Секретное оружие. Баллистические ракеты V-2 с крыльями. Часть 2

Содержание:

Прототипы

11 августа 1944 года Дорнбергер и фон Браун продемонстрировали берлинским властям фактические данные, основанные на экспериментальных данных и многолетних исследованиях. Поскольку модель A4b могла значительно увеличить дальность полета серийно выпускавшихся баллистических ракет V2 за счет установки крыла и модификации аэродинамических дефлекторов путем увеличения их площади поверхности, то был выдан заказ на производство пяти экземпляров.

Это решение было принято 19 октября 1944 года, а с 8 сентября в течение ограниченного времени наносились удары по Лондону, Антверпену и другим целям, включая Париж, обычными ракетами V2.

Поскольку опытно-производственная линия в Пенемюнде была уже не так эффективна, как до бомбардировки 17 августа 1943 года (которая привела к гибели доктора Вальтера Тиля, главного конструктора двигателей баллистической ракеты V2 и зенитной ракеты Wasserfall C-2), то пять планеров были поставлены заводом, расположенным в подземных тоннелях у города Нордхаузен. Конвейер в подземных тоннелях, сборка на котором выполнялась преимущественно военнопленными, был запущен после того как производство в экспериментальном центре было закрыто после выпуска 315 экземпляров.

Однако, если принять во внимание, что последний испытательный запуск ракеты V2 в Пенемюнде датируется 14 февраля 1945 года, а последний удар ракетой V2 по Лондону 27 марта 1945 года, то становится очевидным, что времени осталось очень мало. По общему мнению, эти прототипы будут первым и последним в программе A9 Gleiter. На головных частях прототипов были нанесены аббревиатуры, облегчавшие распознавание – от G1 до G5, но на самом деле на стартовые площадки прибыли три прототипа (G1-G3) и только два из них были запущены только G1 и G3, тогда как прототип G2 пришлось отбраковать из-за значительных потерь спирта в топливном баке. Здесь необходимо сделать отступление относительно дат пусков, поскольку в некоторых источниках говорится о 27 декабря 1944 года для первого прототипа и 24 января 1945 года для второго. Однако генерал Вальтер Дорнбергер, военно-технический директор Пенемюнде и, следовательно, весьма информированный человек, в своей книге «V2» (1953 г.) сообщает даты 8 и 24 января 1945 года впервые рассказал о судьбе отбракованного прототипа G2. Поскольку эти две даты подтверждены Вернером фон Брауном в книге «Ракетная техника и космические путешествия» (Rocketry & Space Travel; 1966), то есть все основания полагать, что они являются правильными и окончательными. И, наконец, если принять во внимание, что нормой стал запуск V2 в течение десяти дней с момента производства ракеты, поскольку электрические цепи быстро изнашивались из-за плохой изоляции, то разница во времени между запусками находится в ожидаемых пределах.

Запуски

Как показывают фотографии из фильма, о котором говорилось в другой части статьи, первый прототип G1 (8 января 1945 г.) имел аэродинамические дефлекторы немного большего размера, чем стандартные, а третий прототип G3 (24 января 1945 г.) имел практически такие же дефлекторы как у дефлекторы, которые были стандартными для зенитных ракет C-2 Wasserfall, испытания которых были начаты примерно в то время (в период 1944-45 гг. были запущены 44 ракеты).

взлет стандартной ракеты A4 (V2), которая была оснащена дефлекторами, предназначенными для первого прототипа A4b

После предварительного этапа, который предусматривал уменьшение тяги на стартовом столе до 8000 кг. Первый прототип поднимался очень медленно и после наборы высоты 30-50 метров начал крениться из-за двух совокупных явлений. Вероятный дефект системы гироскопической стабилизации был связан с явным падением тяги. Было известно, что при полной тяге 25400 кг (25700 кг без учета потерь на расхождение сопла) длина пламени была равна 1,3 длины ракеты (14 м), в то время как из фильма видно, что тяга не могла превышать 16000 кг, и поэтому затем последовало медленное движение по параболической кривой с последующим боковым опрокидыванием. В любом случае публикуемые нами изображения — единственные, касающиеся первой попытки создания крылатой ракеты на жидком топливе и в определенном смысле предвосхищающие систему Space Shuttle. Что касается второго прототипа, который, безусловно, как и все экспериментальные V2 для изучения поведения в полете был окрашен специальным образом (части ракеты были контрастно выкрашены в черный и белый цвета для четкого определения возможных вращений), то его старт состоялся 24 января 1945 года. Взлет был плавным, без признаков вращения относительно главной оси и с идеальной аэродинамической устойчивостью, в том числе благодаря отличиям в хвостовых плоскостях.

первый прототип на стартовой площадке в Пенемюнде во время испытаний газогенератора. На заднем плане можно увидеть испытательный стенд №1, уже использовавшийся для доводки жидкостных ракетных двигателей для A4 (V2)

тот же прототип, если смотреть под другим углом. Данный ракурс подчеркивает схему окраски, позволяющей контролировать возможное вращение в полете, которое является признаком неустойчивости ракеты. Судя по всему, фон фотографии был намеренно стерт чтобы лучше подчеркнуть ракету и простую стартовую инфраструктуру. Обратите внимание на связанные «пуповины»

первый прототип A4b на стартовой площадке, которая отличается от стартовой площадки №10 (Prüfstand X). Обратите внимание, что «пуповины» не соединены, что является признаком высотного испытания

кадр из фильма, посвящённого неудачному запуску со стартовой площадки №10 первого прототипа ракеты с крылом A4b. Через несколько мгновений после старта неисправность системы гироскопической стабилизации и тяга, уменьшенная до 13 тонн, подняли ракету на высоту всего 30 метров, перевели в горизонтальное положение и затем перевернули, в результате чего ракета упала недалеко от места старта

еще один кадр из фильма, посвящённого неудачному запуску со стартовой площадки №10 первого прототипа ракеты с крылом A4b

«Программа полета», которая включала активный участок полета продолжительностью 65-68 с, не представляла никаких проблем. Ракета разогналась до скорости более четырех Махов (при той же программе полета скорость бескрылой V2 была М=4,4). На высоте 77 километров начался повторный вход в атмосферу, во время которого на высоте 30 километров «кабрирование» перешло в первую «волну» траектории, на которой должна была использоваться подъемная сила крыла. Однако сразу после начала этого этапа разрушилось крыло; почти наверняка причиной разрушения крыла стал эффект аэроупругости. К этому моменту дальность полета крылатой ракеты уже превысила 220 километров. Достижение дальности полета 250 километров должно было стать доказательством того, что первая критическая точка была пройдена; вторая «волна» была более пологой и ее конечная точка находилась в 750 километрах от точки старта.

второй прототип A4b на стартовой площадке перед загрузкой жидкого топлива. Ракета находится в зоне, защищенной от наблюдения высокими деревьями

второй прототип A4b во время перевозки с помощью транспортно-пусковой установки с системой перевода ракеты из горизонтального положения в вертикальное. Во время транспортировки ракета, вероятно, находилась не в полной комплектации

кинотеодолитный снимок второго прототипа А4b после запуска 24 января 1945 года

Поэтому, оставляя в стороне подробное рассмотрение причин судьбы прототипа G3 и учитывая, что в любом случае космический вакуум из-за отсутствия аэродинамического сопротивления не создает скручивающих напряжений на высотах более 30 километров, можно сделать вывод, что данный полет имел частичный успех в том числе и потому, что специально разработанная автоматическая система программирования полета работала очень хорошо до конца первой большой «волны» фазы планирования. Однако после запуска оснащенной крылом ракеты A4b Gleiter работы в Пенемюнде были практически закончены. Чтобы не оставлять советским войскам ракету A4, которая была практически готова для установки на большой испытательный стенд №7 (Prüfstand VII), 17 февраля 1945 года база, персонал которой на тот момент насчитывал 450 техников и различных сотрудников, была окончательно эвакуирована и фактически ликвидирована.

сравнение A4b и X-15 указанием температуры обшивки на скорости М=5,0 (ракета A4b должна была развивать скорость М=4,0)

Настоящая ракета A9

На данный момент, чтобы внести некоторый порядок между аббревиатурами и подаббревиатурами, относившимися к проектам A4b, A9 e A9/A10, необходимо отметить, что в литературе, касающейся данной теме, аббревиатура A4b рассматривается как синоним A9 .Однако при этом забывается, что литера «b» была введена Вернером фон Брауном именно для того, чтобы указать его ближайшим сотрудникам, что настоящая ракета A9 должна иметь треугольное крыло с готическим профилем, о чем свидетельствуют оригинальный чертеж, датированный 10 июня 1941 года, и результаты аэродинамических испытаний, проведенных 8 декабря 1941 года под руководством доктора Ширмера (Dr. Schirmer) в аэродинамической трубе «Граф Цеппелин» (Архив ZWB/LZ /600/187) до первого успешного запуска А4, состоявшегося 3 октября 1942 года.

Проект Amerika

Что касается этого амбициозного проекта, который был лишь наброском конструкторского бюро перспективного проектирования под руководством инженера Людвига Рота и под постоянным наблюдением Вернера фон Брауна и доктора Вальтера Тиля, руководителя отдела жидкостных ракетных двигателей, то необходимо исправить некоторые моменты, потому что со временем восприятие этого проекта, лишенного многих подробностей и без каких-либо ссылок на оригинальные документы, стало покрываться своего рода позолотой. Фактически, начиная со второй половины 1950-х годов как итальянские (А. Фенолио [A. Fenoglio]), так и иностранные (Х. Миранда-П. Меркадо [J. Miranda-P. Mercado]) авторы, не располагая полной документацией из архивов Пенемюнде, с известной фантазией интерпретировали некоторые общие заявления, сделанные в июне 1945 года англо-американским властям Вернером фон Брауном и генералом Вальтером Домбергером. «Журнал Британского межпланетного общества» (Journal of the British Interplanetary Society; (Vol. 13. n. 5. sen. 1954) перепечатал документ из архива британского министерства снабжения, в котором был рассказ этих двух технических специалистов о развитии немецкой ракетной техники с 1929 года. В своем рассказе они уточнили, что исходя из чистой теоретической гипотезы и без военных целей, было подсчитано, что ракета A4b, оснащенная кабиной пилота и трехопорным шасси, могла бы взлететь как обычная пакета А4 (V2), пролететь 600 километров за 17 минут и затем со скоростью 160 км/ч совершить посадку в обычном аэропорту. На основе этих академических размышлений и без каких-либо доказательств в виде оригинальной документации в течение многих лет «материализовались» проекты, в которых для возвращения на базу планировалось использовать вспомогательный турбореактивный или прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Дело в том, что вся имеющаяся оригинальная документация, привезенная в США непосредственно Вернером фон Брауном и восстановленная союзными войсками в Германии во второй половине 1945 года, в настоящее время находится в архивах Национального музея авиации и космонавтики (Смитсоновский институт) в Вашингтоне и лишь частично в Музее Мюнхена (Германия). После того как были просмотрены сотни «каталожных карточек» и «настольных каталогов» американского музея, было обнаружено математическое исследование, на которое ссылался дуэт фон Брауна и Дорнбергера. Этим документом был отчет ZWB/ Peen/ 68/13 от 21 июня 1941 года, составленный доктором Граупе (Dr. Graupe) и посвященный расчету полной траектории A4b (A4-V12c) при взлете с земли, а после отрыва на высоте от ракеты-носителя. Однако в данном отчете не было никаких упоминаний об управлении ракетой человеком, а также о возвращении на базу после сброса боевой нагрузки 1000 кг и посадке с использованием трехопорного шасси и вспомогательной силовой установке (турбореактивный или прямоточный воздушно-реактивный двигатель). Поскольку это была теоретическая разработка – одна из первых, предшествовавших этапу экспериментов с A4, – состоящая из шести страниц расчетов и девяти графиков, то возможный практический потенциал данной системы был добавлен Вернером фон Брауном уже после окончания войны. Кроме того, сам фон Браун утверждал, что в его жизни ракета V2 была всего лишь эпизодом – «военным происшествием», в то время как основные его интересы были сосредоточены на развитии космических полетов, о чем свидетельствует упомянутая ранее книга «Проект Марс».

Ракетные системы A4b/A10A и A9/A10B

Перегруппировав в хронологическом порядке различные документы, обнаруженные в архивах национального музея авиации и космонавтики и касавшиеся различных компонентов проекта Amerika, будь то ракета-носитель со второй ступенью, состоящая из A4b или A9, можно сделать окончательную оценку этого проекта. О данном проекте также много фантазировали, поскольку он предвосхитил концепцию межконтинентальной ракеты.

После того как тщательно были изучены «каталожные карточки», относящиеся к данной теме, были обнаружены только два теоретических исследования, которые были подписаны доктором Граупе из исследовательской группы Пенемюнде. Данные исследования касались траектории одиночной ракеты A4b, выполняющей взлет с земли, и траектории двухступенчатой ракетной системы, состоявшей из ракеты-носителя A10 и второй ступени, представлявшей собой A4b. Однако расчеты в данном исследовании (ZWB/Peen/68/12 от 20.10.1941 г.) приводят дальность полета всего 4060 километров, в то время как окончательный проект предусматривал дальность полета 5000 километров.

схематическое изображение двух больших баллистических «волн», которые могли доставить оснащенную крылом баллистическую ракету A9 (версия с треугольным крылом, видимым внутри A10) на дальность 5000 километров (рисунок из книги К. Гатланда «Космические технологии» [K. Gatland «Space Technology»])

три возможные конфигурации двухступенчатой ракетной системы A 9/A10 с использованием в качестве второй ступени A4b, A9 и A4 (V2) и A10 в качестве первой ступени (ускорителя)

Вкратце говоря, два принципиальных предложения сводились к следующему:

1) система, состоящая из ракеты-носителя с блоком из шести двигателей тягой по 30 тонн, соединенных в едином сопле, и второй ступени в виде ракеты со стреловидным крылом A4b;

2) система, состоящая из ракеты-носителя как из первого предложения, но оснащенная одним ракетным двигателем с тягой на взлете 180 тонн и 200 тонн на высоте 26 километров, и второй ступени в виде ракеты A9 с крылом готического профиля (A4-V13e).

поперечное сечение двухступенчатой ракетной системы A9/A10 в окончательной версии, со второй ступенью А9 с «готическим» крылом и с «ускорителем» A10 с одним двигателем

поперечное сечение двухступенчатой ракетной системы A4b/A10. Ракета-носитель A10 имеет блок из шести двигателей, соединенных в едином сопле

Следует отметить, что в чертеже доктора Тиля, касавшегося первого предложения, топливные баки выглядят концентрическими, тогда как в окончательной версии они наложены друг на друга. Также речь шла об альтернативе в виде наддува в топливные баки, но в документации об этом нет упоминаний, хотя, с другой стороны, не исключался спуск ракеты с помощью парашюта. Поскольку ракета-носитель должна была вертикально спускаться с парашютом с высоты 26 километров, то из-за вращения Земли она приземлилась бы примерно в двух километрах от точки старта.

Программа A9/A10

Принимая во внимание, что двухступенчатая ракета A9/A10 никогда не стартовала и тем более не было предпринято никаких попыток реализации первого предложения, следует помнить, что данная программа могла стать первой в истории межконтинентальной ракетой.

В итоговом отчете, датированном 20 октября 1941 года, помимо определения весовых коэффициентов и других элементов, достаточных для того, чтобы дать представление о силовой установки с одним ракетным двигателем с тягой 30 тонн. Также в этом отчете ракета с двигателем я тягой 30 тонн была рассмотрена в качестве модели для определения путем аппроксимации характеристик ракеты с двигателем с тягой 180 тонн с последующим расчетом траекторий полета в том числе и траектории протяженностью 5000 километров. Одна траектория предусматривала достижение максимальной высоты первой параболы 310 километров с углом наклона «ракетоплана» («Gleiter») 65°, вторая траектория имела высоту 150 километров и угол наклона 80°, третья с высотой 51 километр и углом наклона 50° и, наконец, предпочтительная с углом наклона 90° и высотой 45 километров. Однако, как было сказано, максимальная достижимая дальность была всего 4060 км, но было ясно, что достижение дальности полета в 5000 километров было в пределах возможностей проекта. В исследовании «Баллистика будущего», проведенном голландскими техническими специалистами Коем (Kooy) и Уиттенбогаардом (Uytenbogaart), которые скрытно наблюдали за пусками сотен ракет V2, описана возможность создания межконтинентальной ракеты с дальностью полета 2500 километров, начальным набором высоты 25 км (первая ступень A10) с конечной скоростью 1200 м/с. В этот момент вторая ступень (A9) постепенно принимала бы угол наклона 90° для горизонтального полета со средней скоростью 1600 км/ч. Общее время полета составило бы 70 минут. Вторая программа, которая включала в себя полет ракеты до Нью-Йорка или Питтсбурга, предусматривала, что после момента выключения двигателя первой ступени на высоте 25 километров вторая ступень (ракета A9) достигала высоты 310 километров и затем дальше продолжала полет, описывая огромную параболу с конечной точкой в 1200 километрах от точки начала. На этапе снижения на высоте 50 километров должен был начаться переход в горизонтальный полет с суммарной скоростью 12000 км/ч. На расстоянии 45-50 километров начиналось снижение для соединения с заданной конечной точкой траектории, находившейся на расстоянии 4800 километров от точки старта. Другими словами, данная программа представляет собой комбинацию по крайней мере трех наиболее многообещающих программ, описанных в оригинальном немецком исследовании октября 1941 года, подтверждающем ее осуществимость техническими специалистами Пенемюнде.

реконструкция гипотетического запуска двухступенчатой ракетной системы A 9/A10 в окончательной конфигурации (первая ступень с одним двигателем с тягой 180 тонн)

фотомонтаж, сделанный автором статьи, с использованием фотографии Земли, снятой спутником, и рисунка ракеты A9 после отсоединения от «разгонного блока» A10, который падает на земную поверхность

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: A4b

Статус разработки: прототип

Силовая установка:

полезная взлетная тяга 25400 кг
тяга газов, которые выбрасывает турбина 175 кг
максимальное время горения топлива и окислителя 68 с
топливо – водо-спиртовая смесь
окислитель – жидкий кислород
вспомогательные жидкости для генератора газовой турбины 340 кг

Размеры:

общая длина 14,03 м
диаметр корпуса: 1,651 м
размах крыла 6,05 м
размах оперения 4,29 м
площадь крыла 14 м²
относительное удлинение крыла 2,61

Масса:

взлетная 130104 кг
топлива 8762 кг
боевой нагрузки 1000 кг

Летные характеристики:

максимальная скорость М=4,0
максимальная высота полета 96 км
максимальная дальность полета 750 км

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ РАКЕТНОЙ СИСТЕМЫ A9/A10 [2]

Библиография

1. Schedario German T-2 Hq AMC USAAF, Smith-sonian Institution, Washington, USA (A4/A4b/A9/A 10)
2. “V2”, W. Dornberger (pp. 139-40) (1952), vers. ital.
3. W. von Braun-F. Ordway, “Rockertry & Space Travel”, 1975
4. W. von Braun-J.GB.I.S., “Reminiscences of German Rocketry, maggio 1956
5. W. von Braun-W. Dornberger, “Jounal” B.I.S., 1950 (intervista rilasciata alle autorità americane nel giungo 1945)
6. Archivio Museo di Monaco (Germania)
7. E. Klee-O. Merk, “Damals in Peenemunde”, 1963
8. K. Dieter, “Peenemunde to Canaveral”, 1957
9. “History of German guided Missiles”, Foreign Document Evalutation Branch, Abeerdeen Proving Ground, 1946

[2] согласно предложению Ref.: № 68/21 от 18 декабря 1941 года

источник: Giancarlo Marcozzi «Armi Segrete. La V-2 con le ali» «Aerei Nella Storia» 2005-12/2006-01 (45), paginas 45-57

перевод впервые опубликован – https://vk.com/@710541705-sekretnoe-oruzhie-ballisticheskie-rakety-v-2-s-krylyami-02