Сканировал Игорь Степикин

НОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ В РАКЕТОДИНАМИКЕ
Игорь Меркулов


Крылья Родины, 1989, №12, с. 27


В Калуге прошли XXIV Научные чтения, посвященные разработке творческого наследия и развития идей К. Э. Циолковского. В них приняли участие более 500 человек, в том числе представители города Житомира, где родился основоположник практической космонавтики С. П. Королев, ученые Москвы, Ленинграда, Астрахани, Херсона, Махачкалы и ряда других городов страны.

На двух пленарных заседаниях, во время работы восьми секций, а также на симпозиуме "Эффективность космонавтики" и тематическом заседании "К. Э. Циолковский и социально-политические проблемы космонавтики" было заслушано 146 докладов и сообщений. Большой интерес вызвали доклад академика В. С. Авдуевского и профессора В. П. Сенкевича "Космонавтика: достижения и перспективы" и представленный доктором технических наук Г. Е. Лозино-Лозинским доклад "Буран", его создание и перспективы использования".

Впервые на Чтениях сделано обстоятельное сообщение о творческом пути главного конструктора ракет-носителей "Протон" и орбитальных станций "Салют" академика В. Н. Челомея. Доклад "Развитие идей К. Э. Циолковского в трудах академика В. Н. Челомея" представил лауреат Государственной премии Б. А. Николаевский, работавший в течение более двадцати лет заместителем академика.

Как всегда, активно работала секция "К. Э. Циолковский и проблемы космического производства". Были рассмотрены вопросы ближайшего будущего космонавтики, вклад советских ученых в освоение космоса в интересах народного хозяйства. На секции рассматривались и некоторые вопросы ракетодинамики - науки о движении ракет.

Ракета, как известно, является телом переменной массы. На активном участке полета она расходует топливо и ее масса заметно уменьшается. При движении автомобиль или самолет также расходуют топливо, но этот расход относительно невелик. Другое дело - ракета-носитель. "Союз", например, имеет стартовую массу 310 тонн. Из них 91 % приходится на долю топлива. В течение первых 3 минут полета 4 двигателя РД-107, установленные на блоках первой ступени, и двигатель РД-108 - на центральном блоке, суммарно расходуют 1,5 тонны в секунду. Масса ракеты сильно меняется. Это необходимо учитывать при расчетах траектории полета.

Механика тел переменной массы представляет собой сложный и важный раздел теоретической механики. Ее творцом является русский ученый И. В. Мещерский. К. Э. Циолковский внес существенный вклад в развитие механики тел переменной массы. Установил закон движения ракеты. Многие специалисты по космическим полетам стремились дальше развивать механику тел переменной массы. Задачи космонавтики потребовали развития механики тел постоянной массы, но переменной формы. Здесь также немало своих проблем: с изменением формы, геометрических размеров меняется момент инерции тела. Для того чтобы повернуть аппарат или наоборот - воспрепятствовать его вращению, требуется другое усилие, по-иному должны работать двигатели системы ориентации и стабилизации космического аппарата.

Представьте, что ракета вывела на орбиту космический корабль или орбитальную станцию. Двигатели прекратили работу. Последняя ступень с пустыми баками отделилась от аппарата. Масса его при полете по данной орбите не меняется. Но вот развернулись панели солнечных батарей - форма аппарата изменилась. И микродвигатели должны обеспечивать необходимую ориентацию уже с другим моментом инерции. На Чтениях было продолжено исследование вопросов, связанных с работой аппаратов при изменении их формы. Много внимания было уделено еще одной области механики. Первые годы космической эры орбитальные аппараты имели сравнительно небольшие размеры. Их можно было условно считать жесткими. Но с развитием космонавтики их размеры возрастали. Возникла необходимость учитывать изгибы конструкции, искривление осей. Небольшая аналогия: раньше никто не говорил об изгибах и колебаниях одноэтажных или двухэтажных домов. Когда появились высотные здания, пришлось учитывать их изгибы и колебания. Измерения показали, что амплитуда колебаний небоскребов достигает нескольких метров. Космические аппараты еще не достигли размеров небоскребов, но упругие колебания их конструкций уже потребовали пристального внимания. На прошедших в этом году Чтениях К. Э. Циолковского специалисты доложили о своих исследованиях в области динамики упругого космического аппарата.