Управлении образования Администрация города Нижний Тагил
Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования
Городская Станция юных техников
Проект
«Русская космонавтика.
История в лицах»
Автор: Воронин Всеволод Сергеевич,
учащийся объединения НТМ, 10лет
Руководитель: Шепель
Людмила Владимировна, педагог ДО
Нижний Тагил
2016
Оглавление
Аннотация……………………………………………………………………2
Введение…………………………………………………………………….....3
Основные вехи развития русской космонавтики………………………..4
Основоположник отечественной космонавтики К.Э. Циолковский…..6
-
Два гения
Начало пути…………………………………………………………8
Совместные разработки…………………………………………..12
Арест. Работа в Казани……………………………………………12
Прорыв в космос…………………………………………………..15
Казанский авиационный институт. В.Е. Алемасов……………………..19
-
Практическая часть
Устройство жидкостного ракетного двигателя……………….... 24
Опыт по запуску макета ракеты…………………………………..27
Модель……………………………………………………………...28
Заключение……………………………………………………………………29
Список литературы…………………………………………………………30
Аннотация
В 2016 году отмечается 55 лет с даты первого полета человека в космос. В представленной работе сделана попытка воссоздания исторической картины становления и развития космонавтики в нашей стране, собрана информация о научной деятельности основоположников космонавтики и их учеников.
В практической части проанализировано строение жидкостного ракетного двигателя. В качестве наглядного примера приведено схематическое изображение ракетного двигателя.
Для закрепления полученных новых знаний и проверки на практике принципа действия ракетных двигателей проведен запуск макета космической ракеты. Для данного опыта взят макет ракеты из серии экспериментальных наборов для юных ученых. В качестве топлива были использованы пищевая сода и уксус.
В качестве практического образца я собрал модель ракеты «Восток-1», на которой поднялся в космос первый в мире космонавт – Юрий Гагарин.
В процессе работы использовалась информация из научно-познавательной литературы и интернет – источников, а также домашний архив.
Работа занимает 30 страниц, содержит 9 фотографий и 1 схему.
Введение
Космос всегда был и остается тайной, вечной мечтой человека о неизведанных далях, таинственных путешествиях, новых открытиях и встречах с инопланетными существами. Еще в древности человекхотел быть подобным птице, подняться в воздух. Подтверждение тому мы находим в древнегреческом мифе об Икаре. Это стремление побуждало человека конструировать всевозможные крылья и летательные аппараты. Бурное развитие авиации заставило человечество взглянуть еще дальше – в глубины космоса. Что такое космос? Есть ли в нем разум? Как произошла вселенная? Эти и другие вопросы до сих пор волнуют не только ученых, но и многих интересующихся людей во всех странах мира.
В моей семье бережно хранится память о замечательном ученом, академике, двоюродном брате моей бабушки, Вячеславе Евгеньевиче Алемасове. У нас есть книги, написанные этим ученым, и книга о его жизни и научных достижениях. Чем занимался мой далекий родственник? Как связан он с именами великих ученых и с космонавтикой? Какие работы стали главными в его жизни? В этом вопросе необходимо разобраться.
Актуальность проекта связана с предстоящим празднованием замечательной, важнейшей для всего мира даты – 55летием первого полета человека в космос.
Цель проекта – воссоздать историческую картину становления и развития космонавтики в нашей стране.
В связи с поставленной целью сформулированы задачи:
Узнать основные вехи развития русской космонавтики.
Собрать информацию о жизни и научной деятельности основоположников отечественной космонавтики – К.Э. Циолковском, В.П. Глушко и С.П. Королеве.
Познакомиться с жизнью и научной деятельностью В.Е. Алемасова.
Разобраться в устройстве жидкостного ракетного двигателя.
Осуществить запуск макета ракеты из серии экспериментальных наборов для юных ученых.
В качестве практического образца собрать модель ракеты «Восток-1», на которой поднялся в космос первый в мире космонавт.
Выполнить электронную презентацию проекта.
Методы исследования – поиск информации в научно-познавательной литературе и интернет – источниках, работа с домашним архивом, анализ полученных материалов.
Основные вехи развития русской космонавтики
• 4 октября 1957 - запущен первый искусственный спутник Земли Спутник-1 (СССР).Дата запуска считается началом космической эры человечества.
• 3 ноября 1957 — запущен второй искусственный спутник Земли Спутник-2, впервые выведший в космос живое существо — собаку Лайку. (СССР).К сожалению, из-за большой площади контейнер быстро перегрелся, и собака погибла уже на первых витках.
• 4 января 1959 — станция «Луна-1» прошла на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту (СССР).
• 14 сентября 1959 — станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Ясности вблизи кратеров Аристид, Архимед и Автолик, доставив вымпел с гербом СССР.
• 4 октября 1959 — запущена автоматическая межпланетная станция «Луна-3», которая впервые в мире сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны.
• 19 августа 1960 — совершён первый в истории орбитальный полёт в космос живых существ с успешным возвращением на Землю. На корабле «Спутник-5» орбитальный полёт совершили собаки Белка и Стрелка (СССР).Спутник вывел на орбиту живой груз — собак Белку и Стрелку, 40 мышей, 2 крысы и ряд растений. Аппарат с выжившими животными успешно вернулся на землю на следующий день. Спутник был оборудован телекамерой, снимавшей поведение собак в полёте.
• 12 апреля 1961 — совершён первый полёт человека в космос (Ю. Гагарин) на корабле Восток-1 (СССР).Полёт подтвердил возможность нормального пребывания человека в космическом пространстве.
• 12 августа 1962 — совершён первый в мире групповой космический полёт на кораблях Восток-3 и Восток-4. Максимальное сближение кораблей составило порядка 6.5 км (СССР).Установлен новый рекорд продолжительности полёта — 94 часа 22 минуты.
• 16 июня 1963 — совершён первый в мире полёт в космос женщины-космонавта (Валентина Терешкова) на космическом корабле Восток-6 (СССР).• 12 октября 1964 — совершил полёт первый в мире многоместный космический корабль Восход-1 (СССР).Восход-1 был первым космическим аппаратом, который поднимал более чем одного человека в космос и первой программой полета без скафандров.
• 18 марта 1965 — совершён первый в истории выход человека в открытый космос. Космонавт Алексей Леонов совершил выход в открытый космос из корабля Восход-2 (СССР).
• 3 февраля 1966 — АМС Луна-9 совершила первую в мире мягкую посадку на поверхность Луны, были переданы панорамные снимки Луны (СССР).
• 1 марта 1966 — станция «Венера-3» впервые достигла поверхности Венеры, доставив вымпел СССР. Это был первый в мире перелёт космического аппарата с Земли на другую планету. (СССР).
• 3 апреля 1966 — станция «Луна-10» стала первым искусственным спутником Луны. (СССР).
• 30 октября 1967 — произведена первая стыковка двух беспилотных космических аппаратов «Космос-186» и «Космос-188». (CCCР).
• 16 января 1969 — произведена первая стыковка двух пилотируемых космических кораблей Союз-4 и Союз-5 (СССР).
• 17 ноября 1970 — мягкая посадка и начало работы первого в мире полуавтоматического дистанционно управляемого самоходного аппарата, управляемого с Земли: Луноход-1 (СССР).
• 15 декабря 1970 — первая в мире мягкая посадка на поверхность Венеры: «Венера-7». (СССР).
• 19 апреля 1971 — запущена первая орбитальная станция Салют-1 (СССР).
• 27 ноября 1971 — станция «Марс-2» впервые достигла поверхности Марса.
• 2 декабря 1971 — первая мягкая посадка АМС на Марс: «Марс-3» (СССР).
• 20 октября 1975 — станция «Венера-9» стала первым искусственным спутником Венеры. Мягкая посадка двух космических аппаратов «Венера-9» и «Венера-10» и первые в мире фотоснимки поверхности Венеры (СССР).
• 20 февраля 1986 — вывод на орбиту базового модуля орбитальной станции Мир.
Основоположник отечественной космонавтикиК.Э Циолковский
Константин Эдуардович Циолковский (5 (17) сентября 1857, Ижевское, Рязанская губерния, Российская империя — 19 сентября 1935, Калуга, СССР) — русский и советский учёный-самоучка и изобретатель, школьный учитель. Основоположник теоретической космонавтики. Основные научные труды относятся к аэронавтике, ракетодинамике и космонавтике.Основные работы Циолковского были связаны с четырьмя большими проблемами: научным обоснованием цельнометаллического аэростата (дирижабля), обтекаемого аэроплана, поезда на воздушной подушке и ракеты для межпланетных путешествий.Теорией движения реактивных аппаратов Циолковский систематически занимался с 1896 года (мысли об использовании ракетного принципа в космосе высказывались Циолковским ещё в 1883 году, но строгая теория реактивного движения изложена им позднее). В 1903 году К. Э. Циолковский опубликовал статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами», где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проект ракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённую жидкостным реактивным двигателем; в качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкие водород и кислород. Для управления полётом ракеты предусматривались газовые рули.
В 1911 году опубликована вторая часть труда «Исследование мировых пространств реактивными приборами», где Циолковский вычисляет работу по преодолению силы земного тяготения, определяет скорость, необходимую для выхода аппарата в Солнечную систему и время полета.
Циолковский выдвинул идею использования для космических полётов составных (многоступенчатых) ракет (или, как он их называл, «ракетных поездов») и предложил два типа таких ракет (с последовательным и параллельным соединением ступеней). Своими расчётами он обосновал наиболее выгодное распределение масс ракет, входящих в «поезд».
В 1926—1929 годы Циолковский решает практический вопрос: сколько нужно взять топлива в ракету, чтобы получить скорость отрыва и покинуть Землю. Выяснилось, что конечная скорость ракеты зависит от скорости вытекающих из неё газов и от того, во сколько раз вес топлива превышает вес пустой ракеты.
Циолковский выдвинул ряд идей, которые нашли применение в ракетостроении. Им предложены: газовые рули (из графита) для управления полётом ракеты; использование компонентов топлива для охлаждения внешней оболочки космического аппарата (во время входа в атмосферу Земли), стенок камеры сгорания и сопла; насосная система подачи компонентов топлива. В области ракетных топлив Циолковский исследовал большое число различных окислителей и горючих; рекомендовал топливные пары: жидкие кислород с водородом, кислород с углеводородами.
В теоретической космонавтике Циолковский исследовал прямолинейные движения ракет в ньютоновском гравитационном поле. Он приложил законы небесной механики к определению возможностей реализации полётов в Солнечной системе и исследовал физику полёта в условиях невесомости. Определил оптимальные траектории полёта при спуске на Землю в работе «Космический корабль» (1924 г.). Циолковский проанализировал происходящий без затрат топлива планирующий спуск ракеты в атмосфере при возвращении её из заатмосферного полёта по спиральной траектории, огибающей Землю.
3. Два гения
3.1. Начало пути
Валентин Петрович Глушко (20 августа (2 сентября) 1908, Одесса — 10 января 1989, Москва) — инженер, крупный советский учёный в области ракетно-космической техники; один из пионеров ракетно-космической техники; основоположник отечественного жидкостного ракетного двигателестроения.С 1923 по 1930 годы состоял в переписке с К. Э. Циолковским.
В 1924 году получает диплом об окончании Профтехшколы. В это же время он закончил работу над первой редакцией своей книги «Проблема эксплуатации планет», в газетах и журналах публикуются его научно-популярные статьи о космических полётах «Завоевание Землёй Луны» в 1924 году, «Станция вне Земли» в 1926 году и др.
По путёвке Наркомпроса УССР направляется на учёбу в Ленинградский государственный университет. В качестве дипломной работы, состоящей из трёх частей, Глушко предложил проект межпланетного корабля «Гелиоракетоплана» с электрическими ракетными двигателями. 18 апреля 1929 года третья часть, посвящённая электрическому ракетному двигателю, была сдана в отдел при Комитете по делам изобретений.
Дипломник Ленинградского университета В.П. Глушко был приглашен в 1929 г. в Газодинамическую лабораторию (ГДЛ) — первую научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую лабораторию СССР для реализации идей, изложенных им в специальной части своего дипломного проекта под названием «Металл как взрывчатое вещество». В результате работ группы под руководством В.П. Глушко был создан первый в мире электротермический ракетный двигатель, получен патент на конструкцию такого ракетного двигателя. Но с начала 1930 г. основное его внимание было посвящено разработке жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).
В 1930–1931 гг. в ГДЛ под руководством В.П. Глушко были разработаны и изготовлены первые в СССР жидкостные ракетные двигатели: ОРМ (опытный ракетный мотор), ОРМ-1 и ОРМ-2. В 1931 г. проведено 47 стендовых испытаний экспериментальных ЖРД ОРМ и ОРМ-1.
В 1932 г. были разработаны и испытаны конструкции экспериментальных ЖРД (от ОРМ-4 до ОРМ-22) для изыскания типа зажигания, метода запуска и систем смешения при испытании на различных компонентах топлива.В 1933 г. был разработан и испытан на стенде ряд двигателей от ОРМ-23 до ОРМ-52 с пиротехническим и химическим зажиганием, также была разработана конструкция турбонасосного агрегата с центробежными насосами.
В период с 1934 по 1938 г. подразделение под руководством В.П. Глушко разработало и испытало двигатели от ОРМ-53 до ОРМ-102. За время работы в ГДЛ были разработаны конструкции и испытаны двигатели серии ОРМ: ОРМ-1—ОРМ-52 на азотнокислотно-керосиновом топливе. Кроме того, разработаны конструкции ракет серии РЛА-1, РЛА-2, РЛА-3 и РЛА-100.
В январе 1934 года Глушко был переведён в Москву.
Сергей Павлович Королёв (30 декабря 1906 [12 января 1907], Житомир — 14 января 1966 года, Москва) — советский учёный, конструктор, главный организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР и основоположник практической космонавтики. Одна из крупнейших фигур XX века в области космического ракетостроения и кораблестроения.
Сергей Королёв является известным создателем советской ракетно-космической техники, сделавшей СССР передовой ракетно-космической державой, и ключевой фигурой в освоении человеком космоса, создателем практической космонавтики. По его инициативе и под его руководством был осуществлён запуск первого искусственного спутника Земли и первого космонавта планеты Юрия Гагарина.
Поступив в 1924 году в Киевский политехнический институт по профилю авиационной техники, Королёв за два года освоил в нём общие инженерные дисциплины и стал спортсменом-планеристом. Осенью 1926 года он переводится в Московское высшее техническое училище (МВТУ) имени Н. Э. Баумана.
За время учёбы в МВТУ С. П. Королёв уже получил известность как молодой способный авиаконструктор и опытный планерист. Спроектированные им и построенные летательные аппараты — планёры «Коктебель», «Красная Звезда» и лёгкий самолёт СК-4, предназначенный для достижения рекордной дальности полёта, — показали незаурядные способности Королёва как авиационного конструктора. Однако особенно Королёва увлекали мысли о полётах в стратосферу и принципы реактивного движения.
В сентябре 1931 года С. П. Королёв и талантливый энтузиаст в области ракетных двигателей Ф. А. Цандер добились создания в Москве с помощью Осоавиахима общественной организации — Группы изучения реактивного движения (ГИРД); в апреле 1932 года она стала по существу государственной научно-конструкторской лабораторией по разработке ракетных летательных аппаратов, в которой были созданы и запущены первые советские жидкостно-баллистические ракеты (БР) ГИРД-09 и ГИРД-10.17 августа 1933 года был осуществлён первый удачный пуск ракеты ГИРД.
В 1933 году на базе московской ГИРД и ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ) был создан Реактивный научно-исследовательский институт под руководством И. Т. Клеймёнова. Королёв был назначен его заместителем. В 1935 году он стал начальником отдела ракетных летательных аппаратов; в 1936 году ему удалось довести до испытаний крылатые ракеты: зенитную — 217 с пороховым ракетным двигателем и дальнобойную — 212 с жидкостным ракетным двигателем. В его отделе к 1938 году были разработаны проекты жидкостных крылатой и баллистической ракет дальнего действия, авиационных ракет для стрельбы по воздушным и наземным целям и зенитных твердотопливных ракет.
|
