Реферат по введенню в авiацiйно-космiчну технiку

У другiй половинi 50-х рокiв було прийнято говорити й писати про
змагання в космосi мiж Радянським Союзом i США. Пройшли роки, титулу
“космiчних держав” удостоïлися Китай, Францiя, Iндiя,
на навколоземних орбiтах побували представники багатьох краïн, поки
ще що не володiють власними ракетами або многоразивими кораблями. Разом
з тим збiльшується й число членiв мiжнародного ” космiчного
клубу” . Зокрема, до вступу в нього вже пiдготувалася й Нiмеччина
В 20-е роки мир переживав свого роду космiчний бум. Один за iншим
виходили романи про мiжпланетнi подорожi (згадаєте хотяби
“Аелиту” А. Толстого), виникали суспiльства дослiдникiв
iнших планет, у газетах з'являлися сенсацiйнi звiстки звiстки про
таємничi свiтловi сигнали, нiбито присланих з Марса, про пришедших
нiзвiдки радиособщениях, що нiяк не пiддаються розшифровцi
У багатьох краïнах iнженери й винахiдники прийнялися
експерементировать iз ракетними двигунами, що працювали на твердому й
рiдкому паливi. У нашiй краïнi цим займалися Ф. Цандер i С.
Корольов, у США — Р. Годдард, у германiï — И. Венигер i
Г. Оберт.
Однак незабаром ажiотаж навколо космосу й реактивноï технiки
змiнився покритими мороком таємностi роботами над новими видами
озброєнь, авiацiйних моторiв.Уже в 1938-1941 роках вiдбулися першi
польоти досвiдчених лiтальних апаратiв у Нiмеччинi, Iталiï й СРСР
— з реактивними двигунами. У нашiй краïнi були сосдани
реактивнi системи залпового вогню для Червоноï Армiï й
реактивнi снаряди для авiацiï
У нацисткое Нiмеччини в 1943 роцi пiд керiвництвом В. фон Брауна
створили одноступiнчасту балiстичну ракету А-4 (вона ж “Фау-
2″) масою 12,9 тонн. Вона преднозначалась для бомбардування
Лондона й iнших великих промислових центрiв з дистанцiï 260 км.
Пiсля вiйни деякi зразки ракетноï зброï, науковi матерiали,
найвизначнiшi специфлисти, у тому числi й фон Браун виявилися за
океаном, у США. Що ж стосується ФРН i ГДР, те там хоч i займалися
дослiдженнями космосу, але нiчого навiть що вiддалено нагадують
балiстичнi ракети не було створено. I першi нiмецькi космонавти на
навколоземнi орбiти на радянському “Сполучнику” i
американському “Шаттле”.
Лише порiвняно недавно стало вiдомо, що у ФРН щосили йдуть дослiдження й
практичнi роботи над аерокосмiчною системою багаторазового застосування.
Фахiвцi концерну “Мессершмитт — Бельков — Блом”
в 1986 роцi зупинилися “на концепцiï, в основi якоï були
працi одного з пiонерiв
космонавтики, професори Ойгена Зенгера ( 1905-1964)”. Очевидно
перш нiж розповiдати про цей проект, що у деяких рисах схожий з
американським кораблем багаторазового застосування “Шаттл” i
радянським “Бураном”, варто згадати, хто такий Зенгер i чому
вiн уважається “батьком нiмецькоï космонавтики”.
Закiнчивши курс в 1923-1929 роках у вищих технiчних школах Граца й
Вiдня, цей молодий австрiєць ще п'ять рокiв проробив асистентом в
останньоï, потiм перейшов у Ракетний науково-дослiдний iнститут у
Трауне. У роки другоï свiтовоï вiйни Зенгер працював над
удосконалюванням планерiв якi, до речi, з 1939 року досить широко
застосовувалися нiмцями в десантних операцiях. Одночасно вiн, як i
багато авiаконструкторiв i двигателестроители в Нiмеччинi й iнших
воюючих краïнах, трудився над реактивними авiамоторами, якi обiцяли
вiйськовим лiтакам небаченi швидкостi. Один з них, тягою в 2,4 тис.л.з,
був установлений на видiленому для експериментiв бомбардувальнику До-217
фiрми “Дорнье”, але в серiйне виробництво не пiшов
В 50-е роки Зенгер багато й плiдно працював у науково-дослiдних
учережденеях ФРН, що спецiалiзуються на ракетнiй тематицi. Його обирали
президентом Мiжнародноï астронавтической федерацiï й
Нiмецького суспiльства ракетноï технiки й мiжпланетних польотiв у
Штутгарте. Перу професора належать капiтальнi працi по космонавтицi,
наприклад, “Ракетна авiатехнiка”, “До механiки
фотонного реактивного двигуна”. Заслуги О. Зегнера були високо
оцiненi як спiввiтчизниками, що двiчi нагородили його медаллю Г. Оберта,
так i иностанними колегами. У СРСР вiн визнаний гiдним мепдали Ю.
Гагарiна. Iм'ям Зенгера названий один iз кратерiв на зворотi Мiсяця Ну а
тепер поговоримо про його iдеï, якими воспользова-лисiй iнженери
“Мессершмитт — Бельков — Блом”. Почнемо з того,
що ще в 1931 роцi Зегнер, що тодi ще починає фiзик, спроектував i
побудував у майстернях Вiденського унiверситету реактивний двигун з
оригiнальною сферичною камерою згоряння дiаметром 50 мм i сщплом
довжиною 254 мм. Досить своєрiдно була вирiшена ïм проблема
охолодження — охолоджене паливо спочатку проходило через зовнiшню
сорочку камери згоряння,
вiднiмаючи ïï тепло, i тiльки пiсля цього попадало в камеру,
де й змiшувалося з газоподiбним або распиленним окислювачем —
киснем. Двигун неодноразово випробовувався на стендi причому вiн
безвiдмовно працював по 15 з, а один раз i пiвхвилини, розвиваючи
солiдну по тимi часам тягу для досвiдченого зразка — 25 кгс.
…Незабаром пiсля “аншлюсу” — захоплення
Австрiï нацистською Нiмеччиною, в 1938 роцi, Зенгер разом
стеоретиком И. Бредтом приступився до створення математичноï моделi
перспективного,
наддалекого й надшвидкiсного стратегiчного бомбарди-ровщика, завершивши
ïï до 1942 року. По ïхньому задумi, гiперзвуковий
реактивний лiтак злiтною масою 100т. , довжиною 28м , iз крилом розмаху
15м повинен був злiтати зi звичайного аеродрому за допомогою потужного
прискорювача — реактивного вiзка. Пiсля старту машина розганяла до
швидкостi 6км/з, одночасно пiднiмаючись на висоту 160км, щоб потiм
перейти в планiруючий полiт по пологiй траєкторiï, час вiд
часу як би поринаючи в щiльнi шари атмосфери, щоб, вiдштовхнувшись вiд
них, злетiти в стратосферу. Уже п'ятий “нирок” бомбовоз
зробив би в 12,3 тис.км вiд свого аеродрому, дев'ятий — в 15,8
тис.км. У заданiй крапцi екiпаж повинен був скинути на мету 300кг бомб,
потiм опуститися до висоти 40км i планувати до посадковоï площадки,
щоб величезна машина торкнулася бетонки на швидкостi 145км/ч. При
необхiдностi бомбовоз мiг проробити у верхнiх шарах атмосфери й
безпересадочний полiт навколо землi
Фахiвцi “Мессершмитт — Бельков — Блом” i
створили концепцiю багаторазового орбiтального апарата, скориставшись
рядом iдей Зенгера: системою охолодження камери згоряння силовоï
установки криогенним паливом, гiперзвуковим носiєм орбiтального
космолета iз планiруючим поверненням того й iншого на звичайний аеродром
…Це буде, напевно космiчна “Одисея” по-нiмецькому. На
одному з великих германських аеродромiв обслуговуючий пер
соналзавершиттщательний предполетний огляд двухкилевого сомолета
“Зенгер”, на перший погляд надзвуковий авiалайнер, що
нагадує, зi стреловидним крилом, тiльки без звичайних илюминаторов
по бортах. На “спинi” у нього примоститься короткокрилий лiтак-
бесхвоска “Хорус” весм бiльше 23т. Екiпаж займає
мiсця, включає потужнi двигуни, “етажерка” вирулевает
на злiтну смугу, зупиняється, пропускаючи тiльки що що приземлився
рейсовий авiалайнер. “Повний газ”, машина вiдривається
вiд бетонки й починає набирати висоту й швидкiсть
Перший час ïï силова установка працює подiбно обич-ному
турбореактивному двигуну. Але пiсля того, як швидкiсть
“Зенгера” досягає 3,5 М, неï переведуть на режим
бiльше вигiдного в таких умовах прямоточного воздушнореактивного.
Нарештi стратоплан розженеться до намiченоï швидкостi й пiднiметься
на 31-37км. Там вiдповiдно до програми польоту вiдбудеться розстикування
комплексу. “Зенгер” пiде на зниження, щоб здiйснити посадку
на тiм же аеродромi. А “Хорус” кинеться вгору, на
навколоземну орбiту. Там дослiдники приступляться до виконання наукових
програм, запуску штучних супутникiв, а те виконають роль космiчного
таксi, доставивши на будующую орбiтальну станцiю, що зараз створюють у
краïнах Захiдноï Європи, змiнний екiпаж або 3,3т
приладiв i встаткування, забравши приготовленi астронавтами матерiали
Одночасно з “Хорусом” нiмецькi конструктори проектують
анологичний по пристроï, але непiлотований космоплан
“Каргус”. За рахунок економiï на мiсцях для пiлотiв i
системах жизнеобеспечения маса корисного навантаження буде досягати
7,5т.
Виконавши завдання,космолет опуститься в щiльнi шари атмосфери й подiбно
“Зенгеру” спланує на посадку. Орбiтальний полiт
нiмецького човника вiдбудеться ще не швидко. Поки ж фахiвцi зайнятi
виконанням першого етапу науково-дослiдних робiт
Саму значну суму на нього — 220 млн. марок — видiлило
Федеральне минестерство науково-дослiдних i технологiчних розробок, ще
86 млн. — Германський науково-дослiдний iнститут авiацiï й
космонавтики, 30млн.- Нiмецька аерокосмiчна промисловiсть. Ряд завдань
по проектi “Зенгер” виконують фiрми-подрадчики, рiзнi
науковi й дослiдницькi учереждения й унiверситети, зокрема Аахена,
Брауншвейга, Мюнхена й Штутгарта.
Уже проводяться вишукування в областi аеродинамiки. Найближчим часом
намiчено створити базиснi технологiï й новi матерiали, щоб потiм на
ïхнiй основi спроектувати, изготовмть i випробувати прототипи
силових установок, навiгацiйного встаткування й iнших систем, устройсв i
агригатов. При цьому нiмецькими оглядачами не раз пiдкреслювалася, що
перспективна технiка й технологiï знайдуть застосування не тiльки в
аерокосмiчному проектi, але й в авiацiйнiй промисловостi, та й в iнших
галузях економiки. Iншими словами. заздалегiдь передбачене те. що в нас
поспiшили б охрестити конвесией аерокосмiчного комплексу в iнтересах
народного господарства
…Прiоритетними розробками концепцiï “Зенгер”
уважаються двоступiнчаста схема носiя й орбiтального космопланаоба
багаторазового застосування, комбiнацiйний двигун першого щабля, що
працює на зрiдженому воднi й расчитанний на експлуатацiю у двох
режимах, i ракетна установка другого щабля
Роботи над повiтряно-реактивним прямоточником концерн “Мессершмитт
— Бельков — Блом” почав улiтку 1988 року, а в груднi
вже провiв стендовi випробування прототипу. Його дiаметр не
перевищує 350мм, тодi як в “сьогодення” досягне
пiвтора метрiв. Дослiдники моделювали швидкiсть 4,7 М, одночасно
вишукуючи оптимальну форму камери згоряння
До речi, у прототипу вона охлпаждалась пластмасовим кожухом, а в
майбутнiй силовiй установцi вирiшено скористатися iдеєю Зенгера:
перед тим як надiйти в камеру згоряння, охолоджене до 230њC пальне
пройде по мережi трубопроводiв, що пронизують ïï тонкостiнну
оболонку, щоб темпиратура усерединi не привишала плюс 1700њС. Як
розраховують нiмецькi фахiвцi, безупинно охолоджувана силова установка
стане менше зношуватися вiд перегрiву
Пiсля першого було ще чотири десятки експерементальних пускiв прототипу,
i всi пройшли цiлком благополучно. Наприклад 7 липня 1990 року його
вивели на режим, сответствующий реальному польоту майбутнього
“Зенгера” на висотi 20 тис. м зi швидкiстю, рiвноï
чотирьом звуковим, при цьому тяга склала бiля тонни. Реактивнi двигуни
космоплана також будуть поглинати екологiчно чистий водень
…Пiсля того як з'являться прототипи iнших систем
“Зенгера”, виготовлять гiперзвуковий експериментально-
технологiчний лiтак “Хитекс”.
На думку нiмецьких експертiв, аеродинамiчний комплекс
“Зенгер” дозволить ученим проводити роботи в навколоземному
просторi, вивчаючи, освоюючи, а потiм, як пiдкреслювали представники
акцiонерного товариства “Дойче Аероспейс” на аерокосмiчнiй
виставцi у вереснi 1990 року, “i експлуатуючи його”.
“Система лiтакового типу з горизонтальними стартом i посадкою,
оснащена повiтряними водневими двигунами, являє собою на
сьогоднiшнiй день найкраще рiшення названоï проблеми”,
— уважають фахiвцi “Мессершмитт — Бельков —
Блом” i “Дойче Аероспейс”.
Нiмецькi вченi й iнженери повнi надiй, що будующий комплекс виявиться
вигiднiше не тiльки не тiльки француской
ракетноï системи “Ариан”, за допомогою якоï
думають забрасивапть на орбiту корабель многоразивого застосування
“Гермес”, але й тих пристроïв, якi забезпечують старти
“Шатла” i “Бурану”. Маються на увазi зв'язки
рактних прискорювачiв i надпотужнi ракетоносiï. Видимо, не
випадково англiйцiв заинтерисовались радянським транспортним лiтаком Ан-
226 “Мрия”,
чиï якостi дозволяють ïм удешевить доставку в навколоземний
простiр своïх апаратiв, що повертаються, “Хотол”.
Принаймнi, домовленiсть мiж фахiвцями Англiï й СРСР щодо цього вже
досягнута