Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

РАКЕТНЫЕ ТРЕКИ

Доктор технических наук профессор В. БАЛАКИН (г. Гомель).

"Космос начинается на Земле" - эти слова были у всех на слуху лет пятьдесят назад. И действительно, каждый запуск нового "изделия" - ракеты, спутника или космического аппарата предварялся тщательной отработкой взаимодействия всех его систем в земных условиях, имитирующих полетные. Стремление к опережающим темпам совершенствования военной техники во времена холодной войны между Советским Союзом и США привело к созданию принципиально новых, эффективных и универсальных средств испытаний ракетной техники. Для этого в нашей стране в 1950-х годах были построены специальные высокоскоростные железные дороги, получившие название "ракетные треки".

На ракетных треках воспроизводят близкие к натурным условиям движения с дозвуковыми и сверхзвуковыми скоростями головных частей ракет, испытывают взрыватели, парашюты, стекла кабин самолетов на устойчивость к ударам и другие системы.

Ракетные треки имеют две рельсовые направляющие с шириной колеи 1-2 м, протяженностью до 11 км, на жестких балках, связанных с фундаментным основанием. Узлы крепления направляющих к балкам установлены с шагом от 0,3 до 1,5 м по всей длине ракетного трека.

По рельсам перемещаются тележки с пороховыми реактивными двигателями, которые опираются на скользящие опоры - башмаки, огибающие головку рельса своими нижними захватами. Для достижения высоких скоростей применяют многоступенчатую систему: три-четыре тележки с реактивными двигателями.

Головные части ракет испытывали в так называемых прямых и обращенных пусках. В прямых пусках боевую головную часть ракеты разгоняли до скорости 600-700 м/с. В конце трека стояли мишени из бетона, стали, бревен, по разрушению которых при взрыве оценивали эффективность действия ракеты по цели. В обращенных пусках моделировали условия удара головных частей ракет о землю, воду, бетон и другие материалы. Головную часть ракеты с датчиками подвешивали между направляющими, а контейнеры с материалами разгоняли до скорости 200-300 м/с. Вес воды и земли в одном контейнере достигал 20 тонн.

В начале шестидесятых годов прошлого столетия на ракетном треке испытывали парашют, предназначенный для торможения космических кораблей, опускающихся на Землю после возвращения с Луны. Его купол был не сплошным, а имел вид сетки из отдельных лент.

Сначала силу аэродинамического сопротивления корабля при входе в плотные слои атмосферы воспринимает, нагреваясь, теплоизоляционный слой. Затем выбрасывается ленточный парашют. Перед его куполом на сверхзвуковых скоростях возникает скачок уплотнения (давление, в несколько раз превышающее атмосферное). Отработав, этот парашют отцепляется от корабля, и раскрывается сплошной купол второго парашюта. Перед самой землей корабль тормозит система мягкой посадки.

Ленточный парашют испытывали на тележке с пороховыми реактивными двигателями: двумя ПРД-15 и девятью "Овод" (общая масса пороха - около тонны). Парашютный контейнер располагался на высоте 3 м от рельсов, радиотелеметрическая аппаратура была смонтирована внутри конуса-обтекателя, тележка скользила на четырех фрикционных башмаках. Установка в режиме работы второй ступени разгонялась до 700 м/с, после чего раскрывался парашют. Усилие, возникающее в этот момент, и его зависимость от скорости регистрировали тензометрические датчики. Информация с них передавалась на бортовую измерительную систему, а затем на наземную радиотелеметрическую станцию.

На рисунке приведена схема испытаний цилиндрического изделия диаметром 150 мм и длиной около 1,5 м, которое разгоняли до скорости 600 м/с, а затем тормозили. Ракетная система состояла из двух ступеней. Первая ступень (толкач) представляла собой пороховой реактивный двигатель, на котором крепилась пара башмаков. В заднем - находились поршни фрикционного тормозного устройства (ФТУ), приводимого в действие пороховым аккумулятором давления (ПАД).

Вторая ступень состояла из порохового реактивного двигателя, смонтированного внутри пары колец, на которых сверху крепилось испытуемое изделие. В нижней части кольца были связаны с башмаками. В заднем башмаке находилось ФТУ с ПАДом, а передний башмак соединялся с тележкой второй ступени пироболтом, который тянул за собой испытуемое изделие. Цилиндрический пироболт имел ослабленное сечение - выточку посередине. с обеих его сторон находились пиропатроны с навеской пороха между ними.

После окончания работы порохового реактивного двигателя второй ступени электрическим импульсом приводили в действие ПАД и пироболт. Одновременно выбрасывался парашют, реактивный двигатель второй ступени по инерции уходил вперед, а изделие тормозили парашют и фрикционное устройство.

Наземные испытания на ракетных треках помогли создать надежную парашютную систему, безукоризненно сработавшую при посадке на Землю космических аппаратов "Луна-16", "Луна-20" и "Луна-23", доставивших образцы лунного грунта.

Литература

Балакин В.А. Трение и износ при высоких скоростях скольжения. - М.: Машиностроение, 1980.

Балакин В.А. Проблемы трения и износа на ракетных треках // Международный журнал "Трение и износ", 1991, т.12, №5.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Техника»

Детальное описание иллюстрации

Схема испытаний цилиндрического изделия: а - начало работы первой ступени, разгоняющей ракетную систему до скорости 280 м/с; б - одновременное включение двигателя второй ступени и ПАДа первой ступени; в - электрический импульс привел в действие ПАД и пироболт; г - выброшен тормозной парашют.
Пороховой аккумулятор давления - ПАД. В цилиндре, закрытом крышкой, находится поршень с пороховой шашкой, которая при срабатывании пиропатронов воспламеняется со стороны верхнего торца и начинает гореть. Давление внутри ПАДа регулируется диаметром отверстия сопла. Пороховые газы толкают поршень, который сжимает жидкость в полости тормозного цилиндра, создающего нормальную нагрузку на фрикционные элементы, контактирующие с рельсом.