Авиация

УПРАВЛЯЕМАЯ ЗЕНИТНАЯ РАКЕТА «ВАССЕРФАЛЬ»

30.07.2015
УПРАВЛЯЕМАЯ ЗЕНИТНАЯ РАКЕТА «ВАССЕРФАЛЬ»В развитии управляемого зенитного оружия Германия во время Второй мировой войны, безусловно, обогнала все другие страны. Работы в этом направлении начались там довольно рано и базировались на высоком уровне развития германской науки и техники. Ещё 1 сентября 1942 г. появился меморандум генерального инспектора ПВО генерала фон Аксхельма, поддержанный Герингом, который предусматривал следующие направления работ:
 
- создание дешёвых неуправляемых ракет с двигателями на твёрдом топливе для заградительной стрельбы в целях усиления существующей системы ПВО на путях следования бомбардировщиков;
 
- исследование и развитие более крупных управляемых ракет на твёрдом и жидком топливе. Создание ракет с визуальным слежением и управлением по радио, которые можно было бы создать в кратчайшее время;
 
- исследование и создание самонаводящихся ракет и неконтактных взрывателей.
 
Следует отметить, что этот меморандум вышел в свет и был разослан в разные фирмы и организации задолго до начала массированных бомбардировок германских городов. Различные предприятия и исследовательские организации начали создавать небольшие группы, отделы и КБ, которые работали над решением этих вопросов в инициативном порядке, без абсолютного финансирования со стороны государства. Какая-либо координация работ в это время также отсутствовала.
 
Предприятия с большим напряжением работали над выполнением текущих военных программ, поэтому финансирование и снабжение этих групп и отделов осуществлялись по остаточному принципу. Следствием этого были неспешность работ и отсутствие ощутимых успехов. Однако очень скоро массированные бомбардировки стали реальностью, и проектные работы резко активизировались.
 
К весне 1943 г. несколько проектов ЗУРС были уже хорошо проработаны, и можно было бы выбрать из них наиболее перспективные для дальнейших действий. Однако принятие решения затянулось, и комиссия Доренбергера сделала это только к концу 1944 г. Опоздание привело к тому, что ни один из образцов ЗУРС не успели применить в боевой обстановке. Кроме того, образовалось ещё одно узкое место в развитии ЗУРС - к лету 1944 г. исследовательский центр в Пенемюнде был буквально завален заявками на проведение испытаний прототипов различных систем управления и самих образцов ракет. С этими задачами центр быстро и качественно справиться не мог.
 
Продувочная модель ракеты «Вассерфаль» с подвеской
 
Продувочная модель ракеты «Вассерфаль» с подвеской
 
Модель ракеты «Вассерфаль» в аэродинамической трубе
 
Модель ракеты «Вассерфаль» в аэродинамической трубе
 
Старт ракеты «Вассерфаль» W-1. Ракета имеет «шахматную» раскраску
 
Старт ракеты «Вассерфаль» W-1. Ракета имеет «шахматную» раскраску
 
ЗУР «Вассерфаль» (от немецкого - «водопад») - являлся одним из проектов, одобренных комиссией Доренбергера. У истоков проекта стоял инженер Людвиг Рота, работавший в Институте наземных войск в Пенемюнде, который сделал первые прикидки управляемой ракеты и считал, что её смогут принять на вооружение в 1945 г. По поводу сроков он оказался не далеко от истины.
 
В ответ на меморандум от 01.09.1942 г. завод Института наземных войск направил свои предложения под названием «Управляемая зенитная ракета» за подписью технического директора Вернера фон Брауна. Документ содержал подробный расчёт трёх типов зенитных ракет: С 1 (длина 6,4 м), двух вариантов С 2 (длина 6,1 м) и двухступенчатой С 3 (длина 10,06 м). Ракеты С 1, С 2Р (P-Pulver) и С 3 были оснащены двигателем на твёрдом топливе, а С 2F (F- Flüssig) - на жидком топливе. Предложения более года пролежали в сейфах Министерства авиации без движения.
 
По своей концепции это была наиболее передовая система ЗУРС из всех создаваемых в то время. В 1941 г. было сформировано специальное КБ под руководством В. фон Брауна, с которым 2 ноября 1942 г. Министерство авиации заключило специальный контракт (единственный в то время в этой области исследований) на строительство ракет С 2F, официально названный Wasserfall W 1, так что финансирование работ шло за счёт государства. Одновременно на площадке Пенемюнде-Вест был создан «Испытательный центр зенитных орудий» -по сути, полигон со стендами для проверки не только орудий, но и ракет. Там и базировалось КБ зенитных ракет.
 
Фактически зенитная ракета «Вассерфаль» была побочной ветвью развития ракеты А-4, поэтому у неё прослеживаются черты многих конструкторских решений, отработанных на Фау-2. Так, например, фюзеляж «Вассерфаля» является уменьшенной примерно в два раза копией корпуса ракеты А-4, а в качестве конструкционного материала также широко применялись сталь и стальная жесть. Топливом должна была послужить пара: азотная кислота плюс спирт, которая использовалась на одном прототипе ракеты А-4.
 
В конце июня 1943 г., по поручению Министра вооружений, Пенемюнде посетил Генеральный распорядитель химической промышленности профессор, д-р. С. Краух. После осмотра нового оружия и одного из прототипов ракеты «Вассерфаль», д-р. Краух написал министру А. Спира о стратегической ошибке в разработках вооружений. Он предлагал сменить приоритеты: свернуть программу баллистических ракет А-4, сосредоточив усилия в пользу зенитной ракеты «Вассерфаль». Тем более, что в июле 1943 г. была готова к испытаниям первая версия ракетных двигателей для W 1. Однако это обращение осталось без внимания. Наоборот, программе А-4 была присвоена Высшая степень важности (SS - SonderStufe), чего так упорно добивался фон Браун. Это решение позволило ему постепенно перетягивать специалистов и фонды в пользу проекта А-4. Таким образом, административными средствами удалось практически блокировать дальнейшее развитие ракеты W 1. Соседям из Пенемюнде-Вест отводилась роль бедных родственников и беспомощных просителей. Для сравнения: на 1 июня 1944 г. над зенитными ракетами работали 355 специалистов, в том числе 220 человек - над программой «Вассерфаль» и 135 человек - над программой «Тайфун», в то время как над программой А-4 работали 2210 специалистов.
 
Компоновка ЗУРС «Вассерфаль»
 
Компоновка ЗУРС «Вассерфаль»:
 
1 - неконтактный взрыватель; 2 - боевая часть; 3 - баллон со сжатым азотом; 4 - пироклапан; 5 - редукционный клапан; 6 - пироклапан; 7 - бак горючего; 8 - гибкий элемент; 9 - заборщик горючего; 10 - трубопровод наддува бака окислителя; 11 - трубопровод горючего; 12-крыло; 13-лонжерон; 14-бак окислителя; 15 - гибкий элемент; 16 - заборщик окислителя; 17 - приборы управления; 18 - расширительный сильфон; 19 - радиоприёмник; 20 - гироскопы; 21 - сервомотор; 22 - тяга управления газовым рулём; 23 - стабилизатор; 24 - газовый руль; 25 - воздушный руль; 26 - камера сгорания ЖРД Р IX
 
Схема силовой установки ЗУРС «Вассерфаль» с двигателем Р IX
 
Схема силовой установки ЗУРС «Вассерфаль» с двигателем Р IX:
 
1 - баллон со сжатым азотом; 2 - пороховой заряд; 3 - поршень; 4 - клапан (мембрана высокого давления); 5 - редуктор давления азота; 6 - пироклапан низкого давления; 7 - разрывные мембраны; 8 - труба наддува бака горючего; 9 - гибкая подвеска заборщика горючего; 10 - заборщик горючего; 11 - бак горючего; 12 - труба наддува бака окислителя; 13 - гибкая подвеска заборщика окислителя; 14 - заборщик окислителя; 15 - бак окислителя; 16 - сильфонные коробки; 17 - мембраны на линиях горючего и окислителя; 18 - дроссельные заслонки; 19 - сервопоршень управления дроссельными заслонками; 20 - форсуночная головка; 21 - камера сгорания; 22 - сопло; 23 - подача горючего; 24 - подача окислителя; 25 - расширительное кольцо; 26 - крепление двигателя; 27 - внешняя обшивка камеры сгорания
 
Прототипы ракеты «Вассерфаль» в «шахматной» раскраске Фото: LuftArchiv.de
 
Прототипы ракеты «Вассерфаль» в «шахматной» раскраске Фото: LuftArchiv.de
 
Схема наведения ЗУРС «Вассерфаль» с помощью радиолокационной системы Rheinland А
 
Схема наведения ЗУРС «Вассерфаль» с помощью радиолокационной системы Rheinland А
 
Радиолокационные средства системы Rheinland А
 
Радиолокационные средства системы Rheinland А
 
Оператор управляет ракетой. Справа - кнюппель, слева - электронно-лучевая трубка
 
Оператор управляет ракетой. Справа - кнюппель, слева - электронно-лучевая трубка
 
Перекатная тележка для ракеты «Вассерфаль» (кадр кинохроники). При старте прототипа тележка почему-то не отделилась - и ракета полетела с ней. После набора высоты 100 - 200 метров ракета завалилась на бок и рухнула на землю, в 300 - 400 м от старта
 
Перекатная тележка для ракеты «Вассерфаль» (кадр кинохроники). При старте прототипа тележка почему-то не отделилась - и ракета полетела с ней. После набора высоты 100 - 200 метров ракета завалилась на бок и рухнула на землю, в 300 - 400 м от старта
 
Тем не менее, работы над ракетой «Вассерфаль» продолжались. Ракету предполагалось использовать против плотных боевых порядков вражеских бомбардировщиков, так чтобы одним взрывом сбить хотя бы пару целей. Однако исследования показали, что несмотря на большую БЧ, достичь этого будет непросто. Ведь поражающее действие осколочно-фугасного заряда уменьшается в третьей степени от расстояния. Отсюда один шаг до применения жидкого взрывчатого вещества, о котором будет сказано ниже. Поэтому (согласно требованиям) ракета должна была применяться против отдельных целей, летящих на большой высоте со скоростью до 720 км/ч и выполняющих манёвр с перегрузкой до 2д. Дальность стрельбы предполагалась 25 км, а досягаемость по высоте - 15 км. К другим требованиям относился срок (несколько месяцев) нахождения с полностью заправленными баками, чтобы обеспечить оперативное использование в любую погоду, независимо от температуры окружающей среды, несложное обслуживание и простые сливные устройства для топлива.
 
Первой задачей конструкторов было определить размер и форму корпуса ракеты, которая при крупносерийном производстве не должна ограничивать или сокращать существующие мощности оружейных отраслей промышленности. В результате предложили цельнометаллическую ракету веретёнообразной формы диаметром 0,88 м с удлинением 8,46, снабжённую в хвостовой части большими стабилизаторами.
 
Аэродинамические продувки первых моделей ракет (в масштабе 1:25) были начаты в начале 1943 г. в сверхзвуковой трубе в Пенемюнде. После ночного авианалёта на эту базу, в августе 1943 г. (в то время ещё не были известны важные результаты трубных измерений) решили прекратить аэродинамические продувки и перебазировать трубу в южную Германию. В январе 1944 г. в г. Кохель труба была снова собрана, но только в октябре введена в эксплуатацию. Однако уже не удалось достичь прежней нагрузки на трубу (в Пенемюнде она работала по 500 часов в месяц, в Кохеле - меньше, чем 200). Таким образом, не были своевременно получены подробные и надёжные научные данные из области аэродинамики высоких скоростей, которые можно было применять при проектировании «Вассерфаля», и поэтому конструкторам остался единственный выход - опираться на измерения и практический опыт, полученный при разработке А-4.
 
Сроки поджимали, воздушные налёты союзников усиливались, что вынудило инженеров-конструкторов взять от ракет А-4 форму корпуса и стабилизатора. Добавлены были только газовые и аэродинамические рули, данные по которым можно было взять из нескольких трубных экспериментов над ракетой А-4В с крыльями. Кроме этого, в ходе продувок исследовались разные формы аэродинамических рулей при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, а также форма и положение крыльев различной формы.
 
Общая длина ракеты составляла 7,8...7,93 м, максимальный диаметр корпуса - 885 мм, размах стабилизаторов по рулям -2510 мм. Ракеты «Вассерфаль» -1 несли трапециевидные крылья с малой стреловидностью по передней кромке, как показано на чертеже. Потом из-за большого сопротивления на околозвуковых скоростях их заменили на крылья меньшей площади с острыми передней и задней кромками и большой стреловидностью. Сначала крылья крепились со смещением в 45 градусов относительно стабилизаторов. Это было сделано для исключения затенения стабилизаторов крылом. Дальнейшие исследования показали, что опасения были напрасными, и крылья со стабилизаторами стали крепить в одной плоскости.
 
Корпус, крыло и стабилизатор являли собой конструкцию с работающей обшивкой, представлявшей собой каркас из сборных стальных элементов и обшивку из стальной жести толщиной 0,5...0,8 мм, приваренную к нему с помощью точечной сварки.
 
В носовой части фюзеляжа располагались аппаратура неконтактного взрывателя (который ещё предстояло разработать) и взрыватель, срабатывающий по радиокоманде с земли.
 
Вообще для зенитных ракет разрабатывалась целая гамма неконтактных взрывателей:
 
«КАКАДУ» - неконтактный радиовзрыватель, использующий эффект Доплера и срабатывающий в 15...25 метрах от цели. Его производила фирма Донауландиш ГмБх для ракеты Hs 293. Из-за большой конструктивной сложности было произведено только 3000 штук из 25 000 заказанных.
 
«МАРАБУ» - неконтактный радиовзрыватель для зенитных ракет «Рейнтохтер», «Вассерфаль», Hs 117 и авиационной ракеты Hs 298, с дальностью реагирования до 40 м. Он был создан на заводах Рейнметалл - Борзиг и Сименс - Халске АГ, но не прошёл испытаний и остался в стадии опытных работ.
 
«ПАПЛИТЦ» - использовал инфракрасное излучение цели. Проходил лабораторную отработку.
 
«ВАССУРМАУС» - активный фотоэлектрический взрыватель, создаваемый специально для ракеты «Вассерфаль». Он состоял из проблескового источника света и фотоэлектрического приёмника, реагирующего на интенсивность отражённого сигнала. При достижении его максимума БЧ взрывалась. Этот принцип был запатентован в Швеции ещё в 1937 г., но первый работоспособный образец появился после войны - в 1946 г.
 
Один из этих взрывателей предполагалось установить на ЗУРС «Вассерфаль», а пока решили ограничиться взрывателем, управляемым с земли.
 
Далее следовал отсек боевой части весом 250 кг. Он содержал 145 кг взрывчатки и 90 кг поражающих элементов. Кроме этого, имелся дополнительный заряд для самоликвидации ракеты при промахе. Проблема самоликвидации была решена успешно - осколки ракеты имели вес не более 0,9 кг, и только обломок двигателя весил 68 кг. Велись работы по применению жидкой взрывчатки. Предполагалось, что она будет распылена в воздухе, а потом - подорвана. В результате надеялись получить большую зону поражения от ударной волны (своеобразная предтеча современных объёмно-детонирующих боеприпасов). Но это всё осталось только на бумаге.
 
Прототип «Вассерфаля» при горизонтальных испытаниях. Сзади закреплена перекатная тележка
 
Прототип «Вассерфаля» при горизонтальных испытаниях. Сзади закреплена перекатная тележка
 
Взлёт ракеты «Вассерфаль»
 
Взлёт ракеты «Вассерфаль»
 
Погрузка ракеты «Вассерфаль» на судно для отправки в США
 
Погрузка ракеты «Вассерфаль» на судно для отправки в США
 
Первый пуск американского аналога ракеты Wasserfall - Hermes Al. Полигон Вайт Сэнд Проувин Граунд (White Sand Proving Ground - WSPG), 1 мая 1950 г.
 
Первый пуск американского аналога ракеты Wasserfall - Hermes Al. Полигон Вайт Сэнд Проувин Граунд (White Sand Proving Ground - WSPG), 1 мая 1950 г.
 
Ниже расположен стальной баллон диаметром 800 мм, сваренный из двух штампованных полусфер и армированный стальной проволокой (по типу баллонов у Фау-1). В баллоне находился сжатый до 20 МПа (200 атм.) азот (по другим данным - воздух). За ним следовал бак с горючим «визоль». Ещё ниже расположен бак с окислителем «сальбай». Баки изготавливались из фосфатированной стали толщиной 6 мм.
 
Через бак проходили главные лонжероны крыльев. Далее следовал приборный отсек с аппаратурой управления и исполнительными механизмами, и, наконец, на специальной раме крепился жидкостно-реактивный двигатель.
 
К хвостовому отсеку пристыковывались четыре стабилизатора с развитыми воздушными рулями и хорошо подобранной аэродинамической компенсацией, которая снижала потребную мощность сервоприводов и вес.
 
Для управления снарядом на начальном участке траектории, пока скорость была мала и эффективность аэродинамических рулей не высока, служили газовые рули из графита, которые вскоре после старта сбрасывались. Стартовый вес ракеты составлял 3530 кг.
 
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА РАКЕТЫ «ВАССЕРФАЛЬ»
 
Схема силовой установки показана на чертеже. Так как ракета была зенитной, то это накладывало на силовую установку определённые требования. ЗУРС должен был длительное время находиться в заправленном состоянии и готовности к немедленному пуску. В связи с этим жидкий кислород в качестве окислителя не годился, поэтому был выбран «сальбай» - 98...100%-азотная кислота. Запас кислоты располагался в заднем баке и составлял 1500 кг. Горючее называлось «визоль» и представляло собой винилизобутиловый спирт. Топливо «визоль» + «сальбай» было самовоспламеняющимся, что позволило отказаться от системы зажигания. Вес горючего составлял 345...360 кг.
 
Баки горючего и окислителя выполнялись из фосфатистой стали толщиной 6 мм. Для защиты от агрессивного воздействия компонентов топлива баки изнутри покрывались специальной пластмассой. Но, несмотря на принятые меры, из-за коррозии топливной системы время хранения заправленной ракеты не превышало нескольких суток.
 
Система подачи компонентов была вытеснительной и осуществлялась с помощью сжатого азота (см. схему). Азот под давлением 20 МПа (200 атм.) хранился в сферическом баллоне и по трубопроводу поступал к мембранному клапану высокого давления. При подаче электросигнала на этот клапан происходил взрыв пиропатрона, специальный поршень со штоком разрывал металлическую мембрану - и азот поступал к редуктору давления 5, в котором его давление снижалось до 3,5 МПа (35 атм.). С этого момента двигатель был готов к запуску. Практически одновременно сигнал поступал на клапан низкого давления 6. Это был пироклапан поршневого типа, имевший два заряда - один на открытие, другой на закрытие. Наличие второй команды было необходимо для остановки двигателя при перехвате цели на короткой дистанции.
 
Далее азот разрывал мембраны 7 и поступал в баки. Наличие мембран 7 и 17 было необходимо для герметизации баков и предотвращения случайного смешивания компонентов.
 
После наддува баков компоненты начинали поступать в трубопроводы. Топливо из баков забиралось с помощью специальных заборщиков 10 и 14, подвешенных на сильфонных шарнирах 9 и 13, обеспечивающих отклонения заборщиков вслед за отклонением масс жидкостей при манёврах ракеты. Данное конструкторское решение, на мой взгляд, не бесспорно.
 
Под давлением азота топливо прорывало мембраны 17 (рассчитанные на 0,5 МПа - 5 атм.) и начинало поступать в двигатель. Для обеспечения плавности запуска в трубопроводах расположены дроссельные заслонки 18. При запуске двигателя они находились в приоткрытом состоянии. После прорыва мембран 17 горючее поступало в цилиндр сервопоршня 19, который под давлением горючего медленно перемещался, открывая заслонки 18. Тем самым обеспечивалось плавное нарастание подачи топлива и - спокойный выход двигателя на режим. В последующий период работы двигателя заслонки оставались открытыми. Сам двигатель - камера сгорания с соплом и система запуска - имел обозначение Р IX (Р-Реепетипс!е, IX - номер, присвоенный в Пенемюнде-Ост).
 
Горючее поступало в головку камеры сгорания непосредственно, а окислитель - пройдя рубашку охлаждения двигателя. Горючее и окислитель смешивались, самовоспламенялись и сгорали в камере сгорания 21. Давление там составляло 2,0 МПа (20 атм.), при этом двигатель развивал тягу порядка 78,4 кН (8000 кгс), в течение 40...45 секунд.
 
При отработке двигателя концентрацию азотной кислоты снизили, чтобы уменьшить её коррозионное воздействие.
 
В процессе испытаний известны, по крайней мере, три случая взрывов двигателя на стенде. В одном случае во время транспортировки окислителя и во время заправки шёл дождь. Кислота адсорбировала влагу из атмосферы - это увеличило её агрессивные свойства. В результате была нарушена герметичность мембраны, что привело к попаданию некоторого количества окислителя в камеру сгорания. При запуске двигатель взорвался. После этого заправку стали проводить непосредственно на старте, после проверки герметичности системы.
 
Подготовка к пуску одной из пяти запушенных ракет «Гермес» А-1 (Hermes Al). Полигон Вайт Сэнд Проувин Граунд (WSPG), 1950 -1951 гг.
 
Подготовка к пуску одной из пяти запушенных ракет «Гермес» А-1 (Hermes Al). Полигон Вайт Сэнд Проувин Граунд (WSPG), 1950 -1951 гг.
 
Статические испытания ЗУР Р-101 (аналог «Вассерфаля») в ЦНИИ машиностроения СССР
 
Статические испытания ЗУР Р-101 (аналог «Вассерфаля») в ЦНИИ машиностроения СССР
 
Максимальное теоретическое время работы двигателя (45 секунд) никогда не достигалось. У первых испытанных ракет причиной был вихрь, возникающий на воронках забора топлива из баков. В результате в трубопроводы преждевременно попадал азот, что сокращало время работы двигателя до 7 секунд. Для смягчения негативных последствий этого явления баки были снабжены подвижными заборщиками для всасывания топлива. Они под действием ускорений поворачивались в места с максимальной глубиной жидкости. Подвижность обеспечивалась с помощью металлических (сильфонных) или каучуковых шарниров. Проблема защиты от коррозии при этом была очень серьёзной. Ни один из способов отбора топлива, разработанных инженером Мёбусом, в полной мере не удовлетворял условиям эксплуатации. Другой проблемой была потеря скорости истечения газов из сопла. По расчётам, она должна была составлять 1870 м/с, но у окончательно выбранного топлива скорость составила всего 1780 м/с, что привело к необходимости увеличить расход ингредиентов на 2 кг/с.
 
ЖРД Р IX с тягой 8000 кгс имел длину 1105 мм и вес 150 кг (с баками, трубопроводами и арматурой - 800 кг). Он состоял из литой форсуночной головки, камеры сгорания объёмом 78 литров, сопла с диаметром критического сечения 192 мм и углом раскрытия 25 градусов.
 
Форсуночная головка первых Р IX изготавливалась из никелевой стали, позже появился ряд деталей из лёгких сплавов. Топливо через неё поступало в камеру сгорания через 32 форсунки. Окислитель проходил через охлаждающий тракт, а потом через 128 форсунок поступал в камеру сгорания.
 
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗУРС «ВАССЕРФАЛЬ»
 
Первоначально предполагалось, что «Вассерфаль» будет наводиться по лучу РЛС. При этом РЛС должна была отслеживать цель, а ЗУРС с помощью бортовой системы управления должна была удерживаться на оси радиолокационного луча вплоть до встречи с целью. Идея была, безусловно, прогрессивной, но такие системы в то время были только на начальной стадии исследований. Поэтому была предложена система наведения с использованием радиокоманд и двух РЛС.
 
По этой схеме одна РЛС следила за целью, а вторая отслеживала ЗУРС. При этом обе отметки (от цели и ракеты) выводились на одну электронно-лучевую трубку. Оператор с помощью ручки на так называемом «кнюппеле» старался совместить на экране отметки от цели и ЗУРС. Сигналы от «кнюппеля» поступали в счётно-решающее устройство фирмы Сименс, где вырабатывались необходимые команды управления, которые с помощью передатчика по радиоканалу передавались на ракету. В условиях хорошей видимости слежение за целью и ракетой оператор выполнял визуально, используя бинокли. Для облегчения наблюдения на ракете можно было установить специальный трассер.
 
Радиолокатор слежения за целью имел параболическую антенну диаметром 7,4 метра, а радиолокатор сопровождения ракеты - параболическую антенну диаметром три метра. Система работала в дециметровом диапазоне волн. Передатчик команд имел круговую поляризованную антенну, работающую в диапазоне УКВ. Для упрощения слежения за ракетой на неё устанавливали специальный радиоответчик.
 
На борту ракеты сигналы управления принимались, дешифровывались, усиливались и передавались на рулевые машинки типа «Сименс К-2». Стабилизация ракеты по крену и гашение колебаний по остальным осям производились бортовым автопилотом. Такая система наведения обеспечивала бы всепогодность применения комплекса «Вассерфаль».
 
Основная часть бортовой аппаратуры управления располагалась в хвостовом отсеке и закрывалась съёмными лючками. Это упрощало предстартовое обслуживание и исключало применение высоких стремянок (в отличие от «Фау-2», у которой аппаратура размещалась в носу ракеты).
 
Исполнительными органами системы управления являлись четыре больших руля, расположенных на стабилизаторе, а на начальном этапе полёта - четыре газовых графитовых руля, введённых в струю ЖРД. После набора необходимой скорости газовые рули сбрасывались, чтобы уменьшить потери тяги. Кстати, сбрасываемые газовые рули впоследствии были применены на некоторых советских ЗУРС.
 
Разработка системы наведения с помощью двух РЛС затягивалась, поэтому основную ставку пришлось сделать на применение радиокомандной системы с оптическим слежением за целью и ракетой. Всепогодность при этом, конечно, терялась, однако такая система была более простой и надёжной. Радиокомандная система управления отрабатывалась при запусках некоторых ракет А-4. Для зенитных ракет немецкие конструкторы разрабатывали сразу три системы радиоуправления: «Бургунд» (в трёх версиях: FuG 203 «Кёхль»; FuG 230 «Кёхль» и FuG 230), «Стразбург» и «Франкен» (в двух версиях: FuG 512 «Когге» и FuG 530 «Бригг»), Все они имели визуальное отслеживание цели и ракеты. Предполагалось после испытаний выбрать лучшую и использовать её в боевых ракетах. В перспективе использование радиолокационной системы Рейнланд А отнюдь не предполагало отмены визуального наблюдения за ракетой и целью.
 
Следует также сказать, что для ЗУРС «Вассерфаль» разрабатывались две инфракрасные системы самонаведения на конечном участке полёта. Эти работы не вышли из стадии предварительных исследований.
 
ПРОИЗВОДСТВО И ИСПЫТАНИЯ РАКЕТЫ «ВАССЕРФАЛЬ»
 
Ракета была представлена на испытания в феврале 1944 года - на четыре месяца позже, чем предписывал план. По одному источнику, первый удачный запуск был выполнен 28 февраля 1944 года с острова Грефсвальдер. При этом ракета на дозвуковой скорости достигла высоты 7 км, после чего потеряла устойчивость и рухнула в море. По другим данным, первый успешный старт был выполнен 8 марта 1945 года. При этом третий прототип ракеты развил скорость 760 м/с и достиг высоты 18...20 км. Это превышало технические требования, выдвинутые комиссией Доренберга: скорость - 600 м/с, потолок - 10 км, горизонтальная дальность - 32 км.
 
Перед пуском ракета «Вассерфаль» вывозилась на перекатной тележке на стартовую позицию, где она заправлялась компонентами топлива. После подачи команды на пуск двигатель в течение 3...4 секунд выходил на режим, и ракета отрывалась от старта. Стабилизацию ракеты после взлёта обеспечивал автопилот с тремя гироскопами, каждый из которых работал по одной из главных осей. После шести секунд полёта выполнялся поворот ракеты на цель, примерно до 15...20 секунды полёта. При этом не разрешалось превышение допустимых углов атаки ракеты - 15 градусов при дозвуковой скорости и 8 градусов при сверхзвуковой скорости. Далее ракета наводилась на цель, по командам, рассчитанным вычислителем фирмы Сименс или Крейзельгерат.
 
Каждая из четырёх гидравлических или электрических рулевых машин работала на один газовый и один аэродинамический руль. Графитовые газовые рули, которыми ракета управлялась в начальной стадии полёта, после десяти секунд полёта (при скорости около 150 м/с) отделялись с помощью пиротехнических патронов. Их сброс улучшал характеристики двигателя ракеты.
 
Графитовые рули чуть не стали серьёзной проблемой при планировании производства ракет. В письме от 9.02 1944 г., Вернер фон Браун жаловался, что: «...государственный совет отказывается поставить графитовые рули для W-5. Промышленность не может изготовить необходимое количество графита даже для А-4, из-за недостатка сырья и мощностей». Основная масса графита шла в электротехническую промышленность и в металлургию. Планируемый объём графита для массового производства W-5 и А-4 составлял около 100 тонн, что могло повлечь сбой в выпуске электротехнических изделий. Поэтому в качестве резервного варианта изучалась возможность изготовления газовых рулей на основе керамических материалов.
 
До февраля 1945 года, когда работы в Пенемюнде были остановлены, а сама база начала эвакуацию в среднюю Германию, было запущено не менее 44 ракет, в основном управляемых оператором на основе визуального наведения. Из них успешными были признаны 12 пусков. По другим данным, было запущено 25 ракет, из них успешных - 15. Массовое производство предполагало выпуск 5000 ракет в месяц. Ракетными дивизионами предполагалось прикрыть все немецкие города с населением более 100 000 человек. Как бы то ни было, ракета была подготовлена к серийному производству и к концу 1945 года могла бы быть принята на вооружение и применена в бою, но этим планам не суждено было сбыться из-за окончания войны.
 
Ракету «Вассерфаль» можно смело назвать упущенным шансом германской науки и техники. Вот что пишет в своих мемуарах бывший министр вооружений Германии Альберт Шпеер:
 
«Я не только согласился с этим решением Гитлера (о массовом производстве Фау-2. - К.К.) , но и горячо поддержал его и тем самым совершил одну из своих самых серьёзных ошибок за время деятельности на посту министра вооружений. Нам следовало бы бросить все силы и средства на производство ракеты класса «земля - воздух». Ведь если бы мы сосредоточили усилия талантливых специалистов и технического персонала, руководимого Верньером фон Брауном научно-исследовательского центра в Пенемюнде, на доработке этой, получившей кодовое название «Вассерфаль», зенитной ракеты, то уже в 1942 г. могли бы приступить к её серийному выпуску.
 
От самонаводящейся (так у Шпеера. - ред.) ракеты - длина восемь метров, вес боевого заряда около трёхсот килограммов, потолок - пятнадцать тысяч метров - не мог уйти практически ни один бомбардировщик. Запуск её можно было производить как днём, так и ночью, невзирая на облачность, мороз или тучи. Я до сих пор убеждён, что с помощью этих ракет и реактивных истребителей уже весной 1945 г. можно было бы надёжно оградить наши промышленные объекты от воздушных налётов. Осенью 1944 г. окончательно выяснилось, что наш самый дорогостоящий проект Фау-2 оказался одновременно и самым бессмысленным».
 
УПРАВЛЯЕМАЯ ЗЕНИТНАЯ РАКЕТА «ВАССЕРФАЛЬ»
 
История ракеты «Вассерфаль» не окончилась с завершением войны. Из поверженной Германии американцы вывезли богатые научно-технические трофеи. Кстати, добыты они были в советской зоне оккупации.
 
В США после изучения ЗУР «Вассерфаль» фирма Дже-нерал Электрик создала на её основе экспериментальную ракету «Гермес» А-1. В качестве топливных компонентов использовались жидкий кислород и спирт. Система управления была оригинальной разработки. Геометрические размеры были такими же, как и у «Вассерфаль», а вот двигатель развивал меньшую тягу - порядка 4500 кг. «Гермес» был экспериментальной конструкцией, и вопрос об его принятии на вооружение не ставился. В то время американцы разрабатывали более перспективную зенитную ракету «Найк Аякс».
 
Советские специалисты также изучали и испытывали ракету «Вассерфаль». У нас она получила обозначение Р-101. Вот что пишет в своих воспоминаниях В.В. Казанский:
 
«...Впервые были применены высококипящие компоненты топлива: азотная кислота и нефтепроизводное горючее «тонка» (разновидность нашего керосина). Топливо подавалось в камеру сгорания двигателя не турбонасосным агрегатом, а с помощью воздушного аккумулятора давления (ВАД); чтобы иметь на борту ракеты воздух давлением 350 атм, немцы изготовили путём штамповки и сварки из двух половин стальной шар диаметром около 800 мм, ... с навивкой на него стальной проволоки (обратите внимание: рабочий газ - воздух и его давление больше, чем указывается в других источниках - К.К.). Таким образом, предполагалось, что полностью заправленные компонентами ракеты с накаченными до 350 атм. аккумуляторами давления могут находиться на пусковых столах в постоянной боевой готовности в течение длительного времени.
 
Уже говорилось, что ни полного комплекта чертежей, ни узлов и деталей от этой ракеты обнаружить нашим группам не удалось (в Пенемюнде - К.К.). Поэтому всё, что сейчас является очевидным, тогда приходилось лишь додумывать. Особенно это касалось системы управления ракетой.
 
Следует сказать, что первые пуски ракет, как это часто бывает, прошли довольно успешно - система подачи топлива и двигатель ракеты хорошо запускались, двигатель отрабатывал полный импульс, работала система стабилизации (сначала на газовых рулях, потом, после их сброса, - на аэродинамических). Однако система управления имела определённые недостатки, и нам не удалось добиться полностью адекватной реакции ракеты на положение ручки «кнюппеля», хотя на первых порах много было оптимистов, особенно из числа «управленцев», которые убеждали нас в «разумном» поведении ракеты.
 
Необходимо отметить, что наиболее существенная (по сравнению с немецкой ракетой) модернизация её была осуществлена И.Н. Садовским и А.М. Исаевым (модернизированная ракета получила обозначение Р-102 - ред.). И.Н. Садовский со своим коллективом сумел разработать конструкцию порохового аккумулятора давления (ПАД), существенно меньшего веса, технологичнее и безопаснее, чем стальная «бомба» с воздухом высокого давления у немцев. Одновременно А.М. Исаев создал для ракеты более мощный двигатель (9ТН) с лучшими удельными показателями, чем у Н.Л. Уманского. Тем самым был получен существенный выигрыш и в весе, и в тяговооружённости - как раз то, чего немецкой ракете не хватало. И на стендовых испытаниях, и при запуске первых модернизированных ракет это чувствовалось - она очень резво уходила со старта. Однако вскоре другие «системщики» стали потихоньку «съедать» полученное преимущество, и дело дошло до того, что последняя пускавшаяся ракета еле-еле оторвалась от стола, потом за счёт малой скорости подъёма её снесло в сторону и в результате она упала метрах в 300 позади старта, так и не поднявшись на необходимую высоту. Этим пуском была подведена черта под испытаниями нужной для нашей страны ракеты».
 
Из приведённого отрывка видно, что в СССР ракеты Р-101 и Р-102 так и не пошли дальше экспериментальных образцов, хотя и находились в опытном производстве. Эти работы не остались без внимания западных спецслужб и, возможно, ввели их в заблуждение. Так, вплоть до начала 1960-х годов в ряде зарубежных источников указывалось, что знаменитое кольцо ПВО вокруг Москвы вооружено ракетами «Вассерфаль».
 
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РАКЕТЫ «ВАССЕРФАЛЬ»
 
Длина..............................................................................7800 - 7930 мм
Максимальный диаметр корпуса...............................................885 мм
Размах стабилизаторов.............................................................2500 мм
Стартовый вес............................................................................3530 кг
Вес заряда ВВ......................................................................150 (100) кг
Вес горючего.......................................................................345 - 360 кг
Вес окислителя........................................................................... 1500 кг
Максимальная скорость..............................................................760 м/с
Потолок..................................................................................... 18 000 м
Горизонтальная дальность полёта............................................32,0 км
 
К. КУЗНЕЦОВ




Рекомендуем почитать
  • СИБИРСКИЙ РАКЕТОПЛАН

    СИБИРСКИЙ РАКЕТОПЛАН

    В кругах ракетомоделистов фамилия В.Меньшикова известная. Заслуженный мастер спорта, двукратный чемпион мира, неоднократный чемпион СССР и России — вот далеко не полный перечень достижений спортсмена из сибирского города Урай. Памятным был для В.Меньшикова и прошлый спортивный год. Он стал чемпионом России и призером чемпионата мира в классе моделей 84В. Полагаю, читателям будет интересно познакомиться с его спортивным «оружием» — ракетным планером.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.