Лунные координаты космических первопроходцев. Модели ракет, какие они? Чья модель лучше? Почему летит ракета? От лодки без весел до модели. Осторожно: ракеты! «Нельзя» в ракетном моделизме.

Человек начал мечтать, как только стал «разумным и мыслящим». Мечтал о торжестве полета, глядя на парящих птиц и порхающих насекомых. Мечтал о крыльях, изобретая все новые и новые машины. Мысль его становилась все отважнее и смелей. И вот он сделал ракету, которая нисколько не похожа на птичье крыло. У кого же впервые мелькнула дерзкая мысль — «оседлать» огонь? Кто превратил фантазию в научный расчет, а расчеты в космический корабль?

Имена тех, чьей мечтой и чьими трудами начался космический век, получили постоянную прописку на карте Луны. Ими названы кратеры и кратерные цепочки, моря и обширные впадины — талассоиды. Память о них человечество сохранит на вечные времена.

Кратер «ВАН ГУ»

Китай, начало XVI века. Здесь уже известны порох и ракеты. «Огненные стрелы» еще в XIII веке спасли осажденный монголами гарнизон города Пьен-Кинг. А сейчас изобретатель Ван Гу испытывает невиданный аппарат, который должен поднять его в воздух. Ван Гу разместился на сиденье посреди двух коробчатых змеев, к которым крепятся сорок семь ракет. По команде сорок семь слуг зажигают их. Раздается взрыв и... Изобретатель погибает. Так печально закончилась одна из первых попыток приручить огненную стрелу.

Кратер «СИРАНО де БЕРЖЕРАК»

Прошло еще сто лет. Французский писатель Сирано де Бержерак вновь возвращается к идее ракетного полета. На этот раз он предлагает совершенно невероятную вещь: снабдить пороховыми двигателями колесницу для путешествия к Луне. Даже для фантастической литературы такое предложение необыкновенно — пройдет еще целых два столетия, но соотечественник Бержерака гигант фантастики Жюль Верн так и не решится отправить своих героев к Луне на ракете.

Талассоид «КИБАЛЬЧИЧ»

— Встать! Суд идет!..

На скамье подсудимых шестеро. 1 марта 1881 года они привели в исполнение свой приговор ненавистному самодержцу Александру II. Дает показания бывший студент Института инженеров путей сообщения Николай Иванович Кибальчич. Он рассказывает об устройстве изобретенной им бомбы. Военные эксперты удивлены, они нигде не встречали такой оригинальной и простой конструкции. Они задают вопросы, интересуются деталями. Приходится вмешаться судье: вся процедура больше напоминает университетскую лекцию, чем суд над цареубийцей.

Ученый или революционер?.. Кибальчич предпочел бороться против тиранов. Способности ученого он направил на то, чтобы изобрести бомбу, которой был казнен российский император. Работая со взрывчатыми веществами, Кибальчич пришел к мысли использовать силу взрыва для полета человека. Но революционные дела не позволяли ему всецело отдаться науке. И только в камере смертников Николай Иванович находит время составить свое завещание родине и человечеству — проект ракетного воздухоплавательного аппарата.

Кратер «ЦИОЛКОВСКИЙ»

Керосиновая лампа отбрасывает резкие тени на стены комнаты и освещает чернильный прибор и листы, разбросанные по столу. Перо бежит по бумаге, оставляя за собой слова!

«В качестве исследователя атмосферы предлагаю реактивный прибор, т. е. род ракеты, но ракеты грандиозной и особенным образом устроенной. Мысль не новая, но вычисления, относящиеся к ней, дают столь замечательные результаты, что умалчивать о них было бы недопустимо».

Константин Эдуардович Циолковский устало откидывается на спинку стула и долго смотрит в окно на краешек бледнеющего утреннего неба. Он еще не знает, что книга «Исследование мировых пространств реактивными приборами», которую он пишет, станет программой его большой и нелегкой жизни. Пройдут годы, и в скромном учителе из провинциальной Калуги весь мир признает основоположника современной ракетной техники и космонавтики.

Кратер «КОНДРАТЮК»

Фашистские полчища рвутся к столице. Отступать некуда — позади Москва. Плечом к плечу с бойцами Красной Армии сражаются отряды народного ополчения. В одном из них Юрий Васильевич Кондратюк.

Рис. 1. Лунные координаты космических первопроходцев.

Еще в 1916 году девятнадцатилетний Кондратюк, не зная трудов Циолковского, провел оригинальное исследование, доказывающее возможность полета в мировые пространства на ракете. «Я хотя и был отчасти разочарован тем, что основные положения открыты мной вторично, — говорил впоследствии Юрий Васильевич, — но в то же время с удовольствием увидел, что не только повторил предыдущие исследования, хотя и другими методами, но сделал также и новые вклады в теорию полета».

Пионер советской ракетной техники Ю. В. Кондратюк погиб смертью храбрых, защищая Москву.

Кратерная цепочка ГДЛ

1931 год. Уже десять лет существует в нашей стране ракетная научно-исследовательская организация ГДЛ — газодинамическая лаборатория. Здесь отрабатывают конструкцию жидкостного двигателя, который, по предсказанию Циолковского, должен сыграть решающую роль в завоевании космоса.

Сегодня ответственный день — испытывается первый советский двигатель на жидком топливе. Включено зажигание. Стрелка динамометра прыгает вверх, тяга — двадцать килограммов. Для начала неплохо, ведь первый двигатель Дизеля сделал всего пол-оборота.

Кратерная цепочка ГИРД

«...Старт состоялся на станции №17 инженерного полигона Нахабино в 19 часов 00 минут. Продолжительность взлета от момента запуска до момента падения — 18 секунд. Высота вертикального подъема около 400 метров...»

Это выдержка из акта, составленного 17 августа 1933 года. В нем запротоколирован старт первой советской ракеты 09 с жидкостным двигателем. Создали ее в Группе изучения реактивного движения (сокращенно: ГИРД), организованной на общественных началах при Осоавиахиме. В то время некоторые острословы шутили, что ГИРД это «группа инженеров, работающих даром». Космическое настоящее Советского Союза говорит, что «не даром» поработали замечательные энтузиасты ракетной техники.

Кратер «ЦАНДЕР»

«Встреча закончилась поздно ночью. Выйдя во двор, все невольно остановились. Небо было звездным-звездным. Настроение у нас было приподнятое. Хотелось немедленно приступить к делу. Кажется, больше всех радовался Фридрих Артурович Цандер. Вскинув голову к небу, он неожиданно для нас громко воскликнул:

— Вперед, на Марс!»

Таким в день создания ГИРД вспоминает Цандера один из его соратников М. К. Тихонравов.

В 1908 году, когда Цандеру пошел двадцать второй год, он сделал первые расчеты, относящиеся к области космических путешествий. С тех пор и до конца жизни он ни разу не изменил своей звездной мечте.

Кратерная цепочка РНИИ

28 февраля 1940 года. Над заснеженным аэродромом самолет Р-5 буксирует планер. Обычная картина. Вот планер отделяется от буксиров щика и плавно парит в безоблачном небе. Почему же так напряжены ли ца людей внизу. Вдруг из хвоста планера начинает хлестать пламя. Пожар? Но странное дело, планер вдруг почти вдвое увеличивает скорость и круто идет в набор высоты. Это продолжается почти две минуты. Пламя гаснет. Планер, а точнее ракетопланер, ибо в хвостовой части его был установлен ракетный двигатель, идет на посадку.

Так летчик В. П. Федоров на ракетопланере РП-318-1 положил начало практическому применению ракетных двигателей для полета. Планер и его двигатель были созданы в Реактивном научно-исследовательском институте (РНИИ), ставшем наследником ГДЛ и ГИРД.

Талассоид «КОРОЛЕВ»

4 октября 1957 года. На стартовой площадке космодрома собрались ученые, конструкторы, инженеры, рабочие... С импровизированной трибуны выступает конструктор ракетно-космической системы академик Сергей Павлович Королев.

«Сегодня совершилось то, о чем мечтали лучшие сыны человечества, и среди них наш замечательный ученый Константин Эдуардович Циолковский. Он гениально предсказал что человечество не останется вечно на Земле. Спутник — первое подтверждение его пророчества. Штурм космоса начался. Мы можем гордиться, что его начала наша Родина».

Академик скромно умалчивает о своем личном вкладе в космический триумф Страны Советов и о том, что этому триумфу предшествовали почти тридцать лет его напряженного труда и поисков.

Кратер «ГАГАРИН»

«Я услышал свист и все нарастающий гул, почувствовал, как гигантский корабль задрожал всем своим корпусом и медленно, очень медленно оторвался от стартового устройства... Гул был не сильнее того, который слышишь в кабине реактивного самолета, но в нем было множество новых музыкальных оттенков и тембров, не записанных ни одним композитором на ноты и которые, видимо, не сможет пока воспроизвести никакой музыкальный инструмент, ни один человеческий голос. Могучие двигатели ракеты создавали музыку будущего, наверное еще более волнующую и прекрасную, чем величайшие творения прошлого».

Первым слушателем космической симфонии стал наш советский человек Юрий Алексеевич Гагарин. А через восемь лет первые земляне на Луне, американские космонавты Армстронг и Олдрин, в районе Моря Спокойствия оставили медали с изображением космонавтов, отдавших жизнь исследованию вселенной. На одной из этих медалей был портрет первооткрывателя звездных трасс гражданина вселенной Ю. А. Гагарина.

***

Сегодня подвиг таких людей вдохновляет тысячи советских ребят, которые, думая о будущем, поднимают к небу пытливые глаза.

Аэродромное поле под Калугой. Сто пятьдесят ребят со всех концов страны приехали сюда, чтобы участвовать во II Всесоюзных соревнованиях школьников по ракетному моделизму. Команды построены для торжественного открытия соревнований. Звучит голос Циолковского. Он записан 36 лет назад, но кажется, что Константин Эдуардович видит застывшие в молчании колонны команд:

«У нас в Советском Союзе много юных летателей — так я именую детей-авиамоделистов, детей-планеристов, юношей на самолетах. Их у нас десятки тысяч. На них я возлагаю самые смелые надежды. Они помогут осуществить мои открытия и подготовят талантливых строителей первого межпланетного корабля».

При жизни Циолковского еще и слова такого — «ракетомоделист» — не знали. Как в «большой», так и в «малой» модельной технике ракеты строили только отдельные энтузиасты. Казалось, еще далеки те годы, когда человек покинет свою «колыбель разума» — Землю. И надо удивляться прозорливости Циолковского, который увидел в моделистах будущих строителей межпланетных кораблей.

Когда ушла в небо первая космическая ракета, для моделистов ее грохот прозвучал как призыв: «От модели — к ракете, от ракеты — к космическому кораблю». Начало эры космических полетов стало днем рождения ракетно-космического моделизма.

Сначала модели ракет делались с чисто познавательной целью, но вскоре возникла потребность оценить совершенство сделанной модели, узнать, чья модель лучше. Так ракетный моделизм стал техническим видом спорта. Через год после исторического полета Ю. А. Гагарина Международная авиационная федерация (ФАИ) обобщила правила соревнований, существовавшие к тому времени в различных странах, и утвердила Спортивный кодекс ракетного моделизма. В соответствии с этим кодексом и проводятся сейчас соревнования моделей.

Как же узнать, чья модель лучше?

Для этого используют две летные характеристики, которые сравнительно легко замерить — высоту подъема и продолжительность полета.

В состязаниях на высоту подъема участвуют три вида моделей: высотные, «грузовые» и копии. Высотные модели и копии не несут никакого полезного груза, а «грузовые» обязаны поднимать один или более стандартных грузов ФАИ. Модель-копия, кроме того, должна в определенном масштабе копировать существующую ракету или космический корабль. За качество выполнения и соответствие образцу она получает дополнительные очки.

Модели, соревнующиеся на продолжительность полета, могут снижаться на парашюте или планировать по-самолетному. Последние называют ракетопланами — их особенность заключается в том, что использовать крылья для полета им разрешено только на участке спуска.

Очевидно, что тяжелые модели с более сильными двигателями будут иметь преимущество на соревнованиях. Значит, нужно установить предел веса модели и «мощности» двигателей, подобно тому, как это делают в спорте: борцов и боксеров делят на весовые категории, а в автомобильных гонках у моторов ограничивают рабочий объем цилиндров. Правила ФАИ также предусматривают деление видов соревнований на классы (рис. 2). Для каждого класса моделей указаны предельные значения стартового веса и суммарного импульса двигателей, отражающего энергетические возможности ракеты. Подробнее об этом мы еще поговорим.

Вид соревнований		Класс	Полный импульс двигателей, н·сек.	Допустимый стартовый вес, Г	Число полезных грузов ФАИ
	Высота полета	1	0 - 5,0	60	Нет
		2	5,01 - 10,0	120
		3	10,01 - 40,0	240
		4	40,01 - 80,0	500
	Подъем полезного груза	Одинарный	0 - 10,0	90	1
		Двойной	10,01 - 40,0	180	2
		Открытый	40,01 - 80,0	500	4
	Высота полета моделей-копий	0	0 - 2,50	60	Нет
		1	2,51 - 5,00	90
		2	5,01 - 10,00	120
		3	10,01 - 40,00	240
		4	40,01 - 80,00	500
	Продолжительность спуска с парашютом	нет	0 - 10,0	85	Нет
	Продолжительность планирования ракетоплана	0	0 - 2,50	60	Нет
		1	2,51 - 5,00	90
		2	5,01 - 10,00	120
		3	10,01 - 40,00	240
		4	40,01 - 80,00	500
Рис. 2. Виды и классы спортивных моделей ракет

Иногда ракетомоделисты проводят интересные соревнования и по таким видам, которые не предусмотрены правилами ФАИ. Так, в Советском Союзе в программу соревнований часто включаются экспериментальные модели. Они получают очки не только за продолжительность полета, но и за установленную на них измерительную аппаратуру или устройства, улучшающие летные данные модели.

За рубежом распространены соревнования на точность приземления. В этом виде модель должна подняться не менее чем на 30 м, раскрыть парашют на высоте не ниже 15 м и приземлиться как можно ближе к обозначенной точке.

Бывают и такие состязания — на мягкость посадки. Оценивается мягкая посадка с помощью... куриного яйца, которое заранее помещается в модель. Конечно, эти соревнования можно проводить только для забавы: уж очень трудно будет определить победителя, да и «крепость» отобранных для полета куриных яиц может явиться предметом спора участников и судей!

***

Познакомимся теперь с теми «китами», на которых стоит ракетный моделизм и вся ракетная техника вообще. Спросим себя: как и почему ракеты летают? Наверное, вам не раз приходилось слышать шуточный ответ на вопрос: «Почему летит самолет?» — «По воздуху». А вот для ракеты такой ответ не годится — ведь она, в отличие от самолета, может лететь и в безвоздушном пространстве. И все-таки самолет и ракета совершают полет в соответствии с одним и тем же физическим законом. Это всем известный третий закон Ньютона: два тела действуют друг на друга с равными и противоположно направленными силами, одна из которых называется действием, а другая — противодействием.

Сфера действия третьего закона Ньютона чрезвычайно многообразна. Любое механическое перемещение основывается на нем. Например, при ходьбе: отталкивая Землю ногой (действие), мы ощущаем толчок от Земли (противодействие), продвигающий нас вперед. Крыло самолета, перемещаясь горизонтально, отбрасывает прилегающий к нему воздух вниз и испытывает противодействие — подъемную силу, удерживающую весь самолет. Ну а как же быть в космическом пространстве, где никакой опоры нет? За что хвататься там?

«Очевидно, — писал Циолковский еще в 1903 году, — прибор для движения в пустоте должен быть подобен ракете, то есть содержать не только энергию, но и опорную массу в самом себе».

Итак, секрет ракеты прост: она выбрасывает вещество, запасенное в нем заранее, а сама при этом движется в сторону, противоположную направлению выброса.

То, что было ясно Циолковскому, не всегда понимали другие, даже весьма ученые люди. Им движение ракеты в пустоте напоминало попытку барона Мюнхгаузена вытащить себя из болота за собственные волосы. Так, лет через двадцать после того, как были написаны приведенные выше слова Циолковского, профессор Райм утверждал, что ракета не может работать вне атмосферы, так как ей «не от чего отталкиваться». А, между прочим, в возможности движения по-ракетному легко убедиться на очень простых примерах-опытах.

Допустим, в один из зимних дней вы пришли на каток. Возьмите в руки ком снега и, стоя на коньках, отбросьте его от себя прочь. И тотчас, даже не пошевелив ни одной ногой, вы начнете скользить по льду в сторону, противоположную направлению броска.

Второй опыт можно проделать летом. Заключите с товарищем пари — смело утверждайте, что вы заставите лодку двигаться с помощью весел, но... не черпая ими воду. Пари будет выиграно: резким движением бросьте весла назад, и лодка стронется с места.

Для третьего опыта постройте реактивный кораблик. Особых хлопот вам это не доставит. Все очень просто. На кораблике нужно укрепить плотно завинченную металлическую банку с водой и отверстием в задней стенке. Под днищем банки оборудуйте «топку» — место для таблетки сухого спирта или огарка свечи. Теперь зажгите огонь и смотрите, что получится. Вначале кораблик будет мирно стоять на месте. Но вот вода нагрелась, и начал образовываться и выходить наружу пар. И что же, кораблик тихо, а потом все быстрее заскользит вперед. Так он будет двигаться до тех пор, пока в банке не выкипит вся вода.

Последний опыт — простейшая модель ракеты. Как ее сделать, видно из рисунка 3. Начинать постройку модели следует с двигателя. Топливом послужит горючая кинопленка.

Рис. 3. Модель на кинопленке.

Пленку длиной около 30 см нужно очистить от эмульсии и высушить. Затем ее туго сворачивают и заклеивают полоской бумаги. Ролик пленки снаружи обматывают десятью слоями станиоля. Лента станиоля должна быть сантиметра на три шире пленки. С одной стороны станиоль наглухо перевязывают ниткой, а с другой так, чтобы оставалось небольшое отверстие — сопло для выхода газов; для этого к торцу топливного заряда прикладывают кусок проволоки диаметром около 2 мм.

Корпус модели клеится из плотной бумаги на трубке, диаметр которой чуть больше диаметра двигателя. Головку ракеты можно вырезать из дерева, а стабилизаторы — из картона.

Для запуска нужны направляющие. Их роль выполнят три полуметровых стержня, воткнутые в землю вертикально. Модель должна свободно двигаться между ними. Зажигают пленку через сопло раскаленной проволокой длиной не менее метра. Теперь наблюдайте за стартом: газы, образующиеся при сгорании пленки, будут с силой выбрасываться вниз, а ракета устремится вверх.

Вещество, отбрасываемое при движении по-ракетному, в технике называют рабочим телом. Ком снега, весла, пар, газ от сгоревшей пленки — все это были рабочие тела. Но если поразмыслить над первыми опытами и последним, с моделью ракеты, то нетрудно заметить, что в первых энергия подводилась к рабочему телу извне (рука, бросающая снег или весло, таблетка сухого спирта, нагревающая воду), а в ракете энергия содержалась в самом рабочем теле, которое до превращения его в газ было твердым топливом — пленкой.

Чем больше энергии содержит топливо, тем с большей силой выбрасывается рабочее тело и быстрее движется ракета. Поэтому уже на первых ракетах топливом служили вещества, способные выделять много энергии — пороха.

В двигателях ракет топливо горит сравнительно медленно. Но возможно и быстрое горение ракетных топлив — взрыв. Это происходит при отказах техники и при неправильном обращении с ракетой.

История знает немало случаев, когда опыты кончались весьма трагически. Вот только три из них, которые произошли в Германии за короткий отрезок времени с 1929 по 1933 год.

...Известный ученый Оберт экспериментировал с жидкими топливами, подбирая наиболее подходящие для ракеты составы. Во время одного из опытов произошел взрыв, который привел Оберта к почти полной потере зрения на один глаз.

...Конструктор ракет Макс Валье проводил испытательные запуски своего двигателя. Он стоял рядом с двигателем, регулируя его работу. Внезапно двигатель взорвался, и стальной осколок, перерезав легочную артерию, вонзился конструктору в грудь. Валье истек кровью, прежде чем кто-либо смог прийти ему на помощь.

...В ракетной лаборатории инженера Тиллинга занимались прессованием пороховых зарядов. В самом разгаре работы порох взорвался, разбив тяжелый пресс и разрушив здание лаборатории. Тиллинг и два его сотрудника погибли.

Итак, ракетная техника требует осторожного и почтительного обращения. Как говорят, с нею нужно обращаться на «вы».

А ракетный моделизм? Он не исключение. Ведь и в нем используют двигатели со взрывоопасными зарядами.

А потому, юный друг, всегда неукоснительно соблюдай правила ракетного моделизма. Какие же это правила?

Во-первых, модель должна быть безопасной сама по себе. Запомните четыре главных «нельзя»:

— нельзя изготавливать основные части модели из металлических материалов;

— нельзя делать модель тяжелее 500 Г (имеется в виду стартовый вес модели);

— вес топливных зарядов всех двигателей модели не должен превышать 125 Г;

— нельзя использовать самодельные двигатели.

Во-вторых, модель должна быть безопасной при запуске. Прежде всего следует правильно выбрать место для запуска: подальше от зданий, построек, легковоспламеняющихся предметов. Не забудьте посмотреть и вверх — модель может представить угрозу для низколетящих самолетов и вертолетов. Необходимо учитывать и погодные условия. Небезопасно стартовать при ветре: если его скорость более 10 м/сек, то запуск следует отложить. И самое важное — пусковое оборудование. Оно должно обеспечивать электрический запуск модели с дистанции не менее 10 м и запускать модель с отклонением от вертикали не более 30°.

В-третьих, нужно обеспечить безопасность модели в полете. Она должна точно следовать выбранной траектории, или, как говорят, должна быть устойчивой в полете. Для этого ее снабжают стабилизирующими устройствами. Поскольку устойчивость многоступенчатых моделей обеспечить трудно, то в ракетном моделизме запрещают делать модели с числом ступеней более трех.

В-четвертых, модель должна быть безопасной при посадке: в ракетном моделизме запрещено использовать модели без парашютов или других устройств, замедляющих падение. Чтобы обеспечить безопасность при посадке, нельзя в качестве полезного груза применять взрывчатые и пиротехнические вещества, а также стрелять по наземным целям.

Запомнив эти простые правила, можно готовиться к своим первым ракетно-модельным стартам.

Чтобы сделать модель ракеты, не нужны сложная оснастка, хитрые инструменты и дефицитные материалы. Однако, приступая к работе, необходимые вещи нужно иметь под рукой.

Что потребуется для изготовления корпуса модели ракеты?

Чаще всего корпус модели делают цилиндрическим. Склеивают его на навойнике — круглом стержне или трубке. Запаситесь трубками различных размеров: диаметры от 10 до 40 мм и длина от 0,5 до 1 м. Чтобы не замерять все время диаметр трубки, вставьте в ее торцы деревянные пробки, на которых напишите цифры, соответствующие диаметру. Наиболее ходовой диаметр навойника 21 — 22 мм — под стандартный двигатель модели.

Материал корпуса — бумага. Обычно используют чертежную бумагу: ватман или полуватман. Для склейки применяется любой бумажный клей: клейстер, декстрин, столярный, казеиновый, эмалит.

Нужны будут также ножницы, угольник и карандаш для выкройки бумажной заготовки корпуса. Не забудьте запастись и мелкозернистой шлифовальной шкуркой: она пригодится, чтобы зачистить края бумаги перед склеиванием, а после того как корпус высохнет, для очистки его от клея и для шлифовки.