Хадсон надеется, что каждый из таких аппаратов сможет совершить до 100 запусков на орбиту без капитального ремонта.

Приземление «Poтона» конструкторы видят таким..

Посадка на «подушку»

Слов нет, «Ротон» во многом близок к идеалу. По крайней мере, теоретически. На практике же многих инженеров беспокоит проблема прочности вертолетных лопастей, которым в довершение к традиционным перегрузкам придется испытать на себе еще и тепловой удар при погружении в плотные слои атмосферы. Будут ли они служить достаточно надежно?

Ведь и на обычных вертолетах ротор является наиболее уязвимым, ненадежным элементом всей конструкции…

Кроме того, не станем забывать, близок день, когда космический корабль с космонавтами на борту отправится в полет к другим небесным телам. На Луне атмосферы практически нет, на Марсе она весьма разрежена… Так что ротор годится далеко не всюду.

Наиболее универсальным средством как старта, так и приземления на сегодняшний день остаются реактивные двигатели… Они включаются перед самым приземлением и сводят скорость движения к нулю.

Ну а в дополнение к ним хорошо бы еще добавить некое посадочное устройство типа телескопических ног или, скажем, подушки. Не удивляйтесь, идея подушки тоже заимствована у парашютистов. Некоторые асы в старые добрые времена брали с собой в полет небольшие кожаные подушечки. При спуске они подсовывали их под ремень, чтобы было удобнее сидеть на подвеске. А перед самым приземлением бросали себе под ноги, смягчая толчок приземления.

Вот и ныне инженеры приходят к мысли, что снизить скорость и мягко посадить космический корабль с помощью ракетного тормозного двигателя технически сложно. Для этого величина тяги двигателя должна плавно изменяться в широком диапазоне.

Роль буфера при посадке могут выполнять гидравлические опоры, подобные стойкам шасси современного вертолета. Именно такая система была опробована при посадке «Орла» на Луну.

Есть еще одно посадочное средство, о котором стоит рассказать подробнее. Это надувные эластичные баллоны, прикрепленные к космическому кораблю. Именно на них он и садится. Такой способ был использован при посадке американского зонда на поверхность Марса.

Перегрузку аппарата при посадке на баллон действительно можно уменьшить до незначительных величин, если высота баллона будет велика, а площадь опоры мала. Но такой баллон неустойчив. Подобно тонкому стержню, он легко может прогнуться и опрокинуться. А короткий баллон с большой площадью опоры плохо гасит перегрузки. Конструкторы должны найти «золотую середину», чтобы баллон был устойчив, а перегрузки незначительны.

Однако это еще не все. Космическому кораблю грозит еще одна опасность: полностью погасив скорость, он может вновь подпрыгнуть как мячик. Нужно очень тщательно подобрать время, когда необходимо разорвать оболочку баллона и выпустить газ.

Несколько слое о форме баллонов. Во многом она зависит от способа посадки космического корабля. Если он опускается строго перпендикулярно поверхности планеты, лучше применить вертикальный цилиндрический баллон с постоянным давлением. Но вполне возможно, что космический корабль садится не строго вертикально, а с боковой скоростью. В этом случае, коснувшись поверхности планеты, вертикальный цилиндр изогнется, а его оболочка может порваться. Надежнее совершать посадку на баллон в виде полусферы. Объем же баллонов может быть сравнительно невелик.

Например, для мягкой посадки лунной кабины весом около трех тонн потребуется баллон с объемом менее трех кубических метров.

Станислав НИКОЛАЕВ, инженер

Художник В.КОЖИН

Тайна летающего льда

Слышал, что в Италии, Испании, Японии и других странах с неба падали глыбы льда. Есть ли хоть какое-то объяснение этому феномену?

Виктор Разоренов,

г. Санкт-Петербург

Это необычное природное явление поставило в тупик многих исследователей. До сих пор к рассказам о гигантских кусках льда, падающих на землю с ясного неба, большинство ученых не относилось всерьез. Однако в начале этого года явление приобрело такой масштаб, что отмахнуться от него стало невозможно. На глазах у сотен очевидцев огромные «ледяные камни» упали посреди поля для игры в гольф вблизи Рима.

Чуть позже в городе Анкона чудом не погиб рабочий, которому ледяная глыба обрушилась почти на голову. Кроме того, сообщения о «летающем льде» поступили из Венеции, Болоньи и некоторых других городов Италии…

Так, скажем, в урок естествознания под открытым небом неожиданно превратились занятия в средней школе в городке Сан-Мартино ди Лупари (Северная Италия). Ученики и учителя выбежали из школы после того, как здание сотряс сильнейший удар. На улице увидели осколки огромной ледяной глыбы, а в металлической кровле школы обнаружили впечатляющую вмятину.

Ледовой бомбардировке подверглись и испанские области Валенсия, Астория и Андалусия, а также небольшой городок Мостолес, расположенный в 20 км от Мадрида. Газетчики вспомнили, что в архивах хранятся десятки свидетельств, рассказывающих о подобных происшествиях.

Например, газета «Труд» несколько лет назад писала об огромной (размером с сарай) глыбе льда, упавшей в Татарии, на территории Азнакаевского лесхоза. В 1996 году несколько ледовых глыб упало возле школы и близлежащих домов в предместье Токио. Причем в течение примерно двух недель ледовые «гостинцы» обнаруживались настолько регулярно, что дирекция школы велела учащимся являться на занятия только в защитных шлемах и касках.

Первое, о чем подумали эксперты, занявшиеся поисками объяснений этого явления, — это то, что падающие глыбы — разновидность града. Однако специалисты по физике атмосферы отвергли подобное объяснение.