Файл: Мошкин, Е. К. Развитие отечественного ракетного двигателестроения.pdf

Начало работ над этой ракетой относится к январю 1933 г., а запуск ее состоялся 25 ноября того же года, но уже без Цандера. Созданию ракеты «ГИРД-Х» предшест­ вовали многие расчеты, эскизные проекты и опыты, вы­ полненные и проведенные Фридрихом Артуровичем.

Ф. А. Цандер большую часть своего дня проводил за расчетами, уделяя должное время и производству, помогая механикам, испыты­ вающим немалые трудности при изготовлении и отладке новых для того времени агрегатов. Инженеры и конструкторы вместе со своим начальником — Ф. А. Цандером размещались в небольшой комнате. Работали днем, вечером и иочыо, когда было нужно, сколько хвата­ ло сил.

Кроме выполнения плановых заданий, Ф. А. Цандер рассчитывал и обдумывал устройство отдельных агрега­ тов ракеты, которую он называл «Космический корабль».

«Вперед, на Марс!». «Скорей, на Марс» — вот слова, символизирующие цель его жизни. Он часто делился с сотрудниками первой бригады своими мыслями, набра­ сывал эскизы отдельных частей космического корабля. Постепенно возникал образ будущей ракеты, которая должна, по замыслу Цандера, совершить полет к сосед­ ней планете.

Последние месяцы своей жизни Фридрих Артурович работал осо­ бенно напряженно. В результате переутомления, систематического недосыпания, плохого и нерегулярного питания Ф. А. Цандер стал заметно терять паботоспособность. По настоянию товарищей по ра­ боте Фридрих Артурович поехал на лечение в г. Кисловодск. По дороге он заболел тифом и скончался 28 марта 1933 г.

В 1947 г. был издан сборник трудов Ф. А. Цандера «Проблема полета при помощи ракетных аппаратов», пе­ реизданный в 1961 г. с включением большого числа впер­ вые публикуемых его работ.

Архивные материалы содержат еще много неопубликованных трудов ученого. Большинство сохранившихся рукописей требуют кропотливой, долгой работы по переводу стенографических записей

торую он сам несколько видоизменил, писал о специфических вопро­ сах теории двигателей и ракет на немецком языке. Таким образом, для работы с рукописями Ф. А. Цандера требовались специалисты, знакомые с принятой им системой записи, хорошо владеющие не­ мецким языком и являющиеся специалистами ракетной техники.

Впервые расшифровка трудов Ф. А. Цандера производилась в РНИИ. В 1934 г. группа стенографисток под руководством Е. К. Мошкина расшифровала несколько тетрадей с записями, сде­ ланными Ф. А. Цандером в ранний период его деятельности. До 1960 г. изучение наследия Ф. А. Цандера проводилось без строгого плана, не систематически. Появлением в печати ранее неопублико­ ванных статей Ф. А. Цандера, организацией ряда встреч, юбилеев, конференций, посвященных памяти Ф. А. Цандера, мы в значнтель-

56

ной степени обязаны усилиям дочери ученого Астре Фридриховне

представляют интерес во многих отношениях. Здесь, в частности, отмечается, что проектировать двигатель ОР-І Цандер начал в 1928 г. Приводится методика расчетов «водородно-кислородных ра­ кет» (апрель 1927 г.), в которой последовательно излагался термо­ динамический расчет ЖРД.

С 1965 г. расшифровка и изучение трудов Ф. А. Цандера вклю­ чены в план Института истории естествознания и техники Академии наук СССР.

В мае 1970 г. в г. Риге состоялись первые «Чтения», посвящен­ ные изучению и реализации научного наследия Ф. А. Цандера, на которых принято решение «Цандеровские чтения» проводить систе­ матически. Вторые «Чтения» состоялись в мае 1972 г. в г. Ленин­ граде.

Именем Цандера назван кратер на обратной стороне Луны.

Работы Ф. А. Цандера по ракетным двигателям

Ф. А. Цандер, будучи крупным ученым в области раз­ работки широкого круга проблем по теории космических полетов, значительную часть своей научно-технической деятельности посвятил теоретическим исследованиям возможности постройки высокоэффективных реактивных летательных аппаратов, а также теоретическим и практи­ ческим работам по освоению жидкостных ракетных дви­ гателей в период начального их развития в СССР.

Многочисленные теоретические и экспериментальные разработки Ф. А. Цандера направлены на отыскание пу­ тей осуществления его основной идеи, согласно которой сжигание совместно с жидким топливом металлических частей ракеты после того как надобность в них отпала не только давало увеличение скорости истечения продуктов сгорания, но и повышало отношение массы топлива, сго­ ревшего в процессе полета, к конечной массе ракеты.

Эта идея увлекла Ф. А. Цандера уже в двадцатых го­ дах нашего столетия, но наиболее полно была изложена им в работе «Проблема полета при помощи реактивных аппаратов». В ней приводится описание двух летательных аппаратов: аэроплана с ракетным двигателем, причем крылья аэроплана и некоторые другие детали после втя­ гивания и расплавления используются в качестве горю­ чего, и ракеты, окруженной множеством емкостей с ком­ понентами топлива, которые после израсходования топ-

57

Проект межпланетного корабля системы

58

лива из них втягиваются в центральную ракету и после расплавления используются в качестве горючего.

Ф. А. Цандер считал, что только предложенные им конструкции дают несомненную гарантию достижения межпланетных скоростей.

Полная уверенность в правильности выбранного им научно-технического направления и определила харак­ тер его теоретических и практических разработок. Он уде­ лил основное внимание теоретическим исследованиям возможных путей повышения удельного импульса двига­ тельной установки и к. п. д. ее отдельных агрегатов; тео­ ретическому и экспериментальному изучению возможно­ стей применения металлов в качестве добавки к жидкому горючему; теоретическому изучению и эксперименталь­ ной отработке ЖРД.

В начале тридцатых годов уровень техники и имею­ щиеся конструкционные материалы не позволяли изго­ товить ракету с большим отношением стартовой массы к конечной (например, в первой советской ракете с ЖРД «ГИРД-Х» это отношение было равно примерно 1,4), по­ этому идея Ф. А. Цандера была заманчивой, но оказа­ лась практически неосуществимой.

В лучших современных ракетах благодаря примене­ нию новейших конструкционных материалов, выполнению всех агрегатов ракеты по оптимальным схемам и работе их в наивыгоднейших режимах удалось получить очень высокое отношение стартовой массы ракеты к конечной.

Исследования топлив

Ф. А. Цандер был сторонником применения топлива с инзкокипящими окислителями. Он исходил из того, что такое топливо обладает исключительно большими воз­ можностями в отношении дальнейшего повышения удель­ ного импульса. В качестве окислителя он считал целесо­ образным применять жидкий кислород, а в качестве горючего—жидкий водород, бензин, спирт. Бензин, в част­ ности, привлекал внимание Ф. А. Цандера не только вы­ сокой калорийностью, но и возможностью его использо­ вания в авиационных и ракетных двигателях проектиро­ вавшихся им межпланетных летательных аппаратов.

Как было сказано, Ф. А. Цандер проводил исследова­ ния, посвященные изучению возможности и целесообраз­ ности применения металлов в качестве добавок к жидко­ му горючему. Известно, что при сгорании некоторых ме­

5,9

таллов выделяется больше тепла, чем при сгорании жид­ кого горючего, даже такого как бензин; поэтому добавле­ ние металла в жидкое горючее при определенных условиях может привести к повышению удельного им­ пульса.

Так, теплотворная способность продуктов сгорания в кислороде, отнесенная к 1 кг топлива, составляет по Ф. А. Цандеру: для бензи­ на — 2350 ккал; для алюминия — 3730 ккал, а для лития достигает 4710 ккал.

Однако при температурах, характерных для ЖРД, обычно образуются твердые частицы окислов. Поэтому нельзя подсчитать скорость истечения, тягу и удельный импульс по формулам, выведенным в предположении только газового течения. Теоретическому исследованию условии движения продуктов, состоящих из смеси газов и твердых окислов, посвящены работы Ф. А. Цандера. Так, в статье «Применение металлического топлива в ра­ кетных двигателях» 1 приведено приближенное определе­ ние реактивной силы, получаемой от двигателя, из соп­ ла которого извергаются одновременно частицы с двумя существенно отличающимися скоростями. «Возможно, —

пишет Ф. А. Цандер, — сжигание металла в таких про­ порциях с жидким горючим, при которых уменьшение тя­ ги наблюдаться не будет» 1.2

Для проверки своих расчетов и практической возмож­ ности осуществления сжигания металла в камерах ра­ кетных двигателей Ф. А. Цандер поставил вначале ряд простых лабораторных опытов по воспламенению и горе­ нию металлов. Затем горение металла изучалось на ОР-1. Позже программа таких опытов была расширена.

Ф. А. Цандер предлагал готовить металлическое горю­ чее из тех деталей и агрегатов, которые к определенному моменту времени полета аэроплана-ракеты или описан­ ной им центральной ракеты со многими боковыми раке­ тами и сосудами для жидкого горючего и кислорода, вы­ полнив свои функции, становятся бесполезными как для полета, так и для посадки.

Именно поэтому Ф. А. Цандер пытался найти возмож­ ности переработки отдельных элементов конструкции в порошкообразный или расплавленный металл (магний, алюминий) и разрабатывал схемы двигателей, позволяю­ щих реализовать эту идею. Ф. А. Цандер пришел к выво­

1 «Ракетная техника», 1936, № 1.

2 Цандер Ф. А. Проблема полета при помощи реактивных ап­ паратов [Сборник статей]. М., Оборонгиз, '1961, с. 241.

60