В моем возрасте мало кто не хотел строить ракетные модели. Возможно, дело в том, что пилотируемые полеты завораживали мир, а возможно, в очевидной простоте постройки модели. Бумажная трубка с тремя стабилизаторами и крышкой из пенопласта или шаровой головки должна быть даже проще, чем базовая модель самолета или автомобиля. Как правило, правда, что азарт большинства молодых Королёвых испарялся на этапе поиска ракетного двигателя. У тех, кто остался, не было другого выбора, кроме как изучать основы огня.
Между Сергеем Колевым, ведущим конструктором ракет, и Валентином Глуско, главным конструктором ракет, шло негласное соревнование. Говорят, что Глуско заявил, что спор вылился в нападение: "Я привяжу к своему двигателю забор — он будет на орбите!". Однако эти слова не пустые. Отказ Глуско от двигателя привел к неудаче лунного королевского корабля Н-1, лишив СССР возможности выиграть лунную гонку. Тем временем Глуско стал генеральным конструктором и создал ракету-носитель SuperPower Energia.
Двигатели из патронов
Такая же схема работала и с любительскими ракетами — ракеты с самыми мощными двигателями летели выше. Первые модели ракет появились в Советском Союзе еще до войны 1938 года, но Евгений Букш, автор книги "Основы ракетного моделирования", опубликованной в 1972 году, в своей работе "Калика из охотничьих патронов" основывался именно на таком двигателе. Мощность определялась калибром первого покрытия, а двигатели производились в двух лабораториях Досафа до 1974 года, когда было принято решение о проведении Rocket Sport в России. Для участия в международных соревнованиях требовался двигатель, подходящий по параметрам, чтобы соответствовать требованиям Международной федерации.
Их разработка велась по заказу Пермского научно-исследовательского института полимеров. Вскоре была изготовлена оригинальная партия, и началось развитие советского ракетомодельного спорта. С 1982 года они прекратили серийное производство двигателей на государственном заводе "Импульс" в Шостке, Украина, с ежегодным производством от 200 до 250 000 единиц. Несмотря на серьезные недостатки этих двигателей, это был пик развития советской самодеятельной ракетной модели, который закончился с производством "Шостки" в 1990 году.
Двигательный тюнинг
Качество серийных двигателей не подходило для серьезных соревнований, как нетрудно догадаться. Поэтому в 1984 году было запущено небольшое опытное производство для поставки продукции в национальную команду. Особого внимания заслуживают двигатели, изготовленные лично архитектором Юрием Гапуном.
Какова истинная сложность производства? По сути, ракетный двигатель представляет собой простейшее устройство: картонная трубка, сжатая внутри табачным порошком DRP-3P (пистолет третьего состава для сжатых продуктов), с отверстием для сопла с одной стороны и керамическим топпером с генерацией тепла — с другой. Первой проблемой, с которой не могло справиться серийное производство, была точность дозировки, которая также влияла на конечный импульс двигателя. Второй проблемой было качество корпуса, который часто ломался при трехтоновом нажатии. Третье — качество СМИ. Однако проблемы с качеством не ограничивались нашей страной. Не блещет в ней и другая основная модель ракеты космической державы — серийный двигатель США. Лучшие механические модели производятся на небольших фабриках в Чехии и Словакии, откуда их контрабандой доставляют специально для важных событий.
При социализме, однако, были двигатели, хотя и в небольших количествах, что не так важно. Теперь их вообще не существует. Некоторые из приглашенных студий используют старые советские материалы и давно закрыли глаза по истечении срока годности. Спортсмены пользуются услугами магов-одиночек. Если им повезет, они контрабандой провозят чешский мотор. Между тем, у любителей остается единственный путь — они становятся первыми Грошко, прежде чем стать Королевым. Это означает создание самого двигателя. Именно так поступали наши друзья и подруги, когда мы были детьми. Слава Богу, пальцы и глаза у всех были на месте, а не у них.
Из всех искусств
Кино — это наш самый важный вид искусства, сказал Иллик. Или в случае с любительскими ракетами в средневековых ракетах. Для кино- и фотосъемки в те времена использовался сотовый камень. Плотно завернутый в небольшой рулон и закрепленный на бумажной трубе со стабилизаторами, он мог бы взлететь на обычной ракете на высоту пятиэтажного дома. У двигателя было два основных недостатка: первый — низкая мощность и, как следствие, высота полета; второй — необновляемость клеточных мембран; третий — отсутствие надежного и безотказного двигателя. Например, фотоархива моего отца хватило на десятки запусков. Кстати, сейчас об этом жалеют.
Максимальная высота при постоянном общем давлении двигателя была достигнута с помощью короткого скачка на четыре силы при запуске и дальнейшего перехода к постоянному среднему давлению. Скачки тяги были достигнуты путем сверления отверстий в топливном заряде.
Второй вариант двигателя был в некотором смысле собран на отходах Советской Армии. Важно отметить, что во время артиллерийского обстрела (а один из них находится не очень далеко от нас) топливный заряд сгорает не полностью. И если бы кто-то внимательно посмотрел на траву перед сиденьем, он мог бы найти достаточно пыли от трубки. Простейшие ракеты изготавливали, просто обернув такие трубки в обычную фольгу и осветив их с одного конца. Правда, такие ракеты были не слишком дорогими и непредсказуемыми, но зато с ними было весело. Мощные двигатели изготавливались путем сборки длинных труб на балках и облегчения их с помощью картонных корпусов. Примитивные сопла также изготавливались из обожженной глины. Такие двигатели работали очень эффектно и поднимали ракеты очень высоко, но часто взрывались. Кроме того, они не очень напоминали артиллерийский огонь.
Третьим вариантом была почти коммерческая попытка построить ракетный двигатель с использованием самодельного дымового пороха. Он был сделан из нитрата калия, серы и активированного угля (который постоянно засорял кофеварку моих родителей, которую я использовал для измельчения его в порошок). Честно говоря, мой пороховой магазин работал с перебоями и поднимал ракету лишь на несколько десятков метров. Я обнаружил причину этого только несколько дней назад — для прессования нужно было использовать пресс из школы-мастерской, а не квартирный молоток. Но кто в седьмом классе позволит мне наступить на ракетный двигатель?
Двумя самыми редкими двигателями, которые мог приобрести PM, были MRD 2, 5-3-6 и MRD 20-10-4. Из советских запасов в отделе ракетомоделирования Центра детского творчества на Воробьевых горах.
Работа с ядами
Однако кульминацией моей инженерной деятельности стал довольно токсичный двигатель, работавший на смеси цинковой пыли и серы. Я обменял оба материала на пару резиновых индейцев — самую конвертируемую валюту моего детства — у одноклассника, сына заведующего городской аптекой. Я взял рецепт из очень редкой переведенной польской книги о моделях ракет. Затем я вставил двигатель в противогаз моего отца. Она хранилась у нас в кладовой — в книге рассказывалось о токсичности цинкового порошка. Первый тест был проведен без присутствия родителей на кухне. Пламя из двигателей тисков поднималось к потолку и образовывало дым диаметром в один метр, наполняя отсек едким дымом, как и ящик с сигарами. Именно эти двигатели обеспечили мне рекорд запуска — возможно, на 50 метров. Представьте себе мое разочарование 20 лет спустя, когда я обнаружил, что детская ракета нашего научного редактора Дмитрия Мамодова летала гораздо выше!
1, 2, 4) С помощью заводского ракетного двигателя даже школьники могут строить простейшие ракеты. 3) Изделия любительской работы — это двигатели, изготовленные из гильз от патронов.
На удобрениях
Двигатель Дмитрия был проще и технологичнее. Основным ингредиентом его ракетного топлива был нитрат натрия, который продавался в хозяйственных магазинах как удобрение в мешках по 3 и 5 кг. Нитрат действовал как окислитель. Топливо, с другой стороны, изготавливалось из обычной газеты, которая пропитывалась пересыщенным (горячим) раствором селитры и высушивалась. Действительно, в процессе сушки на поверхности бумаги начинала кристаллизоваться каменная соль, которая задерживала (и даже гасила) горение. Но потом родилось ноу-хау. Дмитрий буквально растворил в бумаге соленую воду и прогладил бумагу горячим утюгом. Это стоило ему поврежденного железа, но бумага горела очень быстро и устойчиво, выделяя большое количество горячих газов. Бумажная трубка, заполненная плотно обернутой нитритной бумагой и импровизированным соплом из крышки от бутылки, поднималась на метр или два вверх.
Карамель
Параноидальный запрет российских властей на продажу населению различных химических веществ, которые могут быть использованы для изготовления взрывчатки (а изготовить ее можно практически из чего угодно, даже из опилок), компенсируется доступностью в Интернете рецептов почти всех Типы. Например, состав ракетного топлива шаттла (69,9% перхлората аммония, 12,04% полиуретана, 16% алюминиевой пудры, 0,07% оксида железа, 1,96% отвердителя).
Картонные или пенопластовые ракеты и порошкообразные рекламные материалы не кажутся таким уж серьезным достижением. Но кто знает — может быть, это первые шаги будущих конструкторов межпланетных кораблей?
Несомненным успехом любительского ракетного двигателестроения является так называемый карамельный двигатель. Рецепт топлива очень прост: 65% нитрата калия KNO3 и 35% сахара. Нитрат калия высушивают на сковороде, затем измельчают в обычной кофемолке и медленно добавляют в растопленный сахар для стабилизации. В результате получается топливный шарик, который затем можно использовать для изготовления двигателя. Гильзы охотничьих патронов используются в качестве крышек и форм для машин — привет, 1930-е годы! Чалконы доступны в неограниченном количестве на каждом стрельбище. Признанные учителя рекомендуют использовать сорбит вместо сахарной карамели в тех же пропорциях, но сахарная карамель развивает большее давление и, как следствие, раздувает и обжигает патрон.
Назад в будущее
Ситуацию можно проследить с 1930-х годов. В отличие от других моделей, где нехватка отечественных двигателей и других компонентов может быть компенсирована импортом, в ракетном моделировании это не работает. Наши ракетные двигатели рассматриваются как взрывчатые вещества при всех соответствующих условиях хранения, транспортировки и перекрестной перевозки. На территории России еще не родился человек, который мог бы продемонстрировать импорт такой продукции.
Есть только один выход — домашнее производство, технология здесь не вселенная. Но заводы, имеющие лицензию на производство этих изделий, их не берут. Этот бизнес был бы интересен только в том случае, если бы существовали миллионы копий этих предметов. Таким образом, начинающие ракетные моделисты из крупнейших космических производств вынуждены летать с конфетными ракетами. В то время как в США начинают появляться многоразовые ракетные двигатели с гибридным топливом — закисью азота и твердым продвижением. Как вы думаете, какая страна полетит на Марс примерно через 30 лет?