|
|
Кондратенко Александр ЕвгеньевичФакультет инженерной механики и машиностроенияКафедра металлорежущих станков и инструментовСпециальность: Металлорежущие станки и системы |
|
Я давно интересуюсь военными разработками ученых Третьего рейха, особенно меня увлекает тема так называемого «оружия возмездия». Ведь многие открытия, сделанные немецкими учеными, были поистине революционными и опередили свое время на десятки лет вперед. О немецком «чудо-оружии» написаны тысячи статей, оно присутствует во многих компьютерных играх и художественных фильмах. Тема «оружия возмездия» овеяна многочисленными легендами и мифами. Наиболее широко известны разработки немецких ученых в сфере ракетостроения и реактивной авиации, в последнее время, благодаря средствам массовой информации, стало известно и о работах по созданию летающих тарелок. И я долго думал о чем написать, ведь тема «оружия возмездия» достаточно обширная, и, в итоге, я остановил свой выбор на зенитных управляемых ракетах (ЗУР), так как эта тема, на мой взгляд, недостаточно широко раскрыта в среде интернет и других средствах массовой информации.
Содержание Начиная с того времени, когда руководители Третьего рейха на основе анализа экономического и военного положения стали понимать, что рейх начинает проигрывать войну, активизировалась работа над созданием так называемого «оружия возмездия» (нем. Vergeltungswaffe; V-Waffen), которое подразумевает под собой название ряда амбициозных проектов по созданию оружия, призванного изменить ход Второй мировой войны в пользу Германии. В выступлениях пропагандистов Третьего рейха в качестве синонимов «оружия возмездия» употреблялись термины «Копье Вотана», «Меч Зигфрида» и иные термины древнегерманской мифологии.
Таким образом, «оружием возмездия» считалось любое оружие нового типа (то есть неизвестное на поле боя ранее), разработанное учеными Третьего рейха и способное изменить ход боевых действий в пользу Германии (такие как, например, «Тигр», «Пантера», «Ягдтигр», «Штурмтигр», «Ягдпантера», ракеты Фау-1 (V-1, Fi-103) и Фау-2 (V-2, A4), реактивные самолеты Мессершмитт Me.262, Мессершмитт Me.163) [1].
Зенитные управляемые ракеты также относились к числу образцов «оружия возмездия».
Содержание
Прежде чем начать, хотелось бы отметить, что зенитная управляемая ракета – это ракета класса «поверхность-воздух», входящая в состав зенитно-ракетного комплекса, предназначенная для поражения воздушных целей: самолетов, вертолетов, различных ракет, артиллерийских и авиационных боеприпасов и т.п. [2].
Началом работ по созданию боевых образцов ЗУР были исследования и разработка нескольких вариантов ракет в Германии в период Второй мировой войны.
Ракета «Вассерфаль» (нем. Wasserfall - «Водопад») является первой в мире зенитной управляемой ракетой [3].
Первым нормативным актом, требовавшим развернуть работы в области создания ЗУР, стал меморандум генерал-инспектора ПВО Германии фон Акстхельма, одобренный Герингом 1 сентября 1942 г. В начале октября 1942 г. документ разослали различным авиационным фирмам.
Ракетный полигон в Пенемюнде оказался завален заявками на проведение испытаний различных опытных систем. Единственно верным решением, принятым рейхсминистром вооружений А. Шпеером, было сокращение числа проектов до нескольких перспективных. Для этого в конце 1943 г. была создана комиссия под руководством генерала Дорнбергера. В течении 2 месяцев комиссия выполнила задачу, выбрав для окончательной реализации несколько наиболее детально проработанных проектов. Одним из них стал проект ЗУР «Вассерфаль».
К 1941 г. программа создания баллистической ракеты А-4 (Фау-2) продвинулась достаточно далеко, и накопленный опыт проектирования ракет с ЖРД (жидкостный ракетный двигатель) позволил сделать вывод о возможности переработки проекта в зенитную ракету. В ЗУР крайне нуждалась система ПВО Рейха, неспособная из-за распыления сил на захваченной территории прикрыть все важные объекты обычными средствами - истребителями и зенитными орудиями.
На базе активно развивающегося проекта А-4 в конце 1941 г. коллектив В. фон Брауна начал работы над созданием ЗУР «Вассерфаль». Речь шла о создании уменьшенной примерно в 2 раза модели А-4. Примерно через год, 2 ноября 1942 г, Люфтваффе заключило с фон Брауном специальный контракт на продолжение работ по ЗУР [4].
Представленная на испытания в феврале 1944 г. ракета «Вассерфаль» внешне напоминала уменьшенную примерно в два раза ракету А-4, к которой были пристыкованы небольшие трапециевидные крылья со стреловидностью по передней кромке примерно 30 град.
Как и у А-4, корпус ракеты был изготовлен в основном из листовой стали.
В носовой части находились прикрытый обтекателем неконтактный взрыватель и отсек боевой части весом 250 кг, снаряженный 145 кг взрывчатки.
За отсеком боевой части находились баллон со сжатым азотом, используемым для подачи компонентов топлива из баков в камеру сгорания, бак с окислителем «сальбай» (концентрированная азотная кислота) и бак с 454 кг топлива «визоль», представлявшего собой смесь бутилового эфира с анилином.
Аппаратура управления и рулевые машинки находились вблизи хвостовой части ракеты, в которой был смонтирован ракетный двигатель с камерой сгорания регенеративного типа. Особенностью конструкции этой камеры сгорания было то, что ее охлаждение осуществлялось окислителем «сальбай», циркулирующим в полых стенках камеры непосредственно перед подачей его к отверстиям инжекторного диска. Кроме отверстий для подачи окислителя, инжекторный диск имел и отверстия для подачи топлива. Отверстия располагались радиально под небольшим углом относительно друг друга. Таким образом, обеспечивалось хорошее смешивание и распыление компонентов топлива, что в свою очередь способствовало высокой интенсивности и полноте сгорания образующейся смеси. Развиваемая двигателем тяга составляла 8000 кгс при продолжительности работы не более 41 с.
Для управления полетом ракеты на ее хвостовой части были закреплены четыре стабилизатора с воздушными рулями, приводившимися в действие сервомоторами фирмы «Сименс». На начальном этапе полета ракеты, когда скорость было сравнительно невелика, использовались газовые рули, представлявшие собой четыре графитовые лопатки, расположенные в потоке реактивных газов. После достижения необходимой скорости газовые рули сбрасывались и ракета управлялась исключительно воздушными рулями.
Наведение ракеты на цель производилось радиокомандной системой наведения с применением двух радиолокационных станций (РЛС). При этом одна РЛС использовалась для слежения за целью, а в радиолуче другой РЛС двигалась ракета. Отметки от цели и ракеты выводились на один экран электронно-лучевой трубки, и оператор наземного пункта наведения ракеты с помощью специальной ручки управления, так называемого кнюппеля, стремился совместить обе отметки.
Такой способ наведения получил название «метод трех точек» (одной точкой считается глаз оператора, а две другие точки - отметки цели и ракеты на экране электронно-лучевой трубки). Радиосигналы с наземного пункта управления принимались антеннами ракеты, расшифровывались счетно-решающим устройством и преобразовывались в команды управления воздушными рулями. При сближении ракеты с целью на определенное расстояние радиовзрыватель производил подрыв боевого заряда. На ракете также предусматривалась установка взрывателя, срабатывавшего по команде с земли, и самоликвидатора.
Параллельно с разработкой ракеты «Вассерфаль» велось конструирование стартового комплекса. Во многом он был аналогичен стартовому комплексу ракеты А-4.
Запуск должен был осуществляться с передвижного стартового стола вертикально вверх, а по истечении примерно 6 секунд с момента отрыва от пускового стола выдавалась первая радиокоманда, направлявшая ракету в сторону цели. Такая схема запуска давала значительную экономию времени, затрачиваемого обычно на предварительное нацеливание пусковой установки.
В соответствии с расчетами конструкторов, через 20 секунд после запуска ракета должна была достичь звуковой скорости, а максимальная расчетная скорость равнялась 610 м/с. Считалось, что вертикальная дальность полета составит 10 000 м, а горизонтальная - до 32 000 м [5].
Необходимо отметить, что первые результаты, проведенных в феврале 1944 г. испытаний, превзошли ожидания конструкторов. Хотя первая успешно запущенная ракета достигла высоты всего 7000 м, третья ракета поднялась до 18 000 м, развив при этом скорость 760 м/с.
Всего удачными было признано 30% от общего числа запусков, что по тем временам было достаточно высоким показателем. Однако подготовка к серийному производству ракеты заняла слишком много времени - сказывалась техническая сложность принципиально новых систем управления. По этой причине серийные ракеты «Вассерфаль» до окончания войны так и не появились.
Наконец можно встретить свидетельства о единичных применениях ракет в начале 1945 г. против соединений союзных бомбардировщиков.
Таким образом, в незавершенном виде ЗУР «Вассерфаль» стала ценным трофеем держав-победительниц.
В 1941 году фирма «Хеншель» начала собственные независимые ракетные проекты, в т.ч. фирма приступила к проектированию зенитной ракеты Hs-117. Летом 1943 года проект Hs-117 «Шметтерлинг» (нем. Schmetterling - «Бабочка») был одобрен Люфтваффе. Hs-117 «Шметтерлинг» создавался как самолет-среднеплан небольшого размера с короткими стреловидными крыльями. Длина фюзеляжа составляла 4,3 м при диаметре фюзеляжа 3,35 м. Размах крыльев составлял 2 м. В носовом алюминиевом обтекателе размещался генератор с приводом от крыльчатки и боевой заряд со взрывателем. Когда стало ясно, что ни одна из имеющихся систем наведения не может обеспечить достаточное приближение к цели, массу заряда увеличили с 22 до 40 кг. Двигательная установка Hs-117 «Шметтерлинг» основывалась на двухкомпонентном самовоспламеняющемся топливе, принудительно вытесняемым из баков под давлением сжатого воздуха. В качестве топлива использовался состав «Тонка-250» (50% ксилидина и 50% триэтиламина), окислителем служила азотная кислота, одновременно использовавшаяся для охлаждения самого двигателя.
На стадии проектирования ракету HS-117 предполагалось оснастить инфракрасной или акустической головкой самонаведения, однако ко времени проведения испытаний эти головки не были доведены до приемлемого технического уровня, и на ракету установили относительно простую радиокомандную систему наведения с оптическим наблюдением за ракетой [6].
Для этой цели в кормовой части хвостового отсека был оборудован трассер, за которым через специальный прибор наблюдал оператор и с помощью ручки управления наводил ракету на цель. Положения ручки управления преобразовывались в радиокоманды, которые воспринимались расположенным в носовой части ракеты приемником, дешифровались, усиливались и поступали на серводвигатели органов управления ракетой.
Испытания Hs-117 «Шметтерлинг», проведенные в мае 1944 года, показали значительные результаты, превосходящие даже достижения «Вассерфаль». В момент сброса ускорителей скорость Hs-117 «Шметтерлинг» составляла 304 м/с, хотя потом понижалась до 210-270 м/с. Ракета поражала цели на высотах до 10,5 км и горизонтальной дальности до 32 км. Увеличение массы боеового заряда до 40 кг снизило показатели Hs-117 «Шметтерлинг» по высоте поражения до 5 км и дальности до 12 км.
Испытания подтвердили готовность конструкции и, кроме того, выявили массу положительных характеристик. Ракета чрезвычайно легко управлялась и превосходила по маневренности любой самолет того времени. При этом время полета ЗУР составляло около 4-х минут, что было более чем достаточно.
Ввиду неоспоримого превосходства проекта Hs-117 «Шметтерлинг» над всеми другими вариантами, уже в начале 1945 года Третий рейх принял решение о развертывании массового производства этих ракет. К концу 1945 года планировалось иметь 600 батарей ракет для обороны воздушного пространства Германии на Западе. Однако этим планам не суждено было сбыться.
Впоследствии Hs-117 «Шметтерлинг» под обозначением Р-105 испытывалась специалистами из НИИ ВВС РККА на полигоне Капустин Яр, где подтвердила свои высокие характеристики [7].
В августе 1943 г. на полигоне вблизи города Либава на Балтике начались испытания зенитной управляемой ракеты R-1 «Рейнтохтер» (нем. Rheintochter - «Дочь Рейна») фирмы «Рейнметалл-Борзиг». Начав работы над ракетой в 1942 г, конструкторы этой фирмы стремились создать высокоэффективное средство борьбы с четырехмоторными американскими и английскими бомбардировщиками, которые, действуя на больших высотах, практически безнаказанно разрушали немецкие города и промышленные объекты.
Исходя из требования обеспечить большую вертикальную дальность действия ракеты, конструкторы приняли за ее основу двухступенчатую схему с последовательным расположением ступеней.
Первая ступень являлась мощным твердотопливным ускорителем, в изготовленном из листовой стали толщиной 12 мм корпусе которого находились 19 шашек дигликолевого пороха общим весом 245 кг. Во время запуска ракеты этот двигатель в течение 0,6 секунды развивал тягу порядка 38 000 кгс, обеспечивая ракете скорость в момент отделения первой ступени 300 м/с [8].
Раскаленные газы выходили через семь сопел, вмонтированных в заднюю стенку первой ступени. Было разработано несколько образцов сопел с различными критическими сечениями, что позволяло менять их в зависимости от температуры окружающего воздуха.
Имевшие размах 2200 мм четыре стабилизатора первой ступени крепились на корпусе с помощью стальных уголков, а для большей жесткости соединялись между собой стальными планками-раскосами.
После окончания работы стартового двигателя первая ступень отстреливалась с помощью четырех пиропатронов и включался маршевый твердотопливный двигатель второй ступени ракеты. Этот двигатель также представлял собой набор шашек дигликолевого пороха весом 20 кг и за 10 секунд работы развивал тягу 4100 кгс. Поскольку вторая ступень ракеты была выполнена по аэродинамической схеме «утка» с передним расположением четырех небольших рулей управления, ее компоновка резко отличалась от компоновки всех остальных германских зенитных ракет.
В верхней части носового отсека непосредственно за неконтактным взрывателем находились серводвигатели рулей управления. Рули управления имели длину 394 мм каждый и хорду, равную в торце 355 мм. Они могли отклоняться в пределах ±10 град от нулевого положения и обеспечивали высокую управляемость ракеты на всех этапах ее полета. За блоком серводвигателей располагались гироскопы, радиооборудование системы управления, аккумуляторы и блок-генератор высокого напряжения для ламп приемопередатчика.
Корпус носового отсека был изготовлен из легкого сплава и с помощью восемнадцати болтов закреплен на стальном отсеке двигателя. Раскаленные газы порохового двигателя этого отсека выходили через шесть сопел, ввинченных по периметру выпуклого днища отсека. Сопла располагались под некоторым углом к продольной оси ракеты с тем, чтобы раскаленные газы не повредили хвостовой отсек с размещенной в нем боевой частью весом 150 кг. Боевая часть содержала относительно небольшой заряд взрывчатых веществ (22,6 кг) и 3000 осколочно-зажигательных элементов.
На наружной поверхности отсека двигателя в специальных пазах были закреплены шесть крыльев большого размаха. Крылья имели смешанную конструкцию из дерева и алюминия и представляли собой сердечник из многослойной клееной древесины с алюминиевой обшивкой, соединенных между собой заклепками. Толщина каждого крыла в торце равнялась 51 мм, но к концу постепенно сужалась до толщины 12,7 мм. Размах крыльев составлял 2650 мм. На одной паре крыльев были установлены трассеры для визуального наблюдения за полетом ракеты, а на другой паре - антенны системы управления.
Ракета «Рейнтохтер» запускалась с передвижной пусковой установки, направляющая которой ориентировалась в сторону цели и устанавливалась под углом примерно 70 град к горизонту. После взлета и отделения первой ступени включалась радиокомандная система управления, в которой, как и в ракете «Вассерфаль», использовались два следящих радиолокатора, счетно-решающее устройство фирмы «Сименс» и ручка-датчик команд - кнюппель.
Разрабатывались варианты применения оптического прицела, спаренного с антенной следящей за ракетой РЛС, а также установка на ракете головки самонаведения и неконтактных взрывателей.
В целом конструкция ракеты была достаточно хорошо отработана, технологична, в ней почти не использовались дефицитные материалы. Для доступа к аппаратуре управления имелись съемные лючки, а использование в качестве топлива пороха обеспечивало ее постоянную готовность к запуску.
Проводившиеся в августе 1943 г. испытания (всего было запущено 34 ракеты) показали высокую эксплуатационную надежность ракеты, однако ее дальность по высоте, составившая 6000 м, и наклонная дальность 12 000 м были признаны недостаточными для борьбы с англо-американскими бомбардировщиками, достигавшими высот 10 000-12 000 м.
Хотя программа испытаний продолжалась (до 5 января 1945 года осуществили 82 пуска), тем не менее Люфтваффе не могли удовлетворить полученные результаты, и маршал Геринг приказал доработать проект «Рейнтохтер» R-1 до варианта, способного перехватывать англо-американские самолеты на высоте 10 км. К январю 1945 года были произведены 6 пусков неуправляемых вариантов этой новой зенитной ракеты. Причем конструкторы развивали два направления: R-3F, со второй ступенью на жидком топливе, и R-3P - полностью на твердом [9].
«Рейнтохтер» R-3F обеспечивал досягаемость по высоте - 12 км, наклонную дальность - 20-25 км. К 20 февраля 1945 года 15 ракет «Рейнтохтер» R-3 поступили в ракетный центр Пенемюнде. Однако данный вариант ракеты так и не был доработан до конца.
ЗУР «Энциан» (Нем. Enzian - «Горечавка») разрабатывалась с 1943 г. конструкторским бюро, входившим в состав самолетостроительной фирмы «Мессершмитт». Это в определенной степени повлияло на выбор конструктивной схемы «Энциана»: беспилотный самолет «бесхвостка», по внешнему виду очень сходный с реактивным истребителем-перехватчиком Me-163. Ракета была снабжена стреловидным крылом, на задней кромке которого имелись элероны управления по крену и тангажу. На хвостовой части фюзеляжа под углом 90 град к плоскости крыла были установлены два киля со стреловидной передней кромкой и прямой задней.
Для обеспечения высокой технологичности (и низкой стоимости) ракеты ее корпус монтировался из штампованных панелей из малоуглеродистой листовой стали, соединяемых методом сварки или клепки. Крылья и кили имели деревянную конструкцию, состоявшую из соснового каркаса из реек и обшивки из буковой фанеры в несколько слоев. Крыло имело стреловидность по передней кромке 30 град, его размах составлял 4,08 м. Общая длина ракеты варианта Е-1 достигала 3,5 м, диаметр корпуса равнялся 0,915 м.
В передней части корпуса размещалась боевая часть с рекордным для зенитных ракет весом - 500 кг. Для подрыва взрывчатого вещества боевой части предполагалось использовать неконтактный взрыватель. Силовая установка состояла из маршевого жидкостного ракетного двигателя и четырех твердотопливных стартовых ускорителей. На вариантах ракеты Е-1, Е-2 и Е-3 в качестве маршевого устанавливался ЖРД Вальтера HWK 109-739, а на вариантах Е-4 и Е-5 - ЖРД Конрада VfK 613-A01. Двигатель Вальтера был снабжен турбонасосами для подачи компонентов топлива «Т-штоф» и «Z-штоф».
Двигатель Конрада рассматривался как наиболее подходящий для ракеты «Энциан». Он работал на двухкомпонентном топливе «визоль» и «сальбай». Подача компонентов в камеру сгорания осуществлялась под давлением сжатого воздуха. Максимальная тяга, развиваемая двигателем, составляла 2000 кгс.
Сопла твердотопливных стартовых ускорителей «Шмиддинг» 109-553 располагались под некоторым углом к оси маршевого двигателя для того, чтобы линия тяги проходила через центр тяжести ракеты (таким образом повышалась устойчивость ракеты при запуске).
Каждый из этих двигателей весил 85 кг и вмещал 40 кг твердого топлива. В течение 4 секунд работы стартовые двигатели развивали тягу порядка 1750 кгс и разгоняли ракету до скорости 250 м/с, достаточной для ее запуска с пусковой установки.
В качестве пусковой установки использовалась стальная ферма, смонтированная на лафете 88-мм зенитной пушки. С помощью поворотных механизмов обеспечивалось круговое вращение фермы и грубое наведение установленной на ней ракеты на цель.
Управление ракетой в полете осуществлялось радиокомандной системой, работающей по методу совмещения. На обнаруженную с помощью РЛС воздушную цель наводилась оптическая труба, посредством которой оператор сопровождения следил за целью. Движение этой трубы автоматически повторяла оптическая труба оператора наведения, который, наблюдая в окуляре неподвижную цель, с помощью ручки управления должен был удержать ракету на одной линии с целью.
Как и в системе управления ракеты «Шметтерлинг», в зависимости от положения ручки управления вырабатывались сигналы управления, которые после обработки в счетно-решающем устройстве передавались в виде радиосигналов на соответствующие дешифрующие устройства ракеты. При сближении ракеты с целью срабатывал неконтактный взрыватель. Усовершенствованный вариант этой системы управления предусматривал наведение ракеты на конечном участке траектории с помощью инфракрасной головки самонаведения, а впоследствии планировалось разработать систему наведения по радиолучу с инфракрасным наведением на конечном участке.
По имеющимся сведениям, один из вариантов ЗУР «Энциан» предназначался для использования в качестве противотанковой и противокорабельной ракеты, а также для постановки дымовых завес и выполнения других задач. Эта ракета имела систему управления по проводам, основанную на методе трех точек.
До прекращения работ в марте 1945 г фирме «Мессершмитт» удалось разработать до 15 вариантов ЗУР «Энциан» (FR-1 - FR-6, Е-1 - Е-6), изготовлено же было лишь примерно 60 опытных образцов, главным образом варианта Е-1 [9]. Имеются сведения о запуске 24-38 ракет этого типа, причем 16 из таких ракет имели полный комплект аппаратуры наведения. Число удачных запусков было относительно велико - 30-35%.
Первую ракету этой серии начала разрабатывать фирма «Рейнметалл-Борзиг» под обозначением «Фойерлили»-25 (нем. Feuerlilie - «Огненная лилия»). Двухметровая ракета с общим весом 120 кг должна была осуществлять перехват цели по программе, закладываемой в головку наведения перед запуском. В мае 1943 года на полигоне Леба в Померании начались первые испытания «Фойерлили»-25. Всего было проведено около тридцати пусков этой ЗУР. Проект не оправдал возложенных на него ожиданий и был прекращен. При скорости в 210 м/с и досягаемости до 2900 м «Фойерлили»-25 не представляла боевой ценности. К тому же система наведения обеспечивала слишком низкий процент попаданий.
Развитием линии «Фойерлили» стал следующий проект «Фойерлили»-55 (F-55) [10]. Фактически же конструкторы разрабатывали три равнозначных конструкции. Первый прототип весил 472 кг и в мае 1944 года показал скорость в 400 м/с при досягаемости по высоте 7600 м. Второй прототип был несколько больше: его стартовый вес составлял 665 кг. Во время первых испытаний в Пенемюнде 11 декабря 1944 года ракета взорвалась на старте. Третий прототип с маршевым жидкостным реактивным двигателем и стартовым ускорителем «Пират» в ноябре 1944 года был доставлен в Пенемюнде, но не был испытан.
После капитуляции Германии значительное количество готовых и полуготовых ракет, а также документации и техперсонала попали в США и в СССР. И, не смотря на то, что немецким инженерам и конструкторам так и не удалось внедрить в серийное производство готовую к боевому применению управляемую зенитную ракету, многие технические и технологические решения, найденные немецкими учеными, были воплощены в послевоенных разработках в США, СССР и других странах.
Содержание
|
|