Глава десятая ПУТЬ К РАКЕТНОМУ КОРАБЛЮ «ОГОНЬ НЕИСТОВЫХ СТРЕЛ»

Ракетный двигатель — один из самых замечательных современных двигателей. Его предок — хорошо известная всем ракета. Взлетая высоко в воздух, она распадается каскадом веселых, разноцветных искр.

Ракета — старинное изобретение. Ее родина — древний Китай.

В продолжение веков, задолго до появления пушек, китайцы, а за ними индусы и арабы применяли ракету как боевое оружие.

К стреле привязывали трубку, наполненную порохом, и, перед тем как спустить тетиву, поджигали фитиль порохового заряда трубки. Газы, образующиеся при сгорании пороха, подталкивали стрелу, увеличивая ее скорость и дальность полета.

Как и обычная стрела, стрела-ракета наносила поражение неприятельским воинам. Но в то же время она поджигала деревянные и соломенные постройки в стане врага. Поэтому за боевыми ракетами утвердилось название: «огонь неистовых стрел».

Ракету толкает вперед сила отдачи газов. Она называется реактивной силой. Ее проявление можно часто наблюдать в повседневной жизни. Например, конькобежец, находясь на гладком льду катка, начнет скользить назад, если бросит вперед какой-нибудь тяжелый предмет. Бросок, сделанный конькобежцем, будет действием, а движение назад — результатом противодействия, проявлением силы отдачи. А силы действия и противодействия — так учит механика — всегда равны по величине и противоположны по направлению.

Действие и противодействие.

Реактивную силу — в виде толчка — испытывает, например, стрелок в момент выстрела из ружья. Эта же сила заставляет откатиться орудие после выстрела. Реактивное движение наблюдают и в живой природе. Некоторые моллюски передвигаются, используя силу отдачи воды. Каракатица забирает воду во внутреннюю полость своего тела, потом, сжимая его, выбрасывает воду. Сила отдачи выброшенной струи воды сообщает животному движение.

По этому же принципу движется и ракета, выбрасывая газообразные продукты сгорания. Можно сказать, что ракета стреляет миллионами миллионов крошечных «пуль» — частичек газа или пара, и двигает ракету вперед сила отдачи этих «пуль».

Можно воспроизвести следующий старинный опыт: налить воду в металлический сосуд, его отверстие плотно заткнуть оловянной пробкой и поставить на огонь. Вода, нагреваясь, постепенно превратится в пар, а олово пробки понемногу размягчится. Пар, заключенный в сосуде, будет давить с возрастающей силой и вправо, и влево, и вверх, и вниз и, наконец, вытолкнет пробку. Тогда, выбрасывая вниз струю пара, сосуд-ракета взлетит в воздух. Сосуд взлетит потому, что внутреннее давление пара перестало уравновешиваться давлением на пробку и струя пара с силой вырвалась через донное отверстие вниз.

Разумеется, паровая ракета будет двигаться вперед до тех пор, пока не иссякнет ее запас пара. Потом ракета пролетит по инерции еще некоторое время, пока, наконец, притяжение земли не заставит ракету упасть. Если бы ракета двигалась в разреженном воздухе или безвоздушном пространстве, она пролетела бы несоизмеримо дальше, нежели в обычных условиях.

Чем больший запас пара или горючего придадут ракете, тем дальше она будет двигаться, тем большую высоту сможет набрать.

Рисунок, поясняющий опыт с сосудом

Устройство ракеты простое: она представляет собой оболочку, в которой заключено твердое горючее вещество. В оболочке имеется коническая трубка — «сопло», через которую газы, образующиеся при сгорании твердого вещества, вырываются наружу.

Ракета летит в направлении, противоположном истечению газового потока.

Нашей стране по праву принадлежит почетнейшее место в деле развития ракетной техники.

В России первая мастерская ракет — «Ракетное заведение» — была основана в Москве в 1680 году. Ракетным делом увлекался Петр I. Он сам набивал и пускал пороховые ракеты, обучал русских мастеров этому искусству.

Русские пиротехники стали замечательными специалистами. У них нередко учились иностранцы, внимательно следившие за успехами русского ракетного дела. Датский посол в Петербурге писал в 1710 году своему правительству: «Трудно представить себе, какая масса пороха истрачивается за пирами и увеселениями при получении радостных вестей, на торжествах и при салютах... Вряд ли найдешь государство, где его изготовляли бы в таком количестве и где бы по качеству и силе он мог сравняться со здешним».

Однако ракетами пользовались не только в дни празднеств. Ракеты применялись и на войне, как средство сигнализации. Конструкция русских сигнальных ракет образца 1717 года оказалась настолько удачной, что оставалась на вооружении армии в продолжение полутораста лет.

Но уже в те времена передовые русские военные специалисты понимали, что сигнализация — это лишь одно из многих применений ракеты на войне, что ракету возможно использовать и как боевое оружие.

Русская сигнальная ракета образца 1717 года.

Понимал это и Александр Дмитриевич Засядко — молодой артиллерийский офицер, начавший свою военную службу в армии великого полководца А. В. Суворова. В 1815 году, возвратившись из заграничного похода, А. Д. Засядко продал свое имение и на вырученные деньги занялся опытами по усовершенствованию ракет. Обычную фейерверочную ракету А. Д. Засядко хотел превратить в боевую — фугасную и зажигательную.

За два года А. Д. Засядко изменил конструкцию, упростил изготовление ракеты, улучшил ее баллистические свойства. Закончив все подготовительные работы, А. Д. Засядко показал ракеты высшему военному начальству, «не делая из своего открытия тайны, не требуя вознаграждения за издержки, изложив пользу для отечества, которая может быть от применения нового боевого оружия», — так писал изобретатель.

Новые ракеты показали на испытаниях хорошие качества. Они пролетали около трех тысяч метров, то есть метров на семьсот дальше тогдашних лучших иностранных образцов.

Но как будут служить ракеты в боевых условиях? Это оставалось проверить во время войны. Поэтому, как только возникла угроза войны с Турцией, А. Д. Засядко стал энергично внедрять ракеты в армию. Он заблаговременно посылал в войска отдельные ракетные роты с необходимым имуществом — прессами для набивки пороха, ракетными хвостами, колпаками для зажигательных составов и прочим.

В мае 1828 года, во время войны с Турцией, Д. Засядко находился в действующей армии. Тут, на месте, обучал он солдат и офицеров обращению с новым оружием. А. Д. Засядко, командуя осадной артиллерией во время штурма крепости Браилов, применил, наряду с обычными артиллерийскими снарядами, и ракеты.

Новое боевое оружие оправдало надежды изобретателя. В сводках того времени можно было прочесть: «Ракеты два раза производили на судах пожар, с трудом потушаемый». Или: «Действие нашей артиллерии и ракет было также весьма гибельно для неприятеля. Город беспрестанно загорался и одною прошедшей ночью было в оном до семи пожаров».

Ракета нашла в русской армии признание. Вскоре боевыми ракетами вооружили суда Черноморского флота, Дунайской флотилии, а также части русской армии, сражавшиеся в гористых местностях Балкан.

Успех нового оружия побудил русское командование создать после войны, в 1832 году, в Петербурге Пиротехническую артиллерийскую школу для подготовки специалистов ракетного дела.

Одним из первых воспитанников этой школы стал Константин Иванович Константинов. Он блестяще окончил курс наук и вышел в армию офицером.

В стенах школы К. И. Константинов заинтересовался новым оружием и решил посвятить свою жизнь его совершенствованию.

Первые успехи боевого применения ракет не обольщали К. И. Константинова. При лучшей конструкции, думал он, ракеты могли бы лететь дальше.

К. И. Константинов был командирован за границу. В Лондоне он посетил ракетный завод и встретился там с английским генералом Конгрэвом. Этот человек называл себя изобретателем ракетного оружия и уверял, что все секреты ракет известны лишь ему одному.

Конгрэв, находясь в Индии, не раз попадал с отрядами английских завоевателей под губительный огонь ракет, которые выпускали индусские воины. Конгрэв перенял их способ изготовления ракет и, возвратившись в Англию, стал насаждать ракетное оружие в британских войсках.

Англичане предложили продать свой ракетный завод России. Однако К. И. Константинов, осмотрев завод, отказался от предложения. «Секреты Конгрэва, — заявил русский офицер, — для нас давно уже не секреты, а лондонский завод, на мой взгляд, дряхлейшее предприятие, не представляющее для нас интереса».

В Англии К. И. Константинову нечему было учиться!

Вернувшись на родину, К. И. Константинов энергично принялся за усовершенствование ракеты. Но прежде чем изменять, улучшать ее конструкцию, следовало установить законы полета ракеты, а в этой области почти ничего не было известно. Производить же опыты вслепую — значило обречь себя на неудачу.

Константин Иванович Константинов (1818-1871).

К. И. Константинов начал изучать ракету в действии. Для этого он изобрел особый прибор, с помощью которого удавалось измерить силу отдачи ракеты. Свой прибор К— И. Константинов назвал ракетным маятником. При каких условиях порох сгорает с наибольшей пользой для движущейся ракеты, как выгоднее всего размещать в ракете запас горючего, и много других вопросов разрешил К. И. Константинов. Эти исследования помогли создать ракету более совершенной конструкции. «Ракетный маятник, — писал К. И. Константинов, — доставил нам многие указания, относящиеся к соотношению составных частей ракетного топлива, внутреннему размещению ракетной пустоты».

Крупнейший специалист по боевым ракетам, К. И. Константинов был назначен начальником Пиротехнической школы, а затем и начальником петербургского «ракетного заведения». Не оставляя своих научных исследований, К. И. Константинов возглавил теперь всю работу по созданию ракет, их изготовлению, подготовке специалистов.

С присущей ему энергией, он принялся переоборудовать «ракетное заведение». Собственно говоря, это была кустарная мастерская, в которой ракеты изготовлялись почти что вручную.

Разумеется, трудно было в подобных условиях изготовлять ракеты в таком количестве, чтобы насытить ими армию, а именно этого добивался К. И. Константинов.

Прежде всего К. И. Константинов построил станки, намного упрощавшие и ускорявшие процесс изготовления ракет. Воздвигая новые мастерские, изобретая пусковые устройства для ракет, он разрабатывал новые типы боевых ракет, в том числе зажигательные. Скромная мастерская усилиями К. И. Константинова превратилась в передовой для своего времени завод. Новые, усовершенствованные ракеты пролетали расстояние в четыре тысячи метров.

Заботился К. И. Константинов и о подготовке опытных артиллеристов. Он читал лекции молодым офицерам — будущим командирам ракетных батарей русской армии, создал бригаду для обучения солдат и младших офицеров ракетному делу.

В 1864 году из печати вышла книга генерала К. И. Константинова «О боевых ракетах», развивавшая взгляды, высказанные им в своих первых работах еще за восемь лет до выхода этой книги в свет. Автор обобщал опыт использования ракетного оружия. Труд этот принес генералу заслуженную репутацию лучшего знатока ракетной артиллерии. «По нашему убеждению, — писал в своей книге К. И. Константинов, — боевые ракеты составляют оружие, имеющее особую важность как для сухопутных войск, так и для флота. Для набегов на берега ракеты составляют выгодные средства поражения... в особенности по удобству действования ракетами с самых малых судов и при десантах. В горной стране, в траншеях ракеты имеют неоспоримое преимущество».

Следует помнить, что в те годы еще не было скорострельной и дальнобойной артиллерии. Пулемет и автомат еще не были изобретены. Гладкоствольные пушки, стрелявшие ядрами, были неуклюжи и тяжелы. Втащить на гору такую пушку — очень трудно, а установить на маленьких судах и вовсе нельзя. Ракеты же с их легкими пусковыми приспособлениями могли стать незаменимым оружием там, где не удалось бы почему-либо воспользоваться тяжеловесными артиллерийскими системами.

В ту пору применяли и спасательные ракеты. Сядет ли корабль в бурю на камни, или выйдет из строя машина, — моряки забрасывали ракету с тросиком на берег или другой корабль и таким образом передавали прочный канат. Но английские спасательные ракеты образца 1862 года, бывшие тогда в употреблении, пролетали самое большее сотню метров.

Это не устраивало К. И. Константинова. Спасательная ракета должна лететь дальше. А для этого ее пороховой заряд должен сгорать медленней. К. И. Константинов решил задачу весьма остроумно: пороховой заряд ракеты его новой конструкции был разделен на две порции, и каждая помещена в особой камере. Порох сгорал не сразу. Сначала воспламенялся заряд первой камеры, и лишь затем — второй. Это нововведение намного увеличило дальность полета спасательной ракеты. Так впервые была создана двухступенчатая ракета.

Исследования, которыми неустанно занимался К. И. Константинов, привели его ко многим важным теоретическим выводам. Например, удалось установить, что чем быстрее ракета движется, тем экономичнее она расходует горючее.

Своими трудами К. И. Константинов заложил основы теории ракетного оружия. Изобретатель писал: «Факты, относящиеся к баллистическим свойствам ракет, составляют ряд наблюдений, но они указывают уже на возможность теории конструкции и стрельбы ракет, — одним словом, возможность баллистики ракет».

К. И. Константинова с полным правом называют творцом теории ракетной артиллерии.

Но он был не только талантливым теоретиком, но и замечательным практиком. Совершенствуя конструкцию ракет, генерал К. И. Константинов стремился оснастить новым оружием русскую армию.

Во время осады Севастополя англо-французскими войсками русские моряки — защитники крепости — пытались с помощью зажигательных ракет сжечь военные корабли и продовольственные запасы противника. Вражеские корабли тесно стояли в Балаклавской бухте и служили превосходной мишенью.

Спасательная двухступенчатая ракета К. И. Константинова (а — первая ступень горения; б — вторая ступень).

Однако этот план остался неосуществленным. В нужный момент, по нераспорядительности начальства, не оказалось ракет. Недоставало и людей, знакомых с ракетным делом. Один из артиллеристов, участник обороны Севастополя, с горечью писал: «Неповоротливость военного ведомства заставляла употреблять ракеты давнего изготовления, а партия новых ракет пришла поздно...»

К. И. Константинов создал совершенные прессы для набивки ракет и проектировал постройку нового большого завода боевых ракет. Но царское правительство не пожелало расходовать средства на строительство завода, и проект был положен под сукно.

К. И. Константинов был разносторонним специалистом; он глубоко интересовался самыми различными отраслями техники. Он изобрел прицел для навесной стрельбы из гладкоствольных орудий, опубликовал работы по усовершенствованию ручного огнестрельного оружия, о воздухоплавании. К. И. Константинов известен также как электротехник. Он создал первую электроавтоматическую систему, применив электричество для целей измерения скорости полета снаряда. Целых пять лет он работал над созданием своей электробаллистической установки, положившей начало электроавтоматике.

В 1871 году К. И. Константинов умер. Во второй половине XIX века интерес к ракетному оружию заглох, так как стала усиленно развиваться скорострельная дальнобойная артиллерия, и ракеты, как боевое оружие, отошли на второй план. Казалось, о замечательных свойствах ракетного оружия забыли на долгие годы.

Снова заговорили о ракете, как об оружии, во время первой мировой войны, когда обе воюющие стороны перешли к длительной окопной войне. Именно для траншейной борьбы хотел воспользоваться ракетами-минами русский генерал Поморцев. Но его предложение не встретило поддержки со стороны косных и продажных чиновников военного ведомства.

Ракету продолжали применять как осветительное средство и в первую мировую войну. Были созданы осветительные ракеты, которые несли особый заряд, при воспламенении испускавший сильный свет, — более миллиона свечей. Мертвенно-белый или синий свет такой ракеты озарял местность площадью в несколько квадратных километров.

Все же наступило время, когда боевая ракета стала грозным оружием войны, более могущественным, нежели представляли ее первые творцы — А. Д. Засядко и К. И. Константинов. Это произошло в дни Великой Отечественной войны.

Сталинскому гению военная техника обязана и созданием современной могучей ракетной артиллерии. Наряду с прекрасными артиллерийскими орудиями, которые в изобилии изготовляли труженики советского тыла для уничтожения фашистских полчищ, на вооружении Советской Армии впервые в мире появились новые орудия — гвардейские минометы, «катюши», как любовно прозвали их наши бойцы. Ракетные мины-снаряды «катюш» весьма эффективны по действию. Взметнувшись к небу, они уносились огненной стаей в расположение врага, сметая с лица земли его живую силу, оборонительные сооружения и технику. «Катюши» участвовали во многих боях, помогая нашим воинам отражать неприятельские атаки, преследовать отступающие части врага, громить его укрепления.

На узком участке фронта зачастую сосредоточивались сотни гвардейских минометов. Советская Армия под водительством великого Сталина показала миру невиданные доселе примеры использования массированного артиллерийского огня.

В современной боевой ракете температура пороховых газов достигает 2000 градусов, а давление — нескольких сот атмосфер. Возникает огромная реактивная тяга в сотни и тысячи килограммов.

В мирных целях ракета используется для решения научных задач.

Залп гвардейских минометов («Катюш»).

Крупную ракету, расходующую жидкое топливо, можно запустить за пределы земной атмосферы. Если на ракетном снаряде установить автоматический фотоаппарат, то он за пределами земной атмосферы сфотографирует Солнце, планеты и звезды. По возвращении ракеты на Землю, такой снимок доставит астроному много ценных сведений. Ракета, снабженная термометром, измерит температуру разных слоев атмосферы. С помощью ракеты, посланной на большую высоту, можно изучить состав воздуха. Начинив составную ракету почтовой корреспонденцией, снабдив ракету парашютами, можно быстро перебросить ее за сотни километров.

Принцип действия боевой ракеты и ракетного двигателя один и тот же, но у ракеты-двигателя своя история, иная, чем у ракеты-оружия. Роднит же судьбу обеих ракет то, что над их созданием и совершенствованием особенно много и плодотворно трудились русские изобретатели.

Наша страна — родина реактивных двигателей.

Уже более ста лет тому назад русский изобретатель штабс-капитан Третесский высказал мысль, что сила отдачи может двигать летательный аппарат. В те времена люди поднимались в воздух только на неуправляемых воздушных шарах. Оторвавшись от земли, отважный разведчик воздушного океана попадал во власть ветров и воздушных течений. Куда подует ветер — туда и полетит шар. Говорить о покорении воздушной стихии не приходилось. Иное дело, если бы аэростат был управляемым, если бы полет не зависел от силы ветра и его направления. Но для этого следовало снабдить воздушный шар двигателем.

Но каким? Легкий авиационный мотор не был еще создан, а тяжелую, громоздкую паровую машину не установишь в зыбкой корзине аэростата.

Эта трудная задача занимала умы многих изобретателей.

Штабс-капитан Третесский служил полевым инженером в Кавказской армии. Ему часто приходилось наблюдать боевые ракеты Константинова в действии.

Третесский оценил все достоинства ракет: возможность пользоваться ими в труднопроходимых горных районах, незатейливость пусковых приспособлений, дальность полета, а главное — простоту принципа их движения. И если поток вырывающихся газов способен двигать небольшой снаряд, то, без сомнения, ту же силу реактивного движения можно использовать в воздухоплавании, решил Третесский.

На Кавказе у Третесского созрела мысль создать управляемый аэростат, движимый реактивной силой газов.

Со временем первоначальный замысел оформился в тщательно разработанный проект дирижабля. Из кормового отверстия кабины должны были вырываться под давлением в шесть атмосфер газы, запасенные в сжатом состоянии. Реактивная сила газовых струй должна была двигать дирижабль.

В 1849 году штабс-капитан Третесский подал рапорт наместнику Кавказа, приложив подробное описание дирижабля и чертежи. Третесский писал: «Для нашего отечества воздухоплавание могло бы принести, кроме других неисчислимых польз, величайшую пользу в военном отношении...», так как управляемые аэростаты можно применять в тех районах, «.. .где войска должны бороться более с природными препятствиями на пути. . .», то есть применять в гористых, труднодоступных районах.

Специальная комиссия признала проект Третесского интересным, остроумно разработанным, заслуживающим особого внимания. Все материалы послали в Петербург в Военно-Ученый комитет. А там повторилась обычная для тех времен история. Чиновники во главе с иностранцем генералом Шубертом нашли, что «... капитан Третесский за обширный труд свой заслуживает похвалы...», но тем не менее «... предложению этого офицера нельзя дать никакого хода».

Так ценное изобретение Третесского оказалось похороненным в недрах архивов.

К мысли о применении реактивного двигателя на воздушном корабле пришел и другой русский изобретатель — морской офицер, впоследствии адмирал, Николай Михайлович Соковнин.

Участвуя вместе с Д. И. Менделеевым в работе «Общества любителей воздухоплавания», он создал в 1866 году первый в мире проект жесткого дирижабля, — на тридцать четыре года опередив германского конструктора Цеппелина. По замыслу Н. М. Соковнина дирижабль должен был двигаться, засасывая паровым компрессором воздух, а затем выбрасывать его назад с большой скоростью. Иными словами, Н. М. Соковнин разработал первую моторно-компрессорную воздушно-реактивную установку.

О ракетном двигателе для летательного аппарата думал еще один русский изобретатель, революционер Николай Иванович Кибальчич. Он разработал свой проект за год до знаменательного события в истории авиации — взлета первого в мире самолета, построенного русским конструктором капитаном первого ранга А. Ф. Можайским.

Ракетный двигатель Н. И. Кибальчича.

Свою мечту Н. И. Кибальчич не смог осуществить. Жандармы заточили революционера в каземат Петропавловской крепости.

В тюрьме Н. И. Кибальчич работал над изобретением. В камере он составил чертежи и описание порохового ракетного двигателя. Н. И. Кибальчич мечтал, что его двигатель помчит летательный аппарат, управляемый людьми нового, более счастливого поколения. . .

Н. И. Кибальчича казнили. Его замечательные труды жандармы приложили к «делу» и спрятали в секретных архивах. В продолжение десятилетий проект летательного аппарата Л. И. Кибальчича оставался неизвестным миру. Только в 1918 году, после Великой Октябрьской социалистической революции, чертежи Н. И. Кибальчича были найдены.

Третесский, Н. М. Соковнин, Н. И. Кибальчич и другие изобретатели проектировали разные конструкции реактивного двигателя, но они неизменно предназначали свои установки для летательных аппаратов. Реактивный двигатель зарождался как двигатель для авиации и воздухоплавания.

Ракетомобиль.

Правда, известны попытки применить реактивный двигатель для наземного транспорта. Так, в начале нынешнего века немецкие инженеры построили экипаж, который вместо мотора снабдили множеством ракет, — целой пороховой ракетной батареей. Но из затеи немцев ничего не вышло. Построить-то экипаж построили, но управиться с ним не могли.

Едва испытатель включал ракетный мотор, как из батареи вырывался вихрь пламени, «ракетомобиль» окутывался клубами черного, едкого дыма, и машина срывалась с места с такой силой и быстротой, что водитель едва не терял сознание. Через минуту, растратив свой запас энергии, машина сбавляла ход и останавливалась. Равномерного движения так и не удавалось добиться, хотя ракетная батарея состояла из множества ракет, заряды которых воспламенялись поочередно. Если бы водитель «ракетомобиля» захотел обеспечить себя на час езды, ему понадобилось бы так много пороховых ракет, что они не уместились бы в кузове. Разумеется, таких экипажей не стали строить.

Заслуга русской изобретательской мысли, устремленной далеко вперед, заключается в том, что русские ученые и техники верно поняли и оценили свойства пакеты, особенности ее движения, широкие перспективы ее применения.

Действительно, ракета способна развить огромную скорость движения, если есть подходящее горючее, и лишь тогда, как указал К. И. Константинов, она будет экономична. Она сможет пролетать большие пространства, если ее запас топлива окажется достаточным. Ракета сможет достичь в воздухе огромных скоростей и дальности передвижения. Но еще быстрее и дальше она полетит в безвоздушном пространстве.

Первый в мире аэроплан А. Ф. Можайского, взлетевший в 1882 году, был снабжен двумя паровыми машинами. В те времена они были разработаны подробнее и вели себя надежнее, чем ракетные двигатели. Даже спустя пятьдесят лет после создания аэроплана А. Ф. Можайским на самолетах устанавливали только двигатели внутреннего сгорания. На скоростях полета в несколько сот километров в час бензиновый двигатель прекрасно выполняет свою задачу.

Но со временем на самолете достигли невиданных ранее скоростей — 600—700 километров в час, и высоты полета, доходившей до 10—12 километров. Тут оказалось, что двигатель внутреннего сгорания на большой высоте «задыхается», — ему нехватает кислорода. Тогда на помощь авиационным конструкторам пришел ракетный двигатель.

Русские изобретатели трудились не только над созданием конструкций реактивных двигателей. Одновременно они вели громадную исследовательскую, теоретическую работу, без которой создание такого двигателя было бы невозможно.

В 1895 году из печати вышла работа А. П. Федорова «Новый принцип воздухоплавания, исключающий атмосферу, как опорную среду». Автор предлагал применить ракету для движения в пустоте, за пределами атмосферы.

При движении с большой скоростью ракета является самым экономичным двигателем.

Паровая машина или бензиновый мотор не могут работать без воздуха. Ракета же, выбрасывая поток газов, которые создаются в ней самой, не нуждается в воздухе. Воздух для ракеты не служит опорой, как для самолета или дирижабля. Больше того, сопротивление воздуха — помеха движущейся ракете. Еще лучше — быстрей и дальше — ракета полетит в безвоздушном пространстве.

В 1897 году вышла в свет книга русского профессора механики И. В. Мещерского «Динамика точки переменной массы». Профессор И. В. Мещерский впервые математически обосновал различные случаи движения тел, масса которых изменяется. И. В. Мещерский писал: «В некоторых случаях изменение массы вызывается искусственно: убывает масса летящей ракеты вследствие сгорания; убывает масса аэростата при выбрасывании баласта...»

Уравнения, выведенные И. В. Мещерским, оказались крайне нужными для конструкторов ракет.

Ведь у ракеты, выбрасывающей во время своего полета газы, непрерывно меняется масса, центр тяжести перемещается, потому что запас топлива, сгорая, уменьшается. Рассчитать движение ракеты очень трудно. Но этот расчет был значительно облегчен исследованием И. В. Мещерского.

Особое, важнейшее место в науке о реактивных двигателях занимает знаменитый русский ученый и изобретатель Константин Эдуардович Циолковский. Его открытия составили фундамент всей современной теории и практики реактивного движения. Реактивный двигатель может служить не только для полетов в атмосферном пространстве, но и в заатмосферном. Воздушный корабль с реактивным двигателем, доказал К. Э. Циолковский, может подняться так высоко над землей, как никакой другой летательный аппарат. Реактивный двигатель — это двигатель межпланетного корабля.

«...Ракета загудела и, сорвавшись со своего места, полетела кверху подобно падающему камню, только в противоположную сторону и в десять раз энергичнее. По истечении одной секунды ракета уже поднялась на пятьдесят метров. Через полминуты она уже на высоте сорока километров, но мы продолжаем ее свободно видеть невооруженным глазом, потому что, благодаря все возрастающей быстроте движения, она нагрелась добела и ее предохранительная тугоплавкая и неокисляющаяся оболочка светит как звезда. Больше минуты продолжался этот звездоносный полет. Затем все понемногу исчезает, потому что, выйдя из атмосферы, ракета уже не трется о воздух, охлаждается и понемногу гаснет. Теперь ее можно разыскать только с помощью телескопа. ..»

Так представлял себе К. Э. Циолковский старт будущего межпланетного корабля.

Почти всю свою жизнь К. Э. Циолковский прожил в Калуге.

А мечты увлекали его далеко за пределы Земли. Он мечтал о межпланетных путешествиях, о звездных перелетах. Он видел непривычно черное, как бархат, небо и на нем ослепительно яркое Солнце, немигающие звезды, которые будут освещать путь межпланетных путешественников. Он представлял себе тот миг, когда первый человек, покинувший Землю, окинет взглядом лунный пейзаж с его высокими пиками, огромными кратерами-цирками, пустынными равнинами, безводными и мертвыми... «Пусть не сегодня, не завтра, не через десять лет, но люди полетят на соседние планеты», — убежденно писал К. Э. Циолковский. Отважных путешественников унесет за пределы Земли особый — ракетный — корабль.

Разработке проекта этого будущего корабля К. Э. Циолковский отдавал все свое время, посвятил немалую часть своей жизни.

Царским чиновникам К. Э. Циолковский казался чудаком, надоедливым мечтателем. Никаких средств он не получал для своей работы. Но К. Э. Циолковский, как и А. С. Попов, был человеком деятельной мечты. Мечтать для него означало работать — много и упорно.

Все было новым в теории межпланетных перелетов, в конструкции межпланетного корабля. К. Э. Циолковский не имел помощников и учеников, которые могли бы произвести расчет или сделать чертеж, с которыми можно было бы посоветоваться, поделиться мыслями. Он не имел средств, чтобы поставить опыт и проверить расчет на практике.

Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935).

Ни одиночество и непонимание, окружавшие его в царской России, ни отсутствие помощи и недостаток средств не останавливали К. Э. Циолковского. Он превосходно и обстоятельно разработал условия полета в мировом пространстве, дал научное описание космического корабля. Поэтому К. Э. Циолковского заслуженно называют творцом учения о межпланетных путешествиях.

Ракета, учил К. Э. Циолковский, способна унести в мировое пространство живые существа без вреда и опасности для их жизни. Только ракета может постепенно развить быстроту движения в 11 200 метров в секунду. Такая скорость необходима для того, чтобы выйти за пределы земной атмосферы и преодолеть силу притяжения нашей планеты.

Ракета может развить любую скорость: она зависит от качества и количества применяемого горючего.

К. Э. Циолковский отказался от пороха, — для межпланетной ракеты это слишком слабое горючее. Топливом, по его мнению, должна быть, например, смесь жидкого кислорода и жидкого водорода. Такая смесь дает при горении в пять раз больше энергии, чем порох. Конечно, устройство жидкостной ракеты гораздо сложнее, чем пороховой, но зато жидкостная смесь придает ракете большую тягу, чем порох, а управление двигателем облегчается.

К. Э. Циолковский вошел в историю техники и как творец могучих жидкостных реактивных двигателей.

Ракета, поднимающаяся вертикально, способна увеличивать скорость своего полета до тех пор, пока она не израсходует всего запаса горючего. При сгорании топлива уменьшается вес ракеты и возрастает ее ускорение. Количество горючего в ракете имеет важное значение для полета. Чем больше горючего, тем длиннее период разгона ракеты, тем выше конечная скорость, тем больше дальность полета.

Скорость, с которой газы выходят через сопло ракеты, называют «скоростью истечения газов». Она достигает 1600— 2300 метров в секунду. Пороховые газы имеют меньшую скорость; нефтяное топливо, сгорающее вместе с жидким кислородом, — большую. Но одной скорости истечения газов мало. Для того, чтобы реактивная тяга была значительной, необходимо выбрасывать много газов. Это определяет силу отдачи, а следовательно, и ускорение.

К. Э. Циолковский рассчитал, что если бы нашлось горючее, скорость истечения газов которого равнялась бы десяти тысячам метров в секунду, то вопрос о постройке межпланетной ракеты можно было бы считать решенным. Но самые лучшие из известных жидкостных смесей, даже смесь жидкого кислорода и жидкого водорода, такой скорости истечения газов не дают. Сколько же понадобится жидкого горючего, имеющегося ныне в распоряжении техников — со скоростью истечения газов в две тысячи метров в секунду, — для того, чтобы ракета вырвалась из оков земного притяжения?

Расчеты дали ошеломляющий ответ: из каждых 405 килограммов веса снаряженной ракеты на долю жидкого горючего приходилось бы 404 килограмма! Казалось, ракету построить нельзя. Однако К. Э. Циолковский нашел выход: ракету надо сделать составной, то есть соединить несколько ракет вместе. Одна ракета, самая большая, израсходовав свое горючее, отделится и упадет, а работу начнет следующая, и так далее. Постепенно, с расходованием топлива будет уменьшаться и «мертвый вес» ракеты. Она полетит все быстрее и быстрее. Облегченная пассажирская — самая маленькая — ракета будет лететь уже со скоростью свыше одиннадцати тысяч метров в секунду.

Проект реактивного двигателя К. Э. Циолковский разработал для межпланетного корабля. Этим принципом воспользовались конструкторы при создании реактивных самолетов и снарядов дальнего действия.

В 1903 году К. Э. Циолковский опубликовал работу, которая называлась: «Исследование мировых пространств реактивными приборами». В ней ученый излагал теорию полета ракеты в атмосфере и в мировом пространстве. В этом замечательном труде ученым выведено основное уравнение движения ракеты (это уравнение носит его имя). Уравнение Циолковского показывает зависимость между расходом заряда движущейся ракеты и ее скоростью в свободном пространстве при любой скорости истечения газов из ракеты.

Исследования К. Э. Циолковского на девять лет опередили работы француза Эсно-Пельтри и на шестнадцать лет — американца Годдарда, — первых зарубежных исследователей реактивных двигателей. К. Э. Циолковский первым наметил на десятилетия вперед пути развития всей реактивной техники.

К. Э. Циолковский сознавал, что нет пока горючего, способного сообщить необходимую энергию для движения космической ракеты. Но еще в 1903 году он пророчески писал: «чтобы ракета весом в тонну разорвала все связи с солнечной системою, довольно было бы щепотки радия». Он предсказал возможность использования нового могущественного источника энергии — энергии атомного ядра.

Быть может, жизнь К. Э. Циолковского в условиях царизма сложилась бы, как и жизнь многих других талантливых русских людей: в безвестности, одиночестве жил бы он, не выполнив и сотой доли того, что намеревался свершить.

Но в его жизни настала светлая пора. Она началась после Великой Октябрьский социалистической революции. За сорок лет до революции К. Э. Циолковский написал 65 научных работ. За семнадцать лет при Советской власти он издал 120 трудов и исследований.

Работы К.Э.Циолковского первыми по-настоящему оценили В. И. Ленин и И. В. Сталин. Они оказывали ученому всемерную поддержку.

В советское время труды К. Э. Циолковского получили всеобщее признание. Академия наук СССР издала сочинения ученого. То, что в царской России было почти забыто, погребено, стало теперь достоянием советского народа. Воздухоплаватели, инженеры стали завсегдатаями домика К. Э. Циолковского. Появились ученики и последователи в Москве, Ленинграде и в других городах нашей страны.

К. Э. Циолковский занимался также изучением стратосферы. «Полеты в стратосферу — это первый шаг к звездам», — говорил ученый, внимательно следивший за подготовкой полетов первых советских стратонавтов. А когда полет был благополучно завершен, К. Э. Циолковский с радостью поздравил смелых разведчиков стратосферы. На это событие он откликнулся в 1932 году своим новым трудом: «Стратоплан полуреактивный».

В этой работе К. Э. Циолковский писал: «за эрой аэропланов винтовых должна следовать эра аэропланов реактивных». Впервые в мире К. Э. Циолковский высказал также идею о возможном устройстве комбинированного воздушно-реактивного двигателя, то есть двигателя с винтовой и одновременно с реактивной тягой.

К. Э. Циолковский широко интересовался проблемами развития авиационной техники. Еще в конце XIX века ученый разработал первый в мире электрический автопилот для управления летательными аппаратами, опередив на десятки лет иностранных изобретателей.

В 1932 году Циолковскому исполнилось семьдесят пять лет. Силы ему уже изменяли, надорванное здоровье ухудшалось. В 1935 году он закончил свою последнюю работу — «Авиация, воздухоплавание и ракетоплавание в XX веке». В ней высказывались новые ценные мысли о развитии тех отраслей техники, которым этот труженик науки отдал свою долгую жизнь.

В сентябре 1935 года К. Э. Циолковский, за несколько дней до смерти, написал письмо товарищу И. В. Сталину:

«ЦК ВКП(б) — вождю народа товарищу Сталину.

Мудрейший вождь и друг всех трудящихся, товарищ Сталин!

Всю свою жизнь я мечтал своими трудами хоть немного продвинуть человечество вперед. До революции моя мечта не могла осуществиться. Лишь Октябрь принес признание трудам самоучки; лишь Советская власть и партия Ленина — Сталина оказали мне действенную помощь. Я почувствовал любовь народных масс, и это давало мне силы продолжать работу, уже будучи больным. Однако сейчас болезнь не дает мне закончить начатого дела.

Все свои труды по авиации, ракетоплаванию и межпланетным сообщениям передаю партии большевиков и Советской власти — подлинным руководителям прогресса человеческой культуры. Уверен, что они успешно закончат эти труды.

Всей душой и мыслями Ваш, с последним искренним приветом всегда Ваш

К. Циолковский».

В ответ товарищ И. В. Сталин писал Константину Эдуардовичу:

«Знаменитому деятелю науки К— Э. Циолковскому.

Примите мою благодарность за письмо, полное доверия к партии большевиков и советской власти. Желаю Вам здоровья и дальнейшей плодотворной работы на пользу трудящимся.

Жму Вашу руку.

И. Сталин».

Глубоко взволнованный любовью и заботой великого вождя, К. Э. Циолковский 18 сентября 1935 года телеграфировал товарищу И. В. Сталину:

«Прочитал Вашу теплую телеграмму. Чувствую, что сегодня не умру. Уверен, знаю — советские дирижабли будут лучшими в мире. Благодарю, товарищ Сталин.

Нет меры благодарности.

К. Циолковский».

Богатое научное наследие (архив К. Э. Циолковского содержал около 400 научных работ) ученого успешно разрабатывают многие советские исследователи. В планах, завещанных К. Э. Циолковским, в мыслях, им высказанных, советские ученые находят материал для новых открытий, работ, исследований.

Советский народ чтит память этого знаменитого русского ученого, пламенного патриота, наряду с именами А. С. Попова, Д. И. Менделеева, Н. Е. Жуковского, И. П. Павлова и многих других ученых, прославивших замечательными открытиями нашу великую Родину.

В продолжение целого столетия русские ученые неустанно накапливали отдельные факты о движении ракеты, изучали законы ее действия. Благодаря их трудам стали известны особенности полета ракеты.

Ученик К. Э. Циолковского советский инженер Ф. А. Цандер высказал интересную мысль о том, что ракетным топливом могут служить легкие металлы — алюминий или магний. Сгорая в кислороде, эти металлы сообщат двигателю большую мощность, чем даже при использовании смеси водорода с кислородом. При этом Ф. А. Цандер предлагал употреблять в качестве такого металлического топлива некоторые части самой ракеты, которые после старта станут ненужными.

Он разрабатывал конструкцию крылатой ракеты (напоминающую ракету, изображенную на обложке этой книги). Покинув Землю, такая ракета помчится в межпланетном пространстве с космической скоростью.

Ф. А. Цандер, не ограничиваясь одной теорией, построил впервые в мире жидкостный ракетный двигатель. Неожиданная смерть оборвала работу Ф. А. Цандера, и его двигатель испытали уже после смерти изобретателя, в 1933 году.

Другой советский инженер — М. К. Тихонравов вместе с несколькими специалистами осуществил то, к чему стремился Ф. А. Цандер. В 1934 году была успешно выпущена в полет первая жидкостная ракета конструкции М. К. Тихонравова.

Во время Великой Отечественной войны советский конструктор, генерал В. Ф. Болховитинов построил первый в мире истребитель с жидкостным ракетным двигателем. Советский летчик Григорий Бахчиванджи первый в мире совершил полет на таком самолете.

Еще до того, как ракетные самолеты были построены и испытаны, профессор В. П. Ветчинкин математически решил все основные задачи, относящиеся к их полету и к вычислению тех фигур высшего пилотажа, которые могут выполнять реактивные самолеты.

При всех ценных качествах первые ракетные самолеты имели существенный недостаток. Самолет, расходуя много горючего, быстро истощал свой топливный запас. После стремительного взлета проходили десятки минут, и полет прекращался из-за отсутствия топлива.

Как удлинить время полета? Погрузить на самолет больший запас горючего? Но это, намного утяжелив машину, прибавит лишь несколько минут полета. Изобретатели продолжали искать другое, лучшее решение. Такое удачное решение нашлось, и в основе его лежал старый проект Н. М. Соковнина. В самом деле, незачем брать на борт реактивного самолета весь запас горючего, во всяком случае его часть — кислород. Самолет летит в воздушном океане, — воздух со всех сторон окружает машину. А в состав воздуха входит кислород. Можно засосать внутрь двигателя воздух, смешивая его с горючим, сжигать эту смесь.

Ракетный самолет лишили его запаса кислорода, и жидкостный ракетный двигатель был заменен воздушно-реактивным.

Еще с 1904 года выдающийся ученый — профессор Н. Е. Жуковский работал над исследованием впервые созданного им воздушно-реактивного двигателя. В 1909 году схему весьма простого пульсирующего воздушно-реактивного двигателя предложил русский изобретатель Антонович.

Приоритет в создании воздушно-реактивного двигателя целиком принадлежит нашей стране.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель напоминает трубу. Ее переднее отверстие — диффузор — снабжено клапанными решетками, сквозь которые воздух попадает в камеру сгорания, куда в этот же миг впрыскивается горючее. При вспышке горючей смеси давление в камере становится очень высоким, клапанные решетки закрываются. Газы находят себе только один путь, — через сопло наружу. Сила отдачи выбрасываемых назад газов толкает вперед двигатель, а вместе с ним и самолет.

Этот двигатель развивает большую мощность, но для того, чтобы он начал работать, нужен предварительный разгон самолета. Напор воздуха в диффузоре создается лишь при движении самолета. Поэтому самолет с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем запускают с помощью катапульты. Начальное ускорение движущийся самолет получает от вспомогательных ракет, которые приводятся в действие при запуске.

Хорошие летные качества, которые показывают самолеты с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем, не исключают его недостатков. Первый недостаток — беспомощность самолета при взлете. Второй недостаток — самолет неспособен лететь медленно,— двигатель создает тягу только на больших скоростях.

Советские изобретатели, не удовлетворяясь достигнутым, пошли дальше. Ученики Н. Е. Жуковского предложили новую, более совершенную конструкцию реактивного двигателя — турбокомпрессорную. С новым двигателем самолет способен развить любую скорость. А это особенно важно, так как самолет безо всякой помощи, самостоятельно поднимается с аэродрома.

Стремительным полетом эскадрилий самолетов с реактивными двигателями советские люди любовались во время воздушного парада в честь Дня Воздушного Флота СССР на Тушинском аэродроме в Москве в 1949 году.

Советские конструкторы, руководимые и направляемые гением великого Сталина, оснастили советскую авиацию совершенными, быстрыми машинами. Осуществляется указание нашего вождя: «Летать выше всех, быстрее всех и дальше всех!» Народ любовно называет нашу славную авиацию — Сталинской.

Творческая мысль советских ученых открывает новые страницы в истории техники, прокладывает новые пути к завоеванию пространства.

Старинное изобретение — ракета — долгое время оставалась игрушкой, фейерверком. В продолжение столетий люди пользовались лишь немногими из ее свойств. И только труды русских ученых выявили все эти замечательные возможности ракеты.

Совсем не беспочвенной, отвлеченной мечтой кажутся нам замечательные мысли К. Э. Циолковского, утверждавшего, что именно ракета перенесет с Земли первых исследователей межпланетных пространств на соседние и далекие планеты, в глубины Вселенной.

Академик С. И. Вавилов сказал: «Полеты на Луну из ведения писателей фантастических романов, возможно, перейдут в более ответственное ведение инженеров». Действительно, реактивный двигатель, принцип действия которого впервые начал разрабатывать К. Э. Циолковский, построен, ракетные летательные машины испытаны. Ныне уже никто не сомневается, что именно ракетный корабль, способный двигаться в безвоздушной среде, поможет осуществить грандиозные исследования Вселенной и раскрыть многие тайны природы.

Разумеется, первым полетам пассажирской космической ракеты будут предшествовать многочисленные испытания: посылка автоматической ракеты на Луну, а также создание за пределами земной атмосферы искусственных спутников Земли — «небесных станций», как это предполагал еще К. Э.Циолковский.

Сообщив ракете необходимую скорость, можно заставить снаряд не возвратиться обратно на Землю, превратить его в искусственного спутника Земли, могущего служить «пересадочной станцией» для будущего межпланетного корабля.

Изобретатели и конструкторы в прошлом, изучав законы движения ракеты, признавали, что необходимого горючего для нее еще нет. К. Э. Циолковский предвидел использование атомной энергии, хотя энергия атома тогда еще не была подвластна человеку.

Ракетный корабль будущего перед стартом...

Иное дело теперь. Ученые нашей страны — передовой страны мира — волей большевистской партии, благодаря заботам великого Сталина, уже в 1947 году овладели секретом получения атомной энергии. Несомненно, что со временем она будет использована и для целей межпланетного полета.

Конечно, на подготовку к такому путешествию уйдет не один год и, может быть, не одно десятилетие: очень сложно подготовить и осуществить первый полет за пределы Земли. Но рано или поздно путешественники войдут в межпланетный корабль и помчатся навстречу планетам, звездам, вглубь Вселенной.

Знаменитый русский ученый Н. Е. Жуковский писал: «Человек не имеет крыльев и по отношению веса своего тела к весу мускулов в 72 раза слабее птицы. Но я думаю, что он полетит, опираясь не на силу своих мускулов, а на силу своего разума».

Правильным будет предположить, что первыми межпланетными исследователями явятся граждане нашей великой Родины — колыбели ракетного двигателя и ракетного корабля!