Земля — Луна | страница 4
Циолковский знал, что для преодоления земного тяготения, стоящего преградой на пути всякого межпланетного полета, кораблю должна быть сообщена огромная скорость, не меньше так называемой скорости отрыва, которая равна 11,2 километра в секунду, или 40 000 километров в час. Сколько же топлива нужно израсходовать, чтобы корабль приобрел такую невиданную скорость? Без ответа на этот вопрос нельзя спроектировать никакого межпланетного корабля. Если бы масса корабля оставалась в полете все время одной и той же, не составляло бы никакого труда решить данную задачу. Но масса межпланетного корабля, как и всякой ракеты, не остается постоянной в полете, она непрерывно и быстро уменьшается. Ведь па межпланетном корабле при взлете запас топлива составляет большую часть массы корабля — масса самого корабля и его полезной нагрузки по сравнению с топливом очень невелика. Почти все топливо расходуется за короткие минуты разгона корабля при взлете. Как же можно считать массу корабля постоянной!
До Циолковского наука о движении — механика — еще не умела рассчитывать движение тел с сильно изменяющейся массой. Механику тел переменной массы нужно было создавать заново — без нее нельзя было рассчитать полет ракет над Землей и полет космических кораблей в межпланетном пространстве. Честь создания этого нового важнейшего раздела механики принадлежит Циолковскому. Интересно, что почти одновременно с Циолковским и независимо от него над этой же проблемой работал другой известный русский ученый — И. В. Мещерский.
Разработка механики тел переменной массы, являющейся теоретической основой науки о движении ракет — ракетодинамики, а также астронавтики, — одна из величайших заслуг Циолковского.
Во всем мире знают установленный им закон движения ракеты, так называемую формулу Циолковского.
Формула эта выглядит так:
где V — обозначает конечную скорость ракеты; W — скорость истечения газов из сопла двигателя; М>m — массу топлива; М>k — массу корпуса, механизмов, полезного груза ракеты.
Формула эта позволяет подсчитать, сколько топлива нужно взять, чтобы получить необходимую скорость.
Мало того, формула прямо указывает, какими путями должна идти ракетная техника. Чтобы увеличить скорость ракеты V, необходимо либо увеличить W — скорость истечения газов, либо увеличить
— отношение массы ракеты при взлете к массе ракеты без топлива, иначе говоря, увеличить долю топлива в общем взлетном весе ракеты.
Идя по первому пути, конструкторы ракетных двигателей настойчиво боролись за увеличение скорости истечения, находя все новые виды топлива для двигателей, совершенствуя их охлаждение. Уже двадцать лет назад скорость истечения газов из лучших жидкостных ракетных двигателей составляла 2500 и более метров в секунду. Сейчас эта скорость увеличена до 4000 и даже 4500 метров в секунду.
