>Покровский, Вы так и не объяснили внятно, что это за неразрешимые проблемы, которые должны были возникнуть у РДТТ "Сатурнов-5" и которые не возникают у всех прочих космических РДТТ. Что там за беда? Каких бед нельзя было разрешить у этих и только этих РДТТ и почему? Что мешало, например, просто закрыть сопло крышкой, как это регулярно делается у всех остальных двигателей и других вещей, приборов, устройств?
Вы бы лучше задались вопросом, почему советские конструкторы не применяли тормозные РДТТ для тороможения первой ступени? Может, у них на то были серьезные основания?
Давайте разжую.
Диалектический закон перехода количества в качество припоминаете?
1) Помните, как быстро меняется плотность воздуха с высотой? И помните формулу аэродинамического сопротивления, пропорционального плотности, умноженной на скорость в квадрате. У верхних ступеней других ракет сопротивление движению головных ступеней на большой высоте было много меньше сопротивления движению головных ступеней Сатурна-5 на его высоте разделения с первой ступенью. Они не так серьезно тормозились аэродинамическим сопротивлением после разделения, как головные ступени Сатурна. Соответственно требовали не настолько быстрого торможения отстающей ступени.
2) Масса первой ступени Сатурна-5 также была много больше тех масс, которые надо было тормозить при отделении более высоких ступеней.
Соответственно РДТТ Сатурна-5 должны были быть слишком мощными и слишком большими. Занимать много места, требовать много больших размеров скрывающих их элементов. Площадь поверхности, которая должна была прикрывать РДДТ первой ступени Сатурна-5 масштаба квадратного метра на каждый.
Далее вступают в силу законы сопротивления материалов. Если внутри оболочки атмосфера, а снаружи сотая-десятитысячная атмосферы, то защиту площадью около квадратного метра из тонкого материала не сделаешь. Не выдержит.
Условия прочности и жесткости требуют увеличения толщины материала. Пропорционально увеличению габарита. Во сколько раз больше размеры, то, при прочих равных, во столько же раз на подобном изделии требуется увеличение толщины стенки.
А это в свою очередь квадратично по толщине материала(т.е. квадратично по увеличению габарита заслонки-обтекателя) увеличивает время прогрева материала. Ведь для прожигания материала его надо сначала хотя бы нагреть на полную толщину.
В 3-мм слое высоко тепловодного и легкого алюминия волна нагрева только достигнет противоположной стенки за 0.1 секунды. А 0.1 с - это уже много.
За это время давление газов РДТТ возрастает настолько, что мы должны были бы увидеть серьезный взрыв в конце ракеты. Оболочку просто разнесло бы в клочья
Титан имеет теплопроводность на порядок ниже, а плотность в 1.4 раза больше, чем у алюминия. Температуропроводность в 14 раз хуже. А прочность - только в 1.5-2 раза выше.
То, что легко решается прожиганием оболочки в малых РДТТ, - из-за малых размеров и малых потребных толщин заслонок, с ростом размеров перестает решаться.
Думаете, со срывом и сбрасыванием заслонки дела обстоят лучше? - Хуже. Там зависимость уже логарифмическая. Те элементы, которые держали крышку от срыва внутренним давлением 1 атм за 0.1 секунды разорвутся при давлении 100 атмосфер - тогда, когда РДТТ заработает на полную мощность. Кинетическая теория прочности, однако. Впрочем, она и по сей день не знаменита. Если бы американцы поступили так, как Вы предложили, то из-за статистичности времени жизни крепежных элементов,- у них РДТТ выпускали бы струю вразнобой
Выход единственный. Не держать внутреннее давление, а сделать его равным забортному. Тогда толщину заслонки можно подобрать так, чтобы она легко прожигалась, но вполне справлялась с полетными нагрузками. Или не крепить ее сколько-нибудь прочно, чтобы ее было легко сорвать - малым внутренним давлением.
Но тогда ограничение по температуре забортного воздуха. Советские конструкторы, решавшие реальные полетные задачи, на такое пойти не могли.
Кстати, случай с перхлоратом аммония показательный. Обратите внимание, сколько на нем сходится разных проблем из разных областей знания.
Менеджеры в принципе не могли предположить возникающие с ним проблемы.
Возможно, выбор именно этой схемы разделения, которая позволяла немецкой команде фон Брауна послать советским специалистам сигнал о фальшивости ракеты.
