Авиация и космонавтика

Стратоплан для космолета


                                    [pic]


              Стратоплан    для
                      космолета



 Реферат по введению в авиационно-
космическую технику
Студент  группы  03-109 Михеев Павел.



   ...Во второй  полвине  50-х  годов  было  принято  говорить  и  писать  о
соревновании в космосе между Советским Союзом  и  США. Прошли  годы,  титула
"космических держав"  удостоились  Китай,  Франция,  Индия,  на  околоземных
орбитах  побывали  представители  многих  стран,  пока  еще  не   обладающих
собственными  ракетами  или   многоразывыми   кораблями.    Вместе   с   тем
увеличивается и число членов  международного   "  космического  клуба"  .  В
частности,  к вступлению в него уже подготовилась и Германия.



    В 20-е  годы мир переживал своего рода космический бум. Один  за  другим
выходили романы о межпланетных путешествиях (вспомните  хотябы  "Аэлиту"  А.
Толстого),  возникали  общества  исследователей  других  планет,  в  газетах
появлялись  сенсационные   известия   известия   о   таинственных   световых
сигналах, якобы присланных с Марса,  о  пришедших  ниоткуда  радиособщениях,
никак не поддающихся расшифровке.
   Во многих странах инженеры и  изобретатели  принялись  эксперементировать
с  ракетными  двигателями,  работавшими  на  твердом  и  жидком  топливе.  В
нашей стране этим занимались Ф. Цандер и С. Королев, в США - Р.  Годдард,  в
германии - И. Венигер и Г. Оберт.
   Однако вскоре  ажиотаж  вокруг  космоса  и  реактивной  техники  сменился
покрытыми  мраком   секретности   работами  над  новыми  видами  вооружений,
авиационных  моторов.Уже  в  1938-1941  годах  состоялись   первые    полеты
опытных  летательных аппаратов в Германии, Италии и  СССР  -  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  Брауна  создали
одноступенчатую  баллистическую ракету А-4  (она  же  "Фау-2")  массой  12,9
тонн.  Она  преднозначалась  для  бомбардировки  Лондона  и  других  крупных
промышленных центров с дистанции 260 км.
   После войны  некоторые  образцы  ракетного  оружия,  научные   материалы,
виднейшие  специфлисты, в том числе и фон  Браун  оказались  за  океаном,  в
США. Что же касается ФРГ и ГДР, то  там  хоть  и  занимались  исследованиями
космоса, но ничего даже отдаленно  напоминающего  баллистические  ракеты  не
было создано.  И  первые  немецкие   космонавты  на  околоземные  орбиты  на
советском "Союзе" и американском "Шаттле".
    Лишь  сравнительно  недавно  стало  известно,  что  в  ФРГ  вовсю   идут
исследования   и   практические   работы   над   аэрокосмической    системой
многоразового  применения.  Специалисты  концерна "Мессершмитт -  Бельков  -
Блом" в 1986 году остановились "на концепции, в основе  которой  были  труды
одного  из пионеров
космонавтики, профессора Ойгена  Зенгера  (1905-1964)".  Видимо  прежде  чем
рассказывать  об  этом  проекте,  который  в   некоторых   чертах   схож   с
американским  кораблем  многоразового   применения   "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  проработал  ассистентом  в
последней, потом перешел  в  Ракетный  научно-исследовательский  институт  в
Трауне. В годы второй мировой войны Зенгер  работал  над  совершенствованием
планеров которые, кстати, с 1939 года весьма широко  применялись  немцами  в
десантных операциях.
   Одновременно он, как и многие  авиаконструкторы  и  двигателестроители  в
Германии и других воюющих странах, трудился  над  реактивными  авиамоторами,
которые обещали военным самолетам невиданные скорости. Один из них, тягой  в
2,4 тыс.л.с,
был установлен  на  выделенном  для  экспериментов  бомбардировщике   До-217
фирмы "Дорнье", но в серийное производство не пошел.
    В  50-е  годы   Зенгер   много   и   плодотворно   работал   в   научно-
исследовательских   учережденеях   ФРГ,   специализирующихся   на   ракетной
тематике.   Его   избирали   президентом   Международной    астронавтической
федерации и Немецкого общества ракетной техники  и  межпланетных  полетов  в
Штутгарте. Перу профессора принадлежат  капитальные труды  по  космонавтике,
например,  "Ракетная  авиатехника",  "К   механике   фотонного   реактивного
двигателя".  Заслуги О. Зегнера были высоко 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 еще начинающий физик, спроектировал и  построил  в  мастерских
Венского  университета  реактивный  двигатель  с  оригинальной   сферической
камерой сгорания диаметром 50 мм и сщплом длиной 254 мм. Весьма  своеобразно
была решена им проблема охлаждения - остуженное  топливо  сначала  проходило
через наружную рубашку камеры сгорания,
отнимая   ее  тепло,  и  только  после  этого  попадало  в  камеру,  где   и
смешивалось  с  газообразным  или  распыленным  окислителем  -   кислородом.
Двигатель неоднократно испытывался на стенде причем  он  безотказно  работал
по 15 с, а однажды и полминуты, развивая солидную по тем временам  тягу  для
опытного образца - 25 кгс.
   ...Вскоре после "аншлюса" - захвата Австрии нацистской Германией, в  1938
году,  Зенгер  вместе  стеоретиком   И.   Бредтом   приступил   к   созданию
математической модели перспективного,
сверхдальнего и сверхскоростного стратегического 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
с помощью 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
времени как бы ныряя в плотные слои атмосферы, чтобы, оттолкнувшись от  них,
взмыть в стратосферу. Уже пятый "нырок" бомбовоз совершил бы в  12,3  тыс.км
от своего аэродрома, девятый - в 15,8  тыс.км.   В   заданной  точке  экипаж
должен был сбросить на цель 300кг бомб, затем опуститься до  высоты  40км  и
планировать к посадочной площадке, чтобы огромная машина  коснулась  бетонки
на скорости 145км/ч. При необходимости бомбовоз  мог  проделать  в   верхних
слоях атмосферы и беспересадочный полет вокруг земли.
    Специалисты  "Мессершмитт  -  Бельков  -  Блом"  и   создали   концепцию
многоразового орбитального аппарата, воспользовавшись
рядом идей Зенгера: системой охлаждения камеры  сгорания  силовой  установки
криогенным  топливом,  гиперзвуковым  носителем  орбитального  космолета   с
планирующим возвращением того и другого на обычный аэродром.
   ...Это будет, наверное  космическая  "Одисея"  по-немецки.  На  одном  из
крупных германских аэродромов обслуживающий пер
соналзавершиттщательный предполетный осмотр двухкилевого сомолета  "Зенгер",
на первый взгляд  напоминающего  сверхзвуковой  авиалайнер  со  стреловидным
крылом, только без  обычных  илюминаторов  по  бортам.  На  "спине"  у  него
примостится короткокрылый самолет-бесхвоска "Хорус" весм более 23т.
   Экипаж занимает места, включает мощные двигатели,  "этажерка"  вырулевает
на взлетную полосу, останавливается,  пропуская  только  что  приземлившийся
рейсовый авиалайнер. "Полный газ", машина отрывается от бетонки  и  начинает
набирать высоту и скорость.
    Первое  время  ее   силовая   установка   работает   подобно   обыч-ному
турбореактивному двигателю. Но после того, как скорость "Зенгера"  достигает
3,5 М, ее переведут на режим более выгодного в таких  условиях  прямоточного
воздушнореактивного. Наконец стратоплан разгонится до намеченной скорости  и
поднимется на 31-37км. Там согласно программе полета произойдет  расстыковка
комплекса. "Зенгер" пойдет на снижение, чтобы совершить посадку  на  том  же
аэродроме.
   А "Хорус" устремится ввысь,  на  околоземную  орбиту.  Там  исследователи
приступят к выполнению научных программ, запуску искусственных спутников,  а
то исполнят  роль  космического  такси,  доставив  на  будующую  орбитальную
станцию, которую сейчас создают в странах Западной  Европы,  сменный  экипаж
или  3,3т  приборов  и  оборудования,  забрав  приготовленные   астронавтами
материалы.
   Одновременно с "Хорусом" немецкие  конструкторы  проектируют  анологичный
по устройству, но непилотируемый космоплан "Каргус".  За  счет  экономии  на
местах для пилотов  и  системах  жызнеобеспечения  масса  полезной  нагрузки
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  же
специалисты  заняты  выполнением  первого   этапа   научно-исследовательских
работ.
   Самую значительную сумму на него - 220 млн. марок - выделило  Федеральное
минестерство 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  и  исследовательские
учереждения и университеты,  в  частности  Аахена,  Брауншвейга,  Мюнхена  и
Штутгарта.
   Уже проводятся  изыскания  в  области  аэродинамики.  В  ближайшее  время
намечено создать базисные технологии и новые материалы, чтобы  затем  на  их
основе спроектировать, изготовмть и испытать  прототипы  силовых  установок,
навигационного оборудования и других систем, устройсв и агригатов. При  этом
немецкими обозревателями не раз подчеркивалась, что перспективная техника  и
технологии найдут применение не только в аэрокосмическом  проекте,  но  и  в
авиационной  промышленности,  да  и  в  других  отраслях  экономики.   Иными
словами.  заранее  предусмотрено  то.  что  у  нас  поспешили  бы  окрестить
конвесией аэрокосмического комплекса в интересах народного хозяйства.
      ...Приоритетными    разработками    концепции    "Зенгер"    считаются
двухступенчатая схема носителя и  орбитального  космопланаоба  многоразового
применения,  комбинационный  двигатель   первой   ступени,   работающий   на
сжиженном водороде и расчитанный на эксплуатацию в двух режимах, и  ракетная
установка второй ступени.
   Работы  над  воздушно-реактивным  прямоточником  концерн  "Мессершмитт  -
Бельков - Блом" начал летом 1988 года, а  в  декабре  уже  провел  стендовые
испытания  прототипа.  Его  диаметр  не  превышает  350мм,   тогда   как   у
"настоящего" достигнет полутора метров. Исследователи моделировали  скорость
4,7 М, одновременно изыскивая оптимальную форму камеры сгорания.
Кстати, у прототипа она охлпаждалась  пластмассовым  кожухом,  а  в  будущей
силовой установке  решено  воспользоваться  идеей  Зенгера:  перед  тем  как
поступить в камеру сгорания, охлажденное до 230°C горючее  пройдет  по  сети
трубопроводов, пронизывающих ее  тонкостенную  оболочку,  чтобы  темпиратура
внутри не привышала плюс  1700°С.  Как  рассчитывают  немецкие  специалисты,
непрерывно охлаждаемая  силовая  установка  станет  меньше  изнашиваться  от
перегрева.
    После  первого  было  еще  четыре   десятка   эксперементальных   пусков
прототипа, и все прошли вполне благополучно. Например
7 июля 1990 года  его  вывели  на  режим,  сответствующий  реальному  полету
будущего "Зенгера"  на  высоте  20  тыс.  м  со  скоростью,  равной  четырем
звуковым,  при  этом  тяга  составила  около  тонны.  Реактивные   двигатели
космоплана также будут поглощать экологически чистый 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   на
сегодняшний  день  наилучшее  решение   названной   проблемы",   -   считают
специалисты "Мессершмитт - Бельков - Блом" и "Дойче Аэроспейс".
   Немецкие ученые и инженеры полны надежд, что будующий  комплекс  окажется
выгоднее не только не только француской
ракетной системы "Ариан", с помощью которой думают  забрасывапть  на  орбиту
корабль многоразывого применения  "Гермес",  но  и  тех  устройств,  которые
обеспечивают старты "Шатла"  и  "Бурана".  Имеются  в  виду  связки  рактных
ускорителей и сверхмощные  ракетоносители.  Видимо,  не  случайно  англичане
заинтерисовались советским транспортным самолетом Ан-226 "Мрия",
чьи качества позволяют им  удешевить  доставку  в  околоземное  пространство
своих возвращаемых аппаратов "Хотол". По крайней мере, договоренность  между
специалистами Англии и СССР в этом отношении уже достигнута.


смотреть на рефераты похожие на "Стратоплан для космолета"