Reaktyvinis judėjimas
Anotacija. Straipsnyje analizuojant pasaulio mokslo žymiausius pasiekimus
ir pasitelkus kosminės technikos vystymosi pavyzdį pateikiama mechanikos ir
energetikos sąsajos svarba tolesnei mokslo pažangai. Siūloma įteisinti
mokslo šaką pavadinimu ,,Energomechanika”.
Įvadas
Daugiapakopės raketos, lietuvio Kazimiero Semenavičiaus idėjos dėka
atsirado XVII a. viduryje. Tačiau, dėl silpno technikos lygio ir didelio
kaloringumo kuro stokos, šią idėją galutinai įgyvendinti pavyko XIX a.
pabaigoje ir XX amžiuje. Daugiapakopės raketos vystymosi istorija parodo
ilgą dviejų mokslo rūšių lygiagretaus vystymosi kelią. Be istorinės
analizės, darbe taip pat pateikiama mechanikos ir energetikos lygiagretaus
vystymosi svarba pasaulinio mokslo pažangai ir mokslų sandūros panaudojimo
perspektyva.
1. Kazimiero Semenavičiaus mokslo pasiekimai
Kietojo kuro raketinių variklių pasirodymo pradžia galima laikyti senovės
Kiniją, kuomet X-XI a. buvo išrastas juodasis-dūminis parakas. Europoje šis
kuras pasirodė XIII a. Tuomet parakas buvo naudojamas
pasilinksminimams – fejerverkams, o vėliau ir kaip ginklas. Europoje
pirmosios raketos atsirado XV a.
Lietuvis Semenavičius (Semenovičius), o greičiausiai “Semėnas” Kazimieras,
inžinierius artilerininkas, Vilniaus universiteto auklėtinis-magistras,
Lietuvos dvarininkas (1600-1651, gimimo metai nėra tikslūs) tarnaudamas
Žečpospolitos kariuomenėje gerai susipažino su artilerija ir karaliaus
Vladislovo Vazos buvo pasiųstas gilinti žinias į Olandiją. Grįžęs, 1647 m.
buvo paskirtas Žečpospolitos artilerijos vyriausiojo vado pavaduotoju, o
1649 m. vėl išvyko į Olandiją, kur 1650 m. Amsterdame baigė rašyti veikalo
“Didysis artilerijos menas” pirmąją dalį (antroji dalis buvo paruošta, bet
neišleista) [1]. Veikalą sudarė 5 skyriai pavadinti knygomis. Jame buvo
pateikiama daugiau kaip 200 autoriaus pieštų paveikslų bei schemų,
konstrukcijos, medžiagų gamybos technologija. Trečioji veikalo dalis –
knyga “Apie raketas” – skirta raketų konstrukcijoms, jų kurui, gamybai ir
paleidimo įrenginiams. Joje pirmą kartą pasaulyje iškeliama daugiapakopės
raketos ir raketinės artilerijos idėja, pateikiami 3-jų pakopų raketos
brėžiniai, apžvelgiama raketos gamybos technologija. Aprašoma septynių,
paraku užtaisomų raketų baterija.
Nors Toderičij (Technik Geschichte, Bd. 34 (1967) Nr 2.)) įrodinėja, kad
Rumunijos mieste Sibiu yra K. Chaso rankraštis (K. Chas (1524-1569) gyveno
Rumunijos mieste Sibiu), kuriame prieš 120 metų iki K. Semenavičiaus kelta
daugiapakopės raketos idėja. Tačiau pats K. Semenavičius apžvelgęs visus
jam prieinamus šaltinius nieko nepažymi.
Kaip K. Semenavičius įsijungė į artileriją ir raketų gamybą, liudija šie
istoriniai faktai. Vaikystėje jis turėjo potraukį tarnauti karinėje
tarnyboje, o ypač artilerijai. Tačiau tuo metu artileristai nebuvo laikomi
riteriais, net ne kariškiais, o savitais amatininkais. Lietuvos kariuomenė
XVII a. buvo formuojama dviem būdais: samdos ir mobilizacijos. Samdyta
kariuomenė buvo pastovi ir jai vadovavo lauko hetmanas. Mobilizuota
kariuomenė buvo skirta karui ir jai vadovavo Didysis hetmanas. Antroji
kariuomenė susidėjo iš dvariškių, kurie atsivesdavo savo dvaro tarnus.
Samdomos kariuomenės artilerijoje tarnavo užsieniečiai, bežemiai ir
neturtingi dvarininkai. Bet lenkų-lietuvių karalius Vladislavas Vaza
norėdamas pritraukti dvariškius suorganizavo specialų korpusą, kuriam teikė
privilegijas. Jaunus dvariškius mokė matematikos ir inžinerijos. Tokį kelią
nuėjo ir K. Semenavičius. Jis išsiskyrė savo gabumais. Be graikų ir lotynų
k., jis gerai žinojo aritmetiką, geometriją, statiką, hidrauliką,
pneumatiką, civilinę ir karinę architektūrą, fortifikaciją, grafiką, fiziką
ir chemiją.
Kazimiero Semenavičiaus veikla artilerijoje vado pavaduotojo pareigose
nebuvo sėkminga. 1648 m. gegužės 28 d., be artilerijos vado Kristofo
Arciševskio žinios, jis pulko vadui Samuliui Osinskiui neatlygintinai
išdavė 100 olandų muškietų ir 60 jų kopijų iš karaliaus gvardijos. Ko
pasėkoje artilerijos vadas pareikalavo padengti nuostolius.
Tų pačių metų birželį Kazimieras Semenavičius su 17 artileristų išvyko į
Lvovą – į kovas prieš kazokus. Vėliau, rugpjūčio mėnesį ten atvyko
generolas Arciševskis ir artileristų atlyginimams skyrė didelę sumą pinigų.
Po to buvo iškelta baudžiamoji byla dėl dalies pinigų pasisavinimo. Bet
tikroji situacija neaiški. Tačiau karalius Vladislavas mirė, o naujasis
karalius Jonas – Kazimieras jį nušalino iš pareigų ir išsiuntė į Olandiją.
Vilniaus universiteto bibliotekos aktų knygoje įregistruoti visi Vilniaus
jėzuitų akademiją baigę auklėtiniai. 1651 m. magistrų sąraše minimas K.
Semenavičius, istorijos egzaminą dėl ligos laikęs eksternu pas istoriką
Albertą Kojalavičių. 1651 m. pabaigoje jis mirė. Palaidojimo vieta
nežinoma.
Vos pasirodęs, K. Semenavičiaus veikalas jau 1651 m. buvo išverstas į
prancūzų k., o 1676 m. ir į vokiečių k. Į vokiečių k. ją išvertė vokiečių
kapitonas Daniel Elrich. 1929 m. Londone ši knyga buvo išversta į anglų
k. –vertėjas George Shelvocke.
Numatytoje rašyti antrojoje veikalo
dalyje K. Semenavičius skyrė dėmesį
lydymo ir stiprumo problemoms, taip pat bendriesiems pirotechnikos
klausimams spręsti.
Raketinė baterija Kazimiero Semenavičiaus darbe buvo komplektuojama iš 7
parako raketų. Visos trys pakopos galėjo veikti savarankiškai. Raketos
skrydžio stabilumą turėjo užtikrinti geležinis rutulys, pritvirtintas
metaline spirale užpakalinėje raketos dalyje.
[pic]
1 pav.
Paprasčiausios raketos parodytos 1 pav. Užpakalinėje tokios raketos dalyje
yra kuras, o priekinėje – fejerverko mišinys. Ant raketos korpuso keletas
mažų raketų, išdėstytų spirale, verčiančių raketai suktis. Iš pradžių
raketos stabilizatoriumi buvo medinis mietas, vėliau pagamintas
stabilizatorius, susidedantis iš keturių medinių tašelių.
Pirmoji veikalo dalis stebina moksliniu, o ne amatininkišku požiūriu į
raketų gamybą. Joje analizuojamas raketos judėjimas ore, stabilumas,
valdymas, ir, svarbiausia, daugiapakopių raketų gamyba. Taigi, daugiau nei
prieš 300 metų Kazimieras Semenavičius kūrė raketas, savo veikimo principu
tokias kaip ir dabar.
K. Semenavičius kūrė įvairių dydžių raketas ir tam buvo naudojami įvairios
sudėties kuro mišiniai. Kuras buvo labai svarbus elementas raketos darbui.
Kuras nulėmė raketų raidą. Nors istorikai ir stebisi, kad 150 metų nebuvo
jokios pažangos, bet tai buvo neišvengiama tiesa. K. Semenavičius buvo
pamirštas. Anglų generolas Congreth XIX a. pradžioje patobulinęs K.
Semenavičiaus daugiapakopės raketos idėją buvo pripažintas daugiapakopių
raketų idėjos autoriumi, nors K. Semenavičiaus knyga į anglų kalbą buvo
išversta dar 1729 metais.
2. Daugiapakopių raketų kuras ir medžiagos
Esminiai pokyčiai įvyksta XIX a. pabaigoje, kai atsiranda kaloringesnis
kuras (palyginus su dūminiu paraku) –bedūminis piroksilininis parakas