[pic]

Стратоплан для
космолета

Реферат по введению в авиационно-
космическую технику
Студент группы 03-109 Михеев Павел.

…Во второй полвине 50-х годов было принято говорить и писать о
соревновании в космосе между Советским Союзом и США. Прошли годы, титула
«космических держав» удостоились Китай, Франция, Индия, на околоземных
орбитах побывали представители многих стран, пока еще не обладающих
собственными ракетами или многоразывыми кораблями. Вместе с тем
увеличивается и число членов международного » космического клуба» . В
частности, к вступлению в него уже подготовилась и Германия.

В 20-е годы мир переживал своего рода космический бум. Один за другим
выходили романы о межпланетных путешествиях (вспомните хотябы «Аэлиту» А.
Толстого), возникали общества исследователей других планет, в газетах
появлялись сенсационные известия известия о таинственных световых
сигналах, якобы присланных с Марса, о пришедших ниоткуда радиособщениях,
никак не поддающихся расшифровке.
Во многих странах инженеры и изобретатели принялись эксперементировать
с ракетными двигателями, работавшими на твердом и жидком топливе. В
нашей стране этим занимались Ф. Цандер и С. Королев, в США — Р. Годдард, в
германии — И. Венигер и Г. Оберт.
Однако вскоре ажиотаж вокруг космоса и реактивной техники сменился
покрытыми мраком секретности работами над новыми видами вооружений,
авиационных моторов.Уже в 1938-1941 годах состоялись первые полеты
опытных летательных аппаратов в Германии, Италии и СССР — с реактивными
двигателями. В нашей стране были сосданы реактивные системы залпового
огня для Красной Армии и реактивные снаряды для авиации.
В нацисткое Германии в 1943 году под руководством В. фон Брауна создали
одноступенчатую баллистическую ракету А-4 (она же «Фау-2») массой 12,9
тонн. Она преднозначалась для бомбардировки Лондона и других крупных
промышленных центров с дистанции 260 км.
После войны некоторые образцы ракетного оружия, научные материалы,
виднейшие специфлисты, в том числе и фон Браун оказались за океаном, в
США. Что же касается ФРГ и ГДР, то там хоть и занимались исследованиями
космоса, но ничего даже отдаленно напоминающего баллистические ракеты не
было создано. И первые немецкие космонавты на околоземные орбиты на
советском «Союзе» и американском «Шаттле».
Лишь сравнительно недавно стало известно, что в ФРГ вовсю идут
исследования и практические работы над аэрокосмической системой
многоразового применения. Специалисты концерна «Мессершмитт — Бельков —
Блом» в 1986 году остановились «на концепции, в основе которой были труды
одного из пионеров
космонавтики, профессора Ойгена Зенгера (1905-1964)». Видимо прежде чем
рассказывать об этом проекте, который в некоторых чертах схож с
американским кораблем многоразового применения «Шаттл» и советским
«Бураном», стоит вспомнить, кто такой Зенгер и почему он считается «отцом
немецкой космонавтики».
Закончив курс в 1923-1929 годах в высших технических школах Граца и
Вены, этот молодой австриец еще пять лет проработал ассистентом в
последней, потом перешел в Ракетный научно-исследовательский институт в
Трауне. В годы второй мировой войны Зенгер работал над совершенствованием
планеров которые, кстати, с 1939 года весьма широко применялись немцами в
десантных операциях.
Одновременно он, как и многие авиаконструкторы и двигателестроители в
Германии и других воюющих странах, трудился над реактивными авиамоторами,
которые обещали военным самолетам невиданные скорости. Один из них, тягой в
2,4 тыс.л.с,
был установлен на выделенном для экспериментов бомбардировщике До-217
фирмы «Дорнье», но в серийное производство не пошел.
В 50-е годы Зенгер много и плодотворно работал в научно-
исследовательских учережденеях ФРГ, специализирующихся на ракетной
тематике. Его избирали президентом Международной астронавтической
федерации и Немецкого общества ракетной техники и межпланетных полетов в
Штутгарте. Перу профессора принадлежат капитальные труды по космонавтике,
например, «Ракетная авиатехника», «К механике фотонного реактивного
двигателя». Заслуги О. Зегнера были высоко оценены как соотечественниками,
дважды наградившими его медалью Г. Оберта, так и иностанными коллегами. В
СССР он удостоен мепдали Ю. Гагарина. Именем Зенгера назван один из
кратеров на обратной стороне Луны.
Ну а теперь поговорим о его идеях, которыми воспользова-лись инженеры
«Мессершмитт — Бельков — Блом». Начнем с того, что еще в 1931 году
Зегнер, тогда еще начинающий физик, спроектировал и построил в мастерских
Венского университета реактивный двигатель с оригинальной сферической
камерой сгорания диаметром 50 мм и сщплом длиной 254 мм. Весьма своеобразно
была решена им проблема охлаждения — остуженное топливо сначала проходило
через наружную рубашку камеры сгорания,
отнимая ее тепло, и только после этого попадало в камеру, где и
смешивалось с газообразным или распыленным окислителем — кислородом.
Двигатель неоднократно испытывался на стенде причем он безотказно работал
по 15 с, а однажды и полминуты, развивая солидную по тем временам тягу для
опытного образца — 25 кгс.
…Вскоре после «аншлюса» — захвата Австрии нацистской Германией, в 1938
году, Зенгер вместе стеоретиком И. Бредтом приступил к созданию
математической модели перспективного,
сверхдальнего и сверхскоростного стратегического бомбарди-ровщика, завершив
ее к 1942 году.
По их замыслу, гиперзвуковой реактивный самолет взлетной массой 100т. ,
длиной 28м , с крылом размаха 15м должен был взлетать с обычного аэродрома
с помощью мощного ускорителя — реактивной тележки. После старта машина
разгонялась до скорости 6км/с, одновременно поднимаясь на высоту 160км,
чтобы затем перейти в планирующий полет по пологой траектории, время от
времени как бы ныряя в плотные слои атмосферы, чтобы, оттолкнувшись от них,
взмыть в стратосферу. Уже пятый «нырок» бомбовоз совершил бы в 12,3 тыс.км
от своего аэродрома, девятый — в 15,8 тыс.км. В заданной точке экипаж
должен был сбросить на цель 300кг бомб, затем опуститься до высоты 40км и
планировать к посадочной площадке, чтобы огромная машина коснулась бетонки
на скорости 145км/ч. При необходимости бомбовоз мог проделать в верхних
слоях атмосферы и беспересадочный полет вокруг земли.
Специалисты «Мессершмитт — Бельков — Блом» и создали концепцию
многоразового орбитального аппарата, воспользовавшись
рядом идей Зенгера: системой охлаждения камеры сгорания силовой установки
криогенным топливом, гиперзвуковым носителем орбитального космолета с
планирующим возвращением того и другого на обычный аэродром.
…Это будет, наверное космическая «Одисея» по-немецки. На одном из
крупных германских аэродромов обслуживающий пер
соналзавершиттщательный предполетный осмотр двухкилевого сомолета «Зенгер»,
на первый взгляд напоминающего сверхзвуковой авиалайнер со стреловидным
крылом, только без обычных илюминаторов по бортам. На «спине» у него
примостится короткокрылый самолет-бесхвоска «Хорус» весм более 23т.
Экипаж занимает места, включает мощные двигатели, «этажерка» вырулевает
на взлетную полосу, останавливается, пропуская только что приземлившийся
рейсовый авиалайнер. «Полный газ», машина отрывается от бетонки и начинает
набирать высоту и скорость.
Первое время ее силовая установка работает подобно обыч-ному
турбореактивному двигателю. Но после того, как скорость «Зенгера» достигает
3,5 М, ее переведут на режим более выгодного в таких условиях прямоточного
воздушнореактивного. Наконец стратоплан разгонится до намеченной скорости и
поднимется на 31-37км. Там согласно программе полета произойдет расстыковка
комплекса. «Зенгер» пойдет на снижение, чтобы совершить посадку на том же
аэродроме.
А «Хорус» устремится ввысь, на околоземную орбиту. Там исследователи
приступят к выполнению научных программ, запуску искусственных спутников, а
то исполнят роль космического такси, доставив на будующую орбитальную
станцию, которую сейчас создают в странах Западной Европы, сменный экипаж
или 3,3т приборов и оборудования, забрав приготовленные астронавтами
материалы.
Одновременно с «Хорусом» немецкие конструкторы проектируют анологичный
по устройству, но непилотируемый космоплан «Каргус». За счет экономии на
местах для пилотов и системах жызнеобеспечения масса полезной нагрузки
будет достигать 7,5т.
Выполнив задание,космолет опустится в плотные слои атмосферы и подобно
«Зенгеру» спланирует на посадку.
Орбитальный полет немецкого челнока состоится еще не скоро. Пока же
специалисты заняты выполнением первого этапа научно-исследовательских
работ.
Самую значительную сумму на него — 220 млн. марок — выделило Федеральное
минестерство научно-исследовательских и технологических разработок, еще 86
млн. — Германский научно-исследовательский институт авиации и космонавтики,
30млн.- Немецкая аэрокосмическая промышленность. Ряд заданий по проекту
«Зенгер» выполняют фирмы-подрадчики, различные научные и исследовательские
учереждения и университеты, в частности Аахена, Брауншвейга, Мюнхена и
Штутгарта.
Уже проводятся изыскания в области аэродинамики. В ближайшее время
намечено создать базисные технологии и новые материалы, чтобы затем на их
основе спроектировать, изготовмть и испытать прототипы силовых установок,
навигационного оборудования и других систем, устройсв и агригатов. При этом
немецкими обозревателями не раз подчеркивалась, что перспективная техника и
технологии найдут применение не только в аэрокосмическом проекте, но и в
авиационной промышленности, да и в других отраслях экономики. Иными
словами. заранее предусмотрено то. что у нас поспешили бы окрестить
конвесией аэрокосмического комплекса в интересах народного хозяйства.
…Приоритетными разработками концепции «Зенгер» считаются
двухступенчатая схема носителя и орбитального космопланаоба многоразового
применения, комбинационный двигатель первой ступени, работающий на
сжиженном водороде и расчитанный на эксплуатацию в двух режимах, и ракетная
установка второй ступени.
Работы над воздушно-реактивным прямоточником концерн «Мессершмитт —
Бельков — Блом» начал летом 1988 года, а в декабре уже провел стендовые
испытания прототипа. Его диаметр не превышает 350мм, тогда как у
«настоящего» достигнет полутора метров. Исследователи моделировали скорость
4,7 М, одновременно изыскивая оптимальную форму камеры сгорания.
Кстати, у прототипа она охлпаждалась пластмассовым кожухом, а в будущей
силовой установке решено воспользоваться идеей Зенгера: перед тем как
поступить в камеру сгорания, охлажденное до 230°C горючее пройдет по сети
трубопроводов, пронизывающих ее тонкостенную оболочку, чтобы темпиратура
внутри не привышала плюс 1700°С. Как рассчитывают немецкие специалисты,
непрерывно охлаждаемая силовая установка станет меньше изнашиваться от
перегрева.
После первого было еще четыре десятка эксперементальных пусков
прототипа, и все прошли вполне благополучно. Например
7 июля 1990 года его вывели на режим, сответствующий реальному полету
будущего «Зенгера» на высоте 20 тыс. м со скоростью, равной четырем
звуковым, при этом тяга составила около тонны. Реактивные двигатели
космоплана также будут поглощать экологически чистый водород.
…После того как появятся прототипы других систем «Зенгера», изготовят
гиперзвуковой экспериментально-технологический самолет «Хитекс».
По мнению немецких экспертов, аэродинамический комплекс «Зенгер»
позволит ученым проводить работы в околоземном пространстве, изучая,
осваивая, а потом, как подчеркивали представители акционерного общества
«Дойче Аэроспейс» на аэрокосмической выставке в сентябре 1990 года, «и
эксплуатируя его».
«Система самолетного типа с горизонтальными стартом и посадкой,
оснащенная воздушными водородными двигателями, представляет собой на
сегодняшний день наилучшее решение названной проблемы», — считают
специалисты «Мессершмитт — Бельков — Блом» и «Дойче Аэроспейс».
Немецкие ученые и инженеры полны надежд, что будующий комплекс окажется
выгоднее не только не только француской
ракетной системы «Ариан», с помощью которой думают забрасывапть на орбиту
корабль многоразывого применения «Гермес», но и тех устройств, которые
обеспечивают старты «Шатла» и «Бурана». Имеются в виду связки рактных
ускорителей и сверхмощные ракетоносители. Видимо, не случайно англичане
заинтерисовались советским транспортным самолетом Ан-226 «Мрия»,
чьи качества позволяют им удешевить доставку в околоземное пространство
своих возвращаемых аппаратов «Хотол». По крайней мере, договоренность между
специалистами Англии и СССР в этом отношении уже достигнута.