За радянськими даними, перша у світі людина, яка здійснила політ у космічний простір, Юрій Гагарін, під час старту витримала навантаження близько 4 g. Американські дослідники повідомляють, що космонавт Гленн витримав зростання навантаження до 6,7 g з моменту старту до моменту відділення першого ступеня ракети, тобто протягом 2 хвилин і 10 секунд. Після відділення першого ступеня прискорення зростало з 1,4 до 7,7 g протягом 2 хвилин та 52 секунд.
Так як в цих умовах прискорення, а з ним і навантаження наростають поступово і не тривають довго, сильний натренований організм космонавтів переносить їх без жодної шкоди.
РЕАКТИВНІ САНІ
Є ще один тип установки на дослідження реакції людського організму на перевантаження. Це реактивні сани, що являють собою кабіну, що рухається рейковим шляхом значної протяжності (до 30 кілометрів). Швидкість кабіни на санках сягає 3500 км/год. На цьому стенді зручніше досліджувати реакції організму на навантаження, тому що на них можна створювати не тільки позитивні, а й негативні прискорення. Після того, як потужний реактивний двигун повідомить санчат через кілька секунд після старту швидкість порядку 900 м/сек (тобто швидкість рушничної кулі), прискорення може досягти величини 100 g. При різке гальмування, також з допомогою реактивних двигунів, негативне прискорення може сягнути навіть 150 g.
Випробування на реактивних санях придатні в основному для авіації, а не космонавтики, і, крім того, установка ця обходиться значно дорожче за центрифугу.
КАТАПУЛЬТИ
За тим же принципом, що і реактивні сани, діють катапульти, що мають похилі напрямні, якими рухається крісло з пілотом. Катапульти придатні особливо у авіації. На них відчувають реакції організму пілотів, яким можливо в майбутньому доведеться при аварії літака катапультуватися, щоб врятувати своє життя. У цьому випадку кабіна разом з пілотом вистрілюється з потерпілого аварію. реактивного літакаі за допомогою парашута спускаємось на землю. Катапульти здатні повідомити прискорення не більше ніж 15 g.
«ЗАЛІЗНА СИРЕНА»
У пошуках способу запобігти шкідливий впливперевантажень на організм людини, вчені встановили, що велику користьприносить занурення людини в рідке середовище, щільність якого відповідає середньої щільності людського тіла.
Були збудовані басейни, наповнені рідкою суспензією, що відповідає щільності, з пристроєм для дихання; у басейни поміщали піддослідних тварин (мишей та щурів), після чого здійснювали центрифугування. Виявилося, що стійкість мишей та щурів до перевантажень зросла вдесятеро.
В одному з американських наукових інститутівбули збудовані басейни, що дозволяє помістити в них людину; (льотчики згодом прозвали ці басейни «залізними сиренами»). Пілота садили у ванну, заповнену рідиною відповідної густини, і проводили центрифугування. Результати перевершили всі очікування - в одному випадку навантаження було доведено до 32 g. Таке навантаження людина витримала протягом п'яти секунд.
Щоправда, «залізна сирена» з технічного погляду недосконала і, зокрема, є заперечення щодо зручностей для космонавта. Однак, не слід судити надто поспішно. Можливо, у недалекому майбутньому вчені знайдуть спосіб покращити умови випробувань на такій установці.
Слід додати, що стійкість до перевантажень залежить від положення тіла космонавта під час польоту. На основі багатьох випробувань вчені встановили, що людина легше переносить навантаження в напівлежачому положенні, оскільки таке положення зручніше для циркуляції крові.
ЯК ДОБИТИ ЗБІЛЬШЕННЯ СТІЙКОСТІ
Ми вже згадували, що у проведених космічних польотах навантаження були порівняно невеликими і тривали лише кілька хвилин. Але це лише початок космічної ери, коли польоти людей у космос відбуваються по орбітах, порівняно близьким до Землі.
Тепер ми стоїмо на порозі польотів на Місяць, а за життя найближчого покоління - на Марс і Венеру. Можливо доведеться тоді зазнавати значно більших прискорень, і космонавти зазнатимуть значно більших перевантажень.
Існує ще проблема стійкості космонавтів до невеликих, але тривалих, постійних перевантажень, що тривають протягом усієї міжпланетної подорожі. Попередні дані говорять за те, що постійне прискорення порядку часток, «g» переноситься людиною без будь-яких труднощів. Вже розроблено проекти таких ракет, двигуни яких працюватимуть із постійним прискоренням. Незважаючи на те, що під час самого досвіду людям доводилося переносити різні неприємні явища, досліди їм не завдали ніякої шкоди.
Можливо, що в майбутньому вдасться підвищити стійкість організму людини до перевантажень іншим шляхом. Цікаві дослідибули поставлені вченими Кембриджського університету США. Вони піддали постійному прискоренню близько 2 g вагітних мишей до того часу, поки з'явилися мишенята, яких тримали на центрифузі протягом усієї подальшого життя до смерті. Миші, що народилися в таких умовах, чудово почували себе під впливом постійного навантаження 2 g, і їх поведінка нічим не відрізнялася від поведінки їх побратимів, що живуть у нормальних умовах.
Ми далекі від думки поставити аналогічні досліди з людьми, але все ж таки вважаємо, що явище такої пристосовуваності організму до перевантажень може вирішити ряд завдань, що стоять перед біологами.
Не виключено також, що вчені знайдуть спосіб нейтралізації сил прискорення, і людина, яка оснащена відповідною апаратурою, легко перенесе всі явища, що супроводжують перевантаження. Ще великі надіїпов'язані з методом заморожування, коли чутливість людини різко падає (про це пишемо нижче).
Прогрес у сфері підвищення стійкості людського організму до перевантажень дуже великий і продовжує розвиватися. Вже вдалося досягти великого успіху у підвищенні стійкості шляхом надання корпусу людини правильного становищапід час польоту, використання м'якого, вистеленого губчастою пластмасою крісла та скафандрів спеціальної конструкції. можливо Найближчим часомпринесе ще більший успіх у цій галузі.
КОЛИ ВСЕ НАКОЛА ВІБРУЄ
З багатьох небезпек, що підстерігають космонавта під час польоту, слід зазначити ще одну, пов'язану з аеродинамічні особливості польоту і роботою реактивних двигунів. Небезпека ця, хоч на щастя і не дуже велика, несе з собою вібрація.
Під час старту працюють потужні двигуни, і вся конструкція ракети зазнає сильної вібрації. Вібрація передається тілу космонавта і може повести за собою неприємні для нього наслідки.
Шкідливий вплив вібрації на організм людини відомий вже давно. Дійсно, робітники, які користуються більш менш тривалий час пневматичним молотом або буром, хворіють так званою вібраційною хворобою, яка проявляється не тільки сильними болями м'язів і суглобів верхніх кінцівок, але і болями в області живота, серця, голови. З'являється задишка і утруднюється дихання. Чутливість організму значною мірою залежить від цього, який із внутрішніх органів схильний найбільше дії вібрації. По-різному реагують на вібрацію внутрішні органитравлення, легкі, верхні та нижні кінцівки, очі, мозок, горло, бронхи тощо.
Встановлено, що вібрація космічного корабляшкідливо діє на всі тканини та органи людського організму – причому найгірше переноситься вібрація великої частоти, тобто така, яку важко помітити без точних приладів. Під час дослідів із тваринами та людьми встановлено, що у них під впливом вібрації спочатку збільшується серцебиття, зростає тиск крові, потім з'являються зміни у складі крові: зменшується кількість червоних кров'яних тілець, збільшується кількість білих. Порушується загальний обмін речовин, знижується рівень вітамінів у тканинах, з'являються зміни у кістках. Цікаво, що температура тіла багато в чому залежить від частоти вібрації. У разі збільшення частоти коливань зростає температура тіла, у разі зниження частоти - температура знижується.
Люди всю свою історію були одержимі швидкістю і завжди прагнули «вичавити» зі своїх засобів пересування максимум. Колись розводили та спеціально тренували скакових коней, а сьогодні створюють супершвидкі авто та інші транспортні засоби. У нашому огляді найшвидші з автомобілів, гелікоптерів, човнів та інших засобів пересування, які сьогодні існують.
1. Колісний поїзд
У квітні 2007 року французький поїзд TGV POS встановив новий світовий рекорд швидкості поїздок звичайними рейками. Між станціями Маас та Шампань-Арденни потяг досяг швидкості 574,8 км/год (357.2 миль на годину).
2. Стрімлайнер-мотоцикл
Досягши офіційно зареєстрованої максимальної швидкостів 634.217 км/год (394,084 милі на годину), TOP 1 Ack Attack (спеціально побудований обтічний мотоцикл, оснащений двома двигунами Suzuki Hayabusa) може похвалитися званням найшвидшого у світі мотоцикла.
3. Снігохід
Світовий рекорд найшвидшого снігохода зараз належить транспортному засобу, відомому як G-Force-1. Рекордсмен-снігохід, який був випущений канадською компанією G-Force Division, у 2013 році зумів розігнатися солончаком до максимальної швидкості в 211,5 миль на годину (340,38 км/год). Зараз команда планує побити свій рекорд у 2016 році, досягнувши швидкості 400 км/год.
4. Серійний супершвидкісний автомобіль
В 2010 році Bugatti Veyron Super Sport, спортивний автомобільрозроблений німецькою Volkswagen Groupі побудований Bugatti у Франції, досяг швидкості 267,857 миль на годину (431,074 км/год), побивши світовий рекорд швидкості серед авто, що серійно випускаються.
5. Поїзд на магнітній підвісці
Розроблений та побудований Central Japan Railway Company високошвидкісний поїзд на магнітній підвісці серії L0 встановив новий світовий рекорд серед залізничних транспортних засобів – він розігнався до 603 км/год (375 миль на годину) у квітні 2015 року.
6. Безпілотні ракетні сани
У квітні 2003 року сани Super Roadrunner, оснащені ракетним двигуном, стали найшвидшим наземним. транспортним засобом. На полігоні бази ВПС Холломан у Нью-Мексико їх зуміли розігнати до швидкості, що у 8,5 разів перевищує швидкість звуку – 6 416 миль на годину (10 326 км/год).
7. Пілотовані ракетні сани
Офіцер ВПС США Джон Степп, відомий як "найшвидша людина на землі", розігнав ракетні сани Sonic Wind No. 1 до 1017 км/год (632 милі на годину) у грудні 1954 року.
8. Транспортний засіб, що рухається м'язовою силою
У вересні 2013 року голландський велосипедист Б. Бов'є досяг швидкості в 133,78 км/год (83,13 миль на годину) на спеціальному велосипеді VeloX3 з обтічником. Він поставив рекорд на 200-метровій ділянці дороги до Батл-Маунтіна, штат Невада, попередньо розігнавшись на 8-кілометровій дорозі.
9. Ракетомобіль
Thrust Supersonic Car (більше відомий як Thrust SCC) - англійська реактивний автомобіль, який досяг швидкості в 1228 км/год (763 миль на годину) у 1997 році.
10. Транспортний засіб із електромотором
Американський пілот Роджер Шрьоєр Schröer розігнав побудований студентами болід з електродвигуном до 308 миль на годину (495 км/год) у серпні 2010 року.
11. Серійний танк
Легкоброньований розвідувальний танк Scorpion Peacekeeper, розроблений Repaircraft PLC (Великобританія), досяг швидкості 82,23 кілометра на годину (51,10 миль на годину) на випробувальному треку в Чертсі, Великобританія 26 березня 2002 року.
12. Вертоліт
Експериментальний високошвидкісний вертоліт Eurocopter X3 досяг швидкості 255 вузлів (472 км/год; 293 миль на годину) 7 червня 2013 року, встановивши неофіційний рекорд швидкості серед вертольотів.
13. Безпілотний літак
Розроблений в рамках проекту DARPA Falcon Project, експериментальний ракетний планер Hypersonic Technology Vehicle 2 (або HTV-2) досяг швидкості 13 201 миль на годину (21 245 км/год) під час випробувального польоту. Як заявили творці, метою цього проекту є створення транспортного засобу, який дозволить досягти зі США будь-якої точки на планеті протягом однієї години.
Дерев'яна моторний човен Spirit of Australia з реактивним двигуном- найшвидший транспортний засіб, який колись стосувався води. У 1978 році австралійський гонщик на катерах Кен Варбі розігнався на цьому човні до 317,596 миль на годину (511,11 км/год).
Ще одна машина з Австралії - Sunswift IV (IVy) - увійшла до книги рекордів Гіннеса як самий швидкий автомобільна сонячної енергії. На авіабазі Королівського австралійського військово-морського флоту у 2007 році незвичайне автодосягло максимальної швидкості 88,5 кілометра на годину (55 миль на годину).
Якщо швидкісні обмеженняв 100-120 кілометрів на годину видаються вам занадто жорстокими, вам обов'язково потрібно відвідати базу ВПС Холломан, розташовану в Нью-Мексико, США. База Холломан, яку керує Міністерство Оборони США, славиться одним з найдовших і високошвидкісних тестових треків. Його довжина становить 15,47 кілометрів, і саме тут знаходиться найвищий дотримуваний швидкісна межав світі. Жодних жартів, біля в'їзду на трасу дійсно встановлений знак, що позначає швидкісну межу в 10 МАХ, яка дорівнює десятикратній швидкості звуку (швидкість звуку дорівнює 1193 км/год). Таким чином, тут вам дозволено розганятися на швидкість до 11 930 кілометрів на годину, і, ймовірно, це єдиний знак, що обмежує, за порушення ліміту якого вам аплодуватимуть, а не випишуть штраф. Тим не менш, на сьогоднішній день ще ніхто не зміг перевершити це обмеження. Найближчий рекорд у цьому місці був зафіксований у квітні 2003 року, коли учасник тестового заїзду розвинув швидкість 8,5 Маха.
База Холломан знаходиться в Нью-Мексико, в басейні Туларосо, між гірськими хребтами Сакраменто та Сан-Андрес, приблизно за 16 кілометрів на захід від міста Аламогордо. Тут переважно пустельна рівнина, що знаходиться на висоті 1280 метрів над рівнем моря, оточена гірськими схилами. Влітку тутешні температури можуть досягати 43 градусів Цельсія, а взимку опускатися до -18 градусів, але загалом тут цілком прийнятні температури.
Високошвидкісний тестовий трек на базі Холломан - це не звичайна траса, яку використовують для . Вона являє собою так звані ракетні сани - тестову платформу, яка ковзає спеціальним рейковим шляхом за допомогою ракетного двигуна. Цю трасу використовують Міністерство оборони США та його відомства для виконання різноманітних тестів на високої швидкості. Минулого року тести, проведені в цьому місці, дозволили створити нові експериментальні катапультні крісла, парашути, ядерні ракети та ремені безпеки.
Спочатку, коли він був лише закладений у 1949 році, випробувальний трек був трохи більше кілометра завдовжки. Першим тестом, проведеним на ньому, був запуск ракети Northrop N-25 Snark, здійснений у 1950 році. Далі були тести над людським тілом, дослідники повинні були з'ясувати, що станеться з тілом пілота в умовах екстремального прискорення і уповільнення.
10 грудня 1954 року підполковник Джон Степп став «самим швидкою людиноюна Землі», після того, як прокотився на ракетних санях на швидкості 1017 кілометрів на годину і зазнав перевантаження у 40 разів більшого, ніж земна гравітація. На жаль, у процесі випробувань він отримав масу ушкоджень, таких як переломи ребер та тимчасове відшарування сітківки. Він визначив, що пілот, що летить на висоті 10,6 кілометрів зі швидкістю, що перевищує швидкість звуку вдвічі, здатний витримати пориви вітру при екстреному катапультуванні.
У жовтні 1982 року безпілотні сани запустили безпілотний вантаж вагою 11,3 кілограма, розігнавши його до швидкості 9847 кілометрів на годину, цей рекорд протримався наступні 20 років, після чого було розігнано 87-кілограмовий вантаж до швидкості 10385 кілометрів. Наступного рекорду 8,5 Мах було досягнуто у квітні 2003 року в ході програми Hypersonic Upgrade Program. Програма дозволила покращити трасу в багатьох аспектах, у тому числі її здатність витримувати випробування, що проводяться на надзвукових швидкостях, що дозволило перевіряти поведінку вантажів вагою з реальним літаком. реальних швидкостяхпольотів. На даний момент тут займаються оновленням магнітної підвіски саней для усунення вібрацій, що виникають на сталевих рейках. Система була вперше запущена у 2012 році та успішно продовжує функціонувати.
Вид на тестовий високошвидкісний трек бази Холломан з півдня на північ
Вид із супутника на тестовий високошвидкісний трек бази Холломан
Ракетні сани, на яких була розвинена швидкість 8,5 Мах
Підполковник Джон П. Степп рухається вниз трасою на ракетних санях Sonic Wind Rocket Sled 1 на швидкості 1017 кілометрів на годину, за що був удостоєний титулу «найшвидшої людини на Землі». Цей експеримент був останнім на цьому треку за участю людини.
25 лютого 1959 року було здійснено попередній заїзд на санях, спрямований на перевірку рівня вібрації нової апаратури.
Ліворуч: носова частина F-22 на санях MASE на базі Холломан. Справа: N-25 Snark на трасі Холломан.
Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії
Ракетні сани- випробувальна платформа, що ковзає спеціальним рейковим шляхом за допомогою ракетного двигуна. Як відомо з назви, у цієї платформи відсутні колеса, а замість них використані спеціальні санки, які повторюють контур рейок і не дають злетіти платформі.
Саме ракетним саням належить наземний рекорд швидкості, що становить 8,5 Маха. (10430 км/год)
Застосування
Перша згадка про застосування ракетних саней датується 16 березня 1945, коли в Німеччині наприкінці Другої світової війни їх використовували для запуску ракет A4b (нім. A4b
) із підземних шахт.
Ракетні сани активно використовувалися США на початку «холодної війни», оскільки дозволяли забезпечити тестування землі різних систембезпеки для нових швидкісних літаків (у тому числі надзвукових). Для отримання високих прискорень і швидкостей сани розганяли спеціально побудованими прямими довгими рейковими шляхами, а прилади та пристрої, що тестуються, обладналися датчиками.
Найвідомішими є траси на авіабазах Едвардс та Холломан (англ. Holloman Air Force Base ), де, окрім випробувань обладнання, проводилися і тести з людьми з метою з'ясувати вплив на організм людини високих прискорень при розгоні та гальмуванні. Водночас тестувалися і системи катапультування на навколозвукових швидкостях. Згодом на першій із баз шлях був розібраний з метою подовжити шлях на другий. Цікаво, що серед інженерів, що займалися ракетними санями, був і Едвард Мерфі (англ. Edward Murphy ), автор однойменного закону.
Ракетним саням досі належить рекорд швидкості на землі. Він був встановлений 30 квітня 2003 на авіабазі Холломан і склав 10 325 км/год або 2868 м/с (за іншими даними 10 430 км/год), що становить 8,5 Маха. Рекорд швидкості для пілотованих ракетних саней був встановлений 10 грудня 1954 також на авіабазі Холломан, коли підполковник Джон Пол Стапп (англ. John Stapp ) розігнався на них до швидкості 1017 км/год, що на той час було рекордом для наземних керованих транспортних засобів.
Після Джона Стаппа (John Stapp) до 2003 р. на ракетних санях було встановлено ще 2 рекорди - 4972 км/год (3089.45 миль/ч) у Нью-Мексико (США) 1959 р. ч) також на ракетних санях на авіабазі Холломан (Holloman Air Force Base) (США) у жовтні 1982 року.
Див. також
Напишіть відгук про статтю "Ракетні сани"
Примітки
Література
- Скоренко Т.// Популярна механіка: журнал. – М., 2013. – №4.
Уривок, що характеризує Ракетні сани
– Ну, то скажи мені… та як же ви діставали собі їжу? – питав він. І Терентій починав розповідь про московське руйнування, про покійного графа і довго стояв із сукнею, розповідаючи, а іноді слухаючи розповіді П'єра, і, з приємною свідомістю близькості до себе пана та дружелюбності до нього, йшов у передпокій.Лікар, який лікував П'єра і відвідував його щодня, незважаючи на те, що, за обов'язками лікарів, вважав своїм обов'язком мати вигляд людини, кожна хвилина якої дорогоцінна для людства, що сидить, засиджувався годинами у П'єра, розповідаючи свої улюблені історії та спостереження над вдачами хворих взагалі. і особливо жінок.
- Так, ось з такою людиною поговорити приємно, не те, що в нас, у провінції, - казав він.
В Орлі жило кілька полонених французьких офіцерів, і лікар навів одного з них, молодого італійського офіцера.
Офіцер цей став ходити до П'єра, і княжна сміялася з тих ніжних почуттів, які висловлював італієць до П'єра.
Італієць, мабуть, був щасливий тільки тоді, коли він міг приходити до П'єра і розмовляти та розповідати йому про своє минуле, про своє домашнє життя, про своє кохання і виливати йому своє обурення на французів, і особливо на Наполеона.
- Якщо всі росіяни хоч трохи схожі на вас, - казав він П'єру, - ви, постраждалі стільки від французів, ви навіть злоби не маєте проти них.
І пристрасне кохання італійця П'єр тепер заслужив тільки тим, що він викликав у ньому найкращі сторонийого душі і милувався ними.
Останнім часом перебування П'єра в Орлі до нього приїхав його старий знайомий масон - граф Вілларський - той самий, який вводив його в ложу в 1807 році. Вілларський був одружений з багатою російською, що мала великі маєтки в Орловській губернії, і займав у місті тимчасове місце по продовольчій частині.
Дізнавшись, що Безухов в Орлі, Вілларський, хоч і ніколи не був коротко знайомий з ним, приїхав до нього з тими заявами дружби та близькості, які висловлюють зазвичай один одному люди, зустрічаючись у пустелі. Вілларський нудьгував в Орлі і був щасливий, зустрівши людину одного з собою кола і з однаковими, як він вважав, інтересами.
Але, на превеликий подив, Вілларський незабаром помітив, що П'єр дуже відстав від справжнього життя і впав, як він сам із собою визначав П'єра, в апатію та егоїзм.
— Vous vous encroutez, mon cher, — казав він йому. Незважаючи на те, Вілларському було тепер приємніше з П'єром, ніж раніше, і він щодня бував у нього. П'єру ж, дивлячись на Віларського і слухаючи його тепер, дивно і неймовірно було думати, що він сам недавно був такий самий.
Вілларський був одружений, сімейна людина, зайнята і справами маєтку дружини, і службою, і сім'єю. Він вважав, що всі ці заняття є перешкодою в житті і що всі вони ганебні, тому що мають на меті особисте благо його та сім'ї. Військові, адміністративні, політичні, масонські міркування постійно поглинали його. І П'єр, не намагаючись змінити його погляд, не засуджуючи його, зі своїм тепер тихим, радісним глумом, милувався на це дивне, настільки знайоме йому явище.
Якщо виключити космічні кораблі, призначені для виходу на орбіту, то найшвидшим з транспортних засобів, що пересуваються в земній атмосфері, можна назвати стратегічний розвідник Lockheed SR-71 Blackbird, що розігнався одного разу до 3530 км/год. Але, як не дивно, існує ще більше швидкий транспорт. Щоправда, дуже специфічний…
Сані, просто сані Перші в історії ракетні сані спроектував 1928 року німецький інженер Макс Вальєр – вони призначалися для випробувань. ракетних двигуніві були пілотовані. Вальєр дійшов висновку, що на високих швидкостях треба мінімізувати кількість деталей, що рухаються, - і розробив концепцію санок. До 1929 сани Valier Rak Bob1 були побудовані; їх рух приводили чотири ряди 50-мм порохових ракет системи Цандера - всього 56 штук. У січні-лютому Вальєр провів низку демонстрацій своїх систем на льоду озера Штарнбергерзее – без жодних рейок та напрямних! В останніх заїздах на вдосконалених Valier Rak Bob2 він досяг швидкості 400 км/год. Згодом Вальєр працював із ракетними автомобілями.
Тім Скоренко
Все почалося у Німеччині. Знаменита «Фау-2», вона ж A-4, мала низку модифікацій, покликаних покращити польотні та забійні властивості ракети. Однією з таких версій була ракета A-4b, яка пізніше змінила індекс на А-9. Основним завданням A-4b було покриття значної дистанції, тобто, по суті, перетворення на міжконтинентальну ракету («американську ракету» А-9, як представили прототип Гітлеру). На ракеті були встановлені характерні форми дестабілізатори, покликані покращити її поздовжню керованість, а дальність польоту справді зросла щодо А-4. Щоправда, до Америки було далеко. Тим паче, що два перші пробні пуски наприкінці 1944 року та на початку 1945-го обернулися провалами. Але був і третій запуск, що відбувся, якщо вірити письмовим джерелам, у березні 1945 року. Для нього було сконструйовано специфічний пусковий апарат: із підземної шахти на поверхню землі вели рейки, на яких стояли санки. На останніх і лежала ракета. Таким чином, забезпечувалася початкова стабільність польоту — рух по напрямних виключав виховання або завал на бік. Щоправда, суперечки про те, чи відбувся запуск, точаться досі. У документах є технічні дані оригінальної системиАле прямих доказів такого запуску не знайдено.
Сфери застосування ракетних санок: дослідження балістичних властивостей ракет, снарядів та інших об'єктів; тести парашутів та інших систем гальмування; - Запуск малих ракет для дослідження їх властивостей у вільному польоті; тести впливу прискорення та гальмування на прилади та людей; аеродинамічні дослідження; інші випробування (наприклад, систем катапультування).
Людина на санках
Що таке ракетні санки? У принципі, цей пристрій дивовижно тим, що вся його конструкція повністю розкрита назвою. Це справді сани, на які встановлений ракетний двигун. Зважаючи на те, що на величезних швидкостях (зазвичай надзвукових) організувати управління практично неможливо, санки рухаються по напрямних рейках. Гальмування найчастіше не передбачено зовсім, за винятком пілотованих агрегатів.
Сани, просто сани
Перші в історії ракетні сани спроектував 1928 року німецький інженер Макс Вальєр — вони призначалися для випробувань ракетних двигунів і пілотувалися. Вальєр починав свої досліди з колісними візками, але досить швидко дійшов висновку, що на високих швидкостях потрібно мінімізувати кількість деталей, що рухаються, — і розробив концепцію санок. До 1929 сани Valier Rak Bob 1 були побудовані; їх рух приводили чотири ряди 50-мм порохових ракет системи Цандера - всього 56 штук. У січні та лютому сам Вальєр провів низку демонстрацій своїх систем на льоду озера Штарнбергерзее — зверніть увагу, без жодних рейок та напрямних! В останніх заїздах на вдосконаленій системі Valier Rak Bob 2 він досяг швидкості 400 км/год (рекорд перших саней становив 130 км/год). Згодом Вальєр відмовився від випробувань на санях і працював із ракетними автомобілями.
Основне призначення санок - аналіз здатності різних систем і технічних рішеньпрацювати при великому прискоренні та швидкості. Санки функціонують приблизно як повітряна куля на прив'язі, тобто дозволяють у комфортних, лабораторних умовах перевірити системи, від яких може залежати життя льотчика, що пілотує надзвуковий літак, або надійність приладів, що відповідають за той чи інший показник. На сани, що розганяються до розрахункових швидкостей, встановлюються обладнані датчиками прилади — перевіряється їх здатність витримувати перевантаження, вплив звукового бар'єруі т.д.
У 1950-х роках американці відчували за допомогою санок вплив високих швидкостей на людину. На той момент вважалося, що летальним для людини перевантаженням є 18g, але це число було наслідком теоретичного розрахунку, прийнятого як аксіома в аерокосмічній галузі, що розвивається. Для реальної роботи як над літаками, і над наступним виходом у космос були потрібні точніші дані. Як випробувальна база була обрана авіабаза Едвардс у Каліфорнії.
Цікаво, що ракетні санки фігурували ще в одному німецькому проекті — знаменитому «Срібному птаху». Проект Silbervogel був ініційований ще наприкінці 1930-х архітектором Ойгеном Зенгером і передбачав створення частково-орбітального бомбардувальника, призначеного для досягнення віддалених територій — США та радянського Зауралля. Проект так і не був реалізований (як показали наступні розрахунки, він у будь-якому разі був нежиттєздатний), але в 1944 році в його кресленнях та ескізах з'явилася схема запуску за допомогою ракетних санчат, що рухаються по трикілометровій ділянці монорейки.
Самі санки були плоскою платформою масою 680 кг, на якій стояло крісло для випробувача. Двигуном служили кілька ракетних установок загальною тягою 4 кН. Основну проблему представляли, звісно, гальма, оскільки вони мали бути не лише потужними, а й контрольованими: досліджувався вплив перевантажень як із розгоні, і при гальмуванні. Власне, друга частина була навіть важливішою, оскільки паралельно створювалася найкомфортніша для пілотів система ременів безпеки. Неправильна конструкція останніх могла призвести до смерті, при серйозному гальмуванні здавлюючи пілота, ламаючи йому кістки або задушуючи. В результаті була розроблена водяна реактивна система гальмування: на санках кріпилася певна кількість ємностей з водою, які при активації викидали струмінь проти руху. Чим більше ємностейактивувалося, тим паче інтенсивним було гальмування.
30 квітня 1947 року було проведено випробування безпілотних саней, а через рік почалися експерименти з добровольцями. Дослідження були різними, в частині заїздів випробувач сидів спиною до потоку, що набігає, в частині — обличчям. Але справжню славу цій програмі (та й собі, мабуть) приніс полковник Джон Пол Степ, найсміливіший із «піддослідних кроликів».
1950-ті. Полковник Джон Пол Степ перед стартом одного з випробувань, спрямованих на вивчення нового покоління ременів безпеки. Практично ніякого захисту на Степпі немає, оскільки паралельно вивчається вплив серйозних прискорень та гальмування на людський організм.
За кілька років роботи у програмі Степп отримував переломи рук і ніг, ребер, вивихи, розтягування і навіть частково втратив зір через відшарування сітківки. Але він не здавався, пропрацювавши до самого закриття «людських» випробувань у середині 1950-х і поставивши кілька світових рекордів, — деякі з них досі не побиті. Зокрема, Степп переніс найбільше навантаження, що коли-небудь впливало на незахищену людину, — 46,2g. Завдяки програмі було з'ясовано, що число 18g взято і справді зі стелі і людина здатна без шкоди для здоров'я переносити миттєві навантаження до 32g (звісно, за належної конструкції крісла та інших систем). Під цю нову цифрурозроблялися згодом системи безпеки літаків (до того ремені за 20g могли просто порватися або пошкодити пілота).
Крім того, 10 грудня 1954 року Степп став найшвидшою людиною на землі, коли санки з ним на борту розігналися до 1017 км/год. Цей рекорд для рейкових транспортних засобів досі залишається неперевершеним.
1971. Випробування системи евакуації Minimal Envelope/Weight (MEW) з урахуванням Чайна-Лейк у Каліфорнії. Як базовий літак використовується a Douglas A-4A Skyhawk. Сьогодні у подібних випробуваннях беруть участь виключно манекени, але у 70-ті вистачало готових до ризику добровольців.
Сьогодні та завтра
На сьогоднішній день у світі функціонує близько 20 трас для ракетних саней — переважно у США, але також у Франції, Великій Британії, Німеччині. Найдовша траса - це 15-кілометрова ділянка на авіабазі Холломан, штат Нью-Мексико (Holloman High Speed Test Track, HHSTT). Інші траси коротші за цього гіганта більш ніж удвічі.
У 2012 році компанія Martin-Baker, найбільший світовий виробник крісел-катапульт та систем евакуації, провела за допомогою ракетних санок тести, що досліджують природу катапультування на високій швидкості. Пілота "вистрілювало" з розігнаної на трасі кабіни винищувача Lockheed Martin F-35 Lightning II.
Але навіщо використовуються сьогодні подібні випробувальні системи? Загалом, для того ж, навіщо і півстоліття тому, тільки вже без людей. Будь-який прилад або матеріал, який повинен відчувати на собі серйозні навантаження, перевіряється розгоном на ракетних санках, щоб уникнути відмови в реальних умовах. Наприклад, зовсім недавно NASA оголосило роботу над програмою Low-Density Supersonic Decelerator (LDSD), в рамках якої розробляється система посадки на інші планети, зокрема на Марс. Технологія LDSD має на увазі створення триступеневої схеми. Перші два ступені - це надувні надзвукові сповільнювачі діаметрами 6 і 9 м відповідно - вони знизять швидкість апарату, що спускається з 3,5 до 2 Махов, а далі вступить в роботу 30-метровий парашут. Така система загалом дозволить довести точність приземлення з ±10 до ±3 км та збільшити максимальну масувантажу з 1,5 до 3 т.
Ракетні санки є найшвидшими з наземних транспортних засобів - щоправда, непілотованих. У листопаді 1982 року безпілотні ракетні сани на базі Холломан були розігнані до швидкості 9845 км/год – причому на монорейці! Цей рекорд тримався досить довго і був побитий 30 квітня 2003 все в тому ж Холломані. Сани будувалися спеціально для рекордних цілей і були складним чотириступеневим апаратом, що функціонує подібно до орбітальної ракети. Щаблі саней наводилися в рух 13 окремими двигунами, причому останні два ступені оснащувалися ракетними Super Roadrunner (SRR), розробленими знову ж таки спеціально для цього заїзду. Кожен SRR працював протягом всього 1,4 с, але при цьому розвивав шалену тягу 1000 кН. В результаті заїзду четвертий ступінь санок розігнався до 10 430 км/год, перевищивши рекорд 20-річної давності. До речі, рекордна спроба здійснювалася ще в 1994 році, але помилка в конструкції траси призвела до аварії, в якій, дякувати Богу, ніхто не постраждав.
Так от, надувні щити-уповільнювачі вже сьогодні випробовують саме за допомогою ракетних саней у пустелі Мохаве, на військово-морській базі Чайна-Лейк. 9-метровий щит зміцнюється на санках, що розганяються приблизно до 600 км/год за лічені секунди; Подібним «знущанням» піддається і парашут. У принципі, з 2013 року NASA переходить до більш реалістичних випробувань, зокрема до пробним запускамта посадкам. При вільному русі в атмосфері гальмові щити можуть повестися зовсім інакше, ніж жорстко укріплені на санках.
Іноді ракетні санки застосовуються для своєрідних краш-тестів. Наприклад, у такий спосіб може перевірятися, як деформується боєголовка ракети при зіткненні з перешкодою та як ця деформація впливає на балістичні властивості. Відомою серією випробувань подібного плану стали краш-тести літака F-4 Phantom, що проходили 1988 року на авіабазі Керкланд, Нью-Мексико. Платформу із встановленим на ній повнорозмірним макетом літака розігнали до швидкості 780 км/год та змусили врізатися в бетонну стіну для з'ясування сили зіткнення та її впливу на літак.
Загалом ракетні санки важко назвати транспортним засобом. Скоріше, випробувальним приладом. Тим не менш, специфіка цього приладу дозволяє ставити на ньому світові рекорди швидкості. І цілком імовірно, що швидкісний рекордполковника Степа - не останній.
