Что такое ракета?

На подобный вопрос сегодня может ответить каждый школьник. Если говорить очень просто, то ракета — это бутылка с открытым горлышком. Бутылка заполнена таким топливом, которое может гореть без использования наружного воздуха, например, порохом.

Когда порох поджигают, образуются продукты сгорания — газы. Газы с одинаковой силой давят во все стороны. Силы давления газов на стенки бутылки уравновешивают друг друга. А сила давления газов на дно ничем не уравновешивается, потому что с противоположной стороны находится открытое горлышко. Газы вырываются через горлышко, а неуравновешенные силы давления на дно толкают бутылку. Как говорят, создается сила тяги. Если бутылку ничто не удерживает, она полетит дном вперед и будет двигаться со все возрастающей скоростью, пока не сгорит топливо.

Подобные явления читатель, конечно, много раз наблюдал в своей жизни. А если нет, то он может сделать это очень просто. Достаточно взять обычный воздушный шарик и развязать нитку, затягивающую отверстие, через которое шарик надувают. Воздух или газ, наполняющий шарик, будет выходить через отверстие, а сам шарик станет, вероятнее всего, беспорядочно метаться по комнате. Приглядевшись, мы увидим, что как бы ни двигался шарик, он всегда летит в сторону, противоположную открытому отверстию.

Заметим заодно, что для создания простейшей ракеты совсем не обязательно пользоваться таким опасным веществом, как порох. Для получения тяги нужен не сам порох, а те газы, которые образуются в результате его горения. Именно они создают давление. В случае с шариком роль таких газов выполняет сжатый воздух.

Теперь мы знаем, что для построения ракеты или, скажем точнее, ракетного движителя необходимы, по крайней мере, три компонента: во-первых, сосуд, закрытый со всех сторон, кроме одной, и, во-вторых, вещество, наполняющее этот сосуд. Такое вещество называется рабочим веществом ракетного движителя, и это совсем не обязательно должен быть газ. Можно налить в бутылку воды или какой-нибудь другой жидкости. Наконец, в-третьих, нужен источник энергии, который создавал бы давление в рабочем веществе и заставлял бы его вырываться через отверстие в сосуде и давить на противоположную сторону сосуда, создавая силу тяги.

Принцип ракетного движителя известен человечеству уже более двух тысяч лет. Еще во втором веке до нашей эры Герои Александрийский изобрел свою паровую машину. Под котлом с водой раскладывали костер. Пар, образовывавшийся в результате нагревания воды, поступал по трубе в полый шар, укрепленный на горизонтальной оси. Из этого шара пар вырывался через две изогнутые трубки. Под действием, как мы теперь говорим, реактивной силы шар вращался в направлении, противоположном выходящему пару.

Еще до изобретения парохода существовал проект механического судна. На этом судне предполагалось иметь резервуар с водой и с помощью насоса выбрасывать эту воду через трубку, расположенную на корме. Ясно, что судно при этом должно было двигаться вперед.

Наконец, Исаак Ньютон (1643—1727) предложил установить котел с водой и топку на четырехколесной повозке. Из котла выходила трубка, направленная назад, а повозка, соответственно, должна была двигаться вперед. Так был создан проект первого реактивного автомобиля.