/
Автор: Сагдеев Р.З.
Теги: астрономия космос космонавтика космология космические исследования космические полеты реферативный сборник
Год: 1990
Похожие
Текст
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АКАДЕМИЯ НАУК СССР
ПО НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
ВСЕСОЮЗНЫЙ ИНСТИТУТ НАУЧНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
(ВИНИТИ)
Для служебного пользования
Экз. М
РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
В ЕВРОПЕ И США
Приложение к ЗККС № 5
МОСКВА 1990
ОБЪЕДИНЕННАЯ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
информационных изданий по астрономии, геодезии,
исследованиям космического пространства и Земли из космоса
Главный редактор: акад. Р. 3. САГДЕЕВ
Члены редакционной коллегии:
проф. Т. А. Агекян, акад. В. А. Амбарцумян, д. ф.-м. н. Ю. В. Батраков,
акад. А. А. Боярчук, чл.-корр. АН СССР Ю. Д. Буланже,
к. т. н. В. Д. Власов, проф. В. /\ Горбацкий,
д. ф.-м. н. А. Л. Гурштейн, проф. Я. Л. Зиман,
акад. К. Я. Кондратьев, к. ф.-м. н. Э. В. Кононович,
д. ф.-м. н. А. П. Кропоткин, проф. М. Я. Жаров, проф. А. Г. Масевич,
к. т. н. П. П. Медведев, д. ф.-м. н. Д. Я. Наеирнер, проф. Ю. М. Нейман,
проф. И. Д. Новиков, проф. Л. П. Пеллинен, проф. В. В. Подобед,
к. х. н. Л. Д. Ревина, к. ф.-м. н. Н. Н. Самусь, проф. В. А. Сарычев,
А. Н. Седякина (ученый секретарь редколлегии)
д. ф.-м. н. В. И. Слыш, акад. В. В. Соболев,
д. ф.-м. н. А. В. Тутуков, к. ф.-м. н. В. Г. Шалаев,
д. ф.-м. н. В, В. Шевченко, к. ф.-м. н. К. Б. Шингарева,
к. ф.-м. н. И. С. Щербина-Самойлова (зам. главного редактора)
Составитель Б.А.Булатников
Научный редактор -к.т.н.БМ.Ермишкин
ВИНИТИ, 1990
С наступлением космической эры во всех развитых стра-
сах учащаяся молодежь начала создавать свои космические
хрограммы, связанные с проектированием, изготовлением и
запусками ракет собственной конструкции, проведением
экспериментов, анализом и прогнозированием развития
космической технологии и исследованием СИ) космического
пространства. Студенты, школьники, аспиранты и преподаватели
учебных заведений различного уровня, молодые специалисты
и любители занимаются ракетным моделированием, разработ^-
кой полезных нагрузок С ПН), изучают разнообразные
аспекты освоения космоса.
Космические ведомства стимулируют этот интерес,
создавая организационные структуры для материальной,
финансовой и методической поддержки, обеспечения доступа к
технике, литературе и экспериментальной базе широкому кругу
учащихся; любителей, специалистов и ученых различного
профиля. Особое внимание уделяется стимулированию интереса
к космическим И у учащейся молодежи. Используются самые
разнообразные методы: обеспечение технической и научной
литературой, квалифицированными консультациями, надежной
безопасной техникой и материалами для моделирования,
организация крупномасштабных спортивных соревнований,
учреждение специальных центров по обучению, подготовке и
тренировке юных космонавтов. Для студентов и
преподавателей университетов, бесприбыльных организаций и частных
фирм выделяются на конкурсной основе исследовательские
гранты, цредоставляется возможность пользоваться
государственными полигонами, вычислительными и
информационными системами, банками данных, космической техникой
различных видов. Большинство учащихся интересует
ракетостроение. Их внимание концентрируется преимущественно на лет^-
ных характеристиках, экспериментальных ПН, системах
возвращения, проведении летных испытаний с использованием
профессионально изготовленных систем реактивного
движения на базе РДТТ.
В докладе группы ученых из Франции, Бельгии и США на
38 Конгрессе федерации астронавтики 10-17 октября
1987 г. в Брайтоне (Великобритания) на основании анализа
большого объема опубликованных трудов и документов (49
источников) дается обзор развития и современных проблем
образовательного, любительского и спортивного аспектов
моделирования ракетной техники в странах Европы и США.
3
1-2
Излагаются общие подходы, организация и наиболее
значительные результаты деятельности космических ведомств по
привлечению учебных заведений (особенно школ и
университетов), научных и общественных организаций к обучению и
подготовке кадров, из которых, как полагают, будет
формироваться корпус специалистов космического профили и
космонавтов 21 века.
Европейские образовательные программы
В странах Европы образовательные космологические
программы нацелены на стимулирование инициативы,
организационное и техническое обеспечение развития самодеятельного
ракетного моделирования среди молодежи и широкого круга
любителей вне рамок официальных учебных программ.
Мероприятия, цроводимые космическими ведомствами стран Европы
с участием общественных ассоциаций и промышленности,
осуществляются на национальной, региональной и международной
основе.
Организационное и материальное обеспечение. В Европе
самодеятельную активность молодежи и любителей
рассматривают как основу образовательной базы в области космической
технологии и соответствующих И. С самого начала здесь
возникла необходимость определиться в двух практических
проблемах:
- с какими системами реактивного движения - РДТТ
можно иметь дело при проведении экспериментов;
- как доставлять РДТТ на полигоны, учитывая их пожаро-
и взрывоопасное^.
Поначалу при проведении ряда кампаний, связанных с пуо-
ками ракет, некоторые РДТТ не удавалось доставить на
полигоны, что снижало эффективность этих кампаний. Чтобы
предотвратить несчастные случаи, правительство Франции в
августе 1962 г. категорически запретило изготовление РДТТ
в непрофессиональных организациях, В составе учрежденного
еще в марте того же года национального космического
ведомства CNES был образован Молодежный департамент,
ведающий проблемами творческой активности учащихся в
ракетостроении - проектированием и изготовлением конструкций
ракет, ПН и систем спасения техники. CNES предоставляет
учащимся безвозмездно стартовые сооружения и услуги, а
также стандартизованные РДТТ промышленного изготовления.
До 1972 г. все проекты, связанные с пусками ракет,
осуществлялись небольшими группами студентов в клубах
или технических учебных заведениях, использовавших
стандартизованные ракеты с соответствующими маркировочными
обозначениями. Для связи между CNES и клубами была
создана бесприбыльная Национальная ассоциация научных
клубов (ANCS), которую в 1978'г. преобразовали в
Национальную ассоциацию научной ракетной техники (ANSTJ) с
расширенными функциями.
Первоначально экспериментальные пуски ракет проводились
раз в год в рамках специальной кампании на одной из
военных баз Франции. Затем аналогичные кампании на военном
полигоне в Нидерландах организовала нидерландская
национальная ассоциация NERO. В середине 1970-х гг.
европейская ассоциация "Молодежь и космос" перегруппировала
деятельность студентовг-экспериментаторов - преимущественно
из Бельгии, Дании, Франции, Нидерландов и Швеции и теперь
проводит ежегодно по две кампании пусков студенческих
экспериментальных ракет.
С 1972 г. во Франции по инициативе Марселя Лебанона
самодеятельная образовательная программа ракетостроения
начала распространяться также в школьной среде. В нее
вошли работы с микроракетами, оснащенными РДТТ
классов А и С. Развитие этого вида образовательной
деятельности CNES руководит через ассоциацию ANSTJh еще две
крупные молодежные образовательные организации. Для
обучения детей обращению с ракетами инструктор должен
иметь официальный допуск, выдаваемый после прохождения
3-5-дневного курса, который охватывает вопросы
безопасности, операции пуска, измерения характеристик и
использование микро-РДТТ в научном образовании. В ноябре 1986 г.
во французское законодательство были внесены дополнения,
разрешающие продавать в магазинах игрушки и модели с
микро-РДТТ для индивидуального пользования. Однако для
групповой деятельности по-прежнему необходим официальный
допуск.
После 1980 г. для студенческого ракетостроения были
разработаны системы реактивного движения новой -
промежуточной категории: мини-ракеты с РДТТ класса С.
Ежегодно во Франции и Бельгии организуется несколько компаний
5
по пускам студенческих экспериментальных ракет.
Обеспечением их РДТТ (выдаются непосредственно перед пуском)
ведают ответственные представители CNES,ANSTJ или ассоциации
"Молодежь и icocmoc", координирующие свою деятельность с
местными властями. Всего за ~25 лет во Франции
осуществлены пуски более 300 экспериментальных ракет, 300 мини-
ракет и 100000 микро-ракет без единого происшествия с
персоналом.
Во всех других странах Европы, где "дикое"
неконтролируемое цроизводство РДТТ всегда осуждалось, клубы раньше
изготавливали РДТТ для себя сами или заказывали их
полупрофессиональным организациям. Однако в связи с рядом
происшествий теперь клубы переориентируются на использование
в своих ракетах РДТТ сугубо црофессионального цроизводетва,
изготовленных промышленностью при строгом соблюдении
стандартов.
Модельные РДТТ промышленного производства»
Используемые в Европе модельные РДТТ подразделяют на 3 категории:
для микро-, мини- и экспериментальных ракет С
соответственно - микро-, мини- и экспериментальные РДТТ). Каждая
категория подразделяется в свою очередь на классы и серии.
Микро-РДТТ. До недавнего времени главным
поставщиком в Европу РДТТ этой категории была известная
американская фирма Estes. с 1984 г. на европейский рынок
вышли РДТТ югославского предприятия им. 19 Декабря.
Английская фирма British Space Modelling Association ПОО-
тавляет РДТТ классов от С до F. Несколько прототипов к
1988 г. представила французская фирма Ruggieri.
Мини-РДТТ развиваются на базе получившего широкую
известность соплового устройства "Дик-Дик" с суммарным
импульсом 70 Не, который выпускался французский
правительственной \ компанией SNPE, Его производство прек?-
ращено в 1986 г. Теперь для мини-ракет стандартизован
РДТТКоипсЬи с суммарным импульсом 122 Не,
выпускаемый во Франции фирмой Ets Lacroix. Для оценки
предприятием им. 19 Декабря представлены новые 80-ньютонсекунд-
ные мини-РДТТ.
Экспериментальные РДТТ. Первым представителем
двигателей этой категории, который предполагается в
приоритетном порядке внедрить в экспериментальное ракетостроение,
является РДТТ "Бэмби", имеющий суммарный импульс
950 Не. Этот РДТТ создан на базе коммерческой противо-
6
градной ракеты, выпускавшейся фирмой Ruggieri. Его рао-
пространением занимаются ассоциации ANSTJ и ''Молодежь
и космос'7. Под непосредственным контролем CNES во
Франции производятся экспериментальные РДТТ еще 3-х
типов (в скобках суммарный импульс в Не): Isard (1000),
Chamois (3000) и Caribou (9000). Сборка двигателей
производится специалистами CNES в Тулузе из
комплектующих элементов, изготовляемых на заводах и в мастерских по
контрактам этого ведомства. Югославское предприятие им.
1*9 Декабря поставляет двигатель TG-10 суммарным
импульсом 3000 Не, созданный на базе коммерческой противо-
градной ракеты.
Транспортировка ракет и РДТТ. Микроракеты,
используемые CNES, ANSTJ и различными образовательными
организациями, небольшими партиями могут пересылаться в Европе
посылками без особых проблем при маркировке их как
материалы или образцы для учебного процесса.
Транспортировка малых . ракет большими партиями или одиночных больг-
ших ракет и РДТТ, особенно через границы, - сложнее. Она
осуществляется всеми видами транспорта под международной
маркировкой "3605", принятой для пиротехнических устройств,
а без воспламенителей - под маркировкой "8408", как
обычная продукция. При этом гюспламенители
транспортируются и хранятся отдельно малыми партиями с соблюдением
всех предосторожностей как опасные материалы и
монтируются в двигатель только непосредственно перед пуском.
Образовательные ракетно-космические программы США
В США проекты образовательного ракетостроения
предпринимаются лишь в случаях, если они обеспечены
компетентным руководством, профессионально исполненным
оборудованием и сооружениями экспериментальной базы,
гарантирующими надлежащий уровень безопасности. Из сферы
образовательной деятельности пр космологии и ракетному
моделированию полностью исключается этап потенциально
опасного изготовления ракетных двигателей. Разрешается
применять лишь такие системы реактивного движения,
которые прошли тщательные испытания, производятся и
подготавливаются исключительно профессионально. Это
существенно повышает безопасность экспериментов, независимо
от величины суммарного импульса используемых РДТТ.
Жесткие правила по безопасности образовательного
экспериментального ракетостроения (моделирования) были установлены
в 1968 г. учредителями подкомитета Надзора за
молодежными исследовательскими экспериментами - НМИЭ Св
аббревиатуре английского наименования SYRE ) Комитета по
образованию Международной федерации астронавтику и не
утратили своего значения до сих пор.
Члены и консультанты подкомитета НМИЭ продолжают
концентрировать внимание деятелей образования, инструкторов,
методистов ракетных клубов и других деятелей молодежного
космологического образования на проблемах получения через
проводимые за пределами учебных программ эксперименты
опыта в областях ракетостроения и космических наук, как
дополнения к занятиям студентов по официальным учебным
программам. Подкомитет НМИЭ поощряет контакты между
методистами, необходимые для эффективного обмена
информацией (особенно в работах, где приходится иметь дело с
потенциально опасными материалами и процедурами) не только
на образовательных сессиях конгрессов ИАФ, но также через
выработку рекомендаций по безопасности, обзоры
располагаемых сооружений экспериментальной базы, распространение
публикаций и аудиовидеоматериалов, помощь деятелям
образования в их мотивациях в отношении студентов,
интересующихся космическими науками.
Утверждают, что все эти далеко выходящие за пределы
учебных курсов образовательные программы постоянно дают
свидетельства своей исключительной эффективности, как
катализатора перехода интереса молодых людей к космосу в еще
больший интерес к наукам вообще. Многое в американских
образовательных программах, осуществляемых для
стимулирования активности студентов в области ракетной техники,
организуется не из единого координирующего центра
экспериментальных образовательных программ, как во Франции, где
такие предприятия координирует CNES, а индивидуально при
координации через неформальные взаимные связи между
множеством неправительственных организаций, коммерческих
производителей, научных клубов и опытных зрелых
специалистов.
Среди американских црофессиональных организаций, члены
которых привлекаются к наблюдению за образовательными
программами на добровольной основе в свободное время: Аме-
8
риканский институт аэронавтики и астронавтики САИАА),
Институт ракетных исследований - ИРИ (в английской
транскрипции - RRI ), который действует через программу
своего Национального регистра безопасности ракет (NRSR),
Национальная ассоциация ракетной техники ( NAR ),
Национальное космическое общество ( NSS ), Ассоциация
Триполи ракетной техники ( TRA ), Национальная ассоциация
преподавателей научных дисциплин ( NSTA ), которая
поощряет преподавателей, программа Юный астронавт (YA).
Показательна также поддержка непрерывного образования
коммерческими фирмами-производителями США, особенно
известной во всем мире фирмой Estes Industries Шенроуз,
шт. Колорадо).
Из правительственных ведомств США подцержку
образовательных программ по ракетной технологии осуществляют:
НАСА, Национальный научный фонд, министерство транспорта,
министерство образования, военные ведомства - ВВС, Армия
и ВМС США. Поддержка выражается обычно в виде грантов,
предоставляемых преподавателям и образовательным группам
на разработку новых программ. Военные ведомства
предоставляют некоторые ограниченные возможности использования
своего персонала, оборудования и сооружений для
производства образовательных пусков ракет. По уровню
правительственной поддержки США отличаются от Франции, где
правительство берет на себя не только стимулирование и
поддержку клубов ракетной техники и космических наук в
национальном масштабе, но также обеспечение
профессионально изготовленными системами реактивного движения
групп учащихся, входящих в Национальную ассоциацию
научных клубов, при проведении ежегодных кампаний по пускам
раке г на французских военных полигонах.
Категории и характеристики профессионально
изготовляемых в США ракетных двигателей для образовательных
программ. В американских образовательных программах по
ракетной технике используются 3 категории РДТТ:
- Модельные ракетные (МР) с суммарным импульсом
1,25 - 80 Не Спо французской классификации соответствуют
микро-РДТТ).
- Модельные ракетные высокой мощности (МРВМ) с
суммарным импульсом 80,01 - 160 Не Спока наивысший
импульс, сертифицированный Национальной ассоциацией ракетной
техники; по французской классификации - мини-РДТТ).
9
- Ракетные высоких параметров (РВП) с суммарными
импульсами, выше>чем^ у МР и МРВМ (по французской
классификации - РДТТ для экспериментальных ракет).
РДТТ всех категорий производятся коммерческими
предприятиями. Исключение представляют лишь РВП с наиболее
высокими суммарными импульсами, которые для образовательг-
ных программ производит исключительно сам ИРИ, представг-
ляющий собой бесприбыльную консультативную организацию
специалистов по технике, образованию и безопасности,
участвующих на добровольной основе в свободное время в
институтских программах по направлениям: мотивация научных
экспериментов, безопасность ракетной техники, выполнение
И в составе рабочих групп, семинары, образовательные и
исследовательские проекты.
РДТТ категории МР поставляет в основном фирма
Estes Industries, которая ввела в эксплуатацию свою
первую автоматическую производственную линию 20 января
1959 г. Строгий контроль качества продукции этой линии
обеспечивает точность соблюдения технологических допусков,
трудно достижимую при снаряжении РДТТ вручную. С 1959 г.
в мире выполнено свыше 250 млн пусков ракет с этими
РДТТ, показавших постоянство качества и надежности, РДТТ
этой категории имеют картонные корпуса, снаряжаемые
черным порохом. Минимальный суммарный импульс у серии
1/2 А - 1,25 Не, максимальный - 20 Не у серии D.
РДТТ категории МРВМ выпускаются несколькими
фирмами США и в зависимости от величины суммарного
импульса имеют буквенные обрзначения серий от Е до J, из
которых лишь низшие - до С включительно (суммарный
импульс в диапазоне от 80,01 до 120 Не) сертифицированы
для использования в соревнованиях по ракетному спортивному
моделированию. РДТТ серий Н (160,01 - 320 Не), I
(320,01 - 640 Не) и J (640,01 - 1280 Не)
Национальной ассоциацией ракетной техники не сертифицированы, так
как их относят к РДТТ, на использование которых для
каждого пуска экспериментальной ракеты на территории США
должен быть получен специальный отказной документ
Федеральной авиационной администрации.
РДТТ категории РВП начали выпускать в связи с
запросами деятелей образования и студенческих групп,
намеревавшихся запускать ракеты с научными ПН массой -
1-15 кг. Для таких серьезных ПН нужна максимально на-
10
дежная система реактивного движения. ИРИ в 1963 г.
начал разработку серий РДТТ для 1=х и 2-х ступеней под
обозначениями ВР и SP, обладающих высокой надежностью при
умеренно высоких параметрах. РДТТ этой серии снаряжаются
ТТ марки CALCIT 61-С, разработанном для 5-дюймовых PC
времен 2-й мировой войны. Характеристики РДТТ серии BR
приведены в таблице 1.
Таблица 1
Характеристики РДТТ серии BR
21,00
0,70
14,64
12,70
85,00
9,50
30,00
31,20
1,06
31,15
12,70
121,90
18,20
48,00
1,78
15,00
26,70
12,70
76,00
13,60
34,00
Тяга, кН
Длительность работы, с
Суммарный импульс, кНс
Диаметр РДТТ, см
Длина РДТТ, см
Масса ТТ, кг
Масса снаряженного РДТТ
В 1987 г. отмечалось 20-летие пуска первого
экспериментального РДТТ серии -BR=li 11 сентября 1967 г. после 4-
летнего периода разработки на ракетном полигоне ИРИ в
пустыне Смок Крик была запущена под углом 75°
64-килограммовая 2-ступенчатая экспериментальная ракета BRX-1 с РДТТ
в первой и SP = 1 во 2-й ступени. Достигнута высота более
3812 м. Параметры подъема и полета оценены как
"превосходные ". До конца 1987 г. на этом полигоне и в других
пунктах, одобренных ФАА, под наблюдением ИРИ было запущено в
общей сложности более 200 с РДТТ серии BR. При этом
достигнута высота более 8320 м. Статистическая надежность
> 90%.
Внедрение РДТТ серии ВР=1 категории РВП позволило сту-
11
1-6
дентам-экспериментаторам, которые занимаются электроникой
и конструированием ПН, концентрировать усилия на проблемах,
выходящих за рамки систем реактивного движения. Это
позволило экспериментаторам исключить первоначальные затраты
на производственную оснастку и разработки, необходимые
при самостоятельном создании соответствующих систем
реактивного движения.
Дальнейшее улучшение летных характеристик носителей с
РДТТ категории РВП при одновременном снижении стоимости
систем реактивного движения дала разработка ИРИ
двигателей серии BPN, представляющих собой бессопловые РДТТ
с высокими параметрами, в которых использовано ТТ
рассекреченных современных композиций. К концу 1987 г. на
этапе разработки были испытаны в полете более 30 РДТТ серии
BRN. Имея лучшие соотношения масс и увеличенный
удельный импульс, они позволили достичь примерно, в 2 раза больг-
ших высот, чем 5-дюймовые РДТТ серии BR.;B 1988 г.
предполагалось начать их производство ,' на Испытательной
площадке Адоб Каньон и пуски под контролем ИРИ
экспериментальных ракет на полигоне в Смок Крик. Характеристики
РДТТ новой серии приведены в таблице 2.
Таблица 2
Характеристики РДТТ серии BRN
Тип РДТТ
Характеристики
BR=3N
BP = 4N
BP = 5N
Тяга, кН 1,890
Длительность работы, с 7,0
Суммарный импульс, кНс 8,410
Диаметр РДТТ, см 7,6
Длина РДТТ, см 121,9
Масса ТТ, кг 6,8
Масса снаряженного РДТТ,
кг 12,7
4,000 5,585
10,0 13,0
40,000 75,200
10,2 12,7
137,2 152,4
20,5 38,6
27,7 52,7
12
Правила пусков, транспортировки и обращения с
образовательной ракетной техникой» Разработкой правил
транспортировки и обращения с образовательной ракетной техникой в США
занимаются многие ведомства на уровне штатов, федеральном
и международном, особенно - связанные с проблемами
безопасности на транспорте всех видов - ж.-д., морском, речном,
автомобильном, авиационном. Ведущее среди них - министерство
транспорта. Устанавливаемые этим министерством условия и
ограничения на транспортировку РДТТ, которые
рассматриваются либо как взрывчатые, либо как специальные пиротехнические
средства, наиболее обширны и всеобъемлющи. Они охватывают
транспортировку по шоссейным и железным дорогам, водным и
воздушным путям. Производитель РДТТ, чтобьь поставлять
продукцию на внутренний рынок или на экспорт, должен получить
разрешение министерства транспорта на его перевозку. Процесс
выдачи разрешений - 2-ступенчатый. Сйачала производится ка-
тегорирование ТТ, а затем снаряженного РДТТ, после чего
двигатель получает регистрационный номер министерства,
определяющий условия транспортировки. Исключение делается лишь
для небольших навесок, направляемых для лабораторного
анализа. На'них имеются особые спецификации.
ТТ категорируются двумя методами: по результатам
лабораторного анализа (испытания на удар, трение,
электростатический разряд, температурную стабильность, детонацию и т.п.)
и по аналогии. Производитель нового ТТ1 представляет
техдокументацию, содержащую перечень всех свойств и ингредиентов
ТТ. Бели они достаточно близки к аналогичным маркам ТТ,
которые уже испытаны и категорированы, то категорирование
производится по аналогии.
По РДТТ представляются чертежи и другая техдокументация,
содержащая детальные сведения о конструкции, материалах,
процессах и прочую важную информацию (масса, размеры и т.п.)*
Министерство присваивает каждому типу (модели) двигателя
свой регистрационный номер, который должен указываться на
его упаковке и в соцроводительных документах. Устанавливают*-
ся также класс и категория РДТТ в зависимости от типа
конструкции и предполагаемого использования. На упаковке
наносится трафарет, указывающий класс взрывоопасности. Для
зарядов (шашек) ТТ введены 3 класса взрывоопасности - А, В и
С. К классу А относятся заряды с сильной детонационной
способностью или большой детонирующей массой, к классу В - с
ограниченной детонационной способностью или особо пожароопао-
13
ные, к классу С - заряды менее пожаро- и взрывоопасные,
а в некоторых случаях - содержащие достаточно малые
включения материалов, относимых обычно к классам А и В. В
каждом классе РДТТ подразделяются на несколько категорий.
Общее правило для всех РДТТ, за исключением
изготовляемых для непосредственного использования МО или НАСА:
транспортировка производится без воспламенителей и в
состоянии, исключающем создание реактивной тяги в случае
воспламенения ТТ (например, с открытым передним торце м, если
на РДТТ установлено реактивное сопло - чтобы в двигателе
не могло создаться давление, достаточное для образования
ощутимой тяги). Воспламенители перевозятся отдельно в
специальной упаковке, должны категориваться как
самостоятельные устройства и иметь соответствующий регистрационный
номер министерства транспорта.
Эволюция образовательных космических программ. В США
образовательное ракетное моделирование (как и в Европе)
началось в 1930-х гг. с экспериментов, связанных с
моделями ракетных самолетов и автомобилей. После 2-й мироэой
войны в США образовалось более десятка обществ ракетной
техники, занимавшихся преимущественно И по безопасности
экспериментов с ракетами.
Запуск в СССР 4 октября 1957 г. первого ИСЗ вызвал
всплеск активности школьников, студентов и преподавателей
в области космически И и экспериментов с ракетной техникой.
Чтобы поставить эту деятельность под контроль, обеспечить
безопасность и компетентное руководство, уже в декабре
1957 г. ИРИ, озабоченное ростом числа происшествий с
ракетами среди находящихся под его надзором студентов и пре-г
подавателей, учредил программу Национальный регистр
безопасности ракет (NRSR ) с функциями надзора за студенческими
космическими И и инструктажа при проведении экспериментов,
связанных с пусками ракет. С этого времени Национальный
регистр безопасности ракет совместно с деятелями
образования, авиакосмической промышленностью, правительственными
ведомствами, профессиональными обществами,
производителями модельной ракетной техники и родителями учащихся
довольно эффективно выполняет функции свободной
консультативной службы, охватывающей широкий спектр задач по надзору
за экспериментами учащихся с ракетной техникой и И в
области космических наук - от работ элементарного школьного
14
уровня до цроектов дипломированных университетских
специалистов.
Частью этой службы является находящаяся в ведении ИРИ
профессионально построенная и обслуживаемая
экспериментальная установка статических огневых испытаний ракет в
Калифорнии. Деятели образования и их ученики, участвуя в
совместных программах Национального регистра на полигонах
ИРИ, которые узаконены на федеральном уровне, имеют
возможность, под наблюдением ИРИ осуществлять пуски РН со
своими ПН на высоты более 8230 м, используя системы
реактивного движения, которые изготовляются малыми сериями на
профессиональном уровне специально для образовательных
программ ИРИ.
Тогда же - в декабре 1957 г. инициативной группой
инженеров и предпринимателей, в состав которой вошли изобретатель
первых американских модельных РДТТ Стайн, пиротехник Кар-
лайсл и Эстес (основатель известной фирмы-поставщика РДТТ
категории МР Estes Industries) и др., была учреждена
Национальная ассоциация ракетостроения - НАР (в английской
транскрипции - NAR ). Важной заслугой ассоциации и ее учредителей
считают развитие и широкое распространение РДТТ категории
МР и доведение ракетного моделирования до уровня
современной образовательной программы.
С начала 1980 г. был снят гриф секретности с технологии
и химического состава композитных ТТ. Их доступность для
широкого круга экспериментаторов в сочетании с появившимися
новыми эластомерами открыла возможность производства
современных модельных РДТТ категории МРВМ с гораздо более
высокими удельными импульсами, чем у РДТТ
предшествовавших десятилетий. Уровень образовательных программ по
ракетостроению, космическим И и профессиональной
частнопредпринимательской деятельности, базирующихся на
использовании модельных РДТТ категорий МР, МРВМ и РВП,
оценивается в США весьма высоко. По каждой категории имеется Ъвоя
литература, методики обучения и правила безопасности,
обеспечивающие максимум эффективности обучения.
Пуски малых РН с РДТТ категории МР получили широкое
распространение в образовательной деятельности и продолжат-
ют привлекать внимание массы учащихся и преподавателей. В
изданном фирмой Estes каталоге приводятся данные по более
275 млн пусков РН с РДТТ категории МР в период с 1959
по 1987 гг» Подтвержденный этими пусками высокий уровень
15
безопасности позволил почти во всех штатах США разрешить
неограниченное использование модельных ракет в образоваг-
тельных и любительских целях. Тысячи деятелей образования
используют ракетное моделирование как дополнение к классным
занятиям. Основной поставщик учебной литературы,
материалов и компьютерных программ для них - фирма Estes
Industries.
Для занимающихся ракетным модельным спортом главное
мероприятие национального масштаба - Ежегодные
соревнования НАР, которые проводятся с 1959 г. С 1986 г. по
инициативе Городского совета содействия г. Аламогордо
(шт. Ныо-Мехико) и Международной выставки космической
славы, расположенного в этом городе космического центра,
цроводятся национальные соревнования в рамках ежегодного
Ракетного праздника. С 1982 г. все заинтересованные в
экспериментах-с РДТТ категории МРВМ собираются ежегодно
на состязательные пусккнкампании Больших динамических
ракетных систем (L.D.R.S.). В кампании L.D.R.S.=6 на
полигоне площадью 32 гектара близ Колорадо-Спрингс (шт.
Колорадо) 7, 8 и 9 августа 1987 г. были осуществлены пуски
350 Л А с РДТТ категории МРВМ.
С 1971 г. ФА А для проведения под надзором ИРИ
ежегодных соревнований всех категорий образовательных РН
утверждено единственное место - Испытательный летный
полигон в пустыне Смок Крик севернее г. Рено (шт. Невада),
принадлежащий ИРИ. Здесь разрешены пуски модельных ракет
всех категорий, а также экспериментальных ракетных систем.
Кроме того ИРИ, ряд служб которого входит составной частью
в программу Национального регистра безопасности ракет,
при необходимости получает от ФАА полномочия по контролю
пусков в других местах по различным образовательным
программам. Один из показательных примеров - весьма успешные
пуски ракет 10 и 11 мая 1985 г. в специально отведенной
местности близ г. Мальта (шт. Монтана) площадью несколько
миль в длину и ширину. Запускались ракетные системы с
разработанным и изготовленным ИРИ РДТТ категории РВП
из серии BR=3 с суммарным импульсом 31 кН. Система
сертифицирована но стандартам безопасности, установленным
для пусков промышленных и правительственных РН. В этих
испытаниях носитель поднял созданные учащимися ПН на
высоту 9144 м.
16
Канзасский космосФерный и космический центр (KCSC)
В г. Хатчисон (шт. Канзас) открыто для показа и
пользования одно из крупнейших в мире собраний космической техники
стоимостью более 200 млн долл. Собрание включает
космические скафандры, ракеты, ЙСЗ , тренажеры и множество
других аттрибутов космических И, которые размещены в
специальном сооружении из бетона и стекла образовательного
Канзасского космосферного и космического центра (в дальнейшем
именуется Канзасский центр). Образовательный центр
представляет собой всеобъемлющий комплекс из 26 уникально
оснащенных учебно-демонстрационных залов и аудиторий -
одновременно музей и образовательный учебно-тренировочный центр,
ведающий реализацией специальной программы подготовки
будущих астронавтов (в аббревиатуре английского наименования -
FATP ).
В соответствии с этой программой летом еженедельно 30
специально отбираемых учащихся 13-19-летнего возраста,
преимущественно школьники 7-©-х классов, приходит в центр
для прохождения своеобразного "канзасского варианта"
программы подготовки астронавтов НАСА. Этот образовательный
опыт состоит в проведший 5-дневного курса тщательно
подготовленных класных и тренировочных сессий, который копирует
подготовку космонавтов в Хьюстоне и Флориде с
использованием управляемых компьютерами тренажеров, имитирующих
космический полет, включая полную модель полета на МВКА
"Спейс Шаттл".
Участие в программе погружает молодых людей в
атмосферу НИЦ НАСА, где каждый ежедневно оперирует акронимами-
СЖО, РДТТ, ЖРД, ОКС и т.п., усваивает црофессионализмы и
обретает то, что, до выражению основателя прораммы
Канзасского центра и его исполнительного директора Макса Ари,
можно бы назвать "хорошими манерами" в профессиональном
понимании. Сам Макс Ари является главным инструктором всех
тренировочных сессий и признанным ведущим специалистом
страны по пилотируемым космическим полетам и их истории. Он
также консультант НАСА и Смитсонианского института по
материальной культуре пилотируемых космических полетов. Ог-
раничение численности отбираемых для недельного курса 30-ю
чел. оцределено, исходя из обеспечения персонального подхода
штатных инструкторов программы к каждому обучаемому. По
17
дням подготовки учебная программа курса расцределяется
следующим образом.
Первый день концентрируется на трудностях выживания в
жестких условиях космоса. Изучается обращение с реальным
оборудованием СЖО - скафандры, шлемы и др. (общий объем
руководства, получаемого каждым курсантом, содержит
400 стр. текста). Изучаются конструкции реальных элементов
КК "Меркурий", "Джемини" и "Апполон", Каждый курсант
проходит индивидуальные тесты на время реакции и
готовность внутри компьютеризованного имитатора КК.
Одновременно проводятся тесты реакции на зрительный раздражитель*
измерения массы и высоты, кррвяного давления, и пульса, тео-
тирование цространственно-периферическбй глубины зрения,
объемно-реактивное ^тестирование легких с целью
определения соответствия этих показателей требованиям,
предъявляемым НАСА к настоящим астронавтам. В дополнение ко всему
этому юноши и девушки узнают о трудностях туалета в
космосе и необычной пище, которую едят в невесомости, изучают
и практикуются, в ежедневных упражнениях по укреплению
специфических мышц, которые имеют тенденцию к деградации
во время космического полета.
Второй день - курсанты изучают ракетное движение и
космический полет, проходя тесты на стрессы и мобильность
в космических скафандрах. Один из тестов, который курсант
должен освоить - компьютеризованный тренажер стрессов,
представляющий собой • ^пикирующую черную камеру с рядом
огней, на которые курсант должен реагировать мгновенно.
Другой тест - компьтеризованный тренажер с кабиной Линка,
который имитирует состояние полета - кабина вращается,
кабрирует и пикирует* создает ложные ощущения наклонов
тела в стороны. Еще один вид - тренировки в индивидуальном
спасательном средстве (ИСС), представляющем собой
герметичный шар-баллон, и выполнение задачи спасения пяти
членов экипажа транспортированием их от одного КК к другому
в этих шар-баллонах, надутых сжатым воздухом. При
изучении реактивного движения используются реальные ракетные
двигатели с показом их работы топлив, на которых они
работают, и способов измерения мощности. Каждая команда
(экипаж) из 5 курсантов при компьютерном моделировании
огневого испытания определяет грузоподъемность своего Шаттла.
Цикл познания и опыта 2-го дня завершает пуск каждым
курсантом своей модельной ракеты. При пусках курсантские стар-
18
товые команды оказывают помощь в определении высот,
ростей и траекторий ракет. Курсантские команды запускают
также более совершенные модели, которые могут достигать
высот более 1,5 км и преодолевать звуковой барьер. При этом
каждая ракета несет научную ПН, например фото-кинокамеру.
Основной упор делается на обучение безопасности обращения с
ракетами.
Тцетий день является продолжением 2-го. Курсанты изучают
МВКА "Спейс Шаттл" по программе НАСА и цриступают к
планированию собственного полета на МВКА. Кроме того они
"летают" на индивидуальном автономном средстве орбитального
маневрирования (СОМ) космонавта, чтобы получить
представление о трудностях рандеву с поврежденным ИСЗ.
Четвертый день отводится проверкам овладения курсантами
всеми этапами подпрограмм контроля пуска, полета и
деятельности экипажа. Тренировочные занятия проводятся в том же
компьютерном тренажере, который будет .использован для
"полета". На исходе 4—го дня каждый курсант начинает
специальную подготовку на месте, которое он будет занимать в составе
экипажа при компьютерном моделировании полета. По 2
курсанта назначаются на каждое место в составе экипажа,
осуществляющего полет: капитан-командир ( САРСОМ ), командир
полета, пилот, специалист полета и специалист по ПН.
Пятый день - кульминационный в весьма трудном недельном
курсе. Осуществляется 2 полных цикла полета шаттла - старт,
орбитальный полет и посадка. Курсанты испытывают моменты
уплотненного напряжения, так как пребывают в состоянии
возбуждения, эквивалентном испытываемому при выполнении
реального полета. Они должны быстро принимать решения при
возникновении моделируемых компьютером чрезвычайных ситуаций.
Одновременно экипаж: выполняет операции по выводу ИСЗ из
грузового отсека МВКА; выполняет научные эксперименты;
ведет прокладку курса и изучает погодные условия в
предполагаемых местах посадки. У членов экипажа контролируется
кровяное давление и пульс. Стартовые команды в это время
заняты отслеживанием моделируемого компьютером спуска
стартовых ускорителей и падения внешнего топливного бака МВКА
после их отделения. Наконец, экипаж приводит шаттл в точку,
из которой осуществляется моделируемая компьютером
процедура посадки в выбранном командой группы управления полетом
месте.
После полета проводится его полный разбор и анализ, а так-
19
же оцениваются результаты научных экспериментов. Во
второй половине 5-го дня Св пятницу) проводится церемония
выпуска. Каждый юный астронавт представляется своему
крылу (экскадрилье) астронавтов, получает сертификат,
удостоверяющий, что он (она) выполнил Программу подготовки
будущих астронавтов, и дает средствам массовой информации
интервью, как после реального полета. Интервью показали,
что молодые люди более восприимчивы, чем многие из их
старших коллег.
На протяжении недельного курса молодые люди переходят
от общей ориентировки в космической программе к освоению
моделируемого компьютером пуска на тренажере "Фалькон",
имитирующем полет в шаттле. Для курсантов, выполнившим
уровень 1 программы FATP в 1987 г., было предусмотрено
проведение в июле и августе 1988 г. еще двух сессий курса
повышенного уровня - FATP-2, который рассчитан на 2 дня
экскурсий, лекций и демонстраций в НИЦ Джонсона НАСА
(г. Хьюстон), проводимых црофессиона^ами высокого уровня
из американского сообщества космических полетов.
Для учащихся, перешедших в 7,8 и 9-е классы в сентябре
1988 г., на лето 1989 г, планировалось провести 5 :сессий
уровня 1 - в период с 29 мая по 15 июля и 2 сессии
уровня 2 - с 17 июля по 5 августа. В конце каждой недели
основное внимание в Канзасском центре акцентрируется на
возможностях карьеры в космической области, особенно на
ОКС и лунной базе. Подготовка курсанта по уровню 1
обходится 415 долл., а-по уровню 2 - 495 долл. В 1987 г.
курсантам уровня 2 демонстрировались полномасштабные
тренажеры, используемые для тренировок экипажей шаттла,
космическое скафандры, бассейн глубиной 7,6 м, в котором
астронавты тренируются в пользовании космическими
скафандрами при перемещениях в космосе. В дополнение два
инженера, связанные с Программой привлечения студентов к
шаттлу, давали пояснения по экспериментам студентов высших
школ, осуществленных в космических полетах, и методикам
отбора студенческих проектов для реализации в реальных
полетах. За этим последовал обзор состояния макетов ОКС,
находящихся в разработке в НИЦ Джонсона. В заключение
пилот шаттла Чарли Болден провел брифинг.
Полагают, что в 21 столетии тысячи, а возможно
миллионы людей будут жить и работать в космосе. Практический
круг ведения НАСА будет смещаться скорее к И космическо-
20
го пространства, чем к подготовке людей, и чтобы заполнить
образующийся цри этом разрыв, нужны образовательные
программы, подобные FATP^ По оценке обозревателя журнала "Space
World" Джона Р. Вакка, осуществляемая Канзасским центром
образовательная программа FАТР-2 начинает заполнять этот
разрыв и в конечном счете разовьется в круглогодичную
программу подготовки молодежи с выпуском ежегодно 2500
курсантов Спока к подготовке привлекается 230 чел,). В 1988 г.
предполагалось также продолжить программу международного
обмена с Японией.
"Acta Astronautica", 1988, 17, П 8, 921-930
"Space World", 1988, П Y=4=292, 11-13
СОДЕРЖАНИЕ
Европейские образовательные программы ........ 4
Образовательные ракетно-космические программы США 7
Канзасский космосферный и космический центр С KCSC) 17
Технический редактор М.В. Чумак Корректор О.С.Лазеева
Сдано в набор 29.03.90 Подписано в печать 27.03.90
Формат 60x90 1/16 Бум. офс. Печать офсетная
Усллеч.л. 1,5 Усл.-кр. отт. 1,62 Уч.-изд.л. 1,30
Тир. 430 экз. Зак. 5ЭД
Адрес редакции: 125219, Москва, ул. Усиевича, 20А
Тел. 152-54-94
Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ
140010, Люберцы 10, Московской обл.,
Октябрьский проспект, 403