Глава восьмая. Пенемюнде

We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy

Глава восьмая. Пенемюнде

На мировую историю очень часто влияют случайные факторы. Так, первые большие ракеты появились у немцев только потому, что в известном международном договоре не было ничего сказано о ракетах. И построены они были в Пенемюнде — уединенном уголке Германии, о существовании которого главный конструктор этих ракет знал только потому, что его отец охотился там когда-то на уток.

Как уже отмечалось, немецкая сухопутная армия, а точнее, специалисты отдела баллистики и боеприпасов управления вооружений сухопутных войск, руководимого Беккером, много думали о ракетах. Ракеты на твердом топливе давали те выгоды, о которых в свое время говорил еще Конгрев. Для них не были нужны запрещенные Германии артиллерийские орудия, и вся задача состояла только в том, чтобы сделать их безопасными и надежными. Жидкостные ракеты давали, по крайней мере теоретически, возможность стрелять дальше, чем это делала артиллерия. К тому же теория говорила, что ракеты будут в отличие от самолета неуязвимы в полете. Именно этими обстоятельствами и было продиктовано решение, принятое в 1929 году, о возложении на отдел баллистики ответственности за разработку ракет.

Не будет большим преувеличением сказать, что задача, поставленная отделу, была почти невыполнима. Ведь не имелось практически ничего, чем можно было бы руководствоваться. Ни один технический институт в Германии не вел работу в области ракет, не занималась этим и промышленность. Единственно известное экспериментирование с ракетами проводилось, как уже было сказано, с целью рекламы для кинофильмов. Конечно, были и отдельные изобретатели, но большинство из них хранило свои мысли в тайне и походило на сумасшедших. Сотрудник отдела баллистики капитан Горштиг, ведавший организационными вопросами, долго не мог найти такого изобретателя, который при значительной финансовой помощи мог бы дать какое-либо законченное изобретение.

В 1930 году в помощь Горштигу был назначен новый человек, профессиональный офицер, служивший в тяжелой артиллерии во время первой мировой войны и только что вернувшийся из длительного отпуска, который он брал для завершения своего технического образования и для получения степени доктора технических наук. Этим человеком был капитан Вальтер Дорнбергер. Он-то и помог Горштигу найти объект финансовой помощи. Однажды, присутствуя на испытательных стрельбах в «Ракетенфлюгплатц», Дорнбергер уговорил доктора Хейландта, который после смерти Валье поклялся не допускать больше на его заводе никаких работ над ракетами, разработать небольшой жидкостный ракетный двигатель, который можно было бы применять для испытания различных топливных смесей. Когда разработка началась, Дорнбергер понял, что управлению вооружений так или иначе придется взять на себя выполнение этой задачи и перенести рабогы на свои испытательные стенды. Эта идея получила одобрение, и вскоре на артиллерийском полигоне в Куммерсдорфе, в 27 км от Берлина, была создана новая испытательная станция. Она называлась экспериментальной станцией «Куммерсдорф — Запад». Начальником ее был назначен полковник Дорнбергер.

Первым штатским служащим станции был Вернер фон Браун, вторым — способный и талантливый механик Генрих Грюнов. В ноябре 1932 года к ним присоединился я Вальтер Ридель, работавший для фирмы доктора Хейландта. А несколько позднее сюда перешел от Хейландта его главный инженер Питч, предложивший управлению вооружений проект ракетного двигателя на спирте и жидком кислороде. Этот двигатель должен был обеспечивать в течение 60 секунд тягу порядка 295 кг. Питч получил аванс на закупку материалов и оплату рабочей силы и... исчез. Его помощник Артур Рудольф утверждал, что истинным изобретателем двигателя является он, и доказал это, закончив незавершенную работу.

Деятельность экспериментальной станции «Куммерсдорф — Запад» началась с постройки здания для испытательного стенда, где можно было бы получать полезные научные данные. В «Ракетенфлюгплатц» все аналитические работы ограничивались только измерениями тяги и продолжительности работы двигателя. Давление газа в топливных баках, то есть начальное давление, было известно, а расход топлива устанавливался приблизительно путем подачи в баки определенного количества топлива. Затем по формуле Р=с .dm/dt , где Р-тяга двигателя, с—эффективная скорость истечения и — dm/dt- секундный расход топлива, рассчитывалась скорость истечения продуктов сгорания. Новый испытательный стенд отдела баллистики предназначался для определения всех предполагаемых параметров.

Строительство стенда было закончено в декабре 1932 года, и на нем сразу же был установлен двигатель, подлежавший испытанию. Однако первая попытка окончилась неудачей; двигатель взорвался. Последовал полный разочарований год тяжелой работы: ракетные двигатели прогорали в критических точках; пламя факела шло в обратном направлении и воспламеняло топливные форсунки; встречались большие механические трудности. Но между этими неудачами случались и успешные испытательные запуски, которые показывали, что данную ракету можно заставить работать. Наконец в 1933 году наступило время проектирования полноразмерной ракеты. Условно она была названа «Агрегат № 1», или А-1.

Дорнбергер считал, что ракета должна стабилизироваться вращением. Поэтому было решено создавать ракету с вращающейся боевой частью и невращающимися баками. В ракете А-1 вращающаяся секция весом 38,5 кг помещалась в носовой части длиной 1402 мм и диаметром 305 мм. Около 38,5 кг топлива должно было подаваться под давлением сжатого азота из топливных баков в камеру сгорания двигателя, развивавшего тягу порядка 295 кг. Камера сгорания в хвостовой части ракеты была встроена в бак с горючим. Вращающаяся часть, изготовленная по типу ротора трехфазного электромотора, должна была раскручиваться до максимальной скорости перед запуском. Ракету А-1 предполагалось запускать вертикально с пусковой направляющей высотой в несколько метров.

Эта схема напоминала собой конструкцию, которую за 60 лет до этого пробовали применить в морской торпеде, не имевшей ракетного двигателя. Согласно первому проекту стартовый вес ракеты А-1 составлял 150 кг. Соответственно этому был разработан и двигатель, но в процессе его доводки и работы над аэродинамической формой ракеты тяга этого двигателя была увеличена до 1000 кг. Для такого двигателя, разумеется, была нужна и новая ракета с более вместительными баками. Это означало, что нужен новый испытательный стенд, так как старый оказался для нового двигателя слишком мал.

К декабрю 1934 года были изготовлены две новые ракеты типа А-2, названные в шутку «Макс» и «Мориц». Обе они были перевезены на остров Боркум в Северном море и запущены незадолго до рождественских праздников. Они поднялись на высоту 2000 м, причем тяга обеспечивалась не новым, а старым 300-кг двигателем.

Следующая ракета была названа А-3. Кроме ее названия, мне известно только то, что территория испытательной станции в Куммерсдорфе оказалась недостаточной для обеспечения новых работ. Необходимо было сменить место, и после недолгих поисков фон Браун нашел его. Этим местом стал остров Узедом на Балтике, расположенный недалеко от устья реки Пене.

К этому времени уже был спроектирован, построен, испытан и окончательно доработан новый двигатель с тягой 1500 кг. В марте 1936 года генерал Фрич приехал в Куммерсдорф и, увидев воочию работу экспериментальной станции, дал новые ассигнования. Затем в это дело каким-то образом вмешалось министерство авиации, и в апреле 1936 года у генерала Кессельринга состоялось совещание, результатом которого явилось решение создать новую испытательную станцию. В тот же день советник министерства авиации выехал в город Вольгаст, муниципалитету которого принадлежала территория Пенемюнде, и сообщил о том, что купил ее. Хотя новая станция и получила название армейской экспериментальной станции «Пенемюнде», однако фактически равноправными хозяевами ее были сухопутная армия и ВВС. Армейцам отводилась лесистая часть острова восточное озера Кёльпин, ее назвали «Пенемюнде—Восток»; представители ВВС облюбовали себе пологий участок местности к северу от озера, где можно было построить аэродром, эта часть получила название «Пенемюнде — Запад». Станция «Пенемюнде — Восток» находилась в подчинении Управления вооружений сухопутных войск, а «Пенемюнде — Запад» — в ведении отдела новых разработок министерства авиации. Предполагалось, что общее, то есть главным образом административное, руководство будет осуществлять один армейский офицер, но через два года, в 1939 году, эта должность была упразднена.

Рис. 35. Район Пенемюнде

В это же время было изменено и название; экспериментальный ракетный центр стал именоваться теперь «Армейское учреждение Пенемюнде», сокращенно обозначаемое НАР.

Рис. 36. Ракетная исследовательская станция Пенемюнде. Ракеты запускались с побережья острова восточное стенда VII по направлению радиолокационного луча

В то время как строился исследовательский центр в Пенемюнде, приближалась к концу и работа над ракетами А-3. Они должны были быть готовыми для запуска к осени или к зиме 1937 года. Необходима была стартовая позиция, и Дорнбергер решил, что самым подходящим местом будет остров Грейфсвальдеройе.

Ракета А-3 имела высоту 6,5 м и диаметр 70 см. Ее носовая часть была заполнена батареями; под ними размещался отсек с приборами, в число которых входили барограф и термограф с миниатюрной автоматической кинокамерой, фотографировавшей в полете их показания. Имелось также аварийное устройство отсечки топлива, действовавшее с помощью сигнала по радио. Ниже отсека с приборами был расположен бак с кислородом, внутри которого помещался меньший бак с жидким азотом. Затем шел отсек с парашютом, потом бак с горючим и, наконец, ракетный двигатель. Четыре пера хвостового стабилизатора крепились своими нижними концами к кольцу из пластмассы диаметром 254 мм. Полный стартовый вес ракеты составлял 750 кг.

Ракета А-3 была снабжена двигательной установкой с тягой 1500 кг: разработка ее началась еще в Куммерсдорфе, а закончилась уже в Пенемюнде. Как и у ракеты А-2, двигатель работал на жидком кислороде и спирте, однако баллон со сжатым азотом, который применялся для подачи топливных компонентов под давлением в ракете А-2, здесь был заменен системой, использующей жидкий азот, выпариваемый с помощью группы тепловых сопротивлений. Это позволило значительно снизить вес системы.

В ракете А-3 имелась гиростабилизированная платформа с акселерометрами для корректирования ракеты в полете по тангажу и по курсу, а также электрические сервомоторы и молибденовые газовые рули. Система наведения и управления основывалась на идеях некоего Бойкова, который в то время являлся «экспертом № 1» военно-морского флота в области корабельного гиростабилизированного оборудования для управления огнем.

Испытательные запуски трех ракет А-3 были проведены осенью 1937 года. Хотя двигательная установка работала в соответствии с расчетами, система наведения во всех трех запусках не оправдала возлагавшихся на нее надежд. Сначала причины этих неудач были не совсем понятны, так как во время лабораторных и стендовых огневых испытаний система работала хорошо. Для того чтобы избежать новых неудач, было решено разработать новые методы моделирования полета, которые позволили бы исследовать действие всех внешних параметров, влияющих на ракету, включая аэродинамическое сопротивление и силу ветра. Проверка на новом моделирующем устройстве показала, что газовые рули ракеты А-3 слишком малы, что реакция сервосистемы на сигнал управления чересчур замедленна и что датчики условий полета и ввод данных в систему управления весьма несовершенны.

Создание газовых рулей имеет длинную историю. Дело в том, что уже давно было ясно, что аэродинамические рули, устанавливаемые в воздушном потоке, не могут решить задачу регулирования направления движения ракеты на всей ее траектории. Плотность воздуха достаточна для работы аэродинамических поверхностей управления только на высоте не более 15 км. Но, поскольку предполагалось, что ракеты будут выходить из плотных слоев атмосферы, необходимо было придумать что-то еще. Для вертикального подъема можно было согласиться на установку двигателя в головной части ракеты. Принцип «носовой тяги» применял еще Годдард в своих первых ракетах; то же самое хотел сделать и Оберт в ракете для фирмы «Уфа-фильм». Этот принцип был известен и в «Ракетенфлюг-платц». Безусловно, ракета должна была лететь в направлении силы тяги двигателя. Однако никто не мог гарантировать, что тяга двигателя будет в любом случае направлена по вертикали.

В самых плотных слоях атмосферы силы, действующие на корпус ракеты и стабилизаторы, имеют тенденцию к тому, чтобы удержать ракету в вертикальном положении, но, как обстоит дело выше, сказать было трудно. Тем не менее было известно, что если воздушный поток крайне непостоянен и изменчив как по скорости, так и по направлению, то струя истекающих газов весьма постоянна. Это навело на мысль, что поверхности управления можно установить в струе истекающих газов. Впервые это было предложено Циолковским. Позднее в своей работе эту проблему весьма подробно рассмотрел Оберт. Он особенно подчеркивал, что «газовые рули» должны действовать путем сжатия этой струи своими плоскими поверхностями. В 1935 году Годдард применил такие «рули» на практике.

Уже в то время, когда ракета А-3 находилась в стадии проектирования (лето 1936 года), фон Браун и Вальтер Ридель задумали создать гораздо большую ракету, которая в дальнейшем стала известна как ракета А-4. К ним присоединился и Дорнбергер, который имел на этот счет свои соображения. Так как во время первой мировой войны он служил в тяжелой артиллерии, он, конечно, не мог не знать о существовании сверхдальнобойного орудия, официально называвшегося «Кайзер Вильгельм гешютц», но более широко известного по прозвищу «Большая Берта» или, как именовали его англичане, «Парижская пушка».

Эта пушка обстреливала в 1918 году Париж, причем ее огневые позиции располагались в районе Крепи, на расстоянии 129 км от города. Но, имея такую невероятную в то время дальнобойность, эта система была сравнительно небольшого калибра. Кроме того, большая часть снаряда приходилась на металл, в связи с чем боевой заряд весил всего лишь 10,5 кг. Именно эта пушка и привела Дорнбергера к мысли о необходимости создания мощной дальнобойной ракеты. Предполагалось, что ракета будет иметь дальность стрельбы в два раза большую, чем у «Большой Берты», а боевая часть будет весить целую тонну. Намеченная дальность полета в 260 км означала, что ракета должна иметь максимальную скорость порядка 1600 м/сек. Вес боевой части определял сухой вес ракеты, и он должен был примерно равняться 3 т. Для достижения необходимой максимальной скорости было нужно, чтобы вес топлива в два раза превышал сухой вес ракеты. Таким образом, стартовый вес ракеты следовало довести до 12 т, а это, в свою очередь, означало, что тяга ракетного двигателя должна составлять приблизительно 25 т.

По этим данным, однако, можно было бы спроектировать большое количество разных ракет. Одни могли оказаться очень длинными и тонкими, другие—короткими и толстыми. Следовательно, были нужны какие-то соображения для определения габаритов ракеты. Новая ракета должна была быть таким оружием, которое можно подтягивать если не вплотную к линии фронта, то уж во всяком случае куда-то поблизости от нее. Кроме того она должна была отвечать требованиям, связанным с ее перевозкой на дальние расстояния по шоссейным или железным дорогам. Максимально допустимые габариты диктовались шириной туннелей и кривизной закруглений железнодорожной колеи.

Таким образом, характеристики ракеты А-4 были определены и в первом приближении обоснованы еще до того, как была закончена ракета А-3, не оправдавшая, как известно, возложенных на нее надежд. Поэтому, прежде чем продвинуть эту большую работу сколько-нибудь дальше, необходимо было довести ракету А-3 до приемлемого уровня. Практически же даже при сохранении прежних габаритов нужно было создавать новую ракету. Старое название (А-3) также не годилось, и новая ракета получила обозначение А-5.

Ракета А-5 имела первый вариант двигателя ракеты А-3 с большими графитовыми газовыми рулями и усовершенствованным корпусом, которому была придана почти такая же аэродинамическая форма, что и у более поздней ракеты А-4. И что важнее всего — ракета была снабжена принципиально новой системой управления. Фактически для нее было создано целых три системы управления, причем все они работали успешно. Первая ракета А-5 были запущена осенью 1938 года, но почему-то без системы управления, и только через год, когда уже шла война с Польшей, первая ракета А-5 взлетела с полным оборудованием и безупречно поднялась на высоту 12 км. Всего было сделано 25 пусков ракет А-5; сначала они запускались вертикально, а затем — по наклонной траектории. Все ракеты имели по два парашюта: вытяжной парашют, который мог раскрываться даже на околозвуковых скоростях, и основной парашют, вытягивавшийся через 10 секунд после первого, уменьшали скорость падения примерно до 14 м/сек. Ракеты А-5, как и ракеты А-3, запускались с острова Грейфсвальдер-ойе. Система возвращения ракет на землю с помощью парашютов работала вполне надежно, поэтому многие ракеты удавалось запускать по нескольку раз.

В одном из протоколов допроса сотрудников Пенемюнде разведывательной службой союзников сказано, что двигатель ракеты А-5 работал не на сжигании топлива, а генерировал газы за счет разложения концентрированной перекиси водорода. Это неверно. Ошибка, вероятно, объясняется тем, что протоколы нескольких допросов велись параллельно, и произошла путаница. Фактически же дело обстояло так. Ввиду отставания в разработке механизма управления и хвостовых стабилизаторов решить эту проблему было поручено профессору Гельмуту Вальтеру, на заводе которого в Киле было изготовлено несколько уменьшенных моделей ракеты А-5 диаметром 20 см, длиной 160 см и весом 27 кг. В баках таких моделей имелось 20 кг перекиси водорода, создававшей тягу порядка 120 кг в течение 15 секунд. Модели использовались для испытания хвостовых стабилизаторов различной формы. Эти мо-.дели и были приняты в ходе допроса за полноразмерные ракеты А-5.

Перекись водорода (H2O2) давно привлекала внимание некоторых экспериментаторов ракет как возможный заменитель жидкого кислорода. Но дальше предложений дело не шло, так как приобрести в готовом виде перекись водорода надлежащей концентрации было почти невозможно. Лишь немногие заводы могли производить 30% раствор, но и он в качестве заменителя кислорода был совершенно бесполезным.Чистая перекись водорода содержит 92,4% кислорода, но при разложении две ее молекулы обязательно переходят в две молекулы воды и одну молекулу кислорода (2H202=2Н2О+О2). Это означает, что половина кислорода, имеющегося в перекиси водорода, выделяется связанной в молекулах воды. Поэтому, например, в 30% растворе перекиси водорода выход свободного кислорода составит всего лишь около 14%. Такой раствор, разумеется, не может заменить чистый кислород. Перекись водорода неудобна еще и тем, что ее разложение происходит с выделением тепла. Так, 13,5% перекись водорода при разложении нагревается теоретически до 100° С. При концентрации в 64,5% вода раствора и вода, образованная из перекиси водорода, может перейти в пар. Если же разлагать химически чистую (100%) перекись водорода, то температура пара достигнет 940° С; для 80% перекиси водорода температура пара равнялась бы 465° С.

Метод промышленного получения 80% растворов переписи водорода был разработан только к 1936 году. Было также установлено, что очень сильными катализаторами процесса разложения перекиси водорода являются медь и ее сплавы, содержащие более 2% меди. Сохраняя крепкие растворы чистыми и применяя контейнеры из свободных от меди сплавов никеля или из чистого алюминия, можно избежать нежелательного разложения перекиси водорода. Быстрого же разложения перекиси водорода всегда можно добиться путем смешивания перекиси водорода с водным раствором перманганата калия или кальция. Если это происходит в ракетном двигателе, то в результате получается струя парогазовой смеси[22].

К этому времени каждая мысль, каждая начерченная линия и каждое движение логарифмической линейки в Пенемюнде имели прямое или косвенное отношение к «большой ракете», той самой ракете, которая довольно преждевременно была названа А-4. Именно она позднее стала называться ракетой «Фау-2», которую союзники или, по крайней мере, европейские газеты, выходящие на английском языке, называли «ракетой Гитлера». В действительности же Гитлер даже не интересовался ею. За все время он только один раз видел, как разрабатываются ракеты. В марте 1939 года он был в Куммерсдорфе. Ему показали диаграммы и чертежи, а полковник Дорнбергер доложил о работе станции. Доктор фон Браун прочитал техническую лекцию, после чего Гитлера пригласили на испытательный полигон и показали самые различные ракеты. Некоторые из них были даже запущены. Во время объяснений Гитлер ничего не говорил, к большому удивлению сотрудников станции, которые знали, что обычно при показе нового орудия или танка он проводил около них по несколько часов, задавая вопросы о самых мельчайших подробностях.

После ленча Гитлер уехал, сухо поблагодарив хозяев за показ. Специалистам по ракетам пришлось утешиться тем, что генерал Браухич, находившийся в свите Гитлера, выразил им свое удовлетворение. Геринг, нанесший такой же визит в Куммерсдорф неделей позже, был настолько очарован ракетами, что посоветовал строить ракетные двигатели для самолетов, дирижаблей, океанских лайнеров, поездов и автомашин, совершенно игнорируя их теоретическую и техническую осуществимость

Рис. 37. Ракета А-4 («Фау-2»). Слева—продольный разрез (на пусковом столе); справа вверху—разрез камеры сгорания (видны 18 распылительных форсунок в верхней части двигателя); в центре — распылительная форсунка в разрезе; внизу—сопло (вид сбоку и вид снизу) и графитовые газовые рули

Прошло еще четыре года после этих визитов, прежде чем разработка ракеты А-4 приблизилась к концу. Первые ракеты были изготовлены летом 1942 года. Для истории можно отметить, что первые семь ракет А-4 были почти на целую тонну тяжелее ракет А-4, запущенных в серийное производство позднее. В законченном виде ракета выглядела так, как показано на рис. 37.

Ракета А-4 состояла из четырех отсеков. Носовая часть представляла собой боевую головку весом около 1 т, сделанную из мягкой стали толщиной 6 мм и наполненную аматолом. Выбор этого взрывчатого вещества объяснялся его удивительно малой чувствительностью к теплу и ударам. Ниже боевой головки находился приборный отсек, в котором наряду с аппаратурой помещалось несколько стальных цилиндров со сжатым азотом, применявшимся главным образом для повышения давления в баке с горючим. Ниже приборного располагался топливный отсек — самая объемистая и тяжелая часть ракеты. При полной заправке на топливный отсек приходилось три четверти веса ракеты. Бак со спиртом помещался наверху; из него через центр бака с кислородом проходил трубопровод, подававший горючее в камеру сгорания. Пространство между топливными баками и внешней обшивкой ракеты, а также полости между обоими баками заполнялись стекловолокном. Заправка ракеты жидким кислородом производилась перед самым пуском, так как потери кислорода за счет испарения составляли 2 кг в минуту. Поэтому даже 20-минутный интервал между заправкой и пуском приводил к потере около 40 кг жидкого кислорода. Это считалось (и считается) допустимым, но более длительная задержка требует уже дозаправки бака с кислородом.

Самой важной новинкой в этой ракете было наличие турбонасосного агрегата для подачи компонентов топлива. В небольших ракетах проблема подачи жидких топлив в ракетный двигатель решалась путем наддува баков. Требуемое давление при этом составляло несколько более 21 атм. В большой же ракете такая система трудноприменима. Задача обеспечения давления для подачи топлива может быть выполнена в ней только специальными насосами.

Подобно газовым рулям в струе истекающих газов, топливный насос для ракет теоретически не был новинкой. Потребность в насосах возникла еще давно. Так, Годдард заявлял об этом в одном из своих первых патентов; постоянно говорил о проблеме топливных насосов и Оберт, но построить такой насос казалось почти невозможным, тем более, что он должен был выполнять ряд функций: подавать компоненты топлива, одним из которых являлся сжиженный газ, под давлением порядка 21 атм и перекачивать более 190 л топлива в секунду. Кроме того, он должен был быть достаточно простым по конструкции и очень легким, а в довершение всего насос должен был запускаться на полную мощность в течение очень короткого (6 секунд) промежутка времени. Единственным облегчением было то, что насосная система должна была работать не многим более 1 минуты.

Когда фон Браун излагал требования, предъявляемые к насосам, персоналу завода, выпускающего насосы, он невольно ожидал возражений, что подобные требования невыполнимы. Вместо этого все слушали молча, а когда начали выступать специалисты по насосам, оказалось, что требуемый насос напоминает один из видов пожарного насоса. Существующие образцы центробежных пожарных насосов и были положены в основу при проектировании ракетных топливных насосов.

Но, разумеется, любой насос нуждается в источнике энергии, то есть он должен чем-то приводиться в движение. Для этого были использованы концентрированная перекись водорода и раствор перманганата, соединяя которые можно было быстро получить определенное количество парогаза постоянной температуры. Агрегат турбонасоса, парогазогенератор для турбины и два небольших бака для перекиси водорода и перманганата калия помещались в одном отсеке с двигательной установкой. Отработанный парогаз, пройдя через турбину, все еще оставался горячим и мог совершить дополнительную работу. Поэтому его направляли в теплообменник, где он нагревал некоторое количество жидкого кислорода. Поступая обратно в бак, этот кислород создавал там небольшой наддув, что несколько облегчало работу турбонасосного агрегата и одновременно предупреждало сплющивание стенок бака, когда он становился пустым. Эту же работу в линии подачи топлива выполнял сжатый азот.

Из турбонасосного агрегата оба жидких компонента топлива подавались под давлением в двигатель. Кислород поступал непосредственно к 18 форсункам, расположенным в головке двигателя. Спирт, прежде чем попасть к форсункам, проходил через рубашку охлаждения двигателя.

Самой трудной проблемой в разработке ракетного двигателя было создание критической части реактивного сопла. Если ракетный двигатель прогорал, это почти неизменно происходило в критической части сопла. Станция «Пенемюнде—Восток» также не раз сталкивалась с этой трудностью, однако выход из этого положения оказался удивительно простым. Все заключалось в создании слоя относительно холодных паров спирта между раскаленной струёй истекающих газов и стенкой сопла путем впрыска спирта через специальные отверстия в критической части. Этот метод охлаждения называется пленочным охлаждением. Двигатель ракеты А-4 имел четыре ряда таких отверстий в стенке сопла; первый ряд располагался несколько выше критического сечения, а остальные — ниже. Загоранию охлаждающей спиртовой пленки препятствовало отсутствие кислорода в данном месте. Спиртовая пленка загоралась только тогда, когда выходила из сопла на открытый воздух. Поэтому факел двигателя ракеты А-4 имел длину около 15 м. Если бы двигатель мог работать без пленочного охлаждения, длина его факела составила бы, вероятно, всего лишь 6 м и даже меньше.

Для пуска ракета А-4 устанавливалась на стартовом столе, представлявшем собой массивное стальное кольцо, укрепленное на четырех стойках. Кольцо должно было иметь строго горизонтальное положение, чтобы ракета стояла на столе в вертикальном положении. Ниже стального кольца по оси ракеты находился дефлектор (отражатель) реактивной струи, который представлял собой пирамиду из листовой стали, разбивавшей газовую струю ракетного двигателя в момент старта. Для повышения живучести дефлектора его наполняли водой, поглощавшей часть тепла.

Заправка ракеты производилась после ее установки на стартовом столе. Все это время электрооборудование ракеты работало от внешнего источника питания, ток от которого подавался по кабелю к разрывному штеккеру, удерживаемому в специальном гнезде на корпусе ракеты с помощью электромагнита. Штеккер с кабелем отсоединялся от ракеты в момент старта. Воспламенение в ракетном двигателе осуществлялось с помощью простого пиротехнического устройства, вращающегося в горизонтальной плоскости внутри камеры сгорания. Из-за крестообразной формы оно было названо «воспламенительным крестом». Когда двигатель начинал работать, этот «крест» сжигался струёй истекающих газов.

Запуск ракеты А-4 осуществлялся в три этапа. Сначала воспламенялось пиротехническое устройство; когда оно сгорало, открывались клапаны, и спирт и кислород первое время попадали в камеру сгорания только под действием силы тяжести, поскольку баки помещались над двигателем. Немцы называли этот этап «малой» или «предварительной» ступенью пуска.

На «предварительной» ступени двигатель работал с типичным оглушающим шумом, похожим на шум водопада; пламя, разбиваемое пирамидальным дефлектором, разбрасывалось во все стороны на много метров. Тяга составляла около 7 т, и этого, конечно, было недостаточно, чтобы поднять ракету, весящую почти в два раза больше. Но целью «предварительной» ступени являлся не действительный пуск ракеты, а показ того, что двигатель работает нормально. Если двигатель работал без перебоев, тут же включался парогазогенератор и начинал работать турбонасосный агрегат, создававший необходимое давление для подачи компонентов топлива в камеру сгорания. Чтобы поднять это давление до уровня, обеспечивающего переход к «главной ступени пуска», требовалось около 3 секунд. В это время резко увеличивалось пламя, вырывающееся из сопла двигателя, нарастал шум, а тяга поднималась с 7 до 27 т, заставляя ракету оторваться от земли. Вначале подъем ракеты был медленным; в течение первой секунды она проходила расстояние меньше собственной длины. В конце каждой последующей секунды ракета двигалась на 10,7 м/сек быстрее, чем в конце предыдущей. Поскольку ракета каждую секунду теряла за счет расхода топлива 127 кг своего веса, ее ускорение прогрессивно возрастало, чему немало способствовало и увеличение скорости истечения продуктов сгорания, обусловленное падением атмосферного давления с высотой. На высоте более 16 км один только этот фактор обеспечивал дополнительную тягу порядка 4,5 т. Когда топливные баки были почти пусты, скорость повышалась с каждой секундой почти на 46 м/сек.

Самым критическим периодом считались первые секунды полета, когда скорость была еще небольшой и ракета оказывалась весьма неустойчивой, В это время задачу балансировки ракеты выполняли газовые рули. Затем, когда скорость ракеты возрастала, аэродинамические стабилизаторы помогали газовым рулям, но дальше ракета поднималась на такие высоты, где окружающий воздух был слишком разреженным, и поэтому задача стабилизации ракеты опять ложилась на газовые рули. При вертикальном запуске газовые рули должны были только выравнивать ракету и держать ее в вертикальном положении, но при запуске по цели ракету приходилось еще на активном участке траектории наклонять в направлении цели. В последнем случае ракета оставалась в строго вертикальном положении только в течение первых четырех секунд, затем она наклонялась. Звуковой барьер ракета преодолевала через 25 секунд после старта, еще в период выведения ракеты на заданную траекторию. Этот период заканчивался на 54-й секунде. В течение следующих 8—10 секунд ракета продолжала движение по восходящей ветви наклонной и прямолинейной траектории.

К лету 1942 года первая небольшая серия ракет А-4 была почти совсем готова к летным испытаниям. К этому времени станция Пенемюнде уже представляла собой очень крупное предприятие, настолько крупное, что пришлось разделить «Пенемюнде — Восток» на две секции. Одна секция, в районе озера Кельпин, получила наименование «Пенемюнде — Север». Она занималась непосредственной разработкой ракет. Другая — на полпути между секцией «Пенемюнде — Север» и деревней Карлсхаген — была известна как производственно-экспериментальные цехи станции «Пенемюнде — Восток». Участок испытательной станции германских ВВС сохранял свое наименование «Пенемюнде — Запад».

Пенемюнде разрасталось, но не без трудностей. «Острый приступ щедрости» после сентября 1939 года длился недолго. Не прошло и года, как Гитлер приказал вычеркнуть Пенемюнде из списка объектов особой важности. Тогда Дорнбергер поехал в Берлин и добился того, что фельдмаршал Браухич отдал приказ направить в Пенемюнде 400 квалифицированных мастеров и специалистов и приравнять их пребывание там к службе в действующей армии.

Днем первого пуска ракеты А-4 было 13 июня 1942 года. После тщательной проверки ракеты и ее двигателя раздались команда «Внимание! Запал! Первая ступень!» и немного погодя — «Главная ступень!» Со страшным грохотом ракета А-4 впервые поднялась в воздух. Однако стабилизирована она была плохо; сразу получив крен, ракета начала совершать странные колебательные движения. Некоторое время ее шум был слышен над облаками, затем наступила тишина, а вслед за этим из слоя низких облаков появилась падающая ракета. Она была без хвостовых стабилизаторов и потому летела, кувыркаясь. Упав в море, ракета взорвалась и затонула.

Вторая ракета была запущена 16 августа. Сначала все шло хорошо, но потом оторвался носовой конус. Неудачи с двумя первыми ракетами А-4 заставили инженеров и ученых разработать и провести серию всевозможных стендовых испытаний, прежде чем запускать третью ракету.

Испытание ее состоялось 3 октября 1942 года. День был ясный. Время запуска — полдень. Наблюдателям было видно, как вдали в воздух поднялось огромное облако пыли и песка, из которого через мгновение вырвалась ракета и, пролетев 4,5 секунды вертикально вверх, перешла на наклонную траекторию, в направлении на северо-восток.

Ракета летела над Балтийским морем примерно параллельно береговой линии на безопасном удалении от него. Голос из громкоговорителя мерно отсчитывал секунды после старта; «...восемнадцать, девятнадцать, двадцать...» На 21-й секунде ракета превысила скорость звука. Она была хорошо видна даже невооруженным глазом на фоне голубого неба. После 40-й секунды за ракетой появился белый инверсионный след, оставляемый конденсированными парами воды. Через некоторое время этот след стал зигзагообразным. Это объяснялось тем, что на разных высотах воздушные потоки перемещаются в различных направлениях. С земли же казалось, что этот причудливый белый след неподвижно висит в воздухе, кто-то даже придумал ему хорошее название—«замороженная молния».

Через 58 секунд после старта подача топлива в двигатель ракеты была прекращена сигналом по радио. Двигатель перестал работать. Но по инерции ракета поднялась еще выше, примерно до 48 км. Расчеты и измерения в аэродинамической трубе, предшествовавшие запуску, указывали на то, что при обратном вхождении ракеты в плотные слон атмосферы обшивка ракеты может нагреться до 650° С. Поэтому всех волновал вопрос, выдержит ли ракета эту тепловую нагрузку? Но сигналы продолжали поступать с ракеты и на 250-й и на 280-й секунде. Падение произошло лишь на 296-й секунде после старта, и по наблюдениям, ракета упала в море в целом виде. Дальность полета этой ракеты составила 190 км.

Следующая ракета работала хуже — она пролетела только 146 км, да и в следующих десяти пусках отмечались различные недостатки. Ракета с производственным номером 12 (десятый пуск) покрыла расстояние почти в 200 км. но ее траектория была слишком настильной. Пятнадцатый пуск с точки зрения характеристик ракеты прошел отлично, но ракета каким-то образом изменила направление.

Приблизительно в это время в Пенемюнде прибыл профессор Оберт. История того, как он попал туда и снова покинул это место, очень длинна и запутанна. После проведения экспериментов под Берлином Оберт вернулся к себе на родину, в Медиаш, где о нем почти ничего не было слышно. Несколькими годами позже в интервью, которое он дал корреспонденту швейцарской газеты «Нейе Цюрхер цейтунг», он сообщил, что продолжает исследования в области ракетной теории. В 1938 году Оберт был приглашен в Вену в Технический институт для работы над ракетами. Здесь он понял, что приглашение в Вену не имело никакой иной цели, как только изолировать его от мира и воспрепятствовать тому, чтобы он работал в интересах другой страны. Через некоторое время руководство германских ВВС законтрактовало Оберта на работу в Пенемюнде, для чего ему пришлось принять германское подданство.

Когда Оберт впервые вступил на территорию строго засекреченной исследовательской станции Пенемюнде, ракета А-4 была закончена разработкой и готовилась к передаче в серийное производство. После того как у него прошло первое удивление от увиденного, Оберт заявил, что он многое сделал бы по-другому. Но изменять что-либо было уже поздно, так как любое крупное изменение означало бы совершенно новую разработку. Это, очевидно, разочаровало Оберта; он стал искать другого объекта для приложения своих сил и способностей. После недолгого выбора он решил остановиться на зенитных ракетах.

Многолетний опыт подсказывал ему, что зенитные ракеты должны работать на твердом топливе. Однако станция Пенемюнде была подготовлена исключительно для работы с ракетами на жидком топливе. В связи с этим предложение Оберта было передано широко известной фирме «Вазаг», имевшей дело с твердыми топливами и являвшейся экспортером взрывчатых веществ во все страны Европы.

После войны Оберт был временно задержан англичанами и освобожден после допроса. Затем он некоторое время жил в Италии и Швейцарии, пытался обосноваться в Западной Германии под Нюрнбергом и наконец в 1955 году приехал в США, чтобы стать сотрудником Редстоунского арсенала в Хантсвилле (штат Алабама).

Но мы несколько забежали вперед. Вернемся к тому времени, когда Дорнбергер ездил в Берлин, чтобы узнать о поддержке, которую Пенемюнде рассчитывало получить в ответ на множество длинных докладов и памятных записок. Единственными результатами его переговоров в военном министерстве были приказ о продолжении разработок и указание взять обратно памятные записки для их уничтожения. Военное министерство не могло предоставить Пенемюнде необходимого количества материалов: этот вопрос нужно было решать с министром вооружений Альбертом Шпеером. Дорнбергер отправился к нему, но Шпеер выразил сожаление: он ничем не может помочь! Это происходило в январе 1943 года. А в феврале Дорнбергера попросили приехать в министерство боеприпасов к начальнику финансового отдела профессору Геттлаге. Там ему заявили, что Пенемюнде предполагается преобразовать в частную акционерную компанию; все его акции будут временно принадлежать государству, а руководство будет осуществляться крупной промышленной фирмой. Когда Дорнбергер стал возражать, представитель министерства вооружений в Штеттине выдвинул обвинения в плохом руководстве и других недостатках. Дорнбергер все же сумел доказать свою правоту и на некоторое время восторжествовал, хотя с тех пор в Пенемюнде стали часто появляться люди, открыто заявлявшие, что они прибыли проверить, все ли идет правильно. Это действовало скрывавшееся за спиной промышленных фирм техническое бюро нацистской партии, которое намерено было отнять у армии это учреждение.

В марте 1943 года, когда близилось окончание постройки первого сооружения для запуска ракет с французского берега Ла-Манша, Шпеер, подстрекаемый Дорнбергером, обещал доложить Гитлеру еще раз о ракетах дальнего действия. Результат был отрицательным; Дорнбергеру сообщили, что «фюреру» приснилось, будто бы ни одна ракета А-4 не сможет достичь Англии.

26 мая 1943 года Пенемюнде посетила большая группа членов комиссии по оружию дальнего действия. Они прибыли для того, чтобы посмотреть демонстрацию моделей и принять соответствующее решение. Дело в том, что начиная с 1942 года станция «Пенемюнде—Запад» осуществляла разработку еще одной системы оружия дальнего действия под названием «Физелер» Fi-103, которой позднее было присвоено наименование самолет-снаряд «Фау-1» (V-1) [23]

Самолет-снаряд «Фау-1» был в техническом отношении точной копией морской торпеды. После пуска такого снаряда он летел с помощью автопилота по заданному курсу и на заранее определенной высоте. Насколько морская торпеда является самоходной, автоматически управляемой миниатюрной подводной лодкой, настолько самолет-снаряд «Фау-1» был автоматически управляемым и несущим фугасный заряд, беспилотным самолетом.

«Фау-1» имел фюзеляж длиной 7,8 м, в носовой части которого помещалась боевая головка с 1000 кг взрывчатого вещества. За боевой головкой располагался топливный бак с 80-октановым бензином. Затем шли два оплетенных проволокой сферических стальных баллона сжатого воздуха для обеспечения работы рулей и других механизмов. Хвостовая часть была занята упрощенным автопилотом, который удерживал самолет-снаряд на прямом курсе и на заданной высоте. Размах крыльев составлял 540 см. Самой интересной новинкой был пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, установленный в задней части фюзеляжа и похожий на ствол старомодной пушки.[24]

Этот двигатель был изобретен инженером Паулем Шмидтом, которому армейское управление вооружений в течение некоторого времени оказывало финансовую помощь. Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели, производившиеся фирмой «Аргус», представляли собой стальные трубы, открытые с задней части и закрытые спереди пластинчатыми пружинными клапанами, открывавшимися под давлением встречного потока воздуха. Когда воздух, открыв клапаны решетки, входил в трубу, здесь создавалось повышенное давление; одновременно сюда впрыскивалось топливо; происходила вспышка, в результате которой расширившиеся газы действовали на клапаны, закрывая их, и создавали импульс тяги. После того как продукты сгорания выбрасывались через реактивное сепло, в камере сгорания создавалось пониженное давление и воздух снова открывал клапаны; начинался новый цикл работы двигателя. Расход топлива составлял 2,35 л/км. Бак вмещал около 570 л бензина.

Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель обязательно требует предварительного разгона до скорости минимум 240 км/час. Для этого использовалась наклонная пусковая установка с трубой, имеющей продольный паз. Поршень, двигающийся в этой трубе, был снабжен выступом, которым он сцеплялся с самолетом-снарядом при разгоне. Поршень приводился в движение за счет газов, образующихся при распаде перекиси водорода. Как только пульсирующий воздушно-реактивный двигатель начинал работать, скорость самолета-снаряда возрастала до 580 км/час. «Фау-1» имел часовой механизм, с помощью которого осуществлялось «наведение» на цель; он срабатывал, когда кончался запас топлива, и самолет-снаряд пикировал вниз.

Комиссии по оружию дальнего действия предстояло сделать выбор между этими двумя системами. Обе они представляли собой два совершенно отличных друг от друга типа вооружения. Так, самолету-снаряду Fi-103 («Фау-1») атмосфера служила одновременно и аэродинамической опорой и источником окислителя (кислорода), необходимого для сгорания топлива. Это был так называемый крылатый снаряд, который отличался от самолета только тем, что был беспилотным. В отличие от него ракета А-4 была баллистическим снарядом, который летел по траектории, схожей с траекторией артиллерийского снаряда. Крылатый снаряд стоил дешевле, чем баллистический примерно в 10 раз, но легко сбивался зенитными орудиями, ракетами и истребителями-перехватчиками.

Снаряды Fi-103 и А-4 имели следующие основные тактико-технические данные. Вес боевой головки был почти одинаковым; примерно так же обстояло дело и с дальностью: предполагалось, что оба снаряда будут иметь дальность полета порядка 320 км. Позднее выяснилось, что средняя дальность самолета-снаряда «Фау-1» составляла около 240 км (максимальная зарегистрированная дальность превысила 280 км), в то время как средняя дальность полета ракеты «Фау-2» равнялась 306 км. Кроме того, ракета «Фау-2» нуждалась в необычных топливах, а снаряд «Фау-1» работал на обыкновенном бензине.

Прежде чем комиссия приступила к обсуждению данного вопроса, оба типа снарядов были ей продемонстрированы в действии. Две ракеты «Фау-2» успешно выдержали испытание, показав дальность 260 км. Один самолет-снаряд «Фау-1» поднялся хорошо, но разбился после непродолжительного полета; второй вообще не сработал. Тем не менее комиссия решила рекомендовать разработку и производство обеих систем при условии, что в боевых условиях они будут применяться во взаимодействии.

Через два дня после этого Шпеер вызвал Дорнбергера к Гитлеру на аудиенцию, которая состоялась 7 июля 1943 года в его ставке в Растенбурге (Восточная Пруссия). Гитлеру были показаны фильм о запуске снарядов, происходившем 3 октября 1942 года, макет большого бункера, строившегося в Ваттене, а также модели ракеты и ее средств транспортировки: «видальвагена» и «мейлервагена»[25]. После этого Гитлер отдал распоряжение считать Пенемюнде самым важным объектом, но в то же время потребовал, чтобы боевая головка ракеты весила не менее 10 т.