Реферат: Стратоплан для космолета
<span MS Sans Serif",«sans-serif»"> <img src="/cache/referats/5048/image001.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
<span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"><span Arial",«sans-serif»; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">
<span MS Sans Serif",«sans-serif»">
<span MS Sans Serif",«sans-serif»"> Стратоплан для
<span MS Sans Serif",«sans-serif»"> космолета
<span MS Sans Serif",«sans-serif»">
<span MS Sans Serif",«sans-serif»">
<span MS Sans Serif",«sans-serif»"> Реферат по введению в авиационно-
<span MS Sans Serif",«sans-serif»">космическуютехнику
<span MS Sans Serif",«sans-serif»">Студент группы 03-109 Михеев Павел.
<span MS Sans Serif",«sans-serif»">… Во второй полвине 50-хгодов было принято говорить и писать о соревновании в космосе между Советским Союзом и США.Прошли годы, титула «космическихдержав» удостоились Китай, Франция, Индия, на околоземных орбитах побывалипредставители многих стран, пока еще не обладающих собственными ракетами или многоразывыми кораблями. Вместе стем увеличивается и число членов международного " космического клуба". В частности, к вступлению в него уже подготовилась иГермания.
В 20-е годы мир переживал своегорода космический бум. Один за другим выходили романы о межпланетных путешествиях (вспомните хотябы «Аэлиту»А. Толстого), возникали общества исследователей других планет, в газетахпоявлялись сенсационные известия известия о таинственных световых сигналах,якобы присланных с Марса, о пришедших ниоткуда радиособщениях, никак неподдающихся расшифровке.
Во многих странах инженеры и изобретатели принялись эксперементировать с ракетными двигателями, работавшими на твердом и жидком топливе. Внашей стране этим занимались Ф. Цандер и С. Королев, в США — Р. Годдард, вгермании — И. Венигер и Г. Оберт.
Однако вскоре ажиотаж вокруг космоса и реактивной техники сменилсяпокрытыми мраком секретности работами над новыми видами вооружений, авиационныхмоторов.Уже в 1938-1941 годах состоялись первые полеты опытных летательных аппаратов в Германии, Италии иСССР — 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 Браунасоздали одноступенчатую баллистическую ракету А-4 (она же «Фау-2»)массой 12,9 тонн. Она преднозначалась для бомбардировки Лондона и другихкрупных промышленных центров с дистанции 260 км.
После войны некоторые образцы ракетного оружия, научные материалы, виднейшие специфлисты, в том числе и фон Браун оказалисьза океаном, в США. Что же касается ФРГ и ГДР, то там хоть и занималисьисследованиями космоса, но ничего даже отдаленно напоминающего баллистическиеракеты не было создано. И первые немецкие космонавты на околоземные орбиты на советском «Союзе» иамериканском «Шаттле».
Лишь сравнительно недавно стало известно, что в ФРГ вовсю идутисследования и практические работы над аэрокосмической системоймногоразового применения. Специалисты концерна «Мессершмитт — Бельков — Блом» в 1986 году остановились«на концепции, в основе которой были труды одного из пионеров
космонавтики, профессора ОйгенаЗенгера (1905-1964)». Видимо прежде чем рассказывать об этом проекте,который в некоторых чертах схож с американским кораблем многоразовогоприменения «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 проработалассистентом в последней, потом перешел в Ракетный научно-исследовательскийинститут в Трауне. В годы второй мировойвойны Зенгер работал над совершенствованием планеров которые, кстати, с 1939года весьма широко применялись немцами в десантных операциях.
Одновременно он, как и многие авиаконструкторы и двигателестроители вГермании и других воюющих странах, трудился над реактивными авиамоторами,которые обещали военным самолетам невиданные скорости. Один из них, тягой в 2,4тыс.л.с,
был установлен на выделенном для экспериментовбомбардировщике До-217 фирмы «Дорнье», но в серийноепроизводство не пошел.
В 50-е годы Зенгер много и плодотворно работал внаучно-исследовательских учережденеях ФРГ, специализирующихся на ракетнойтематике. Его избирали президентом Международной астронавтической федерации и Немецкого общества ракетнойтехники и межпланетных полетов в Штутгарте. Перу профессора принадлежат капитальные труды по космонавтике, например,«Ракетная авиатехника», «К механике фотонного реактивногодвигателя». Заслуги О. Зегнера быливысоко 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 ещеначинающий физик, спроектировал и построил в мастерских Венского университетареактивный двигатель с оригинальной сферической камерой сгорания диаметром 50мм и сщплом длиной 254 мм. Весьма своеобразно была решена им проблемаохлаждения — остуженное топливо сначала проходило через наружную рубашку камерысгорания,
отнимая ее тепло, и только после этого попадало вкамеру, где и смешивалось с газообразным или распыленным окислителем — кислородом. Двигатель неоднократно испытывался на стенде причем он безотказноработал по 15 с, а однажды и полминуты, развивая солидную по тем временам тягудля опытного образца — 25 кгс.
… Вскоре после «аншлюса» — захвата Австрии нацистскойГерманией, в 1938 году, Зенгер вместе стеоретиком И. Бредтом приступил ксозданию математической модели перспективного,
сверхдальнего и сверхскоростногостратегического 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 спомощью 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 временикак бы ныряя в плотные слои атмосферы, чтобы, оттолкнувшись от них, взмыть встратосферу. Уже пятый «нырок» бомбовоз совершил бы в 12,3 тыс.км отсвоего аэродрома, девятый — в 15,8 тыс.км. В заданной точке экипаж долженбыл сбросить на цель 300кг бомб, затем опуститься до высоты 40км и планироватьк посадочной площадке, чтобы огромная машина коснулась бетонки на скорости145км/ч. При необходимости бомбовоз мог проделать в верхних слоях атмосферы и беспересадочныйполет вокруг земли.
Специалисты «Мессершмитт — Бельков — Блом» и создали концепциюмногоразового орбитального аппарата, воспользовавшись
рядом идей Зенгера: системойохлаждения камеры сгорания силовой установки криогенным топливом, гиперзвуковымносителем орбитального космолета с планирующим возвращением того и другого наобычный аэродром.
… Это будет, наверное космическая «Одисея» по-немецки. Наодном из крупных германских аэродромов обслуживающий пер
соналзавершиттщательныйпредполетный осмотр двухкилевого сомолета «Зенгер», на первый взгляднапоминающего сверхзвуковой авиалайнер со стреловидным крылом, только безобычных илюминаторов по бортам. На «спине» у него примоститсякороткокрылый самолет-бесхвоска «Хорус» весм более 23т.
Экипаж занимает места, включает мощные двигатели, «этажерка»вырулевает на взлетную полосу, останавливается, пропуская только чтоприземлившийся рейсовый авиалайнер. «Полный газ», машина отрываетсяот бетонки и начинает набирать высоту и скорость.
Первое время ее силовая установка работает подобно обыч-номутурбореактивному двигателю. Но после того, как скорость «Зенгера»достигает 3,5 М, ее переведут на режим более выгодного в таких условиях прямоточноговоздушнореактивного. Наконец стратоплан разгонится до намеченной скорости иподнимется на 31-37км. Там согласно программе полета произойдет расстыковкакомплекса. «Зенгер» пойдет на снижение, чтобы совершить посадку натом же аэродроме.
А «Хорус» устремится ввысь, на околоземную орбиту. Тамисследователи приступят к выполнению научных программ, запуску искусственныхспутников, а то исполнят роль космического такси, доставив на будующую орбитальнуюстанцию, которую сейчас создают в странах Западной Европы, сменный экипаж или3,3т приборов и оборудования, забрав приготовленные астронавтами материалы.
Одновременно с «Хорусом» немецкие конструкторы проектируютанологичный по устройству, но непилотируемый космоплан «Каргус». Засчет экономии на местах для пилотов и системах жызнеобеспечения масса полезнойнагрузки 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 жеспециалисты заняты выполнением первого этапа научно-исследовательских работ.
Самую значительную сумму на него — 220 млн. марок — выделило Федеральноеминестерство 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 иисследовательские учереждения и университеты, в частности Аахена, Брауншвейга,Мюнхена и Штутгарта.
Уже проводятся изыскания в области аэродинамики. В ближайшее времянамечено создать базисные технологии и новые материалы, чтобы затем на ихоснове спроектировать, изготовмть и испытать прототипы силовых установок,навигационного оборудования и других систем, устройсв и агригатов. При этомнемецкими обозревателями не раз подчеркивалась, что перспективная техника итехнологии найдут применение не только в аэрокосмическом проекте, но и вавиационной промышленности, да и в других отраслях экономики. Иными словами.заранее предусмотрено то. что у нас поспешили бы окрестить конвесиейаэрокосмического комплекса в интересах народного хозяйства.
… Приоритетными разработками концепции «Зенгер» считаютсядвухступенчатая схема носителя и орбитального космопланаоба многоразовогоприменения, комбинационный двигатель первой ступени, работающий на сжиженномводороде и расчитанный на эксплуатацию в двух режимах, и ракетная установкавторой ступени.
Работы над воздушно-реактивным прямоточником концерн «Мессершмитт — Бельков — Блом» начал летом 1988 года, а в декабре уже провел стендовыеиспытания прототипа. Его диаметр не превышает 350мм, тогда как у«настоящего» достигнет полутора метров. Исследователи моделировалискорость 4,7 М, одновременно изыскивая оптимальную форму камеры сгорания.
Кстати, у прототипа онаохлпаждалась пластмассовым кожухом, а в будущей силовой установке решеновоспользоваться идеей Зенгера: перед тем как поступить в камеру сгорания,охлажденное до 230°C горючее пройдет по сети трубопроводов, пронизывающих еетонкостенную оболочку, чтобы темпиратура внутри не привышала плюс 1700°С. Какрассчитывают немецкие специалисты, непрерывно охлаждаемая силовая установкастанет меньше изнашиваться от перегрева.
После первого было еще четыре десятка эксперементальных пусковпрототипа, и все прошли вполне благополучно. Например
7 июля 1990 года его вывели нарежим, сответствующий реальному полету будущего «Зенгера» на высоте20 тыс. м со скоростью, равной четырем звуковым, при этом тяга составила околотонны. Реактивные двигатели космоплана также будут поглощать экологическичистый 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 насегодняшний день наилучшее решение названной проблемы», — считаютспециалисты «Мессершмитт — Бельков — Блом» и «ДойчеАэроспейс».
Немецкие ученые и инженеры полны надежд, что будующий комплекс окажетсявыгоднее не только не только француской
ракетной системы«Ариан», с помощью которой думают забрасывапть на орбиту корабльмногоразывого применения «Гермес», но и тех устройств, которыеобеспечивают старты «Шатла» и «Бурана». Имеются в видусвязки рактных ускорителей и сверхмощные ракетоносители. Видимо, не случайноангличане заинтерисовались советским транспортным самолетом Ан-226«Мрия»,
чьи качества позволяют имудешевить доставку в околоземное пространство своих возвращаемых аппаратов«Хотол». По крайней мере, договоренность между специалистами Англии иСССР в этом отношении уже достигнута.