Глава I. ПЕРВЫЕ ИДЕИ ПО ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЕ ЖРД (до конца 20-х гг. XX в.)

1.3. ИДЕИ ПО ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЕ ЖРД ЗАРУБЕЖНЫХ ПИОНЕРОВ РАКЕТНОЙ ТЕХНИКИ

Спустя двадцать лет после появления работы К.Э. Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903 г.) в Германии вышла книга Г. Оберта «Ракета и космическое пространство», в которой большое внимание было уделено рассмотрению проблем ЖРД, в том числе проблемы их охлаждения. Некоторые идеи Г. Оберта были аналогичны идеям К.Э. Циолковского. Так же как и К.Э. Циолковский, он большое значение придавал использованию в ЖРД огнеупорных материалов [219, с. 65], предложил охлаждать камеру сгорания погружением ее в бак с жидким кислородом [219, с. 59], а также с помощью проточного регенеративного метода [219, с. 53—54].

Вместе с тем некоторые его идеи были отличны от идей нашего соотечественника. Например, Оберт предложил метод внутреннего охлаждения камеры (рис. 4), состоящий в том, что один из компонентов топлива (кислород) после прохождения по рубашке внешнего охлаждения подается в пристеночный слой продуктов сгорания, уменьшая тем самым величину тепловых потоков в стенку камеры [219, с. 53—54].

Рис. 4. Схема двигателя Г. Оберта
1 — бак кислорода; 2 — форсунки кислорода; 3 — щель для внутреннего охлаждения; 4 — рубашка для регенеративного охлаждения; 5 — камера сгорания; 6 — сопло, 7 — подача спирта

Рис. 5. Отдельные части камеры двигателя Р. Годдарда с комбинированным охлаждением
а — головка охлаждаемого водой двигателя с периферийными отверстиями для подачи воды в камеру; б — отдельные части камеры, охлаждаемой комбинацией внешнего и внутреннего охлаждения

Кроме того, ученый впервые указал на то обстоятельство, что при водородно-кислородном топливе выгоднее расходовать «… больше водорода, чем нужно для соединения Н₂О. При превращении в газ этот (избыточный. — Г.С.) водород отнимает тепло и уменьшает температуру в камере сгорания. Несмотря на это, истекающий (из сопла. — Г.С.) газ имеет более легкий удельный вес и большую С (скорость.— Г.С.)» [219, с. 27].

Австрийские исследователи И. Зенгер-Бредт и Р. Энгель отмечают, что Р. Годдард практически до середины 30-х гг. ничего не писал об охлаждении ракетных двигателей [243, с. 245]. Однако это не так. В начале 20-х годов он уже начал свои практические работы по ЖРД и в ряде отчетов попечителям из Кларкского университета изложил некоторые идеи по проблеме охлаждения. Так, например, 1.VIII.1923 г. Р. Годдард писал о том, что еще в декабре 1922 г. он предполагал обеспечить защиту стенок камеры путем впрыскивания воды через небольшие отверстия, расположенные по периферии головки, так чтобы вода или пар, проходя вдоль внутренней поверхности стенки, защищали ее от прогара [169, с. 499].

Кроме того, в 1923 г. ученый создал двигатель (рис. 5) с комбинированным охлаждением: жидкий кислород проходил по охлаждающему тракту, а затем подавался в камеру в пристеночный слой продуктов сгорания. Горючее — эфир — подавалось через единичную форсунку по оси камеры [169, с. 506—507]. Это был первый в мире двигатель, охлаждавшийся одновременно с помощью внешнего (проточного) регенеративного охлаждения и внутреннего охлаждения. Однако этот ЖРД огневым испытаниям не подвергался, и в дальнейшем Годдард отказался от такого вида охлаждения, по-видимому, считая его слишком сложным.

Таким образом, Годдард высказал идеи о проточном регенеративном охлаждении и о внутреннем охлаждении с помощью дополнительного хладагента или с помощью одного из компонентов топлива. Кроме того, в 20-х гг. Годдард использовал в своих ЖРД огнеупорные материалы [167, с. 479], а также предложил снижать температуру сгорания топлива за счет избытка одного из компонентов [169, с. 505].

Следует отметить, что ученый скрывал свои работы от широкой научной общественности, и поэтому они не оказали заметного влияния даже на исследования специалистов США.

Далее…