В работах Конференции освещен широкий круг вопросов, касающихся изучения высших слоев атмосферы. И действительно, как говорит одно мудрое изречение: «Для того чтобы победить врага, его нужно раньше как следует изучить».

Но мне также очень понятно и близко высказанное в приветствии нашей Конференции, в день ее открытия, пожелание Ивана Ульяновича Павлова^[1] о том, «чтобы из всей огромной цепи вопросов, предстоящих разрешению, поскорее вытащить такое звено, чтобы в наикратчайший срок летать в стратосфере»

С той стороны реактивные летательные аппараты, о которых я имею честь докладывать Конференции, зачастую пользуются незаслуженной репутацией. Иногда принято в необычайно оптимистических тонах обсуждать возможности полета человека в ракете или самолете, снабженном реактивным двигателем, на громадных высотах, с огромными скоростями.

К сожалению, наша литература, и при этом не только популярная, но и специальная, техническая, как уже указывал предыдущий докладчик[^2], сплошь и рядом изобилует сенсационными сообщениями о возможности таких перелетов, как, например, «Москва—Ленинград в 3¹/₂ минуты» или «Перелет реактивного самолета-амфибии через Атлантику в 1¹/₂ часа со скоростью 4500 км в час» и т. д. (см. журнал «Самолет» № 3, стр. 43, за 1932 год) ^[3].

Не будем останавливаться на принципиальной возможности и осуществимости таких идей, укажем только на то, что вообще, в большинстве случаев, когда применение авиационных моторов Для полетов в высших слоях атмосферы встречает некоторые затруднения или даже становится невозможным, взоры многих с несколько излишней легкостью обращаются к ракете.

Пусть не истолкуют этих моих слов в том смысле, что я противник ракет: отнюдь нет! Я глубоко уверен, что очень многое будущем принадлежит именно реактивным летательным аппаратам, но в настоящее время в представление о них крайне необходимо внести некоторую ясность. И пусть не гневается на меня профессор Н. А. Рынин, но впредь в его докладах о реактивных аппаратах хотелось бы видеть материал, преподанный с известной технической критикой^[4].

Чем объясняется или чем приуготавливается благодатная почва дли широкого применения реактивных аппаратов при полетах в разреженных слоях стратосферы? Хотя эти определения и общеизвестны, но в целях большей последовательности изложения приведем их еще раз. С увеличением высоты полета мощность авиационного мотора начинает уменьшаться, так как значительно уменьшается плотность засасываемого воздуха. В этом именно и заключается невозможность полета на больших высотах аппарата, снабженного обычной винтомоторной группой. Именно это требует устройства специальных приспособлений или особых винтомоторных установок (о чем здесь несколько ранее говорилось другими докладчиками), которые имели бы или сохроняли бы нужную мощность до заданной большой высоты. Несомненно, однако, что сама природа полета в стратосфере, на высоте нескольких десятков, а возможно, что в весьма недалеком будущем, ста и более километров и, очевидно, с очень













большими скоростями ставит под сомнение вообще возможность

применения для этой дели, пусть даже специальной, высотной

винтомоторной группы.

Потолок последней, очевидно, будет много ниже. Поэтому летательный аппарат, движущийся на высоте исключительно с помощью реактивного двигателя, и представляется наиболее приспособленным для полетов в высших, разреженных слоях атмосферы, и именно вследствие того, что он, как известно, содержит в самом себе, а не в окружающей среде, необходимую движущую силу.

В последующем изложении мною будет освещен ряд отдельных вопросов в связи с полетом реактивных аппаратов в стратосфере, причем, особо подчеркиваем, именно полетов, а не подъемов, т. е. движения по какому-то маршруту для покрытия заданного расстояния И. Вопросы эти являются для ракетчиков больными опросами, своего рода слабыми местами в нашей работе и из-

еРенда не фантастические, а реаль-ДНЯ' СТ°ЯЩие на Разрешении. °Г°ВОриться> ™ *з-за недостатка времени,

-= ~ гбудет в=

:Г ™аССИФи— существующих

Тихонравов остановился Ж?Г Д°КЛаД6 МихаИЛ КлавДис-тательных аппаратов?и^основны^"оп°РИИ развития -[ракетных ле-Фикацию даем в простейшем (! °Пределения^' поэтому класси-374 Д6' Раз«елив реактивные аппаратыил /руины. \\ зависимости от рода топ/шва, па котором работаю!

гановленные па них двигатели. Исходя из этого получаются три

группы,

Первая группа аппараты, снабженные реактивными двига-[ЯМй Н8 твердом топливе. 1> данном случае в качестве топлив могут применяться различные твердые термитные и пороховые составы. Работы с такого рода двигателями получили значительное распространение в Германии, где можно назвать имена Тили и га. Опеля. Обе рта и др.

Вторая группа ЭТО аппараты, снабженные реактивными двигателями на жидком горючем. Работы в этом направлении и настоящее время ведутся, можно сказать без преувеличения, почти но всех странах мира. Здесь можно назвать имена таких исследователей, как Оберт (Германия), Годдард (Америка), а так-же наших соотечественников Константина Эдуардовича Циол-ковского и недавно умершего инженера Фридриха Артуровича Цандера.

Третья группа аппараты, снабженные так называемыми ьоздушпыми реактивными двигателями. Эти двигатели являются ио существу [реактивными] двигателями на жидком топливе, но только с той разницей, что при их работе необходимый для сгорания кислород берется из окружающего воздуха. Работу таких двигателей исследовали ЛТппртт frhna-u-ттттгЛ т-п™Лл™~^ т: ^

..'" ». -..._ .' .' • ." " " " ' ' ".". -л' ' fx^»-»s ^«

и итальянский ученьтй генерал Крокк•-Tu.iHn.iMn ЯНРЧРШЯ^^^Н

но существу ^реактивными] двигателями на жидком топливе, но »лько г той ра:шшнлк что при их работе необходимый для сгорания кислород берется из окружающего воздуха. Работу таких двигателей исследовали Лорен (Франция), профессор Б. С. Стеч-кнн (СССР) !'1] и итальянский ученый генерал Крокко.

Переходим к анализу некоторых характерных особенностей вышеуказанных систем, исходя из поставленной нами задачи.

Одной из отличительных черт аппаратов первой группы, т. е. снабженных реактивными двигателями на твердом топливе, является чрезвычайная кратковременность их действия.

В результате этого получается быстрое нарастание скорости, и ускорение достигает весьма значительных величин со всеми вытекающими отсюда последствиями для экипажа и конструкции аппарата. Вообще говоря, работа реактивного двигателя на твердом топливе представляет по что иное, как реактивный выстрел t7j. Попытки комбинировать такие двигатели в виде многозарядных батарей или устройство перезаряжающих приспособлений натолкнулись на большую конструктивную сложность, громоздкость и весьма значительный вес таких установок. Надо также отметить, что, помимо сказанного, работа с реактивными двигателями па твердом топливе является в достаточной мере опасной. Как пример можно привести гибель в результате взрыва лаборатории немецкого инженера Тилинга со всем персоналом 10 октября прошлого года t8J. II, наконец, одним из основных недо-(1птков реактивных систем на твердом топливе является весьма невысокая энергоемкость последнего. Так, для пороха мы имеем (жоло 1)00 кал с 1 кг М, что дает тягу 180—200 кг. По сравнению ? некоторыми из существующих жидких топлив, обладающих теп-i применения Двигатели на твердом

способностью до 10000 кал с 1 кг, эти цифры незначительны I1"1. Из вышеизложенного достаточно ясно видны . озможного применения аппаратов, снабженных реактив-ымн двигателями на твердом топливе, или, вернее, невозмож-

и двигателей для летательных аппаратов. топливе имеют значение как источники

большой мгновенной силы. Областью их применения может быть, юн уже творил в своем сообщении конференции Вячеслав Ива-шпшч Дудаков t11!, облегчение взлета самолета или, иными словами, реактивный разгон его. Возможны также еще и иные специальные виды применения. но останавливаться на них я не буду.

Переходим к разбору второй группы аппаратов, согласно установленной нами классификации, а именно: к аппаратам, снабженным реактивными двигателями на жидком топливе. Необходимо отмстить большое значение подобных конструкций, работа которых уже не является кратковременным реактивным выстрелом, в может продолжаться заданное время. В процессе работы такого двигателя возможно умышленное изменение режима, т. е. управление двигателем. В качестве компонентов окислителей и топлив употребляются, как уже говорил Михаил Клавдиевич, жидкий

кислород или иные содержащие его вещества, бензин, спирт

и т. л.

Рассмотрим весовые характеристики реактивных аппаратов, аожепних двигателями на жидком топливе.

человеках, которые,

ЭКИПаЖ ОДНОГО ИЗ ШЧтм v

,

очевидно,

11 ^Рассмотрим весовые характеристики реактивных аппаратов, снабженных двигателями на жидком топливе.

Первое - экипаж. Здесь речь может идти об одном, двух или даже трех человеках, которые, очевидно, могут составить экипаж одного из первых реактивных кораблей. Во всяком случае, вес экипажа является величиной определенной и для нас достаточно ясной.

Второе - - жизненный запас. Сюда войдут все установки, приборы и приспособления для поддержания жизненных условий экипажа при его работе на большой высоте.

Третье - - кабина, которая, очевидно, будет герметической. Одним из конструкторов стратостата «СССР-1», кажется тов. Годуновым, здесь был назван вес кабины около 500 кг f12!. Возможно, конечно, что у ракетоплана каким-то образом можно сделать более легкую кабину, но во всяком случае, порядок цифр, вернее их размерность, не будет очень сильно отличаться от привычных для нас величин.

И, наконец, последнее - - конструкция. Конструкция должна отвечать трем задачам: прежде всего, допускать взлет и полет (набор высоты) в низших слоях, в тропосфере, далее — полет

большими скоростями в стратосфере и, наконец, планирование и посадку.

В задачу моего доклада не входит изложение того или иного

•широтного проекта реактивного аппарата для полетов в страто-

приведенными выше рассуждениями я хотел показать,

3760 реактивны^ аппарат вряд .'in будет проще и легче по весу .почни известных нам авиационных конструкций вообще и и

в стратопланов с оычно винтомоторно группо. Вес его будет измеряться не десятками, не сотнями, а быть может, тысячей пли даже двумя тысячами килограммов и более.

Каковы условия взлета такого аппарата? Независимо от того,

каким образом будет произведем г взлет, можно сказать, что он

будет происходить, по крайней мере в первой своей части, доста-

точно медленно. Это объясняется тем, что организм человека не

переносит больших ускорений. Ускорение порядка четырех до-

пустимо. тто и то в течение ограниченного времени. Кроме того,

ип.тше, наиболее плотные слои атмосферы выгодно проходить

с небольшими скор остями, так как в противном случае пришлось

бы преодолевать весьма значительное сопротивление воздуха. Та-

ким образом, мы видим, что и здесь реактивный летательный ап-

парат в период взлета и набора высоты весьма далек от тех ска-

зочных скоростей (и, само собой разумеется, соответствующих им

громаднейших ускорений), о которых мы так много читали и

слышали. А раз так, то можно сделать наши первые выводы, что

реактивный летательный аппарат по своему весу и ряду других

чисто конструктивных данных и габаритов будет не так уж сильно

сличаться от довольно известных нам стратопланов с высотной

интомоторной группой. Условия взлета и набора высоты реак-

внъщ аппаратом (вплоть до того момента, когда он достигнет рачительных скоростей или, быть может, перейдет на установив-тинным аппаратом (HII.IOTI, до того момента, когда он достигнет значительных скоростей или, быть может,перейдет па установившийся рг.кнм полета) будут до некоторой степени аналогичны условиям взлета и набора высоты обычными стратопланами. А если так. то значит и потребные для этого мощности двигателей и их тяги будут близки самолетным. Посмотрим, каковы в этом случае расходы топлива реактивных двигателей.

Как известно, состав смеси реактивных двигателей, работающих на жидком топливе и окислителе, составляется в пропорции около 1:4. Теплотворная способность смеси будет около 2000 кал, и получаемая тяга с 1 кг расхода смеси составит 220—240 кг. В таблице приведены величины расходов по тягам в 1 сек, в 1 мин ЕЕ I час. Величины тяги двигателя взяты чисто условно и в данном

Таблица расходов горючей смеси в зависимости от тяги РД (в нг)

Время работы РД на жидком топливе Время работы ВРД

JHra, кг

1 сек 1 MWL 1 час 1 сек 1 мин 1 час

100 0,42 25,2 1500 0,14 8,4 500

500 2,10 126,0 7550 0,70 42,0 2520

1500 6,30 378,0 22600 2,0 120,0 7500

п|Г|]|| |00 -,0(i и l.r)00 ка. П пределах этих величин, воз-'•'V1;1;; I- ; -б сходиться потребная тягл реактивного

MOmli -. , ts.nm-i i IT '>'1'гом TV» mvr',,„,,, ;,п, „ „Омент его взлета, набора высоты и затем горивон-

ire полета, Вычис формулам:

Гига

G Q- 427.4,*,

полета, ,

ления [для ГД "а жидком топливе] производились по

или Ф =

где G секундный расход, gr- -ускорение силы тяжести, г;ист. — скорость истечения. О- полное сообщенное тепло, Tj^.-• эффективный к.п.д. агрегата, Упол. ..... скорость полета.

I) прашш части таблицы приведены расходы, получающиеся у воздушных реактивных днипггелей, о которых я буду говорить несколько дальше. 15 атом случае вычисление производилось по формуле:

Ф =

коэффициент тяги, сох площадь входного сечения дви-

- скорость движения.

Необходимо отметить, что приведенные в таблице величины в значительной мере являются оптимальными и их сле-

шне УГ,ТГЬ Па 10-15%' Д^ныв, приведенные в таб-- 'очно говорят сами за себя и не нуждаются в -иибудь особых комментариях. Рекоментт^ U

I { ) 4 I 4 \ 1 I.-1 t i i * г i \ i •..-.. •*-v,4 унешчить па iv -!•' о- /v .......

' Статочно гонор,,, сами за себя и не нуждаются в ' ' 1 ,„ особы, комментариях. Рекомендую эту таолицу

, „ ;;машш конструкторов, собирающихся летать и стратосфере

„аатах, снаженных

х-актмипммн двигателями па жидком

топливе.

Необходимо оговориться, что метод характеристики поле

реактивных аппаратов исключительно по продолжительности по-

лета (ч го как раа и было допущено нами) не совсем правилен.

Порядок скоростей реактивного аппарата практически будет зиа-

чжтельно отличаться от тех величин, которые мы имели у земли.

Кроме того, вначител ьная часть пути будет пройдена аппаратом на

планировании или при очень малой потребно л тяге. Таким обра-

лом. общий баланс весов (включая сюда и вес горючего) окажется

более приемлемым. J I о несомненно, что проблема уменьшения рас-

хода топлива еще долгое время будет стоять как первоочередная, и,

не разрешив ее человеку вряд ли удастся осуществить полет по за-

данному маршруту мере:', стратосферу на реактивном; аппаратес

жидкостным двигателем, завершив свое путешествие посадкой

заданном пункте. Задача же только подъема реактивных аппа-

овна очень большие высоты, как мы видели из доклада инже-

.ихонравова, может быть разрешена гораздо легче. I слючение разберем некоторые наиболее актуальные вопро-юты реактивных двигателей на жидком топливе. дальним вопросом является повышение полезной отдачи гоплива. Из сравнения теплотворной способности 1 кг жидкой

378смеси (2000 кал и 240 кг тяги) и 1 кг пороха (900 кал и 200 кг тяги) и снимаемых при этом с 1 кг тяг ясно видно несовершенство процессов, происходящих в реактивном двигателе на жидком топливе. Другим немаловажным вопросом является получение сплавов с очень высокой температурой плавления, [необходимых] для изготовления ответственных частей двигателя. В качестве примера можно указать на моторы немецкого инженера Оберта, который в результате многолетней экспериментальной работы добился продолжительности работы что-то около 7 мин, не больше. Затем, коль скоро мы имеем дело с большими расходами горючих компонентов, довольно трудной задачей является создание насосов или иных подающих устройств с расходом в секунду 6, 10 и 15 кг какой-то жидкости.

В день открытия нашей Конференции, приветствуя ее от

имени ВОИЗа f13], тов. Чудновский (если не ошибаюсь) брался

силами изобретателей выполнить социалистический заказ для

скорейшего завоевания стратосферы. От имени реактивщиков

могу передать тов. Чудновскому задание по топливам, по сплавам

высокой огнестойкости, по насосам или иным устройствам для

юдачи больших расходов топлив и т. д. Можно упомянуть еще

>яд неразрешенных вопросов, как-то: управление реактивным

аппаратом, его устойчивость, вопросы посадки (что, как можно

тгтг~л /г rfаппаратом, его устойчивость, вопросы посадки (что, как можно предполагать, будет делом далеко не легким), необходимость создания принципиально совершенно новых приборов для управления аппаратом, различных наблюдений и т. д.

Переходим к разбору последнего раздела нашей темы, к аппаратам, снабженным воздушными реактивными двигателями.

Получающееся из расчетов громадное количество топлива, которое нужно аппаратам с жидкостными реактивными двигателями, заставило техническую мысль искать какое-то иное решение задачи. Естественно, что при полетах с большими скоростями возникла мысль об использовании кислорода, имеющегося в воздухе, как это делается в авиации. Вот что по этому поводу говорит итальянский инженер Крокко: «Речь идет о том, чтобы при движении захватывать окружающий воздух, сжимать его под давлением, достаточным для создания хорошего коэффициента полезного действия двигателя, затем, подавая распыленное топливо, сжигать его при постоянном давлении и, наконец, дать возможность расширяться продуктам горения для достижения скорости [истечения], превышающей скорость засасываемого воздуха. Произведение массы воздуха, проходящего в данный промежуток времени, на этот выигрыш скорости и даст необходимую движущую силу нашему аппарату» t14J.

Необходимо отметить, что как раз было недостаточно оттенено профессором Рыниным при изложении задачи Крокко, что воздушные реактивные двигатели могут работать только при условии сообщения им какой-то начальной скорости, [например] 60-80 м/сек. Для DToii цели необходимо наличие постороннего источника силы, будь то жидкостной реактивный двигатель или несколько ракет на твердом топливе, действующих непродолжительное время. В таблице [нами] приведены величины расходов топлива воздушных реактивных двигателей. Получается значительно более благоприятная картина. Расход топлива примерно в три раза меньше, чем у аппаратов, снабженных реактивными двигателями на жидком топливе. Даже при наличии каких-то вспомогательных устройств для приобретения начальной скорости общий носовой баланс аппаратов с воздушными реактивными двигателями будет довольно благоприятным. Необхог1—-

«От faSSJSSffii в'ысотТх нГбГ. Рчепак™ВНЫе ™тели тяга „х изменяется пропорцио 3°~35 ** 1!Ч. так ка«

ги^=ЗД?~"еаг==г j

иые скорости полета A J УДУ Б°ЗМОЖНЫ весьма значтттрттт,

мы видели. чтп

luniiiona l '"•'. шшоольшии -\>

" евысит 700 км/час. Останавливаться на задаче Крокко я не 5уд^ поскольку это хотя кратко, но уже сделал профессор Ры-шш* Перейду к заключению.

Йа сегодняшних докладов о стратопланах мы видели, что те

летные данные, которые можно получить при полетах с высотной

винтомоторной группой, т. е. потолки порядка 15 --20 км и наи-

большие скорости порядка 500—700 км/час, весьма далеки от

тех данных, которые принято ожидать при полетах в стратосфере.

Предел высот и скоростей у реактивных летательных аппаратов

будет несомненно значительно выше, но задать сегодня эти циф-

ры я не берусь из-за пока что еще значительной свежести этого

вопроса и по целому ряду других соображений. Полагаю, что во-

просы, освещенные мною в докладе, достаточно ясно показывают,

как еще далеки мы от успеха. И если нет у реактивных аппаратов

таких близких [по скорости] и низких [по высоте] пределов, как

у стратопланов с винтомоторной группой, то все же до реального

[их осуществления] еще достаточно далеко.

Работа над реактивными летательными аппаратами трудна, но оычаино интересна и многообещающа. Трудности, в конечном 'сомненью преодолимы, хотя, быть может, и с несколько ши усилиями, чем это кажется на первый взгляд. Основ-1ужно сейчас, - - это хорошая координированная работа / °ТНИКОВрЯДа ДРУГИХ областей науки и техники. ЛРЬе8Н° И «остат^но глубоко разрешив ряд

* -ем «окладе, мы вплот-

-

.

•

алентин Петрович

ГЛУШКОМЕТАЛЛ КАК ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО*

[1929 г.]

В рассматриваемом мною случае взрыв происходит вследствие быстрого перехода вещества из твердого состояния в газообразное, т. е. вследствие чисто физических причин, без изменения химической структуры участвующего во взрыве вещества. Собственно, эти вещества, к которым может быть отнесен любой проводник электричества, не считаются взрывчатыми и их лучше назвать взрываемыми веществами. Но я буду, по аналогии в результатах взрывания, называть их также взрывчатыми.

В основу идей использования металлов как взрывчатых веществ легли остроумные опыты Андерсона W. Последний производил электрическое взрывание металлических проволочек в воздухено, ,н и вещества, к которым может иыть отнесен люоои проводник ;)лектричестна, не считаются взрывчатыми и их лучше назвать взрываемыми веществами. Но я буду, по аналогии в результатах взрывания, называть их также взрывчатыми.

В основу идей использования металлов как взрывчатых веществ легли остроумные опыты Андерсона W. Последний производил электрическое взрывание металлических проволочек в воздухе как при нормальном давлении, так и при пониженном.

При взрыве в воздухе, вследствие сопротивления газовой среды, продукты вспышки - - металлические пары — не могут расширяться беспредельно. Вследствие кратковременности взрыва (10~4—10~5 сек) воздух становится броней, которую металлические пары не в состоянии пробить. В результате они оказываются сжатыми под высоким давлением, принимая вид цилиндра с полусферическими концами. Вблизи лежащие слои воздуха, получившие удар металлических паров, передают его соседним слоям и в результате энергия расширения металлических паров тратится на колебание окружающей массы газа. Эти колебания, по измерениям Андерсона, передаются со скоростью 3300 м/сек при взрывании в открытом воздухе. Когда же проволочки помещались в вырезе Деревянной колодки, скорость достигала 4500 м/сек, что легко вычислить, воспользовавшись опытными данными Андерсона.

Если заставить металл взрываться в камере более рациональной формы с насадкой, т. е. специально для того предназначенной, 0 мы, несомненно, добьемся еще большего значения для скоростей

-ширения металлического газа при том же количестве затрачиваемой энергии.