Но на пути серийного производства встала основная проблема ракет — их надежность. К сентябрю 1943-го показатель успешных пусков составлял лишь 10-20%. Ракеты взрывались на всех участках траектории: на старте, при подъеме и при подлете к цели. Только в марте 1944- го стало ясно, что сильная вибрация ослабляла резьбовые соединения топливопроводов. Спирт испарялся и смешивался с парогазом (кислород плюс водяной пар). «Адская смесь» попадала на раскаленное сопло двигателя, далее следовал пожар и взрыв. Вторая причина подрывов — слишком чувствительный импульсный детонатор.
По расчетам командования вермахта, по Лондону необходимо было наносить удары каждые 20 минут. Для круглосуточного обстрела требовалось около сотни А-4. Но чтобы обеспечить такой темп стрельбы, три ракетосборочных завода в Пенемюнде, Винер-Нойштатте и Фридрихсхафене должны отгружать около 3 тысяч ракет в месяц!
В июле 1943-го изготовили 300 ракет, которые пришлось истратить на экспериментальные пуски. Серийный же выпуск все еще не был налажен. Однако с января 1944-го и до начала ракетных обстрелов британской столицы произвели 1588 Фау-2.
Летом 1943 года на побережье Франции выстроили бетонные бункеры для запуска ракет. Гитлер требовал к концу года засыпать ими Лондон. Карты спутала работа английской разведки. В июле 1943 года польские партизаны сумели достать и переправить в Лондон чертежи “Фау” и план ракетной базы. Через неделю в Пенемюнде прилетели 600 английских “летающих крепостей”. В огненной буре погибли 735 человек и все готовые ракеты. Тогда производство «ФАУ-2» было перенесено в известковые горы Гарца, где в подземном лагере «Дора» работали тысячи заключенных. В Пенемюнде остались только лаборатории — там разрабатывали ракеты и проводили испытания.
Конкуренты из ВВС успели раньше. 16 июня 1944 года 294 самолета- снаряда вылетели в Лондон. Эффект применения этих ракет, тут же названных “Фау-1”, был невелик: они редко попадали в цель, их было легко сбить. Сильнее оказалось психологическое воздействие: ведь теперь о бомбардировке нельзя было узнать заранее, и от нее не спасали ни облачность, ни маскировка. Скоро, однако, английские ученые научились при помощи радиоволн выводить из строя пилотный механизм ракет и заставлять их падать в море.
Вскоре союзники высадились во Франции и захватили площадки запуска “Фау-1”. Пришло время фон Брауна, ведь его ракеты летели дальше и вполне могли запускаться с территории Голландии или даже самой Германии. Еще в ноябре 1943 года “Фау- 2” испробовали на польских селах, из которых для конспирации не выселили жителей. После успешных испытаний непосредственный начальник фон Брауна Дорнбергер сказал: “Мы вторглись в космос нашей ракетой и впервые доказали, что ракетная тяга годится для космического путешествия... но, пока продолжается война, нашей главной задачей может быть только быстрое совершенствование ракеты как оружия”. Кстати, тогда ракеты не попали в цель, но немцы утешали себя тем, что в такую большую цель, как Лондон, попасть легче.
Первое учебно-боевое подразделение ракет V-2 было сформировано в июле 1943-го. В августе разработали структурную организацию и штатное расписание спецчастей в составе двух дивизионов, один из которых был подвижным (между мысом Гри-Нэ и полуостровом Контантен на северо- западе Франции) и три стационарных в районах Ваттон, Визерн и Соттеваст. Командование сухопутных войск с такой организацией согласилось и назначило Дорнбергера специальным армейским комиссаром по баллистическим ракетам.
Каждый подвижный дивизион должен был запускать 27, а стационарный — 54 ракеты в сутки. Защищенная стартовая позиция явилась крупным инженерным сооружением с бетонным куполом, в котором оборудовали зоны сборки, обслуживания, казарму, кухню и медпункт. Внутри позиции пролегала железнодорожная ветка, выходящая к забетонированной стартовой площадке. На самой площадке устанавливался пусковой стол, а все необходимое для старта было размещено на автомобилях и бронетранспортерах. Все это требовало колоссальных затрат материальных, денежных и людских ресурсов.
В начале декабря 1943-го был создан 65-й армейский корпус спец- назначения ракет Фау-1 и Фау-2 под командованием генерал-лейтенанта артиллерии Э.Хейнемана. Формирование ракетных частей и строительство боевых позиций не компенсировало отсутствия необходимого количества ракет для начала массированных пусков. Среди руководителей вермахта весь проект А-4 со временем стал восприниматься как пустая трата денег и квалифицированной рабочей силы.
Запуск 900 ракет Фау-2 в месяц требовал 13000 т жидкого кислорода, 4000 т этилового спирта, 2000 т метанола, 500 т перекиси водорода, 1500 т взрывчатки и большое количество других компонентов. Для серийного выпуска ракет необходимо было экстренно построить новые заводы по производству различных материалов, полуфабрикатов и заготовок. В денежном выражении при запланированном производстве 12000 ракет (30 штук в сутки) одна Фау-2 обошлась бы в 6 раз дешевле бомбардировщика, которого в среднем хватало на 4-5 боевых вылетов.
Гитлер настаивал на скорейшем применении А-4, тем более что технически это было вполне осуществимо. Гитлер считал, что А-4 должно способствовать выходу Англии из войны и развалу антифашистской коалиции. И запускать А-4 надо, пока союзники не достигли значительных успехов на Втором Фронте. Но фюрера удалось убедить, что наилучшего эффекта можно достичь лишь от массированного применения нового оружия. Тем более, что только летом 1944-го удалось выяснить странные закономерности подрыва ракет в конце траектории и на подлете к цели. Это срабатывал чувствительный детонатор, но времени для доводки его импульсной системы не оставалось. С одной стороны, командование вермахта решило начать массированное применение ракетного оружия, с другой — этому противостояли такие обстоятельства, как наступление советских войск, перенесение боевых действий на территорию Польши и приближение линии фронта к полигону Близна.
Когда на складах накопилось 1800 готовых А-4, было решено наконец начать полномасштабную кампанию запусков нового “чуда-оружия”. Новое вооружение поступило в 836 Artillerie Abteilung. Освоение новой техники и учебные стрельбы проходили в Польше, недалеко от Близны. Всего в Польше было израсходовано 600 ракет А-4.
В отличие от V-1 (ФАУ-1) ракета А-4 могла запускаться не только со стационарной установки, существовал ее мобильный вариант Meillerwagen, способный перевозить и осуществлять пуск. К сентябрю были готовы для боевого использования и сами ракеты. Ракетчики Пенемюнде подготовили программы для системы управления А-4, нацеливая ее на Лондон, Антверпен, Брюссель и Льеж. В четверг, 6 сентября 1944 года в район близ Гааги (Голландия) прибыла группа солдат. Они в течение двух часов выставили жителей ближайшего района из домов, от местной электростанции протянули несколько ниток кабеля. На следующий день пришла колонна из шести автомашин. Это были установки с ракетами А-4 и пусковой аппаратурой.
Утром 7 сентября 1944 года на стартовые площадки в Ойсхирхене, в Голландии, доставили две ракеты. В 10 часов 30 минут одна из них взлетела, но неожиданно двигатель затих, и ракета осталась стоять в вертикальном положении. В И часов 30 минут со старта ушла вторая ракета. Они обе должны были упасть на Париж. Упавшая посреди улицы А-4 образовала воронку глубиной 10 метров, уничтожила шесть домов. Несколько зданий были сильно повреждены, погибли три человека, 17 ранены.
Наступил «долгожданный момент: наша «игрушка» превратилась в оружие уничтожения», — так выразился об этом событии В. фон Браун 17 октября 1959 года.
Пропагандистский аппарат рейха поднял шумиху. С подачи Геббельса ракета А-4 стала обозначаться V-2, (Vergeltungswaffe-2) и получила всем теперь известное название «Фау-2», которое не имело ничего общего с характером системы оружия.
После старта А-4 поднималась на высоту 96 км, откуда с огромной скоростью устремлялась на цель. Заранее засечь А-4 или принять какие- либо контрмеры было невозможно. А-4 была внезапна и неуязвима. Боевая часть ракеты весила 907 кг и причиняла значительные разрушения. В качестве взрывчатки применялся аматол из-за его устойчивости к высоким температурам — головной обтекатель нагревался до 600 градусов трением об атмосферу. Перед пуском А-4 строго выравнивалась по азимуту с помощью большого круга наведения. После этого наведение осуществлялось системой маятниковых устройств, создававших устойчивую платформу, двумя LEV-З гироскопами и интегрированным акселерометром. Во время полета угол ракеты регулировался аэродинамическими рулями лопастей, которые имели электро- гидравлический привод. При старте направление контролировалось графитовыми лопастями, которые обтекались выхлопной струей двигателя.
Эффективность ракеты как оружия зависела прежде всего от точности выведения, а она у А-4 желала лучшего. Из-за чего мишенью для нее могли быть только достаточно крупные города. Гитлер и требовал сосредоточить удары по Лондону. Через пару месяцев после начала обстрела Лондона стало ясно, что на колени англичан «Фау-2» не поставят. Возмездие, которого так желал фюрер III рейха, не состоялось. Гитлеровскому командованию до самого конца войны гак и не удалось добиться массового нанесения ракетных ударов. Была явно переоценена возможность «оружия возмездия», которая, по замыслу руководителей гитлеровской Германии, должна была вызвать ужас, панику и паралич в лагере противника. Но ракетное оружие никоим образом не смогло изменить ни ход войны в пользу Германии, ни предотвратить краха фашистского режима.
Несмотря на то, что V-2 была намного дороже, чем самолеты-снаряды V-1 ,она причиняла практически те же разрушения. В целом, высокие затраты на применение данного “чудо-оружия” абсолютно не соответствовали незначительному ущербу, который причинили бомбардировки.
Тем не менее, география целей, которых достигли «Фау-2», очень внушительна. Это — Лондон, Южная Англия, Антверпен, Льеж, Брюссель, Париж, Лиль, Люксембург, Ремаген, Гаага... «Ракетное наступление» на Англию прекратилось 27 марта 1945 года, когда стартовали три последние ракеты в 3.01,4.02 и 7.18. Хронометраж пусков велся со строгой педантичностью: так требовала того Инструкция. 29 марта 1945 года пусковая команда в составе 150 человек со всем парком автомашин с 60 неиспользованными ракетами А-4 покинула район Гааги.
За время семимесячного обстрела городов Англии и Бельгии выпущено около 4300 «Фау-2». В сторону Британского острова осуществлено в общей сложности 1402 пуска, из которых только 1054 (75%, по другим данным 1047) достигли территории Соединенного Королевства, на Лондон упало всего 517 ракет. Людские потери составили 9277 человек, из них 2754 убитых и 6523 раненых.
После наступления советских войск в январе-феврале 1945-го в Пенемюнде был получен приказ эвакуировать все возможное оборудование, документацию, ракеты и технический персонал центра в Нордхаузен. Автоколонны и железнодорожные составы со специалистами, оборудованием, документацией и архивами покинули остров Узедом. Пенемюнде, как исследовательский центр, прекратил свою деятельность. Последняя ракета А-4 с площадки Центра Пенемюнде взлетела 14 февраля 1945 года. Эсэсовские команды не успели полностью разрушить все оборудование и готовую продукцию, которую не удавалось эвакуировать. При этом было уничтожено более 30 тысяч военнопленных и политзаключенных, занятых на строительстве секретных объектов.
Тиски фронтов сжимали жизненное пространство «Третьего рейха», и через восемь недель после прибытия в Нордхаузен фон Браун получил приказ об эвакуации в «Альпийскую крепость» руководящих работников и о спасении всей документации. Выполняя указание Берлина, основной персонал Пенемюнде эвакуировали в Тюрингию, в городок Блейхероде «для продолжения работ». К апрелю 1945 года продвижение союзнических армий сделало такое предписание невыполнимым.
Операция «Скрепка» и ей подобные
Команда ракетчиков, перебравшаяся на юг Германии, 2 мая 1945 года сдалась американским войскам. Вернера фон Брауна, штурмбанфюрера СС, запросто могли расстрелять. Даже его будущий начальник генерал Медарис позднее признался, что, попадись ему Браун в 1945-м, он бы, не задумываясь, его повесил. Но Браун попал в руки совсем других людей из американской миссии “Пейперклип” (“скрепка”), занимавшейся поиском немецких военно-технических специалистов. “Ракетного барона” и его команду переправили за океан как особо ценный груз. Вместе с ним перебрались в США 492 немецких ракетных специалиста и 644 члена их семей. Среди специалистов, перебравшихся в США, кроме Вернера фон Брауна — крупнейшего на тот момент конструктора жидкостных ракет, нужно отметить генерала Вальтера Дорнберга — опытного организатора исследовательских и экспериментальных работ в области ракетостроения, и Артура Рудольфа — будущего конструктора многих американских ракет. Американцы вывезли всю техническую документацию, более 100 готовых к отправке на фронт ракет “Фау-2”, боевые стартовые позиции вместе с военным персоналом, хорошо подготовленным к эксплуатации ракет. На полигон Уайт-Сэндз прибыло из-за океана 115 приборных и 127 топливных отсеков, 180 кислородных баков, 200 турбонасосных агрегатов и 215 двигателей. 16 апреля 1946 г. на полигоне Уайт- Сендз США произвели первый пуск трофейной “Фау-2”
В последний раз в Европе ракеты А-4 запускались в октябре 1945 года для демонстрации командованию стран-победительниц. Для этого в Гельголандской бухте Северного моря, в Куксхафене (северо-западнее Гамбурга), англичане организовали демонстрационный пуск представителям СССР (генерал А.И. Соколов, Ю.А. Победоносцев, В.П. Глушко, С.П. Королев, Г.А. Тюлин и чекист- переводчик, естественно, все под чужими фамилиями), США и Франции. Американскую делегацию (Вильям Пиккеринг — в будущем директор лаборатории в Калифорнии, Говард Зайферт — специалист по ЖРД, Грейсон Меррилл — будущий руководитель проекта «Поларис») возглавлял Теодор фон Карман. Выполняла пуск немецкая команда.
После этого ракеты, ревевшие когда-то над тихой рекой Пене, стали реветь в других местах — над водами Волги и Рио-Гранде.
В июне 1946-го в 3-й отдел НИИ- 88 (Государственный НИИ реактивного вооружения № 88 Министерства вооружения СССР), возглавляемый С.П.Королевым, привезли из Германии отдельные узлы и агрегаты ракеты Фау-2, а также некоторые чертежи и рабочие документы. Создали группу, куда вошли А.Исаев, А.Березняк, Н.Пилюгин, В.Мишин, Л.Воскресенский и другие. В кратчайшие сроки были восстановлены компоновка ракеты, ее пневмогидросистема, а также произведен расчет траектории. В пражском техническом архиве нашли чертежи ракеты Фау-2, но которым удалось восстановить полный комплект технической документации.
Ракетное стрельбище, а позднее — полигон Капустин Яр оборудовали в 1946-м.
К этому времени немецкие специалисты, прежде работавшие на советских ракетчиков в Германии в так называемом «институте Рабе» в Блейшероде и «Миттельверке» в Нордхаузене, были переведены в Москву, где они возглавили целые параллельные направления теоретических исследований: доктор Вольф — баллистика, доктор Умифенбах — двигательные системы, инженер Мюллер — статистика и доктор Хох — системы управления.
Под руководством немецких специалистов на полигоне Капустин Яр в октябре 1947-го состоялся первый пуск трофейной ракеты А-4, изготовление которых было вновь налажено на заводе в Блейшероде, в советской зоне оккупации. Нашим ракетчикам во время старта ассистировала группа немецких экспертов во главе с ближайшим помощником фон Брауна инженером X. Греттрупом, которые в СССР занимались налаживанием производства А-4 и изготовлением для нее приборного оборудования. Последующие запуски проходили с переменным успехом. Из 11 стартов в октябре-ноябре 6 закончились авариями. Ко второй половине 1947-го уже был готов комплект документации на первую советскую баллистическую ракету, получившую индекс Р-1. Она имела ту же конструктивно-компоновочную схему немецкого прототипа, однако введением новых решений удалось повысить надежность системы управления и двигательной установки. Более прочные конструкционные материалы привели к снижению сухого веса ракеты и усилению ее отдельных элементов, а расширенное применение неметаллических материалов отечественного производства позволило повысить надежность и долговечность некоторых агрегатов и всей ракеты в целом, особенно в зимних условиях.
Первая Р-1 взлетела с полигона Капустин Яр 10 октября 1948-го, достигнув дальности 278 км. В 1948-1949 годах проведены две серии пусков ракет Р-1. Причем, из 29 запущенных ракет аварии потерпели лишь три. Были превышены данные А-4 по дальности на 20 км, а точность попадания в цель возросла в два раза.
Конструкция
Это одноступенчатая баллистическая ракета класса «земля-земля», с автономной системой управления (с частичным радиоуправлением).
Внешние обводы ее в значительной степени определили результаты продувок моделей в специально построенной аэродинамической трубе для чисел Маха до 5. Хотя некоторые соображения эксплуатационного характера (ширина колеи железной дороги, радиус закругления железных и шоссейных дорог, ширина и высота тоннелей и прочее) заставили конструкторов несколько отклониться от оптимальных с точки зрения аэродинамики форм.
Конструктивно ракета состояла из четырех отсеков:
- головная часть для размещения боевого заряда;
- приборный отсек;
- отсек для размещения баков с компонентами топлива;
- хвостовой отсек с размещенным ЖРД.
Такое разделение выбрано из условий транспортировки.
Все основные части ракеты связаны силовым корпусом, который представлял собой оболочку из продольного и поперечного набора силовых элементов с обшивкой (конструкция типа монокок) из листовой стали толщиной 0,6 мм. Конструкция сварная.
Носок ракеты оживальной формы занимает боевая часть (БЧ) высотой 2010 мм, корпус которой выполнен из низкоуглеродистой стали толщиной 6 мм. Боеголовка крепилась болтами к верхнему шпангоуту приборного отсека. Перевозили ее отдельно от ракеты и стыковали непосредственно перед установкой ракеты в положение для заправки компонентами топлива. В конце активного участка траектории полета не отделялась, падала вместе с ракетой.
Боевой заряд — аматол. Выбор этого взрывчатого вещества объяснялся его удивительно малой чувствительностью к нагреву и ударам.
Ниже боевой части находился приборный отсек (ПО) высотой 1410 мм. Здесь вместе с приборами аппаратуры системы управления и навигации размещались несколько стальных баллонов со сжатым азотом. Для доступа в отсек на наружной обшивке имелись люки.
Под ПО располагался отсек баков с компонентами топлива. В силовую конструкцию они не входили. Верхний бак —для горючего — подвешивался специальными тягами к переднему (верхнему) шпангоуту отсека. Под баком горючего с помощью опорных тяг крепился бак с окислителем. Через него проходил трубопровод подачи горючего в ЖРД.
Пространство между топливными баками и внешней обшивкой корпуса ракеты, а также пустоты между баками заполнялись стекловолокном для ограничения теплопередачи от обшивки к бакам.
В хвостовом отсеке ракеты располагалась двигательная установка: ЖРД, турбонасосный агрегат (ТНА), трубопроводы и клапана пневмосистемы, регулирующие работу двигателя.
Основными частями двигателя являются грушевидная камера сгорания (КС) и сопло.
Диаметр КС (камеры сгорания) в наиболее широкой ее части — 930 мм, диаметр горловины (критического сечения) сопла — 400 мм, диаметр выходного сечения — 730 мм.
Двигатель изготовлен из малоуглеродистых сталей. Несмотря на незначительную стойкость к коррозии, невысокую теплопроводность, они хорошо штампуются и свариваются. По сравнению с медными и алюминиевыми сплавами, имеющими высокую теплопроводность, они более жаропрочны, имеют удовлетворительную удельную прочность и широко распространены в космической технике.
Двигатель работает на топливе, состоящем из двух компонентов: горючее — 75% (по весу) водный раствор этилового спирта, окислитель — жидкий кислород.
Горючее и окислитель, попадая в виде мелких капель в камеру сгорания и смешиваясь, образуют более или менее однородную парообразную смесь. Продукты горения расширяются при истечении через сопло до давления на срезе 0,8 кгс/см2 (7,8*104 Па) и приобретают скорость 2000 м/с.
Направленное истечение газов из сопла создает удельный импульс и приводит к возникновению силы тяги.
Топливо перед подачей в КС должно быть сжато, иначе оно не попадет туда: при работе двигателя в камере сгорания устанавливается давление около 15 кгс/см2 (12 МПа).
Сжатие и подача топлива в КС осуществляется системой, включающей в себя агрегат, создающий давление (ТНА), клапана, регуляторы и трубопроводы, обеспечивающие работу двигателя.
Насосная подача топлива в двигатель выгодна тем, что в баках ракеты не нужно создавать высокое давление. Центробежные насосы при малых размерах обеспечивают высокую производительность и высокое давление. Для их привода служит турбина. Насосы и турбина, объединенные общим валом, образуют единые агрегат — ТНА. Наличие его в ракете А-4 было самой высокой новинкой.
Работу турбины мощностью 675 л.с. при 5000 об/мин обеспечивает парогаз (смесь кислорода и паров воды), который образуется разложением концентрированной перекиси водорода в парогазогенераторе в присутствии катализатора — концентрированного раствора перманганата натрия. Пройдя через турбину, он направляется в теплообменник, подогревает некоторое количество жидкого кислорода, которое, возвращаясь в бак, создает небольшой наддув (2...3 кгс/см2) для обеспечения безкавитационной работы насосов ТНА и предупреждения сплющивания стенок бака по мере выработки окислителя.
Наддув в линии подачи горючего обеспечивал сжатый азот.
Ракета имеет крестообразное хвостовое оперение. Четыре стабилизатора фланцевыми стыками крепятся к хвостовому отсеку. Внутри каждого из них размещается электромотор, цепной привод аэродинамического руля и рулевая машина газового руля.
Автомат стабилизации включал в себя гироскопические приборы, усилительно-преобразовательные блоки, электродвигатели, рулевые машины и связанные с ними аэродинамические рулевые поверхности на задней кромке стабилизаторов, газоструйные рули, расположенные за соплом двигателя крепились вместе со своими приводами — рулевыми машинками — на рулевом кольце. При работе двигателя рули оказывались в струе потока истекающих из сопла газов. С помощью этих рулей газовый поток несколько отклонялся, возникал момент, поворачивающий ракету в соответствующем направлении. Они работали в исключительно тяжелых температурных условиях, поэтому изготавливались из наиболее термостойкого материала — графита. Так была реализована идея Циолковского и Оберта.
Особой необходимости в аэродинамических рулях у ракеты не было. Стабилизаторы предусмотрены лишь для устойчивости полета ракеты на начальном участке при прохождении зоны максимального скоростного напора и, главным образом, на конечном участке траектории полета.
Для компенсации бокового сноса применялась система радиоуправления. Два наземных передатчика излучали сигналы в плоскости стрельбы, а антенны приемников были расположены на стабилизаторах хвостового оперения ракеты.
Скорость, при достижении которой подавалась радиокоманда на выключение двигателя, определялась с помощью радиолокатора.
Заправка жидким кислородом производилась перед самым стартом ракеты, гак как потери кислорода за счет испарения составляли до 2 кг в минуту. Потеря кислорода за 20- минутный интервал между началом заправки и стартом считалась допустимой: более длительная задержка требовала уже дозаправки ракеты окислителем.
При полной заправке на топливные баки приходилось три четверти веса ракеты: 3500 кг — горючее, 5000 кг — окислитель.
Таким образом, ракета А-4 в конструктивном отношении, несмотря на принципиальную простоту, представляет собой чрезвычайно сложный аппарат. Достаточно сказать, что она имела около 30 000 деталей, многие из которых требовали весьма высокой точности изготовления.
Примечание: как это ни невероятно звучит, но немецкая баллистическая ракета периода 2-й мировой войны до сих пор является СЕКРЕТНОЙ в Украине! Автору, попытавшемуся получить разрешение на фотографирование этой ракеты, отказали в этом! Кроме как маразмом ведомств, отвечающих за соблюдение режима секретности, это объяснить нельзя...
Статья была опубликована в мартовском номере журнала "Наука и техника" за 2007 год