Ракетные тележки

Кто из вас не знает, что в воздухе можно летать со скоростью более 2 тысяч километров в час.

А удаётся ли по земле передвигаться с такой скоростью?

Переберём в памяти все известные виды самого скоростного наземного транспорта.

...Гоночный автомобиль, экспресс... Нет, им далеко до таких скоростей!

Однако есть такой наземный аппарат, который мчится со скоростью 3÷3,5 тысячи километров в час, т. е. быстрее сверхзвукового самолёта. Огненной молнией проносится он мимо Вас.

Имеются ввиду так называемые ракетные тележки (рис. 58).

Мало кто ещё видел эти тележки. Они только появляются на свет и служат сейчас испытательным целям. Как и современный самолёт, такие тележки обязаны большим скоростям реактивному двигателю.

Установленные позади тележки мощные пороховые или жидкостнореактивные двигатели с огромной скоростью мчат ракетную тележку по железнодорожному полотну.

Читатель, наверное, удивится: какие же колёса могут выдержать столь быстрое вращение при движении тележки? Ведь при скорости тележки, например Жидкостно-реактивные двигатели

Ракетные тележки

Рис. 58. Сверхзвуковая ракетная тележка:

а — корпус; б —жидкостные реактивные двигатели; в — полозья; г— рельсы.

 

3,6 тысячи километров в час колесо диаметром в 1 метр должно вращаться со скоростью приблизительно 300 оборотов в секунду! Такая скорость вращения недоступна

сейчас даже лучшим авиационным колёсам. Максимальная скорость передвижения самолёта по земле составляет около 500 километров в час.

В чём же секрет, почему ракетная тележка может передвигаться по земле с такой колоссальной скоростью? А секрет прост!

Ракетная тележка вовсе не имеет колёс. Она обходится без них. Ракетная тележка не катится Рис. 59. Полоз ракетной тележки, по рельсам, а скользит по

железнодорожному полотну. Для этого она оборудована четырьмя полозьями. Каждый полоз (рис. 59) выполнен в виде башмака, плотно обтягивающего головку рельса. Башмак не даёт тележке сойти с рельс. Поверхности башмака, трущиеся о рельс, сделаны из особо прочного сплава — стеллита — и обильно смазываются маслом.

Мчится такая тележка по многокилометровой трассе железной дороги.

Ракетные тележки

 

Ракетные тележки

Ракетные тележки

Рис. 61. Торможение ракетной тележки.

Однако приходит время, когда тележку надо остановить. Для этого её нужно затормозить. Обычные тормоза здесь не помогут. Они сгорят. И тогда в действие вступает не совсем обычный тормоз — водяной тормоз. На протяжении последнего километра пути между рельсами располагают жёлоб с водой. Снизу к тележке прикреплён заборник воды, захватывающий воду и поворачивающий её на угол почти 180°. Такой заборник (рис. 60) ^ врезающийся в воду с большой скоростью, энергично тормозит, не вызывая при этом большого нагрева \ свойственного другим видам торможения.

Мощнейшие струи воды выбрасываются впереди тележки, скорость уменьшается и ракетная тележка  плавно останавливается.

Вот она стоит перед вами тихая и спокойная. Трудно представить себе, что за несколько секунд до этого она неслась с разрушительной силой, клокотала огнём, извергающимся из реактивного двигателя, а потом при торможении окутала всю местность водяным облаком (рис. 61).

Уместно теперь задать вопрос, а где находят применение подобные ракетные тележки? Оказывается, в аэродинамике, в авиационной медицине. С их помощью исследуются самолёты, парашюты, бомбы, перегрузки и вибрации на самолёте. Для этого испытываемый объект устанавливают на тележку и крепят к специальным аэродинамическим весам, замеряющим действующие силы.

Эксперимент, проводимый на ракетной тележке, весьма ценен, во-первых, потому, что условия, в которых он протекает, максимально приближаются к натуральным, а во-вторых, вследствие удобства измерений. По сравнению с аэродинамическими трубами у ракетной тележки — нет «стенок», мешающих эксперименту: модель свободно обдувается потоком воздуха. По сравнению с летающими аэродинамическими моделями, сбрасываемыми с самолётов, здесь удобнее и надёжнее пользоваться измерительной аппаратурой. На ракетной тележке могут испытываться самолёты в натуральную величину, что невозможно проделать в современных сверхзвуковых аэродинамических трубах, из-за их небольших размеров. С помощью ракетных тележек можно производить запуск экспериментальных ракет (рис. 62).

Ракетные тележки

Рис. 62. Запуск ракет с установки, имитирующей самолёт.

Рис. 63. Испытания парашюта  при сверхзвуковой скорости.

Особенно ценные результаты приносят испытания на ракетных тележках катапультируемых кресел пилота на сверхзвуковых скоростях. Выбрасывание кресла может производиться как с манекеном, заменяющим пилота, так и с подопытными животными, в частности с обезьянами. Ракетные тележки позволяют исследовать поведение парашютных систем на сверхзвуковых скоростях (рис. 63).

Надёжное проведение эксперимента по катапультированию кресла пилота и изучение сверхзвуковых парашютов в аэродинамических трубах сопряжено с неимоверными трудностями, связанными в первую очередь с маленькими масштабами трубных моделей. Крохотные аэродинамические модели кресла пилота и парашюта не могут достоверно повторить всё своеобразие подлинных образцов.

Постановка и изучение подобных экспериментов жизненно важно для сверхзвуковой авиации. От результатов этих экспериментов зависит сохранение жизни отважных лётчиков.

Известно, что с увеличением скорости полёта всё сложнее становится проблема спасения экипажа гибнущего самолёта. С какими трудностями здесь приходится встречаться лётчику, видно на примере испытания одного американского сверхзвукового самолёта. Испытания на этом самолёте проводил лётчик-испытатель Молланд. Потеряв управляемость, самолёт Молланда вошёл в отвесное пикирование и с нарастающей скоростью мчался к земле. Лётчик решил покинуть самолёт при помощи катапультируемого кресла. Он выбросился на высоте приблизительно 7600 м, когда скорость полёта превосходила скорость звука в 1,1 раза, т. е. при скорости 1230 км/час. Перед катапультированием лётчик левой рукой подтянул на кресле шторку, предохраняющую лицо и голову от действия встречного потока воздуха, а правой рукой нажал рычаг сбрасывателя фонаря кабины. Мгновение... и лётчик был выброшен. Оглушительно ревущим потоком воздуха его правая рука была отброшена за спину и сломана о спинку кресла, были сорваны шлем, кислородная маска и перчатки. От удара потока воздуха в лицо под глазами пилота образовались синяки.

При дальнейшем падении скорость из-за сопротивления воздуха уменьшилась, и на высоте приблизительно 3500 м над креслом пилота автоматически раскрылся купол парашюта. Через несколько минут Молланд приземлился.

Приведённый пример показывает, что средства спасения пилота должны проходить предварительно всесторонние испытания, и ракетные тележки в этом отношении сыграют немаловажную роль.

Ещё большее значение приобретут ракетные тележки, когда на них смогут проверять действие аэродинамического нагрева на кабину пилота, на парашют и на конструкцию самолёта в целом.

Для испытаний на аэродинамический нагрев потребуются ракетные тележки с большим временем действия, так как при малом времени действия конструкция самолёта не успеет достаточно прогреться.

С целью увеличения продолжительности эксперимента, казалось бы, надо увеличивать длину рельсового пути. Однако это привело бы к непомерно большим затратам на создание такой длинной железной дороги.

Поэтому техническая мысль идёт в другом направлении.

В настоящее время для подобных экспериментов проектируются замкнутые круговые рельсовые дороги, на которых максимальная скорость и продолжительность испытания ограничиваются только лишь возможностями двигательной установки ракетной тележки.

На круговой рельсовой дороге ракетные тележки не нуждаются в специальных тормозных устройствах. Они останавливаются сами за счёт сил трения, и аэродинамического торможения. Естественно, что при движении по круговому рельсовому пути будет возникать большая центробежная сила, стремящаяся опрокинуть ракетную тележку на бок.

Для борьбы с этим мыслится применять дополнительный, третий, боковой рельс, препятствующий опрокидыванию ракетной тележки (рис. 64).

 

Ракетные тележки

Рис. 64. Схема установки дополнительного третьего рельса при движении сверхзвуковой ракетной тележки по треку.

 

Смотрите также