В. Парфенов - Возвращение из космоса

Наибольшая температура нагрева поверхности спутника согласно проекту не превысит 815 °C, а температура аэродинамического тормоза при двухсторонней излучающей поверхности-65 °C. Максимальный нагрев наступит на высоте 82 км, где нагрузка при торможении станет четырехкратной. На высоте около 70 км человек почувствует уже 8-кратную перегрузку, а температура поверхности спутника снизится до 61 °C. Полное раскрытие тормоза наступит на высоте около 60 км.

В нижних «этажах» атмосферы скорость спутника уменьшится до 15,2 м/сек. Поскольку такая скорость приземления еще опасна, в конструкции предусматриваются специальные гидравлические амортизаторы [12], подобные тем, какие ныне устанавливают для безопасного приземления тяжелых самолетов.

Казалось бы, космический аппарат с подобным зонтиком всем хорош. Но и у него есть недочеты. Чтобы тормоз выдержал огромный напор воздуха при входе в плотные слои атмосферы, стальные ребра придется делать очень массивными. От этого утяжелится вся конструкция спутника.

Как облегчить тормозное устройство и сделать его меньше по размерам?

В поисках ответа на этот вопрос специалисты [13] вспомнили о вертолете. Этот аппарат, как известно, надежно служит человеку при полетах в нижних слоях атмосферы. Вращающиеся лопасти огромного несущего винта позволяют вертолету опускаться на Землю с любой малой скоростью. Но самое замечательное в том, что несущий винт вертолета верно служит даже и тогда, когда на высоте отказывает двигатель. Летчику достаточно установить лопасти винта в определенное положение, и все обходится благополучно. Сначала, конечно, вертолет быстро пойдет вниз, но набегающий воздух раскручивает несущий винт, и вертолет, опираясь вращающимися лопастями о воздух, плавно спускается на землю.

Нельзя ли вертолетный несущий винт (конечно, без двигателя) взять с собой на орбиту? Можно. Но для этого придется лопасти винта сложить вместе и закрыть чехлом. Чехол из жаропрочного и легкого бериллиевого листа перед входом в плотные слои атмосферы будет сброшен. Под действием встречного потока воздуха лопасти, имеющие профиль крыла, начнут расходиться в стороны и придут во вращение. Чем быстрее вращение, тем шире зонтик из лопастей. Ширину его без особого труда может регулировать сам космонавт, изменяя наклон лопастей по отношению к потоку воздуха, подобно тому как это делает летчик вертолета. А еще точнее менять наклон лопастей смогут автоматы. Можно автоматам задать такую программу, чтобы несущий винт плавно регулировал скорость спуска в зависимости от высоты и плотности атмосферы. При этом и перегрузки в кабине будут меняться плавно, не так резко, как при раскрытии парашюта.

Вертолетный ротор хорош и тем, что с его помощью можно спланировать перед приземлением в нужное место, выбрав наиболее подходящую посадочную площадку.

Конечно, чтобы с полной определенностью сказать, будет ли роторная система надежно работать в верхних слоях атмосферы — при таких огромных скоростях полета, нужно еще поставить немало опытов. Потребуется тщательно исследовать процесс раскрытия лопастей в этих условиях, узнать, до какой температуры разогреются лопасти винта при быстром полете, выдержат ли они этот нагрев. Ведь не так просто в земных условиях проверить все расчеты, выполненные пока на бумаге..

Все рассмотренные в этой главе летательные аппараты для возвращения из космоса потребуют еще большой проверки. В настоящее время в США наиболее активно разрабатываются баллистические капсулы, спутники с аэродинамическим тормозом, а также с роторным торможением. Эти устройства привлекают специалистов тем, что их можно выводить на орбиту при помощи не очень мощных ракет. Между тем Для посылки на орбиту громоздких металлических планеров и надувных аппаратов потребуются гораздо более мощные ракетные системы, какие на Западе находятся еще в стадии разработки.

Одно дело начертить на бумаге чертежи летательных приборов, пригодных для уменьшения космической скорости, другое-воплотить чертежи в металл. Перед выбором материалов конструктору прежде всего нужно знать, в каких условиях будет работать его конструкция, насколько сильно нагреется каждая ее часть. А это во многом зависит от внешней формы летательного аппарата.

Все дело в том, что перед входом летательного аппарата в плотные слои атмосферы нельзя очень резко снижать скорость от космической до той, при которой корпус будет нагреваться незначительно. При этом возникнут такие колоссальные перегрузки, что все живые существа в кабине погибнут. Вот почему приходится тормозить плавно, входить в атмосферу постепенно. А при таком торможении стенки корабля неминуемо будут нагреваться до температур свыше тысячи градусов. Значит, возникает новая очень серьезная проблема: как защитить стенки корабля от чрезмерного разогрева?