Как движется космическая ракета в безвоздушном пространстве?



Ю. Клементьев


   В полете ракета отталкивается не от окружающего ее воздуха, от выбрасываемых ею же газов.
   Как это происходит? Представь себе лодку, полную ребят, которые прыгают в воду с кормы. Прыгая, они отталкиваются от лодки, и силой толчков лодка движется в противоположную сторону. Попробуй проверить сам!
   Не обязательно даже прыгать с лодки. Допустим, она нагружена мешочками с песком, а ты стоишь на корме. Ты упираешься ногами в днище лодки и бросаешь в воду мешки. Толкая мешок во время броска, ты сам с той же силой отталкиваешься от него. Лодка движется.
   В ракете осуществлен этот же принцип. Только вместо прыгающих с кормы или мешков песка там сжатые газы, а вместо твоей толкающей силы – огромная сила горения топлива, граничащая со взрывом.
   Часто спрашивают: как же тяжелая и твердая ракета отталкивается от легких неосязаемых газов? Ведь если человек выпрыгивает из лодки или выбрасывает мешок с песком, то здесь масса тела, от которого отталкивается лодка, заметна, ощутима. Да, правильно! Но при этом у выбрасываемой массы не слишком большая скорость. А вот газы из сопла вырываются с колоссальной скоростью – больше трех километров в секунду. При такой скорости и про легкий газ не скажешь, что он неосязаемый!
   Принцип полета ракеты можно описать и по-другому. Воспламеним внутри герметически закрытой коробки некоторое количество пороха. Если коробка достаточно прочна и стенки уцелеют, она не сдвинется с места: сила давления взрыва на любую стенку уравновесится давлением на остальные. Если стенки все непрочные, коробку разорвет, и клочья коробки полетят в разные стороны. Если одна стенка тоньше, чем другие, она будет прорвана, и с этой стороны газы начнут улетать в прорыв. При этом давление на боковые стенки будет по-прежнему уравновешиваться, но давление на стенку, противоположную взорванной, не будет ничем уравновешено и сдвинет коробку.
   Идеальный случай непрочной стенки – это когда ее нет совсем. Тогда мы имеем простейшую ракету. "Нулевая стенка" ракеты – ее сопло. Взрывающееся внутри коробки топливо (в настоящей ракете коробку называют камерой сгорания) вырывается из сопла потоком раскаленных газов. Но с такой же силой эти газы устремляются и к противоположной, ненулевой стенке, давлением на нее толкая ракету вперед.
   Как видишь, воздух здесь ни при чем. Он даже мешает, оказывая сопротивление. Ракете даже легче лететь там, где нет воздуха. Константин Эдуардович Циолковский потому и придумал применять ракеты для космических полетов, что это единственный способ движения в безвоздушной среде.