ОРУЖИЕ ВОЗМЕЗДИЯ, ПРОЛОЖИВШЕЕ ДОРОГУ В КОСМОС

В начале октября 1943 года сотрудники полигона Пенемюнде стали свидетелями рождения нового оружия, проложившего впоследствии дорогу в космос. 3 октября со стартового стола состоялся первый удачный полет тяжелой баллистической ракеты А-4. Покрыв расстояние 190 км, она подтвердила возможность нанесения беспокоящих ударов по Соединенному королевству. Беспокоящих — потому, что существовавшая система наведения позволяла стрелять лишь по площадям. Появлению агрегата А-4 предшествовало создание ряда экспериментальных изделий под обозначениями А-1 -A-3, опыт разработки и испытаний которых способствовал успеху будущего оружия возмездия ФАУ-2 (V-2).

Внешне А-4 ничем не отличалась от опытных ракет, созданных до этого в Советском Союзе или тех, что рисовали на обложках популярных изданий, описывающих полеты к Луне и планетам Солнечной системы. Такой же обтекаемый корпус с аэродинамическими стабилизаторами. Взгляните на монумент покорителям космоса, что у станции метро возле ВДНХ в Москве и найдете лишь одно отличие — в количестве стабилизирующих поверхностей. Но ее внутреннее содержание не имело ничего общего с видением фантастов.

Технологически А-4 делилась на четыре отсека: носовой (боевой), хвостовой, приборный и топливный. Корпус боевой части (БЧ) был сделан из мягкой 6-мм стали и весил 250 кг. Внутри него находилось 750 кг взрывчатого вещества — аматола, мало чувствительного к нагреву и ударам. С двух сторон БЧ расположили по одному взрывателю. Подрыв производился у поверхности земли. А взрывные игры от вулкан смотрите на http://vulkan-cazino.online/download/ Учитывая большую скорость встречи ракеты с землей, добиться этого было непросто. Если бы применялся обычный взрыватель, то перед подрывом головка ушла бы глубоко в землю, что снизило бы поражающие факторы. Отработка взрывателя шла непрерывно в течение всего срока использования «Фау-2». Часто отмечались взрывы ракет вскоре после старта. Причиной некоторых из них могла быть вибрация.

В приборном отсеке (общий вес 480 кг) находились: автопилот системы наведения, источники электропитания и баллоны со сжатым воздухом. Топливный отсек заполняли баки горючего (спирт) и окислителя (жидкий кислород). На их долю приходилось 742 кг (естественно, без жидкостей). Оба бака были заключены в корпус полумонококовой конструкции. При этом емкость горючего подвешивали к верхнему силовому шпангоуту отсека, а кислородный бак крепился к заднему силовому шпангоуту. Пространство между баками и обшивкой фюзеляжа заполнялось стекловатой. Трубопровод горючего (с теплоизоляцией), идущий к двигателю, проходил через кислородный бак. Конструкция получилась очень тяжелая, но у создателей ракеты не хватило времени, похоже, для ее совершенствования. Запас горючего составлял 3834 кг, а жидкого кислорода — 4962 кг.

Каркас хвостового отсека имел сварную конструкцию, аналогичную топливному. К нему крепилось хвостовое оперение из четырех стальных стабилизаторов с небольшими аэродинамическими рулями. В этом отсеке находилась двигательная установка, состоящая из жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), турбонасосного агрегата (ТНА), баков с перекисью водорода, катализатором для разложения (перманганатом натрия), и парогазогенератор. Установка крепилась к силовому шпангоуту, посредством ферменной конструкции. В нижней части отсека находилось рулевое кольцо, на которое навешивали графитовые газовые рули. Общий вес отсека -819 кг.

Основу силовой установки составлял ЖРД, работающий на 75-процентном спирте и жидком кислороде. Тяга двигателя — 25 тс у земли и 31 тс на большой высоте. Эффективная скорость истечения продуктов сгорания — 2000 м/с, температура в камере сгорания — 2000 градусов, секундный расход топлива -125 кг/с. Давление в камере сгорания 1,425 МПа (14,5 атм.). Общая длина двигателя — 1,725 м, диаметр камеры сгорания — 0,94 м, диаметр критического сечения сопла — 0,405 м, а выходного сечения — 0,735 м.

Главной особенностью А-4 считается ее ЖРД с ТНА для подачи компонентов топлива в камеру сгорания и устройства охлаждения камеры сгорания и сопла из двух стальных стенок, между которыми протекал спирт.

Поскольку упомянут ТНА, то ради любопытства следует привести один из эпизодов в ходе совещания по его проектированию.

Вернер фон Браун изложил присутствовавшим специалистам требования к этому агрегату. Казалось бы, следовало ожидать бурного обсуждения сформулированной задачи. Однако аудитория выслушала его довольно спокойно, поскольку принципиальных трудностей конструкторы не увидели — насос очень напоминал обычный пожарный с близкими характеристиками. Именно его после соответствующих доработок и применили в ракете.

ТНА представлял собой единую конструкцию, в которой на одном валу монтировались двухступенчатая турбина, работающая на парогазе, и два центробежных насоса для компонентов топлива. Рабочее давление парогаза достигало 2,14 МПа (21 атм.), а температура — 500 градусов. Мощность турбины при 5000 об/мин — 496 кВт (675 л.с.), расход парогаза — 1,58 кг/с. Производительность кислородного насоса 75 кг/с, давление подачи 2,45 МПа (24 атм.). Производительность спиртового насоса — 50 кг/с, давление подачи — 2.55 МПа (25 атм.). Общий вес ТНА — 160 кг.

Камера сгорания имела 18 форкамер, в которых смешивались компоненты топлива. На внутренней поверхности камеры сгорания имелись четыре пояса отверстий (три до критического сечения сопла и одно — после него) для создания пленочного охлаждения стенок. Вес камеры сгорания — 420 кг.

Парогазогенератор состоял из баков с перекисью водорода и с раствором перманганата натрия и реактора. С помощью сжатого воздуха, хранящегося в отдельных баллонах, перекись водорода и перманганат подавались в реактор, где они разлагались на водяной пар и кислород с выделением тепла. Образовавшийся парогаз по трубопроводу подавался на турбину ТНА. Вес парогазогенератора — 148 кг. Все агрегаты двигателя монтировались на раме, крепившейся к нижнему силовому шпангоуту топливного отсека. Вес подмоторной фермы — 56 кг.

Запуск силовой установки производился в следующей последовательности. За несколько минут до старта с помощью пневмоприводов закрывались дренажные клапаны баков с жидким кислородом, перекисью водорода и перманганатом натрия. При этом в баке жидкого кислорода поддерживалось небольшое избыточное давление. Затем одновременно следовали команды на открытие клапана заполнения спиртовой магистрали и на зажигание. Когда тяга ЖРД превышала вес ракеты, изделие отрывалось от стартового стола.

После старта включался механизм, реализовавший заданную программу полета. На 40-й секунде полета выключался клапан наддува спиртового бака скоростным напором атмосферного воздуха, а после отключения ЖРД поступала команда на электропневмоклапан заполнения этого бака азотом. Наддув кислородного бака производился газифицированным кислородом, поступавшим из теплообменника.

Когда скорость ракеты приближалась к заданной, по сигналу от интегратора перегрузок тяга ЭРД снижалась до восьми тонн с последующим его отключением.

На ракете применили гироинерциальную систему наведения со стабилизацией в трех плоскостях. Помимо этого, имелись два интегратора осевых перегрузок: гироскопический и электролитический. Теоретически они должны были обеспечивать отклонение ракеты от заданной точки падения по дальности не более 4 км, а по боковому — 2 км.

Довольно сложной задачей в те годы было определение скорости ракеты, приближавшейся, как известно, к гиперзвуковой. Первоначально предполагалось использовать с этой целью допплеровский измеритель, но из-за низкой помехоустойчивости от него отказались. Следует также отметить, что идеи, заложенные в спроектированную немецкими специалистами систему управления, были использованы при разработке первых отечественных баллистических ракет до Р-7 включительно.

ИСПЫТАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВО А-4

Первый экземпляр А-4 для летных испытаний подготовили к весне 1942 года, а первая попытка запуска, закончившаяся взрывом на старте, имела место 18 марта. Лишь спустя три месяца ракета оторвалась от стартового стола. Запланированную программу полета выполнить не удалось, но этот пуск все-таки посчитали удачным. Позже министр по делам вооружений Германии Альберт Шпеер так описал это событие в мемуарах.

— 13 июня <…> отвечавшие за производство вооружения для трех родов войск вермахта фельдмаршал Мильх, генерал-адмирал Витцель и генерал-полковник Фромм вылетели вместе со мной на Пенемюнде, чтобы присутствовать на таком замечательном событии, как первый запуск баллистической ракеты.

На раскинувшейся посреди соснового леса поляне возвышалось конусообразное сооружение высотой с четырехэтажный дом. Не только мы, но и весь научный персонал ракетного центра, затаив дыхание, ждали результата. Я понимал, что Вернер фон Браун и его сотрудники все свои надежды связывали с удачным запуском ракеты, и вместе с тем сознавал, что они стремились не столько создать еще один образец новейшей боевой техники, сколько заботились об ускорении научно-технического прогресса.

Воздух был насыщен спиртовыми парами — верный признак того, что баки с горючим заполнены. Послышался постепенно нарастающий, похожий на рев огромного дикого зверя, гул. Ракета медленно оторвалась от опоры, на какую-то долю секунды застыла в воздухе, словно опираясь на тянувшийся за ней огненный шлейф, а затем мгновенно скрылась в низко нависших над землей облаках…

Специалисты принялись объяснять нам, на какую высоту она поднялась, но уже через полторы минуты вновь послышался дикий рев, а затем грохот взрыва. Как оказалось, ракета упала на землю примерно в километре отсюда. Выход из строя системы управления никак не повлиял на превосходное настроение Вернера фон Брауна. Он по-прежнему от души радовался удачному взлету ракеты, ибо это, по его мнению, означало решение основной проблемы.

Следующий пуск состоялся 16 августа и опять авария: на 46-й секунде отключился двигатель, и А-4 упала в 8,7 км от места старта.

А первый удачный запуск, когда ракета пролетела 190 км, состоялся 3 октября 1942 года. Тогда двигатель проработал 58 секунд. Об этом событии Шпеер доложил Гитлеру, отчего тот проявил бурный восторг и потребовал изготовить для начала не менее 5000 ракет.

Однако создателям А-4 радоваться было рано. Неудачи следовали одна за другой. 21 октября 1942 года из-за плохой работы парогазогенератора ракета улетела на 147 км. 9 ноября она смогла подняться лишь на 67 км, пролетев не более 14 км. 28 ноября — потеряла управление из-за отрыва рулей, а 12 декабря взорвался бак с перекисью водорода.

Ракета постоянно дорабатывалась. Достаточно сказать, что за время испытаний и серийного производства на А-4 выполнили около 60 000 доработок, хотя все изделие состояло примерно из 30 000 деталей.

До 9 июня 1943 года был произведен 31 пуск, и не все они прошли без замечаний. Тем не менее, за две недели до этого, так и не проведя сравнительные стрельбы с ее конкурентом Фау-1, А-4 под обозначением Фау-2 запустили в массовое производство.

По этому поводу А. Шпеер в своих воспоминаниях записал следующее.

— Я не только согласился с этим решением Гитлера, но и горячо поддержал его и тем самым совершил одну из своих самых серьезных ошибок за время деятельности на посту министра вооружений. Нам следовало бы бросить все силы и средства на производство ракеты класса «земля — воздух».

Постройка ракет осуществлялась сначала на базе в Пенемюнде, а затем на подземном заводе в Надерзаксверфене, поблизости от Нордхаузена, в горах Гарца (завод «Дора»). До конца 1943 года  было выпушено 100 экземпляров А-4 (с учетом сделанных в Пенемюнде). А к апрелю 1943 года объем производства достиг почти 700 изделий в месяц.

Для изготовления одной ракеты требовалось 12 950 рабочих часов и 38 000 марок. С 1 января 1944 года до 28 марта 1945 года военные приняли 5789 изделий. По разным причинам, включая саботаж заключенных рабочих, было много брака.

В июне 1944 года одна из запущенных в Пенемюнде V-2 (предназначалась для испытаний системы радиоуправления зенитной ракеты «Вассерфаль») улетела в сторону Швеции и разрушилась над местечком Кальмар. Шведы заявили немцам протест, а англичане, узнав об инциденте, получили обломки и смогли определить облик ракеты. Но их ввела в заблуждение система радиоуправления изделием. Вскоре после этого события польские партизаны извлекли отдельные агрегаты А-4, упавшей в Пинские болота, а когда ракеты стали падать на английской территории, все недоразумения рассеялись. Советским же специалистам довелось познакомиться с Фау-2 лишь после войны.

В 1944 году немцы предприняли попытку увеличить вдвое дальность полета ракеты, оснастив ее стреловидным крылом. Изделие получило обозначение А-4b. Задача была решаемая, но не в условиях «блицкрига». Для успеха требовалась глубокая наземная отработка как системы управления, так и конструкции крыла, работающего в условиях высоких температур. К тому же, аэродинамика стреловидного крыла на тот момент была изучена недостаточно. Все это и проявилось в ходе летноконструкторских испытаний.

Первый старт состоялся 8 января 1945 года. Но на высоте 30 м ракета потеряла управление… Второй пуск 24 января тоже закончился неудачно: хотя старт и большая часть полета прошла нормально, на заключительном этапе при переходе в планирующий полет крыло разрушилось. На этом все работы по данному проекту прекратились.

Справедливости ради следует упомянуть и о пилотируемом крылатом варианте А-4, но он так и остался на бумаге.

БОЕВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

После принятия V-2 на вооружение в Германии сформировали три полка. Тогда же Гитлер произнес: «Как только мы подвергнем англичан массированному ракетному удару, они тут же прекратят бомбить наши города. Мы избавим тружеников тыла от бед и страданий».

В штате ракетных полков числилось по 27 пусковых установок в каждой под общим командованием генерала СС Каммлера. Полк состоял из девяти батарей, в которых имелось по три тягача «мейлервагена» на гусеничном ходу, перевозивших боевые расчеты установки и буксировавших по одной А-4. Помимо этого, имелись по три автоцистерны с топливом, сжатым воздухом и различным оборудованием, а также подвижный электрогенератор и стенд для проверки систем изделия и управления огнем. Офицерский состав размещался в штабных автобусах. Предстартовая подготовка и запуск ракеты осуществлялись с командного пункта, организованного на шасси бронетранспортера.

Для подготовки персонала была сформирована 444-я батарея, проводившая учебные стрельбы в Польше. И, следует отметить, что только 10-12 процентов от всех стартов прошли без замечаний. Первые два боевых пуска А-4 состоялись 6 сентября 1944 года по Парижу, но союзники сообщили лишь об одной из упавших ракет.

Спустя два дня начались обстрелы Лондона со стартовой позиции, базирующейся на окраине столицы Голландии. Первая из запущенных ракет упала на Лондон в 18 часов 43 минуты, убив троих и ранив десятерых человек. Вторая спустя минуту разрушила несколько деревянных домов, не вызвав человеческих жертв. В последующие десять дней стрельбы производили с такой же интенсивностью. После выброски 17 сентября парашютного десанта союзников в низовьях Рейна ракетные части были переведены на восток, и удары по Лондону временно прекратились. К тому времени по Англии было выпущено 26 ракет, половина из которых упала на территории Лондонского района ПВО.

Последний раз V-2 применили во время сражения за Антверпен, где находилась главная база снабжения войск союзников в Европе. По этому городу немцы выпустили 1341 ракету. Потери составили 4092 человека убитыми и 13 172 ранеными.

В литературе указывается разное количество использованных ракет. Так, по оценкам англичан, за семь месяцев немцы выпустили в направлении Лондона как минимум 1300 и по Нориджу около 40 изделий. Из них 518 упало внутри Лондонского района ПВО. При этом потери составили 2511 человек убитыми и 5869 — ранеными, в других районах — 213 и 598 человек соответственно. Обстрел Англии прекратился 27 марта 1945 года: последняя ракета упала в районе Орпингтона в графстве Кент в 16 часов 45 минут.

Основные данные ракеты Фау-2

Длина, мм — 14 300

Диаметр, мм — 1651

Размах стабилизаторов, мм — 3564

Стартовый вес, кг — 12 805 — 12 910

Вес боевой части, кг — 1000

Вес топлива, кг — 8796 — 8947

Макс, скорость, м/с — 1520

Макс, дальность, км

расчетная — 380

практическая — 345

Кроме этого, 65 ракет было выпущено по Брюсселю, 18 — по Парижу; 25 — по Лиллю, 11 — по Ремагену, 98 — по Льежу и по пять — в Люксембург и Гаагу. Но не все они достигли целей. Голландцы, ставшие свидетелями старта Фау-2 в Утрехте, рассказывали о падении ракеты недалеко от их города. Позже немцы установили, что причиной неудачи стал отказ программного механизма, и ракета, набрав высоту 162 км, рухнула недалеко от старта.

Защиты от этого оружия в то время не было, хотя англичане усиленно искали пути решения этой проблемы. Единственным способом борьбы с ними тогда считалась бомбардировка заводов и стартовых позиций. Но эффективность таких атак была крайне низкой. ВВС союзников, например, сообщили об уничтожении на земле лишь 48 ракет.

В целом же ракетное наступление не оправдало надежд Гитлера. Даже если бы все 3165 запущенных ракет достигли целей, то они доставили бы 3165 тонн взрывчатки, что соответствует бомбовой нагрузке почти 800 летающих крепостей. Кроме этого, эффективность V-2 снижалась большим рассеиванием; по немецким данным, на площади 11×13 км, а по английским — на 21×26 км.

После войны А-4 тщательно изучалась в СССР и в США. За океаном проводились пуски трофейных немецких ракет, а в СССР — скопированного аналога под обозначением Р-1. Испытания проходили трудно, и один из генералов, присутствовавший на полигоне в Капустином Яру на месте падения ракеты, заметил: «Вы залили четыре тонны спирта и получили воронку на расстоянии 200 км. Если бы этот спирт вы дали мне, то моя дивизия взяла бы вам любой город на таком расстоянии».

Но как бы там не было, А-4 дала толчок к разработке всех последующих баллистических ракет.

НЕРЕАЛИЗОВАННЫЕ ПРОЕКТЫ

Параллельно с разработкой А-4 проектировался ее уменьшенный вариант — А-5, и летом 1939 года были проведены его первые пуски. Затем в списке работ идет А-6, но он так и остался на бумаге. Немного дальше продвинулся проект крылатой ракеты А-7, разрабатываемой на базе А-5 в обеспечение работ no А-9, начатых в 1941 году. До огневых стартов дело не дошло, но габаритно-весовой макет несколько раз сбрасывали с самолета с высоты 12 км.

Ракету А-9 предполагалось использовать в качестве второй ступени системы А-9/А-10 с расчетной дальностью до 4500 км. В ходе проектирования двухступенчатой системы рассматривалось несколько возможных технических решений, включая А-9 со складывающимся крылом, а также два пилотируемых варианта. Первый из них, оснащенный дополнительным ЖРД и колесным шасси, предназначался для полетов на дальние расстояния с последующей посадкой на аэродроме, а второй (боевой) с пилотом-смертником. Длина системы — около 20 м, диаметр — 4,15 м, стартовый вес — 87 т, из них 62 т приходилось на топливо. Двигатель должен был иметь тягу 1,962 МН (200 тс) и время работы 50 с. Для повторного использования предполагалось оснастить А-10 парашютом.

А в проекте А-8, работа над которым велась с 1942 года, предполагалось использовать азотную кислоту и дизельное топливо.

В заключение следует сказать, что ракета А-4 оставила огромный след в истории. Хотя ее боевая эффективность оказалась низкой, и она не могла повлиять на ход войны, это был первый шаг, оказавший значительное влияние на создание ракетно-космической техники не только в Советском Союзе и США, но и в Китае.

Константин КУЗНЕЦОВ