Интересно, что этот очевидно нецелесообразный метод охлаждения был практически применен в Германии специалистами Ракетенфлюгплатца на небольшой экспериментальной ракете "Мирак II", двигатель которой размещался в баке с жидким кислородом (рис. 12).
Рис. 12. Схема емкостного охлаждения двигателя ракеты "Мирак"
1 - бак с О2;
2 - камера;
3 - отверстие для подачи О2;
4 - отверстие для подачи бензина;
5 - бак с углекислотой;
6 - приемник углекислоты.
Попытка запуска ракеты, предпринятая весной 1931 года, привела к ее взрыву [66, с. 20].
В 1934 году специалисты американского ракетного общества Б. Смитт и Г. Пендрей двигатель ракеты N3 (рис. 13) разместили в бензиновом баке, который, в свою очередь, был окружен баком жидкого кислорода. По свидетельству Г. Пендрея, в ходе работ с ракетой выяснилось, что ее "...нельзя было ни заправить, ни запустить, так как жидкий кислород, соприкасаясь с большой массой нагретого металла наружного бака, просто испарялся и выходил через заправочное отверстие столь же быстро или даже еще быстрее, чем поступал в бак" Г66, с. 201.
Рис. 13. Схема охлаждения двигателя ракеты АРО №3
1 - камера сгорания;
2 - сопло;
3 - форсунки горючего;
4 - форсунки окислителя;
5 - бак горючего;
6 - бак азота;
7 - бак окислителя.
К.Э. Циолковский считал возможным использовать и другие компоненты топлива: вместо водорода, например, жидкие углеводороды и ими окружать камеры двигателей. Но и эта идея ошибочна, поскольку режим пленочного кипения и здесь стоит непреодолимой преградой к получению более или менее заметного времени непрерывной работы двигателя.
И этот способ был применен в США на все той же ракете N3, где часть сопла была окружена баком с азотом [66, с. 19]. А на ракете N 4 камера размещалась попросту в баке с водой (рис. 14).
Рис. 14 Схема охлаждения двигателя ракеты АРО №4
I - бак с водой;
2 - камера сгорания;
3 - четыре сопла (два сопла не показаны);
4 - магистраль подачи окислителя;
5 - магистраль подачи горючего;
6 - форсуночная головка.
Как показано в нашей работе [67], почти все пионеры космонавтики были не специалистами в теплопередаче, термодинамике, вообще в тепловых машинах, к классу которых, несомненно, относится и ракета. Поэтому ошибки в области тепловых процессов были для них обычным делом.
Были у К.Э. Циолковского и другие идеи по тепловой защите. Он, например, предлагал внутреннюю часть камеры выкладывать каким-нибудь "тигельным материалом" (смесь веществ) или огнеупорными материалами: углеродом, вольфрамом и пр.
Этот способ нашел широкое примнение в 30-е годы в СССР, но из-за отстствия материалов, пригодных для условий ЖРД, этот путь казался тупиковым. Только в 60-е годы в результате крупных успехов в физике твердого тела появились новые материалы, которые стали широко применяться на некоторых двигателях, имевших дополнительные способы охлаждения камер.
К сожалению, в изданиях [108, 110] по каким-то причинам пропущен абзац с самой целесообразной идеей по охлаждению ЖРД. К.Э. Циолковский писал: "Водород и кислород в жидком виде, прежде чем попасть в пушку, пройдут по особому кожуху вдоль ее поверхности, охладят ее, сами нагреются и тогда уже попадают в пушку и взрываются" [11О, с. 34; 1О8,с.1О].
Таким образом, налицо идея внешнего регенеративного проточного охлаждения ЖРД, явившегося основным методом предохранения материальной части двигателей всех известных ныне космических ракет. Редакторы указанных изданий опустили фразу с этой идеей, по-видимому, посчитав ее ошибочной, поскольку было непонятно как это водород и кислород будут проходить по кожуху: в перемешанном виде? Тогда это ошибочно. Желательно было бы, чтобы К.Э. Циолковский вместо соединительного союза "и" поставил бы разделительный союз "или", т.е. написал бы: "водород или кислород".
К сожалению, не являясь теплотехником, он сам не оценил по достоинству этот метод охлаждения и отказался от него, во всех своих последующих работах отдав предпочтение "охлаждению низкой температурой жидкого кислорода". Следует иметь ввиду, что этот метод требовал еще серьезного научного обоснования, поскольку возможность использования в качестве хладоагентов криогенных жидкостей была в то время далеко не очевидна, точнее: это считалось невозможным.
Остается также сожалеть, что этот метод не был своевременно оценен в СССР и в отношении других компонентов топлив (высококипящих), что привело к большим трудностям в решении проблемы охлаждения ЖРД. Отметим, что одного этого метода еще недостаточно для надежного охлаждения двигателей: его необходимо дополнить еще и внутренним охлаждением, т.е. такой организацией внутрикамерных процессов, при которой у огневой стенки камеры создается избыток одного из компонентов топлива и, как следствие этого, пониженная температура горения. Идею этого метода впервые высказал немецкий профессор Г. Оберт [198], но, как уже отмечалось, ее в Германии не оценили, и она вновь возродилась благодаря инженеру Польману, который предложил на ракете Фау-2 орошать спиртом (горючим) внутреннюю огневую стенку камеры.
