3
5
Ускорение а, приобретаемое КА массой |i 6 результате
этого, составит а = mul\i. Следовательно, одно и то же
о
ускорение можно сообщить как при большом расходе т
и малой скорости истечения и, так и наоборот: при ма-
лом расходе, но большой скорости истечения. Малые
скорости истечения невыгодны, поскольку в этом слу-
чае необходимо иметь на борту большой запас рабоче-
го тела, так что доля полезной нагрузки в общем стар-
товом весе будет малой.
Этим рассуждениям можно придать более убеди-
тельную форму, если воспользоваться фундаментальной
формулой Циолковского. Предполагая, что скорость ис-
течения реактивной струи и постоянна и внешние силы
отсутствуют, К. Э. Циолковский вывел следующую за-
висимость конечной массы ракеты \i K от начальной мас-
сы |х 0 , скорости истечения струи и достигнутой КА ско-
рости v:
V
Формулу Циолковского, выведенную для предельно
идеализированных условий, можно применять к любо-
му полету (например, выведению КА на орбиту Земли
или перелету Земля—Марс), если под v понимать не-
которую условную величину, называемую характери-
стической скоростью. Оценки характеристических ско-
ростей для некоторых вариантов космических полетов
приведены в табл. 2.
Из формулы Циолковского следует, что резкое
уменьшение конечной массы по сравнению с начальной
происходит при v>u (см. табл. 2). Следовательно,
важнейшим условием создания относительно легких (и
соответственно дешевых) космических систем является
увеличение скорости истечения и. Вся история создания
современных реактивных двигателей — это прежде все-
го борьба за всемерное повышение эффективной скоро-
сти истечения реактивной струи.
Возможности термохимических двигателей. На на-
чальном этапе развития космической техники единст-
венно возможными и актуальными были термохимиче-
ские ракетные двигатели, жидкостные или твердотоп-
ливные, поскольку только они при относительно малом
6
Т а б л и ц а 2
Типичные характеристические скорости и отношения конечной массы
ракеты к ее начальной массе для различных космических полетов
Назначение полета
Характеристи-
ческая ско-
рость, км/с
- ^ - ( и = 3 км/с)
lio
Выведение КА на круговую
орбиту вокруг Земли, высо-
той h = 200 км
Перевод КА с орбиты h =
200 км на геостационарную
орбиту Л = 36 ООО км