Снаряд или ракета
Проблема многократного увеличения наивысших скоростей полета снаряда, а тем самым и полет, подобно метеорам, с земии в мировое пространство материальных тел ,!ю траекториям, не подверженным могущественному действию юилы тяжести, ранее казалась абсурдной и балистически неразрешимой, К разрешению этой проблемы за последние десять лет подошли вплотную. Все то, что теоретики межпланетных сообщений и конструкторы ракет вычислили и сконструировали до настоящего времени, имеет целью осуществление этой мысли в будущем. И так как ракета в качестве чего-то среднего между снарядом и самолетом, имеет свое будущее и с военной точки зрения, мы кратко остановимся иа этом вопросе.
Старейшим и поводимому наиболее действительным средством метания тела на значительную высоту над поверхностью земли в мировое пространство является стрельба из орудия. 120-кг снаряды орудия сверхдальней стрельбы, стрелявшего по Парижу, поднимались в воздух на высоту около 40 км и падали в расстоянии 128 км от места выстрела. Если соответствующую начальную скорость увеличивать все больше и больше, то вершина траектории также поднимается все выше и выше, а сама траектория удлиняется, так что полет снаряда в конце концов совершается по кривой, параллельной поверхности земли, т. е. снаряд после этого не падает на землю, а движется около нее, подобно сателлиту. Это было бы возможнее только в том случае, если бы снаряд был выстрелен с некоторой высоты горизонтально по отношению к поверхности земли и с теоретической начальной скоростью 7897 м/сек. В действительности такое движение снаряда не может быть достигнуто ни при какой, даже еще бблылей, скорости, так как сопротивление воздуха при горизонтальном выстреле можно •было бы преодолеть только прн почти бесконечно большой начальной скорости. Чтобы вывести какое-либо тело из поля действия сил земного притяжения, остается только стрельба под некоторым углом с начальной скоростью 11 050 м/сек. В этом случае снаряд пробил бы сначала слой атмосферного воздуха, а затем летел бы в бесконечные высоты мирового пространства по траектории, представляющей параболу, и никогда больше не возвратился бы на землю. Однако и здесь скорость должна значительна превосходить вычисленный 11 -км предел вследствие сопротивления воздуха в начале полета снаряда.
Скорости этого порядка превосходят однако наши технические возможности, причем препятствия заключаются не столько в требующейся Для этого энергии пороха, сколько в совершенно недостаточной прочности наших лучших сортов орудийной стали, необходимой для сопротивления давлениям пороховых газов при температурах горения 4000°. Достигнуть необходимого запаса энергии можно было бы в крайнем случае посредством очень сильного, весьма плотного и сконцентрированного в большой каморе заряда взрывчатого вещества', особенно, как это видно на примере орудия сверхдальной стрельбы, если работу метательного заряда педедать. снаряду с исключительно высоким коэфициентом полезного действия в очень длинной сравнительно с калибром орудия трубе. Но, с другой стороны, одновременно необходимо иметь сталь, которая выдержала бы давление раскаленных пороховых газов не только максимум 5000 ат, на и 20000 ат. Эту непреодолимую пока трудность невозможно Ьбойти путем последовательного выстреливания на лолете одного или нескольких снарядов нз основного снаряда, так как этому сложному, вызывающему сильное сопротивление воздуха снаряду, тоже нельзя сообщить сразу требующуюся начальную скорость.
Следовательно, работая над снарядом в указанном направлении, невозможно достигнуть больших дистанций и тем более проникнуть в мировое пространство. Наоборот, обратный принцип —- явление отдачи при в ы-стреле — приводит к значительно большим, почти космическим скоростям; остается, со&ственно, непонятным, почему наши специалисты до настоящего-времени «е обратили внимания на этот простой и 'Обещающий безграничные возможности факт.
Если произвести выстрел из горизонтально подвешенной винтовки, т. не только пуля и пороховые газы выбрасываются из канала с определенной скоростью, но и винтовка, вес которой приблизительно в 400 раз больше движется вследствие удара газообразных продуктов горения s обратнол направлении. Если представить себе специальную винтовку, из которой можно было бы последовательно произвести два, три и больше выстрелов, прежде чем она успела бы замедлить свое движение от предшествующей отдачи, то отдельные скорости складывались бы1 в равномерное ускорение в направлении, противоположном выстрелу. По закону равенства действия н противодействия тот же процесс должен происходить и в безвоздушном пространстве; не менее очевидно, что отдача получится и при выстрел! холостым зарядом, так как молекулы, вылетающие нз канала ствол» в форме сильно сжатых пороховых газов, представляют не что иное, Kai бесконечно малые снаряды-—-частицы массы, которые соответственно своей сумме, т. -е. весу порохового заряда и скорости вылета, сообщат винтовкг совершенно определенную силу отдачи. Если вместо пороха, содержа щего азот (энергетически менее производительного), взять углеводороды выделяющие значительно большее количество тепла, и если например взрывообразно выбрасывать из специального сопла через короткие промежутки времени смесь бензина и жидкого кислорода, то это и составит Принцип действия современного снаряда-ракеты.
Наилучшим энергетическим материалом явился бы гремучий газ, который выделяет 3800 б. кал на 1 кг и имеет скорость вспышки около 4000 м/сек, между тем как употребительные сорта моторного топлива обладают несколько меньшей энергией и скоростью горения около 3000 м/сек. Однако и они дают еще достаточно высокий коэфициент полезного действия, т. е. химическая энергия метательного вещества, его скорость вспышки и количество газов, выбрасываемое с каждым' взрывом, позволяют сообщить ракете ускорение, требуемое для возможно быстрого достижения максимальной скорости. Ракета отрывается от земли тотчас же, как только ее ускорение в секунду превосходит таковое силы тяжести, равное 9,81 м. При ускорении нетто 20 м (равном 30 м собственного ускорения за вычетом 9,8 м земного ускорения) через 100 сек. была бы достигнута скорость 2000 м/сек, и ракета уже через несколько минут двигалась бы в самых высоких слоях воздуха без трения. Так например для почтовой ракеты из Европы в Америку время полета, принимая за исходные данные 300 кг горючего и 30 кг полезного груза, вычислено в 25 мин. Воздушная торпеда в качестве «управляемого с расстояния» военного снаряда могла выполняться на высоту 1000 км и точно попасть в цель.