Первушин Антон. Битва за звезды: Ракетные системы докосмической эры

Подождите немного. Документ загружается.

342

Глава 4

канский стартовый ракетный ускоритель и проведено много

весьма ценных исследований.

Что касается проекта создания высотной ракеты, то он по-

лучил конкретную форму в памятной записке доктора Карма-

на, Малины и Цзян Сюсэня, подготовленной для Управления

артиллерийско-технического снабжения армии США в нояб-

ре 1943 года. В ответ на нее генерал-майор Варнс потребовал,

чтобы группа форсировала начатые работы. Программа этих

работ получила название проекта «ORDICIT» (сокращение от

«Ordnance and California Institute of Technology», то есть

«Совместный проект артиллерийско-технического управле-

ния и Калифорнийского института»).

Первой системой, разработанной согласно этому проек-

ту, была ракета «Прайвит-А» («Private-A»), имевшая длину

около 2,4 метра. Она была сконструирована для полета со

сверхзвуковой скоростью и поэтому имела заостренный но-

совой конус. В нижней части ракеты были смонтированы че-

тыре пера стабилизатора, причем каждое из них выступало

из корпуса двигательного отсека на 30 сантиметров. Полный

вес ракеты составлял более 225 килограммов, включая полез-

ную нагрузку в 27 килограммов. Снабженная двигательной

установкой на твердом топливе фирмы «Аэроджет» («Aero-

jet»), ракета создавала тягу порядка 450 килограммов в тече-

ние более 30 секунд.

Для ранних разработок Лаборатории реактивного дви-

жения характерно наличие ускорителя старта — особого

комплекса, позволяющего заметно увеличить тяговооружен-

ность в момент старта. Ускоритель старта для ракет «Прай-

вит-А» представлял собой стальной корпус с четырьмя

114-миллиметровыми артиллерийскими ракетами, запускае-

мыми одновременно. Снабженный отверстием в центре для

прохода струи газов маршевого двигателя ракеты ускоритель

создавал дополнительную тягу при взлете свыше 9700 кило-

граммов. На пусковой установке были предусмотрены при-

способления, препятствующие вращению как ракеты, так и

ускорителя. Для предотвращения чрезмерной перегрузки,

которая неизбежно могла возникнуть, если запуск ускорите-

ля происходил после запуска маршевого двигателя, ускори-

тель крепился на ракете с помощью срезной шпильки.

Пусковая установка была выполнена в виде прямоуголь-

ной стальной фермы длиной 11 метров с четырьмя направ-

ляющими рельсами внутри. Ферма устанавливалась на сталь-

ном основании, с которым она соединялась посредством

шарниров, что обеспечивало возможность наводки в верти-

кальной и горизонтальной плоскостях. Ферма предназнача-

лась, во-первых, для поддержания ракеты и направления ее

по траектории до тех пор, пока она не разовьет скорость, до-

статочную для приобретения аэродинамической устойчиво-

сти, а во-вторых, для обеспечения полного выгорания топли-

ва ускорителя и его отсоединения от ракеты «Прайвит»,

прежде чем та покинет пусковую установку.

Пусковые испытания ракеты «Прайвит-А» проводились

с 1 по 16 декабря 1944 года в Лич-Спринге близ Барстоу

(Калифорния). Всего было произведено 24 пуска. Средняя

дальность составила примерно 16 километров, максималь-

ная — 18 километров.

Вслед за ракетой «Прайвит-А» была подготовлена к ис-

пытаниям опытная ракета «Прайвит-Ф» («Private F»). Она

была построена для исследования влияния несущих поверх-

ностей на полет управляемого снаряда и по существу мало

чем отличалась от ракеты «Прайвит-А». Однако вместо четы-

рех симметричных перьев стабилизатора в хвостовой части

она несла только одно перо и две горизонтальные несущие

поверхности с размахом до 1,5 метра. В головной части сна-

ряда для создания аэродинамического равновесия были уста-

новлены два тупых крыла с размахом в 1 метр.

Ускоритель старта ракеты «Прайвит-Ф» почти целиком

повторял конструкцию ускорителя старта ракеты «Прай-

вит-А», однако наличие крыльев и несущих поверхностей на

ракете потребовало переделки пусковой установки. Новая

установка имела ажурную конструкцию, выполненную из

стали, с двумя рельсами снаружи вместо прежних четырех

внутри.

Летные испытания ракеты состоялись с 1 по 13 апреля

1945 года на полигоне Гуеко в форте Блис (Техас). Полигон

был оборудован радиолокатором наблюдения за траекто-

рией полета ракет и кинокамерами для съемки начального

участка траектории. Всего было запущено 17 ракет.

Гонка за лидером 343

344

Глава 4

Как «Прайвит-А», так и «Прайвит-Ф» были опытными

ракетами; они предназначались только для изучения конст-

рукции ракет. Приборы, которые на них устанавливались,

должны были давать сведения о поведении ракеты в полете.

Однако вскоре из Управления артиллерийско-технического

снабжения поступило задание создать ракету для исследова-

ния верхних слоев атмосферы, которая могла бы поднять по-

лезный груз на высоту до 30 километров. Этот заказ предо-

пределил совершенно новый этап в развитии американской

космонавтики.

«WAC-Corporal»: полет в историю. Новая ракета Ла-

боратории реактивного движения, созданная по заказу

Управления артиллерийско-технического снабжения и полу-

чившая название «ВАК-Корпорал» («WAC-Corporal»), была

сконструирована как ракета с ЖРД, причем в качестве горю-

чего использовалась экзотичная по тем временам смесь ани-

лина с 20%-ной добавкой фурфурилового спирта, а в качестве

окислителя — азотная кислота.

Еще до окончания отработки ракеты «ВАК-Корпорал»

понадобилось установить экспериментальным путем не-

сколько основных характеристик ракеты. Для этого была со-

здана модель (в одну пятую натуральной величины) ракеты,

получившая название «Бэби-ВАК» («Baby-WAC»). Опытные

запуски модели производились на полигоне Голдстоун с 3 по

5 июля 1945 года. Они подтвердили правильность выбора

трех стабилизаторов вместо обычных четырех и обоснован-

ность конструкции стартового ускорителя на твердом топ-

ливе.

В окончательном виде ракета «ВАК-Корпорал» представ-

ляла собой трубу с длинной конической носовой частью и

тремя стабилизаторами; общая длина ракеты составляла

4,93 метра, а диаметр — 31 сантиметр. Стартовый вес раке-

ты без ускорителя — 302 килограмма, полезная нагруз-

ка — 11 килограммов. Двигатель ракеты создавал на протя-

жении 45 секунд работы тягу порядка 680 килограммов.

Система подачи компонентов топлива в камеру сгорания

было вытеснительным, давление создавалось сжатым возду-

хом, а не азотом, как это делалось раньше. Такая замена по-

Гонка за лидером

345

зволила значительно упростить

эксплуатацию ракеты в полевых

условиях.

Двигательная установка раке-

ты включалась с помощью особо-

го инерционного клапана Когда

ускоритель сообщал ракете ско-

рость, достаточную для отрыва от

пусковой установки, клапан под

действием силы инерции автома-

тически открывался и сжатый

воздух одновременно устремлял-

ся в топливные баки и к привод-

ному поршню главного топлив-

ного клапана.

Вместе с метеорологически-

ми приборами в носовой части

ракеты «ВАК-Корпорал» разме-

щались парашют и автоматиче-

ские устройства для сбрасыва-

ния носового конуса и раскры-

тия парашюта.

Первоначально выбранный ускоритель старта оказался

недостаточно эффективным, поэтому он был заменен одним

из вариантов морской ракеты, известной под названием

«Тайни Тим», для чего была увеличена тяга ее двигателя, а

также подвергнуты изменению стабилизаторы и головная

часть. В первом варианте ракета «Тайни Тим» имела двига-

тель, обеспечивавший тягу примерно в 13500 килограммов

в течение 1 секунды, но после изменения конструкции дви-

гатель ее стал развивать тягу до 22700 килограммов за

время немногим больше полсекунды.

Однако расчеты показывали, что за это время ускоритель

и ракета поднимутся на высоту 65 метров. Разумеется, по-

строить такую пусковую вышку не представлялось возмож-

ным. Поэтому было решено сохранить прежнюю высоту вы-

шки — 30 метров. Следовательно, разгон ракеты должен был

продолжаться и на начальном участке траектории, вне пре-

делов пусковой вышки.

Ракета «WAC-Corporal»

346

Глава 4

Опыт отработки ракеты «Прайвит-А» дал много ценного

в вопросе связи ракеты и ускорителя во время разгона и ав-

томатического их разъединения после окончания работы по-

следнего. Эксперименты с ракетой «Бэби-ВАК» показали на-

дежность конструкции разъединяющего устройства и под-

твердили правильность сохранения невысокой вышки.

Новая стальная пусковая вышка представляла собой

прямоугольную башню высотой 30 метров с тремя направ-

ляющими рельсами, установленными в вершинах равносто-

роннего треугольника. Длина рабочей части рельсов несколь-

ко превышала 24 метра. К пусковой башне были подведены

трубы, через которые осуществлялась заправка ракеты топ-

ливом и сжатым воздухом.

Установка «WAC-Corporal» на стартовую позицию

Новые ракеты требовали и нового полигона. И такой по-

лигон был создан в одном из районов штата Нью-Мексико,

известном под названием Уайт Сандс (White Sands — Белые

Пески). Этот район был облюбован специалистами в области

ракет по тем же соображениям, которыми руководствова-

лись ученые Манхэттенского проекта, выбравшие это место

для взрыва первой урановой бомбы: большие открытые уча-

стки местности с плохими почвами и малочисленным насе-

лением создавали благоприятные условия для проведения

здесь любых крупномасштабных испытаний.

Полигон представлял собой плоскую сухую песчаную до-

лину, лежащую между двумя горными хребтами, местами

поросшими шалфеем и сорными травами. Долина располо-

жена на высоте около 1200 метров над уровнем моря; наи-

более же высокие вершины горных хребтов возвышаются

над долиной еще на 2000 метров. Климатические условия в

долине вполне благоприятны, небо почти всегда безоблачно.

Короче говоря, испытательный полигон в Уайт Сандс, осно-

ванный распоряжением военного министра от 20 февраля

1945 года, можно назвать идеальным, если не считать, что

его размеры сравнительно невелики. Длина его с юга, от гра-

ницы между штатами Техас и Нью-Мексико, на север со-

ставляет около 280 километров, а ширина с запада на вос-

ток — в среднем 65 километров.

После постройки первоочередных объектов — колодцев,

казарм, мастерских, сборочных залов, линий связи — в цент-

ре полигона была сразу же сооружена бетонная стартовая

площадка На расстоянии 100 метров от нее инженеры-фор-

тификаторы выстроили самое прочное в мире здание —

«блокгауз», которое стало своего рода нервным центром все-

го полигона, где сходились десятки линий связи. Толщина

стен «блокгауза», имевших в плане почти прямоугольную

форму, была свыше 3 метров. Прочная железобетонная кры-

ша в виде пирамиды имела толщину до 8,2 метра. Внутри

«блокгауз» освещался мощными лампами дневного света.

Визуальное наблюдение за ракетами велось с помощью пе-

рископов.

Именно на этом полигоне состоялись летные испытания

ракеты «ВАК-Корпорал» — первой американской ракеты,

Гонка за лидером 347

348

Глава 4

«нацеленной» в космос. Они были проведены в период с

26 сентября по 25 октября 1945 года. По данным радиоло-

катора ракета достигла в вертикальном полете высоты

70 километров. Значительное превышение высоты по срав-

нению с расчетной объяснялось главным образом снижени-

ем веса за счет изменений и улучшений конструкции раке-

ты, введенных в ходе ее отработки, а также увеличением

начального импульса в связи с использованием ускорителя

старта на основе ракеты «Тайни Тим».

«Космическое» наследие Третьего рейха. Разработка

и успешные запуски ракет «ВАК-Корпорал» свидетельствуют

о том, что и в Америке нашлись здравомыслящие люди, оце-

нившие те перспективы, которые дает ракетная техника,

И хотя это было вызвано, скорее, военной необходимостью,

чем осознанным желанием сделать первый шаг в космиче-

ское пространство, сам по себе факт создания работоспособ-

ной метеорологической ракеты с возвращаемым приборным

отсеком говорит о многом.

Но несомненный успех конструкторов из Лаборатории

реактивного движения поблек на фоне сообщений, посту-

павших из Европы. Когда американские войска добрались до

материалов ракетного центра Третьего рейха, как никогда

стало очевидным колоссальное отставание Америки в облас-

ти военного ракетостроения. Теперь главную свою задачу

американские военные видели не в создании собственных

ракет, а в воспроизведении на американской территории то-

го, что успели сделать немецкие конструкторы. По этой при-

чине многие проекты оказались отложены на потом, а все

силы брошены на освоение чужого опыта.

Операция «Пейпер-клипс», направленная на «отлов» не-

мецких ракетчиков, увенчалась полным успехом. Из Европы

в США было вывезено 492 немецких специалиста по ракето-

строению и 644 члена их семей. Эту группу возглавляли

Вальтер Дорнбергер и Вернер фон Браун.

А в конце июля 1945 года на испытательный полигон в

Уайт Сандс было доставлено 300 вагонов с агрегатами и де-

талями ракет «Фау-2». К тому времени уже был построен

стенд для испытания полностью собранных ракет. Он распо-

ложился на обрыве холма и представлял собой прочную бе-

тонную шахту с отверстием в нижней части для выпуска

струи газов в горизонтальном направлении. Сама ракета по-

мещалась сверху и удерживалась на месте с помощью проч-

ной стальной конструкции, снабженной устройством для из-

мерения силы тяги ракетного двигателя.

Программа испытаний предусматривала систематиче-

ский запуск ракет «Фау-2» в среднем по две штуки в месяц.

Контроль над запусками осуществляло Управление артилле-

рийско-технического снабжения, а ответственность за созда-

ние и подготовку ракет несла фирма «Дженерал Электрик»

(«General Electric»), что являлось частью ее обязанностей по

крупному производственному контракту, условно названно-

му «Проектом Гермес» («Project Hermes»). Различные науч-

но-исследовательские институты, правительственные агент-

ства и даже учебные институты имели задачу обеспечивать

создаваемый ракетный центр бортовыми приборами и аппа-

ратурой управления.

К тому времени, когда начались работы в Уайт Сандс, ан-

гличане успели запустить две ракеты «Фау-2». Однако запуск

этих ракет, осуществленный из района Куксхафена немецки-

ми специалистами под наблюдением англичан, был простым

повторением того, что делалось в военное время; к тому же

один из стартов оказался неудачным.

Американцы подошли к процессу более творчески. Им

ничего другого не оставалось. Дело в том, что инженеры, ко-

торым была поручена сборка ракет, сразу же столкнулись с

довольно сложной проблемой, заключавшейся в том, что

американские войска захватили в качестве трофеев не цели-

ком собранные и готовые к пуску ракеты, а главным образом

отдельные детали и агрегаты. Они просто «очистили» немец-

кие заводы и упаковали все, что могли найти. Примерно

50 боеголовок были в хорошем состоянии, но для научных

целей они оказались почти бесполезными из-за чрезмерной

тяжести и отсутствия люков для установки приборов. По

специальному заказу завод морских орудий изготовил новые

боевые головки, в которых можно было размещать аппара-

туру, а до этого ученым пришлось довольствоваться немец-

кими образцами. Имелось также 115 приборных отсеков, из

Гонка за лидером 349

350

Глава 4

которых больше половины оказалось в совершенно непри-

годном состоянии и требовало серьезного ремонта. Кроме

того, было вывезено 127 комплектов вполне исправных топ-

ливных отсеков, около 100 рам двигателя, большая часть ко-

торых находилась в хорошем состоянии, и 90 комплектов

хвостовой части. Далее американские инженеры и ученые

получили около 180 трофейных кислородных баков и такое

же количество баков для спирта, примерно 200 турбонасос-

ных агрегатов и 215 наполовину исправных ракетных двига-

телей.

Каждая ракета собиралась из только что испытанных де-

талей непосредственно накануне пуска, так как немцы пре-

дупредили своих американских коллег, что надежность ра-

боты ракет резко ухудшалась, если полностью собранные ра-

кеты хранились на складе в течение более или менее

продолжительного времени. В дальнейшем на полигоне ста-

ло правилом не запускать ракету, собранную более чем за

72 часа до старта.

Первое огневое испытание ракеты «Фау-2» на полигоне в

Уайт Сандс было проведено 15 марта 1946 года. Ракета гро-

хотала на стенде в течение более одной минуты, и все кончи-

лось благополучно. Первый пуск был назначен на 16 апреля.

Хотя все детали и части испытывались непосредственно пе-

ред сборкой, они все-таки не были новыми, поэтому орга-

низаторы запуска предприняли дополнительные меры пре-

досторожности. Инженеры сконструировали специальное

устройство аварийной отсечки топлива, которое по радиоко-

манде с наземной станции управления прекращало доступ

топлива в двигатель. Случилось так, что это устройство при-

годилось при первом же опытном пуске. Спустя всего 19 се-

кунд после взлета ракета внезапно развернулась на 90° и

устремилась на восток. Прежде чем устройство аварийной

отсечки топлива вступило в действие, наблюдатели заметили,

что стабилизатор № 4 разрушился. Расследование показало,

что соответствующий этому стабилизатору графитовый газо-

вый руль раскрошился вскоре после взлета и триммер, при-

няв на себя всю нагрузку, ослабил свой стабилизатор. Для то-

го чтобы предотвратить подобные аварии, все графитовые га-

зовые рули впоследствии просвечивались рентгеновскими

Гонка за лидером 351

лучами, а затем покрывались слоем картона, который быстро

сгорал после пуска маршевого двигателя.

10 мая 1946 года для представителей прессы и всех, кому

случилось оказаться в тот день на полигоне, был проведен

показательный пуск ракеты «Фау-2» под № 3. Демонстрация

закончилась успешно, а вслед за этим состоялись летные ис-

пытания ракет № 4, 5 и 6. Ракета под № 7 отклонилась от

заданной траектории, однако это было замечено только те-

ми, кто обслуживал следящее устройство. Ракета № 8 повела

себя явно ненормально и взорвалась через 27 секунд после

старта на высоте 5,5 километра. Причиной взрыва явилась

авария турбонасосного агрегата, один из подшипников кото-

рого, работающий на перекачке жидкого кислорода, был гус-

то смазан маслом. Загорание этого масла и привело к взрыву

ракеты.

Ракета № 9, запущенная 30 июля, работала безотказно,

достигнув рекордной высоты в 167 километров. При испыта-

нии ракеты № 10 снова пришлось прибегнуть к устройству

аварийной отсечки топлива; через 13,5 секунды после взлета

эта ракета повела себя весьма странно: по-видимому, что-то

случилось с системой управления ракеты, заставившей серво-

привод одного из газовых рулей отклонить его в крайнее по-

ложение.

Неожиданными отклонениями от заданной траектории

были отмечены и испытания ракет №11 и 14. Первая раз-

вернулась на восток спустя 4 секунды после старта и пошла

над землей на высоте около 100 метров по траектории с

незначительным восхождением. Вторая взлетела нормально,

но через 5 секунд на мгновение «клюнула» носом; после это-

го ракета выровнялась и в течение следующих 2-3 секунд

продолжала набирать высоту, затем «клевок» повторился бо-

лее отчетливо. Ракета в это время, по-видимому, находилась

на высоте около 180 метров. Прежде чем кто-либо успел со-

образить, что произошло с ракетой, она развернулась носо-

вой частью на юг и, приобретя хорошую устойчивость, с ре-

вом прошла над головами экспериментаторов в сторону рас-

положения военного гарнизона, на Эль-Пасо. Оператор,

управлявший ракетой, точно приземлил ее за пределами во-

енного городка.