4 октября 1957 г. мощная ракета, созданная гением советских людей, вывела на космическую орбиту контейнер с научной аппаратурой — первый в истории человечества искусственный спутник Земли. Первый шаг в осуществлении дерзновенной мечты многих поколений — освободиться от земного притяжения, проникнуть в тайны космоса — был сделан. Систематическая работа наших ученых и инженеров, шаг за шагом прокладывающих путь в космическое пространство, позволила создавать все более совершенные ракеты и оснащать их все более совершенной и надежной аппаратурой. Теперь уже доказана возможность многосуточных орбитальных полетов человека в условиях невесомости на огромных высотах над поверхностью Земли, многократно опробованы и отработаны различные системы космических кораблей и сложные наземные службы, следящие все время за полетом корабля, вносящие необходимые коррективы в его полет и обеспечивающие посадку в заранее намеченном районе. Существующие в настоящее время или еще находящиеся в стадии постройки космические летательные аппараты можно подразделить на:
— баллистические летательные аппараты и
— орбитальные летательные аппараты (спутники).
Баллистические летательные аппараты
Баллистические летательные аппараты совершают почти весь полет по законам свободно брошенного тела, за исключением небольшого участка траектории (взлета), проходимого ими с работающим двигателем. Галилей (1564—1642) установил, что траекторией тела, брошенного в безвоздушном пространстве, будет парабола, Ньютон (1642—1727) показал, что траектория тела, брошенного в воздухе, не есть парабола, и на основании ряда опытов пришел к выводу, что сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости движения тела. Однако вследствие незначительной плотности воздуха на высоте выше 20 км можно считать траекторию падающего тела параболой. Основным типом двигателя для баллистического летательного аппарата может быть ракетный двигатель, так как большая часть полета происходит с большими скоростями и на больших высотах, где воздух сильно разрежен и поэтому турбореактивный двигатель (ТРД) неприменим. К баллистическим летательным аппаратам можно отнести построенный американцами самолет Х-15 (фиг. 1). Траектория полета самолета Х-15 состоит из участка моторного полета, полета по траектории, представляющей собой параболу, и участка спуска. Самолет Х-15 предназначен для исследования особенностей полета на высотах до 450 км со скоростью до 5000—7000 км/час. Самостоятельный «взлет» Х-15 происходит на высоте 9—12 км, куда его доставляет самолет-буксировщик. После отцепки и включения ракетный двигателей самолет разгоняется до заданной скорости. Затем начинается полет по параболе с использованием центробежных, а также аэродинамических сил.

На самолете Х-15 применена трапециевидная форма крыла в плане. Оперение — крестообразное. Нижний киль при посадке сбрасывается, а надфюзеляжныи киль состоит из двух частей: верхней подвижной, являющейся рулем направления, и нижней неподвижной. Для управления самолетом на малых высотах на крыле установлены элероны. Для управления на больших высотах, где плотность воздуха мала и обычные рули не эффективны, применяются струйные реактивные рули. Ракетный двигатель (ЖРД) обеспечивает тягу 27 240 кГ при взлетном весе 15 т. Тяговооруженность этого самолета, т. е. отношение тяги к весу самолета, велика (около 2).
Орбитальные летательные аппараты (спутники) используют для своего полета центробежные силы, возникающие при вращении вокруг Земли. Траектория полета подобного аппарата состоит из участков разгона до орбитальной скорости, полета по орбите и участка спуска на Землю (фиг. 2).

Взлет орбитального летательного аппарата осуществляется с помощью многоступенчатой ракеты, которая доставляет его на заданную орбиту. После выхода на орбиту летательный аппарат отделяется от последней ступени ракеты и дальнейший полет совершает самостоятельно. К орбитальным летательным аппаратам относятся:
— корабли-спутники, по внешнему виду представляющие собой большую капсулу;
— крылатые спутники.
Корабль-спутник не имеет несущих плоскостей и его спуск происходит по баллистической кривой под действием силы тяжести. Такие корабли в виде большой капсулы весом свыше 4700 кг применялись при полете наших героев-космонавтов (корабли «Восток-1»—«Восток-6»). Корабль типа «Восток» состоит из герметической кабины пилота, приборного отсека и отсека с тормозной двигательной установкой. В кабине размещены аппаратура систем, обеспечивающих жизнедеятельность космонавта, катапультируемое кресло, управление, оптическое устройство для визуальных наблюдений, телевизионные камеры. В приборном отсеке размещена система терморегулирования, радиоустановка и прочее оборудование. Крылатый спутник снабжен несущими плоскостями (крыльями), которые служат для создания подъемной силы при полете в плотных слоях атмосферы и посадке. Строится крылатый спутник из жаропрочных сплавов, так как при входе в плотные слои атмосферы температура нагрева передней части крыла может превысить 1500° С.
— баллистические летательные аппараты и
— орбитальные летательные аппараты (спутники).
Баллистические летательные аппараты
Баллистические летательные аппараты совершают почти весь полет по законам свободно брошенного тела, за исключением небольшого участка траектории (взлета), проходимого ими с работающим двигателем. Галилей (1564—1642) установил, что траекторией тела, брошенного в безвоздушном пространстве, будет парабола, Ньютон (1642—1727) показал, что траектория тела, брошенного в воздухе, не есть парабола, и на основании ряда опытов пришел к выводу, что сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости движения тела. Однако вследствие незначительной плотности воздуха на высоте выше 20 км можно считать траекторию падающего тела параболой. Основным типом двигателя для баллистического летательного аппарата может быть ракетный двигатель, так как большая часть полета происходит с большими скоростями и на больших высотах, где воздух сильно разрежен и поэтому турбореактивный двигатель (ТРД) неприменим. К баллистическим летательным аппаратам можно отнести построенный американцами самолет Х-15 (фиг. 1). Траектория полета самолета Х-15 состоит из участка моторного полета, полета по траектории, представляющей собой параболу, и участка спуска. Самолет Х-15 предназначен для исследования особенностей полета на высотах до 450 км со скоростью до 5000—7000 км/час. Самостоятельный «взлет» Х-15 происходит на высоте 9—12 км, куда его доставляет самолет-буксировщик. После отцепки и включения ракетный двигателей самолет разгоняется до заданной скорости. Затем начинается полет по параболе с использованием центробежных, а также аэродинамических сил.

Фиг. 1. Самолет Х-15 и возможная траектория его полета. Моторный полет — участок АБ, Полет по орбите — участок БВ. Планирование — участок ВГ
На самолете Х-15 применена трапециевидная форма крыла в плане. Оперение — крестообразное. Нижний киль при посадке сбрасывается, а надфюзеляжныи киль состоит из двух частей: верхней подвижной, являющейся рулем направления, и нижней неподвижной. Для управления самолетом на малых высотах на крыле установлены элероны. Для управления на больших высотах, где плотность воздуха мала и обычные рули не эффективны, применяются струйные реактивные рули. Ракетный двигатель (ЖРД) обеспечивает тягу 27 240 кГ при взлетном весе 15 т. Тяговооруженность этого самолета, т. е. отношение тяги к весу самолета, велика (около 2).
Орбитальные летательные аппараты
Орбитальные летательные аппараты (спутники) используют для своего полета центробежные силы, возникающие при вращении вокруг Земли. Траектория полета подобного аппарата состоит из участков разгона до орбитальной скорости, полета по орбите и участка спуска на Землю (фиг. 2).

Фиг. 2. Траектория полета корабля спутника. 1—траектория взлета, 2—полет по орбите, 3—включение тормозных двигателей, 4—траектория спуска, 5—место посадки
Взлет орбитального летательного аппарата осуществляется с помощью многоступенчатой ракеты, которая доставляет его на заданную орбиту. После выхода на орбиту летательный аппарат отделяется от последней ступени ракеты и дальнейший полет совершает самостоятельно. К орбитальным летательным аппаратам относятся:
— корабли-спутники, по внешнему виду представляющие собой большую капсулу;
— крылатые спутники.
Корабль-спутник не имеет несущих плоскостей и его спуск происходит по баллистической кривой под действием силы тяжести. Такие корабли в виде большой капсулы весом свыше 4700 кг применялись при полете наших героев-космонавтов (корабли «Восток-1»—«Восток-6»). Корабль типа «Восток» состоит из герметической кабины пилота, приборного отсека и отсека с тормозной двигательной установкой. В кабине размещены аппаратура систем, обеспечивающих жизнедеятельность космонавта, катапультируемое кресло, управление, оптическое устройство для визуальных наблюдений, телевизионные камеры. В приборном отсеке размещена система терморегулирования, радиоустановка и прочее оборудование. Крылатый спутник снабжен несущими плоскостями (крыльями), которые служат для создания подъемной силы при полете в плотных слоях атмосферы и посадке. Строится крылатый спутник из жаропрочных сплавов, так как при входе в плотные слои атмосферы температура нагрева передней части крыла может превысить 1500° С.