2.3. РАКЕТЫ И ДВИГАТЕЛИ ФРИДРИХА ЦАНДЕРА
2.3. РАКЕТЫ И ДВИГАТЕЛИ ФРИДРИХА ЦАНДЕРА
Мы установили, что в 1920-е годы произошла настоящая революция в деле освоения космического пространства: время энтузиастов-изобретателей уходило в прошлое, им на смену явились энтузиасты с хорошим образованием, способные не только мечтать, но и долго всерьез работать над поставленной проблемой. Одним из наиболее ярких представителей новой когорты был Фридрих Цандер.
Фридрих Артурович Цандер родился 23 августа (по новому стилю) 1887 года в семье рижского врача и дочери саксонского камергера.
Его отец Артур Константинович был высокообразованным человеком, принадлежавшим к передовой российской интеллигенции. Круг его интересов поражал широтой: дипломированный доктор медицины увлекался музыкой, астрономией, географией, воздухоплаванием. Кроме того, Цандер-старший состоял в Рижском обществе естествоиспытателей, изучавшем природу Прибалтики; на собственные средства он даже покупал редких животных и птиц, передавая их в фонд Домского музея. Своих детей Артур Константинович с детства приобщал к исследовательской работе, к системному мышлению. Он, например, конструировал воздушные змеи и запускал их в присутствии детей, рассказывая последним о попытках создания летательных аппаратов тяжелее воздуха, об опытах Лилиенталя.
Фридрих Артурович Цандер
Влияние отца на формирование интересов Фридриха было огромным. Позже, уже будучи известным ученым, Фридрих Артурович вспоминал, что под влиянием рассказов отца у него и зародилась идея осуществить перелет на другие планеты.
«Эта мысль, – писал он, – меня больше не оставляла. Уже рано я стал разыскивать созвездия на картах и их очертания запоминать.»
У отца была хорошая библиотека, и Фридрих много читал, предпочитая научную фантастику и книги о путешествиях. Все вместе это привело его в космонавтику.
Можно утверждать, что романы Жюля Верна «С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут» и «Вокруг Луны» были главными книгами в жизни Фридриха Цандера. В отроческие годы он читал и перечитывал их множество раз. С книгой «С Земли на Луну» он не расставался никогда, до последних дней своей жизни. Составляя 15 августа 1925 года «Список романов и повестей о перелетах на другие планеты и на Луну», Фридрих Артурович поставил дилогию Жюля Верна первой в этом списке.
Одновременно Фридрих был горячим поклонником идеи организации полета на Марс и вступления в контакт с высокоразвитой марсианской цивилизацией. Он безоговорочно принял теорию Персиваля Лоуэлла, называл свою девушку Марсианкой и долгие годы хранил детскую зарисовку под названием «Жизнь на Марсе.»..
Благодаря чтению успеваемость Фридриха возросла, и шесть классов училища он окончил всего с одной удовлетворительной отметкой (по французскому языку). Хорошие результаты позволяли ему надеяться на поступление в дополнительный класс, после окончания которого он без экзаменов мог стать студентом либо Рижского политехнического института, либо Лесного института в Петербурге.
В 1904 году, успешно сдав вступительные экзамены, он получил право учиться в этом классе, где у учеников было куда больше свободы, чем на основном отделении. Им, например, разрешалось давать частные уроки, и Фридрих, воспользовавшись этим правом, записался репетитором. На заработанные деньги он покупал различные материалы, химические реактивы и приспособления для физических опытов. Он стал заниматься изобретательством, проводя простенькие исследования, расчеты, опыты.
12 сентября 1904 года Фридрих Цандер завел особую тетрадь. День ото дня он делал в ней записи, касающиеся его научной работы. В них можно найти и описания его экспериментов по преломлению света, и химические реакции, и результаты метеорологических наблюдений, и расчеты электротехнического характера, и проекты специальных приборов.
Отец всячески поощрял увлечения сына. Вскоре у Фридриха появились собственные химический стол и шкаф. Самостоятельная изобретательская работа, казалось, отодвинула на второй план его мечту о межпланетных перелетах. Но на самом деле он не забыл про нее – просто Фридрих не знал, с какой стороны подступиться к ее осуществлению, что конкретно делать для ее достижения.
Незадолго до зимних каникул произошло событие, запомнившееся Цандеру на многие годы. Учитель прочитал классу отрывок из статьи Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами», изданной в 1903 году.
«…В качестве исследователя атмосферы, – читал учитель, – предлагаю прибор, то есть род ракеты, но ракеты грандиозной и особенным образом устроенной. Мысль не новая, но вычисления, относящиеся к ней, дают столь замечательные результаты, что умолчать о них было бы большим грехом.»
Так Цандер узнал о том, как добраться до других миров. Жидкостная ракета – вот самый прямой путь к звездам.
Начало самостоятельных научных изысканий Фридриха Цандера в этой области относится к 1907-1908 годам, когда он впервые стал задумываться над такими вопросами, связанными с устройством космических кораблей, как «условия, определяющие форму корабля, место для горючего, переработка солнечного тепла, выбор движущей силы» и так далее.
18 сентября 1908 года Фридрих Цандер завел себе новую тетрадь «Космические (эфирные) корабли, которые обеспечат сообщение между звездами. Движение в мировом пространстве.» Это свидетельствует о серьезности его намерений заниматься проблемой межпланетных перелетов. С этого дня он более или менее регулярно делал записи по космической тематике. Первоначально они были посвящены достаточно простым вопросам: Цандер только «пробовал перо», входил в курс проблем космонавтики, осваивал методы решений ее задач. Он выполнил, например, расчет величины работы по подъему тела определенной массы на некоторую высоту над поверхностью Земли с учетом изменения с высотой ускорения свободного падения; оценил запас кислорода на борту космического аппарата, необходимый для обеспечения жизнедеятельности одного человека.
Постепенно появлялись собственные оригинальные проекты.
В 1909 году Фридрих Цандер впервые высказал мысль о желательности использования твердого строительного материала ракеты в качестве горючего – принцип «самосжигаемой ракеты.»
В мае 1910 года Цандеру пришла в голову мысль о том, чтобы бросить с Луны трос в точку, где его второй конец будет уравновешиваться притяжением Земли (коллинеарную точку либрации L1 ), – таким образом получалось принципиально новое транспортное средство. Фридрих тотчас сделал математические выкладки, провел расчет троса и убедился, что идея эта навсегда останется фантастикой – никогда не будет создан материал достаточной прочности. Тем не менее в июле 1960 года идею переоткрыл ленинградский инженер Юрий Арцутанов, предложивший тросовую систему связи между Землей и искусственным объектом (станцией) на геостационарной орбите. С тех пор эта идея известна как концепция «космического лифта», а с появлением алмазных нанотрубок компания «LiftPort Group» объявила о том, что такой лифт будет построен в течение ближайших пятнадцати лет.
Схема одной центральной ракеты со многими ракетами и сосудами для жидкого горючего и кислорода (по Цандеру)
В июне 1910 года Цандер проанализировал возможность использования магнитного поля Земли для движения космических кораблей. В своих записках он отметил, что на проводник, по которому с востока на запад проходит электрический ток, в магнитном поле Земли действует сила, перпендикулярная магнитным силовым линиям. Эта сила может быть разложена на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Если при этом горизонтальную составляющую каким-то образом скомпенсировать, то под действием вертикальной составляющей проводник (то есть космический аппарат) будет подниматься вверх.
Однако расчеты привели его к неутешительным результатам: слишком мало отношение величины вертикальной силы к мощности, затрачиваемой на прохождение электрического тока по проводнику. Цандеру становится ясно, что с помощью этого эффекта поднять в космос летательный аппарат не удастся.
В 1911 году в петербургском «Вестнике воздухоплавания» начала печататься вторая часть работы Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами.» Печаталась она долго: в четырех номерах в 1911 году и в шести – в 1912 году. Цандер внимательно ознакомился с этой работой и нашел, что ряд вопросов, рассматриваемых Циолковским, ему уже известен. Например, в статье содержались результаты расчетов работы, затрачиваемой при подъеме тела на некоторую высоту, которыми он, Фридрих Цандер, занимался в 1908 году. Циолковский предлагал выращивать на борту космического аппарата продукты питания, но и этот вопрос был знаком Цандеру, также считавшему целесообразным организовать в космосе «садик» для членов экипажа.
Научно-технический уровень Фридриха Цандера все возрастал. Переломным стал день 18 сентября 1912 года, когда он в своей рукописи сформулировал ряд важных положений.
«Я хочу попытаться доказать, – начинает он свою работу, – что, даже используя известные в настоящее время топлива, космический аппарат сможет улететь далеко за пределы Земли.»
Расчеты, проведенные без учета аэродинамического сопротивления, показали, что выгодно сразу сжигать все топливо. Однако этот путь закрыт: большие перегрузки могут раздавить ракету. Стремясь, с одной стороны, выйти из этого затруднения, а с другой – обеспечить, по возможности, большую эффективность использования запасов топлива на борту, Цандер приходит к весьма плодотворной идее об отбрасывании ставших ненужными ракетных ступеней. Эта перспективная концепция была высказана им раньше Константина Циолковского и Германа Оберта. Только в записях американца Годдарда она встречается еще раньше – в январе 1909 года.
28 мая 1914 года Цандер блестяще защитил дипломную работу и 31 июля получил диплом об окончании Рижского политехнического института. За время, проведенное в этом институте, он превратился в исследователя, способного самостоятельно ставить и решать сложные научные задачи. Диплом с отличием давал ему право самостоятельно выбрать место работы, и он устроился на Рижском заводе «Проводник» – гигантском по тому времени предприятии резиновой промышленности. Позже в одной из своих автобиографий ученый объяснит выбор стремлением изучить производство и свойства резины, которая, по его мнению, будет «играть большую роль при изготовлении воздухонепроницаемых одежд и т. п. необходимых для межпланетных путешествий предметов.»
В ходе Первой мировой войны к лету 1915 года линия фронта приблизилась к Риге. Началась эвакуация промышленных предприятий в глубь России, и вместе с заводом «Проводник» Цандер переехал в Москву, с которой связана вся его последующая деятельность.
Несмотря на большую занятость по основной работе, он решил все же продолжить свои космические исследования. В 1915-1917 годах он вырастил на древесном угле горох, капусту и другие овощи. Это были опыты по «оранжерее авиационной легкости» (прообраз системы жизнеобеспечения). Выбор древесного угля в качестве почвы был продиктован его существенно меньшим удельным весом по сравнению с землей, а также тем, что он хорошо впитывает «всякие выделения» и тем самым «может держать воздух в оранжерее довольно чистым.»
Эти работы Цандера были продолжением его исследований по проблемам жизнеобеспечения, начатых еще в 1907 году. В одной из тетрадей того времени записано:
«Вещества, поглощающие углекислоту и другие возникающие газы. Регенерация кислорода. Переработка отходов: садик в космическом корабле?..»
Фридрих Артурович Цандер не был коммунистом и принял революцию довольно равнодушно. Позднее, однако, он определил свое политическое кредо так: «Сочувствую коммунизму.» В автобиографии вновь повторяет: «Сочувствую коммунизму с 1911 года.» Так или иначе, но Цандер был фанатиком своего дела, и смена исторических вех волновала его мало, главное – чтобы не препятствовали достижению поставленной цели. Для него Марс был даже не утопией, для него Марс был смыслом и сутью жизни.
Космические увлечения Цандера уже мешали основной работе на заводе «Проводник.» Стремясь как-то разрешить это противоречие, ученый в феврале 1919 года перешел на Госавиазавод № 4 (бывший завод «Мотор», эвакуировавшийся в Москву из Риги). Здесь он в период 1919-1922 годов участвовал в создании авиационных двигателей «М-11», «М-15», «М-26.» В свободное же время Цандер продолжал заниматься различными вопросами космонавтики, разрабатывая при этом проект межпланетного корабля-аэроплана и двигателя к нему.
В конце декабря 1921 года состоялась первая Московская губернская конференция изобретателей. На подсекции двигателей машиностроительной секции этой конференции Цандер выступил с докладами о проекте своего нефтяно-кислородного поршневого двигателя высокого давления и о космическом корабле-аэроплане.
На конференции доклад Цандера был оценен положительно, что очень его воодушевило. Он обратился к дирекции завода с просьбой дать ему годовой отпуск на разработку корабля-аэроплана. Коллектив завода его поддержал. На общем собрании постановили отчислять процент от заработка на этот фантастический проект.
15 июля 1922 года Цандер, отбросив последние сомнения, засел за чертежи космического самолета. Уже через полгода, с 10 февраля по 6 апреля 1923 года, Фридрих Артурович выпустил небольшую по объему, но емкую по содержанию работу «Описание межпланетного корабля системы Ф. А. Цандера, инженера-технолога.» Его проект был весьма оригинален и коренным образом отличался от работ других пионеров ракетно-космической техники.
Схема межпланетного корабля системы Цандера
Основные идеи, заложенные в проекте корабля-аэроплана, были опубликованы Цандером в журнале «Техника и жизнь» в 1924 году в статье «Перелеты на другие планеты.»
В самом общем виде этот проект выглядит так. Межпланетный корабль Цандера служил фюзеляжем большого самолета и, кроме того, снабжался дополнительно небольшими крыльями, предназначенными для спуска. При полете в низших, более плотных слоях атмосферы в качестве силовой установки должен был служить либо поршневой двигатель особой конструкции, работавший на бензине и жидком кислороде, либо воздушно-реактивный двигатель, использовавший в качестве окислителя кислород окружающего воздуха.
При достижении же разреженных слоев атмосферы должны были включаться жидкостные ракетные двигатели, а ставшие ненужными части большого самолета, изготовленные из металлов с высокой теплотворной способностью, втягивались в корпус и расплавлялись с тем, чтобы использоваться в качестве дополнительного горючего. Для спуска на Землю или другие планеты, обладающие атмосферой, служили добавочные малые крылья, дававшие возможность совершать посадку без каких-либо затрат горючего.
Вот описание межпланетного космического корабля на основе аэроплана с жидкостным ракетным двигателем и сжигаемыми частями, приведенное в одной из работ Цандера:
Модель межпланетного корабля системы Цандера
"На чертеже(…) дана разработанная мною схема аэроплана, у которого наружные части могут втягиваться при помощи конических барабанов с образующей соответственной формы, на которые наматываются тросы, втягивающие секции крыльев и все остальные части в сосуд для расплавления и использования в качестве горючего. Ввиду того, что пути отдельных частей составляют в среднем не больше 5-8 м, барабаны выходят малыми; части аэроплана, которыми при этом можно воспользоваться, мною были до некоторой степени исследованы и рассчитаны на крепость; оказывается, что такой аэроплан мог бы взять в счет веса разбираемых соединений с собою приблизительно лишь на 10% от общего веса аэроплана меньше жидкого горючего, чем обыкновенный аэроплан. Крылья аэроплана состоят из отдельных секций, находящихся в особой раме; они занижают наибольшую площадь из тех (частей), которые подлежат перемещению; но в некоторых конструкциях аэропланов для увеличения скорости полета площадь крыльев может уменьшаться во время полета до У части нормальной величины, так что произведенное здесь перемещение – только один шаг вперед. Остальные части: рули большого аэроплана и высокую подставку втягивать, по моим подсчетам, уже нетрудно. К концу полета от аэроплана может оставаться только корпус; на нем маленькие крылья(…) и маленькие рули. Некоторые части корпуса также могут еще быть, в случае необходимости, после значительного уменьшения веса корабля использованы в качестве горючего.(…) Схемы складывания и втягивания частей, а также и порядок производства этих работ могут быть самыми разнообразными, и здесь представляется изобретательству еще широкое поле. Начинать сжигание надо с наименее необходимых и наиболее дешевых частей. Во многих случаях может потребоваться сжигание лишь небольшого количества частей, а не всех имеющихся. Необходимо стремиться к наибольшей простоте и дешевизне сжигаемых деталей. По мере усовершенствования количество сжигаемых частей будет уменьшаться, но пока идет вопрос о «завоевании» межпланетного пространства, цена одного аэроплана будет играть лишь весьма незначительную роль.
Другие методы для отлета с земного шара еще не достигают цели, а при предложенном здесь методе можно себе легко представить окончательный вес опорожненного летательного аппарата, равным лишь одной сотой части полного веса, т. е. порожний летательный аппарат будет получать тепловую энергию с веса, который в 99 раз больше его веса. Это при рассмотренных выше конструкциях реактивных двигателей дает полную гарантию для достижения межпланетных скоростей."
Как видите, Цандер старался создать предельно экономичную схему. Он всячески подчеркивает, что простая ракета конструкции Циолковского или Оберта слишком дорога, чтобы использовать ее как средство для межпланетных перелетов:
"Для полета в высшие слои атмосферы, а также для спуска на планеты, обладающие атмосферою, будет выгодно применять аэроплан, как конструкцию, поддерживающую межпланетный корабль в атмосфере. Аэропланы, обладающие способностью производить планирующий спуск в случае остановки двигателя, во многом превосходят парашют, предлагаемый для обратного спуска на землю Обертом в его книге: «Ракета к планетам.»
При парашюте отпадает возможность свободного выбора места спуска и дальнейшего полета в случае временной остановки двигателя, так что его следовало бы применять лишь для полетов без людей. Ту же часть ракеты, которою управляет человек, необходимо снабжать аэропланом. Для спуска же на планету, обладающую достаточной атмосферой, пользоваться ракетой, как это предлагает К. Э. Циолковский, также будет менее выгодно, нежели пользование планером или аэропланом – с двигателем, ибо ракета израсходует на спуск много горючего, а спуск с нею будет стоить, даже при ракете на одного человека, десятки тысяч рублей. Между тем как спуск не аэроплане стоит лишь несколько десятков рублей, а на планере и совсем ничего не стоит. Произведенные же расчеты ясно указывают на полную возможность медленного безопасного планирующего спуска на землю."
Цандер также указывает на то, что в первые два десятилетия XX века накоплен изрядный опыт в производстве самолетов, и использование этого опыта гораздо скорее приблизит наступление космической эры, нежели проектирование и отработка мощных и дорогих ракет.
Стремление Фридриха Цандера максимально снизить стоимость межпланетного перелета проявилось и в его работах, посвященных космическим кораблям, использующим для своего движения давление солнечных лучей или электростатическое взаимодействие.
"При желании перелететь на другие планеты необходимо довести скорость полета до 11, 18 км/с. В этом случае можно воспользоваться ракетой, но, вероятно, выгоднее будет лететь при помощи зеркал или экранов из тончайших листов. Экраны должны вращаться вокруг их центральной оси для придания им жесткости. Зеркала не требуют горючего и в случае надобности могут быть использованы в ракете в качестве топлива. Это два преимущества зеркал; кроме того, они не производят больших напряжений в материале корабля и имеют меньший вес, нежели ракета вместе с горючим. Но зато зеркала могут быть легче взорваны метеорами, нежели ракета.
(…) Взамен экранов можно будет, по всей вероятности, применять кольца, по которым течет электрический ток, причем внутри кольца будет расположена железная пыль, удерживаемая вблизи плоскости кольца силами электрического поля. Пылинки должны быть наэлектризованы статическим электричеством для того, чтобы они держались на некотором расстоянии друг от друга.
Если солнечный свет упадет на зеркало, экран или пылинки, он произведет на них определенное давление. При огромных расстояниях межпланетных пространств малые силы дают сравнительно большие скорости полета.
(…) Если в межпланетном пространстве будут устроены огромные вогнутые зеркала, которые будут вращаться вместе с астрономическими направляющими трубами вокруг планет, то солнечный свет, собранный зеркалами и направленный на пролетающий на другую планету межпланетный корабль, даст скорости, превышающие во много раз скорости ракет."
Фридрих Цандер стоял у истоков московского Общества изучения межпланетных сообщений, о котором я писал выше. 20 июня 1924 года на организационном собрании членов этого общества он был избран в состав правления, заняв должность председателя научно-исследовательской (ракетной) секции. Примерно через месяц 15 июля 1924 года Цандер выступил с докладом о плане научно-исследовательских работ Общества, а 31 июля – озвучил новый доклад, посвященный на этот раз реактивному двигателю. В этих докладах Цандер отметил, что наряду с чисто теоретическими исследованиями необходимо вести конструкторские разработки и лабораторные опыты, которые в итоге позволят создать корабль для полетов в высших слоях атмосферы и проникнуть в межпланетное пространство.
«А пока, – говорил Фридрих Артурович, – самой ударной работой я считаю испытания маленьких ракет. Мы еще очень много не знаем. Надо провести исследования влияния начального и конечного давления газов, гладкости стенок, прохождения тепла через стенку, испытать различные материалы и топлива, в том числе металлические, провести испытание ракеты, работающей атмосферным воздухом, и сложных, вложенных друг в друга ракет…»
Далее Цандер переходил к моделированию космических аппаратов, испытаниям на перегрузки и в аэродинамических трубах, созданию жидкостных ракетных двигателей, работающих на жидком кислороде, и двигателей, «работающих солнечной теплотой», конструированию систем жизнеобеспечения и «телевиза для ракет», наконец, к «солнечному парусу» и кольцам, «через которые течет электрический ток, причем внутри находится железная пыль.»
Цандер считает необходимым исследовать высшие слои атмосферы ракетами, шарами-зондами, определить сопротивление, подъемные силы и нагрев, провести фотометрические наблюдения сумерек, подготовить инструменты для исследований, продолжать работу над «оранжереей авиационной легкости.»
Члены Общества поддерживали все его начинания. Казалось, что мечты рижского ученого вот-вот начнут сбываться, что практические работы над космической тематикой сдвинутся с мертвой точки…
В печати появились сообщения о том, будто американский профессор Годдард собирается запустить ракету на Луну. Об этой сенсации, порожденной журналистами, стало известно по всей Советской России, и члены Общества изучения межпланетных сообщений решили организовать специальный диспут. Он состоялся 1 октября 1924 года в большой аудитории Физического института Первого университета (МГУ), где выступил Цандер. Интерес к его выступлению был столь велик, что аудитория не смогла вместить всех желающих. Пришлось повторить диспут еще дважды – 4 и 5 октября.
Воодушевленный успехом диспута у публики, Цандер в 1924-1925 годах совершил серию поездок с лекциями в различные города страны: в Ленинград, Рязань, Тулу, Харьков, Саратов. И везде его ждал шумный успех, переполненные залы, неподдельный народный интерес. Зашла уже речь об организации в Академии Воздушного флота имени Жуковского специального курса лекций по межпланетным сообщениям… Но ситуация вдруг снова переменилась. Сначала по каким-то причинам курс лекций не был включен в учебный план. Затем, просуществовав всего год, распалось Общество изучения межпланетных сообщений.
Но Цандер не сдается и решает продолжать работы по пропаганде космических полетов. С этой целью он задумывает научно-популярную книгу «Полеты на другие планеты и на Луну.» В первой половине августа 1925 года он написал оглавление, предисловие, введение и детальный конспект этой книги. Она должна была стать капитальным трудом, подводящим итог всему, что было сделано Фридрихом Артуровичем по ракетной динамике, по теории и конструкции двигателей и летательных аппаратов.
В октябре 1926 года Цандер перешел на работу в центральное конструкторское бюро Авиатреста при заводе № 24. В том же месяце он направил в научный отдел Главнауки заявление с просьбой отпустить средства на продолжение его работ. К заявлению он приложил ряд своих статей, расчетов и чертежей. Все эти материалы были направлены из Главнауки на отзыв профессору Владимиру Петровичу Ветчинкину.
Интересно, что в этот период Цандер получил письма от томских студентов Мервецова и Яковлева и от ленинградского военнослужащего Новикова с просьбой направить их на ракете в межпланетное путешествие. Письма были незатейливые, но искренние, и очень порадовали ученого.
Наконец в феврале 1927 года пришло долгожданное известие. Профессор Ветчинкин сообщал, что дал положительное заключение на материалы, присланные из Главнауки. Профессор в своем отзыве, в частности, писал: «Работы Ф. А. Цандера по расчету межпланетных путешествий и проекту межпланетного корабля, несомненно, стоят на одном из первых мест в мировой литературе по этому вопросу.» И далее: «…я полагаю совершенно необходимым дать возможность Ф. А. Цандеру в кратчайший срок подготовить к печати и напечатать свои работы.»
По-видимому, Ветчинкину принадлежала и идея просить Главнауку о содействии в развертывании работ по межпланетным сообщениям в ЦАГИ или Авиатресте, а также в публикации книги объемом в 40 печатных листов (!).
Несмотря на уже имеющийся положительный отзыв, эти материалы были вновь направлены на рецензирование, на этот раз профессору Яковлеву. Заключение второго ученого было категоричным: «…нет оснований оказывать Ф. А. Цандеру содействие в печати его большой монографии(…) которая во многом, несомненно, будет содержать псевдонаучный материал.» Специалисты Главнауки, получив два прямо противоположных отзыва о работах Ф. А. Цандера, не приняли никаких мер, чтобы установить истину, и 7 июля 1927 года послали ученому письмо, в котором сообщалось, что его ходатайство об издании книги «не представляется возможным удовлетворить.»
Впрочем, в утешение в письме сообщалось, что если Цандер возбудит ходатайство перед Управлением ВВС о предоставлении ему места и возможности работать в Авиатресте или ЦАГИ, то Главнаука такое ходатайство поддержит, считая, что он является «специалистом-теоретиком по вопросам ракетных полетов.»
По-видимому, Цандер узнал о мнении Главнауки за месяц до получения этого письма, так как еще 9 июня 1927 года он написал письмо наркому Ворошилову с просьбой разрешить ему проводить опыты по ракетной технике в Авиатресте или ЦАГИ. Вскоре ученого вызвал к себе заместитель наркома Каменев и в течение получаса расспрашивал о его деятельности на ниве межпланетных путешествий и о планах на будущее. Беседа закончилась обещанием Каменева поддержать ученого в случае, если к его работам положительно отнесется коллегия ЦАГИ.
Но обещания остались обещаниями. Никакой прямой поддержки своей космической деятельности Фридрих Цандер не получил. И хотя с «Мотора» он ушел и трудится в Центральном конструкторском бюро Авиатреста, космический ракетоплан оставался его личным «бзиком», хобби. В то же время работа Цандера входила в самую напряженную фазу, – он вплотную приблизился к созданию жидкостного ракетного двигателя.
В 1924 году Фридрих Цандер приступил к разработке методик расчета жидкостных ракетных двигателей.
Несмотря на кажущуюся простоту конструктивной схемы и принципа работы ракетного двигателя, он представляет собой чрезвычайно наукоемкий объект. В его камере продукты сгорания находятся в условиях высоких температур, давлений и скоростей движения. Столь уникальная среда не встречается ни в природе, ни в промышленных установках, ни в технических средствах, поэтому к моменту появления идеи жидкостных ракет естественная наука не изучала особенностей сложных процессов, наблюдаемых при работе ЖРД. В то же время чтобы изучить закономерности процессов, сопровождающих их работу, требовалось иметь хотя бы один работающий двигатель, а его-то как раз и не было. Выход из этого «замкнутого круга» состоял в том, чтобы провести чисто эмпирическую разработку ЖРД при отсутствии научных исследований и рекомендаций, руководствуясь исключительно инженерным чутьем и здравым смыслом. Именно такой подход и был реализован на практике, когда пионеры ракетной техники различных стран стали создавать свои двигатели на основе собственных представлений методами «проб и ошибок.»
Цандер рассматривал ЖРД как тепловую машину, а поскольку всякую машину можно рассчитать во всех деталях, то и ракетный двигатель он подверг тщательному математическому анализу.
К 1930 году Цандер разработал приближенную методику расчета реактивного двигателя. Особое внимание им было уделено расчету термодинамических процессов в камере сгорания, что позволило с необходимой точностью определить основные параметры ЖРД при их проектировании.
По своему обыкновению Цандер должен был выговориться, проверив свои идеи в живом споре, выслушав возражения и убедившись, что ему самому в данном вопросе все ясно. 30 ноября 1928 года он сделал в МГУ доклад, в котором приводил результаты некоторых расчетов двигателя, который он позднее назовет «ОР-1» («Первый опытный реактивный»).
Цандер вспоминал: «После того, как мною были произведены все теоретические расчеты, я должен был практически проверить принятые мною методы(…) В связи с тем, что средств было недостаточно, у меня появилась идея перестроить паяльную лампу под первый реактивный двигатель. Эту идею я и воплотил в жизнь…» Действительно, в семейном архиве Цандера долгие годы хранились чертежи паяльной лампы треста Ленжатгаз завода имени Матвеева в Ленинграде, датированные 23 и 24 июля 1928 года.
Рабочий Сорокин оставил мало кому известные мемуары, в которых рассказывает, что Цандер долго бродил по заводу в поисках старой паяльной лампы. Ученый объяснил Сорокину, зачем она ему нужна. Увлеченный фантастическим проектом Цандера, Сорокин попросил главного инженера помочь достать лампу, тот дал команду на склад, где счастливый Фридрих Артурович и обрел свое сокровище.
Схема двигателя «ОР-1», разработанного Фридрихом Цандером:1 – свеча зажигания; 2 – камера сгорания; 3 – форсунка для подачи горючего; 4 – реактивное сопло; 5 – штуцер для подвода сжатого воздуха; 6 – медная трубка для бензина, 7 – манометр
Двигатель «ОР-1» был собран в 1930 году. Он работал на бензине и газообразном воздухе и развивал тягу до 5 кг. В период с 1930 по 1932 года Цандер провел большое количество испытаний этого двигателя. Полученные результаты дали возможность перейти к созданию более совершенных двигателей, в которых окислителем служил жидкий кислород.
С появлением двигателя вновь начало меняться и отношение к Цандеру В марте 1930 года аэромеханический факультет МВТУ и часть одного из факультетов Московского механического института имени Ломоносова были преобразованы в Высшее аэромеханическое училище. В апреле Цандер стал преподавателем механики в этом училище. Осенью 1930 года по инициативе ученого была организована ракетная секция в студенческом авиакружке имени Жуковского (АКНЕЖ) этого института. Первое занятие секции «ракетчиков» состоялось 26 октября 1930 года. В январе 1931 года ученый организовал секцию реактивных двигателей в авиационном научно-техническом Обществе МАИ и стал ее руководителем.
Работающий двигатель агитировал сам за себя. Первый практический шаг на долгом пути к Марсу был сделан.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.