Антон Первушин Астронавты Гитлера
Германские суперпушки и проект «Фау‑3»
жүктеу/скачать 4,33 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ИНТЕРЛЮДИЯ 5: Атомная бомба для фюрера
- ГЛАВА 6. Ракетопланы и космические бомбардировщики 6.1. Пути космонавтики: аэродинамика или баллистика
5.3. Германские суперпушки и проект «Фау‑3» Помимо самолета‑снаряда «V‑1» и баллистической ракеты «V‑2», на вооружение армии Третьего рейха было поставлено еще одно новшество, которое имело непосредственное отношение к космическим разработкам довоенной Германии. Речь идет о проекте сверхдальнобойной пушки, которой было присвоено название «V‑3» («Фау‑3»). Предыстория этого проекта такова. Во время Первой мировой войны впервые были применены сверхдальнобойные пушки. Это были орудия, вполне способные забросить металлическую болванку на космическую высоту. До сих пор многие полагают, что самой крупной пушкой Первой Мировой войны была «Большая Берта». И действительно, орудие под таким названием, построенное на заводах Круппа, внушает уважение. Это была крупная мортира калибром 420 мм и весом в 42,6 т. Длина ствола составляла 12 калибров, дальность стрельбы 14 км, масса снаряда 900 кг. Подъемный механизм допускал стрельбу под углом возвышения до 70°. Огромные колеса, снабженные башмачными поясами, упирались при стрельбе на специальные платформы. Значительное внимание конструкторы Круппа уделили приданию мортире максимальной подвижности. Ее можно было перевозить автотягой на трех металлических колесных платформах. «Большие Берты» с успехом использовались при осаде бельгийской крепости Льеж в августе 1914 года. Их применение вызывало по тем временам весьма сильное впечатление. 900‑килограммовый заряд мортиры делал воронку диаметром в 10,5 м и глубиной — 4,25 м. При этом выбрасывалось более 250 кубометров грунта. Чтобы увезти столько земли понадобится 30 железнодорожных платформ. Однако первенство по мощи и дальности стрельбы принадлежит другим пушкам. Осенью 1916 года при штурме крепости Верден, два форта которой были захвачены немецкими войсками, соотечественники Жюля Верна применили 520‑миллиметровую гаубицу Шнейдера, способную посылать на расстояние в 17 км снаряды весом в 1400 кг. Французская гаубица была так тяжела, что могла передвигаться только по железной дороге, да и то на специальном, особо прочном, транспортере. Весила она 263 т и, безусловно, являлась орудием самого крупного калибра Первой мировой войны и одним из самых мощных за всю историю артиллерии. В то же самое время велись активные работы по увеличению дальнобойности пушек. Экспериментальным путем было установлено, что дальность стрельбы резко возрастает в случае, если траектория поднимается выше 20 км. На основании этого открытия ученые предложили следующую траекторию для снарядов сверхдальнобойных орудий. Снаряд должен быстро пробить нижний плотный слой воздуха и вырваться на простор стратосферы, входя в нее под углом в 45°. К этому моменту он должен сохранить скорость около 1000 м/с, что позволило бы ему пролететь в стратосфере около 100 км и спуститься к земле. Расчет показал, что сверхдальнобойной пушке понадобится ствол длиной не менее 34 м. Отлить такую махину оказалось невозможным даже на заводах Круппа, фирме которого поручили в 1916 году изготовить суперпушку. В результате было решено сделать его составным. За основу конструкторы взяли 380‑миллиметровое морское орудие, внутрь ствола которого вставили второй ствол калибром 210 мм. За пятиметровой зарядной каморой шла внутренняя нарезная труба. К ней крепилась шестиметровая гладкостенная дульная часть. От казенника ствол прикрывался специальным кожухом. Получилось очень длинное, но относительно тонкое сооружение весом в 138 т, которое прогибалось под собственной тяжестью. Поэтому пришлось установить в середине ствола стойки, связанные стальными тягами с дульной и казенной частями орудия. К огневой позиции этот дальнобойный монстр, получивший название «Kolossal» («Колоссаль»), выводился на железнодорожной платформе‑лафете массой 256 т, установленной на 18 парах колес. Расчет орудия состоял из 60 морских комендоров. Заряжание и наводка орудия выполнялись особыми механизмами с помощью электромоторов. Перед каждым выстрелом одни специалисты тщательно обследовали ствол, снаряд и заряд, другие рассчитывали траекторию с учетом давления и скорости ветра. Начальная скорость снаряда доходила до 1700 м/сек, а по некоторым данным — даже до 2000 м/сек. Вылетев с этой скоростью из ствола, поднятого на 52 градуса относительно горизонта, снаряд через 20 секунд достигал высоты в 20 километров, а спустя 90 секунд выходил на вершину траектории — 40 километров (рекордная по тем временам высота!). Затем он вновь входил в атмосферу и, разогнавшись, обрушивался на цель. Общая дальность стрельбы составляла 150 километров. Снаряд преодолевал это расстояние за 176 секунд. В современной литературе эту пушку часто называют «Парижской». Дело в том, что реальное применение она имела один‑единственный раз — при обстреле Парижа в конце марта 1917 года. Вот как описывают этот обстрел очевидец — генерал‑лейтенант Игнатьев, военный атташе России: «В 7 часов утра я услышал сильнейший, как мне показалось, разрыв бомбы, потрясший окна нашей квартиры на Кэ Бурбон. Сирены молчали, и мы еще более были удивлены, когда ровно в 7 часов 15 минут раздался такой же удар, а в 7 часов 30 минут — третий, несколько более отдаленный. В это солнечное утро Париж замер от продолжавшихся и никому не понятных сильных разрывов каких‑то неведомых бомб». Всего по столице Франции немцы выпустили 367 снарядов, при этом треть из них прошла мимо такой огромной цели. Погибло 256 парижан, 620 человек были ранены. Целью этой варварской акции было продемонстрировать свою военную мощь и морально воздействовать на противника. После подписания перемирия с Антантой пушку демонтировали, а все документы, связанные с ее разработкой, уничтожили. В 1930‑е годы конструкторы Третьего рейха воспользовались опытом Первой мировой, чтобы создать новую серию сверхдальнобойных орудий. Два из них безусловно заслуживают нашего внимания. Результатом многолетних изысканий стало орудие «К12» калибром 210 мм с длиной ствола 33,34 м. Первый такой ствол испытали в 1937 году, а первое готовое орудие «К12 (V)» было объявлено прошедшим контроль и готовым к использованию в 1939 году. Оно стреляло снарядами весом в 107,5 кг с максимальной дальностью 115 км — армия была довольна. Однако в боевых условиях «К12 (V)» не была безупречным орудием. Для приведения его в положение для стрельбы необходимо было поднять ствол на 1 м, чтобы добавить пространство для отката, а затем снова опустить ствол в более низкое положение для заряжания. Круппу заказали альтернативный подрамник, и в результате появилась пушка с усиленными гидравлическими амортизаторами «К12 (N)». Других моделей сконструировано не было. Сборка орудия представляла собой особую проблему. Прежде всего, ствол имел длину в 157 калибров, более чем втрое превышая длину сравнимых орудий на кораблях ВМФ. Это означало, что орудие под действием собственного веса искривлялось, и чтобы подпирать его, приходилось принимать неординарные меры. Цапфы должны были располагаться строго у центра тяжести, иначе подъем ствола был бы весьма сложен. Опорной установкой должен был служить железнодорожный транспортер (а лучше два); основная конструкция с опорными цапфами и подъемным механизмом устанавливалась на двух рамах, каждая из которых, в свою очередь, стояла на паре тележек две 8‑колесных спереди и две 10‑колесных сзади. Для принятия боевого положения орудие выкатывалось на дуговую рельсовую секцию. Весь комплекс весил 304,8 тонны и имел длину более 41 м. Известно, что в боях участвовали два таких орудия в составе 701‑й железнодорожной батареи, причем обстреливались цели в графстве Кент, особенно район Дувр, с позиций у берегов пролива Па‑де‑Кале. Самая большая дальность стрельбы была, видимо, порядка 90 км. Одно такое орудие захватили англичане в Голландии в 1945 году. Орудие «К12» вполне уже могло дострелить до космоса при условии, если бы инженеры Пенемюнде доработали ее снаряды — облегчив их и снабдив дополнительным пороховыми двигателями В 1960‑е подобное решение предложил канадский ученый Джеральд Бюлль, добившийся немалых успехов в зондировании больших высот с использованием дальнобойной пушки… Однако поистинне «космической» была другая пушка — вошедшая в историю как «V‑3». Еще 1920‑е году пионеры немецкой космонавтики Герман Оберт и Макс Валье, обсуждая в своих книгах проект Жюля Верна, предложили вниманию публики свое видение пушки, предназначенной для обстрела Луны. Орудие длиной 900 м планировалось разместить вертикально внутри скалы на высоте не менее 5 км от уровня моря и где‑нибудь в районе экватора. Ствол следовало сделать из бетона, внутри покрыв слоем металла с нарезами. Перед выстрелом из канала выкачивался весь воздух. Снаряды для пушки, представляющие из себя свинцовую болванку с вольфрамовой оболочкой, имели диаметр 1,2 м и длину — 7,2 м. Согласно расчетам Валье, начальная скорость снаряда должна была составить 12 км/с, что позволило бы ему преодолеть земное притяжение и достичь Луны. При этой скорости снаряд пролетит через ствол за 3,75 секунды. В 1928 году другой энтузиаст космических полетов и член немецкого «Общества межпланетных сообщений» барон Гвидо фон Пирке из Вены на основании этого проекта разработал свою собственную «лунную» пушку. В частности, он показал, что для достижения второй космической скорости необходимо строить орудие с боковыми наклонными камерами, внутри которых размещаются заряды, при подрыве придающие снаряду дополнительные импульс и ускорение. Заинтересовались этой идеей и конструкторы Третьего рейха. В 1943 году инженер Август Кендерс, работавший на предприятии «Рехлипг Эйзен— унд Шталь‑верке» («Reichling Eisen— und Stahlwerke), которое было не просто производителем железа и стали, как можно было бы предположить по названию, а активно работало в области производства боеприпасов, выдвинул на рассмотрение проект орудия, построенного на принципах Гвидо фон Пирке. Благодаря успеху одного из предшествующих изобретений Кендерса — так называемого „снаряда Рехлинга“, предназначенного прежде всего для разрушения укреплений, чиновники военного министерства обратили внимание и на его новую разработку. Альберт Шпеер предложил изобретателю для начала сконструировать прототип необычной пушки, которую тот называл «Насосом высокого давления» («Hochdruckspumpe»). Кендерс испытал модель калибра 20 мм в мае 1943 года на одном из полигонов в Польше и получил удовлетворительный результат. В этот момент Адольф Гитлер, с интересом следивший за проектом, решил, что Кендерс должен не просто сконструировать одно или два орудия, а сформировать целую батарею из 50 орудий. Ее предполагалось разместить на подходящей позиции в районе Кале, на удалении около 165 км от Лондона. Орудие сразу же получило наименование «V‑3», а удобная позиция для него была найдена у пункта Маркиз‑Мимуазек позади мыса Гри‑Нез, очень близко от южного конца современного туннеля под Ла‑Маншем. По всей Германии собрали более 5000 мастеров, техников и инженеров. Из Рура приехали около 400 германских горняков, инструкторов и бригадиров. В сентябре 1943 года под известняковыми холмами началось строительство мощных туннелей для подземной железной дороги, а сверху холмы накрыли железобетонной плитой шестиметровой толщины. На глубине десяти этажей располагалась разветвленная сеть коридоров, галерей и залов. Еще ниже находились замковые камеры гигантских орудий. Бетонированные амбразуры на поверхности были защищены бронированными «пробками», изготовленными из крупповской стали. Вообще‑то развернуть «V‑3» в том районе было непросто, учитывая, что рядом возводились пусковые площадки для «V‑1» и «V‑2». Ствол общей длиной 140 м и калибром 150 мм перевозился по частям и монтировался на бетонном основании стационарной огневой позиции. Снаряд для «V‑3» имел длину 2,5 м, весил 140 кг и по форме напоминал длинную ракету, оснащенную стабилизирующим оперением, которое все еще совершенствовалось Кендерсом. И эти снаряды стали главной проблемой. Кендерсу никак никак не удавалось увеличить скорость снаряда — она никогда не превышала 1000 м/с, что было явно недостаточно. Тем временем подготовка пусковых площадок у берега Па‑де‑Кале достигла высокой ступени готовности, и начал формироваться специальный артиллерийский дивизион. Впрочем, число площадок было ограничено до одной‑единственной после серии успешных налетов англо‑американских бомбардировщиков. ВВС противника к этому времени стало уделять самое пристальное внимание всяким сколько‑нибудь значительным инженерным работам в этом регионе. Поскольку к середине марта 1944 года решение не было найдено, Министерству вооружений показалось, что пришла пора закрыть проект. Группа представителей генералов отправилась на полигон, чтобы присутствовать при демонстрации проделанной работы — увиденное строгую комиссию не порадовало, и работа Кендерса была взята под строгий контроль. В конечном итоге это пошло на пользу. Шесть различных фирм, включая кампанию «Шкода» и заводы Круппа, получили заказы и разработали удовлетворительные варианты снарядов. Проблемы затвора были решены подключением запирающего поршня между снарядом и первоначальным зарядом, и уже эти меры решили проблему строгого контроля за последовательностью детонации вспомогательных зарядов. К концу мая изготовлявшееся опытное орудие демонстрировало вполне удовлетворительные результаты: дальность полета снаряда достигала 80 км. Но тут, после двадцать пятого выстрела, две боковые камеры экспериментального ствола «V‑3» взорвались, в следствие чего орудие получило серьезные повреждения. Были заказаны новые экземпляры камер, а следующее испытание наметили на начало июля. 4 июля снова были проведены стрельбы из испытательных образцов орудия. На этот раз удалось сделать восемь выстрелов и достигнуть дальности стрельбы в 93 км. После чего экспериментальное орудие снова взорвалось. А 6 июля английские ВВС совершили очередной налет на строящиеся позиции. Итоги рейда бомбардировщиков элитной 617‑й эскадрильи были опустошительными. Площадка была полностью выведена из строя, и до самого захвата этой территории союзными войсками там никакие работы уже не проводились. Есть сведения, что разработка «V‑3» еще продолжалась. Когда союзные войска захватили Хиллерслебен, они нашли там два орудия в поврежденном состоянии, одно — с 10 парами вспомогательных камер (сконструированных под прямым углом к оси канала ствола), и второе — с пятью парами под углом в 45°. Оба орудия имели длину 75 м. Есть свидетельства и о том, что эти две короткоствольных версии были все же использованы против американских войск во время боев 30 декабря 1944 года и 2 января 1945 года, обстреливая Люксембург, находившийся в 40 км от них. История «V‑3» — еще одного незавершенного проекта Третьего рейха — бесславно завершилась 9 мая 1945 года, когда английские саперы заложили под недостроенный комплекс большого орудия на побережье Франции по 25 т взрывчатки и взорвали его. Подземные сооружения большей частью остались нетронутыми — лишь подходы к тоннелям завалило землей. ИНТЕРЛЮДИЯ 5: Атомная бомба для фюрера С темой межконтинентальных ракет рейха военные историки и публицисты обычно увязывают тему ядерного оружия. Это и понятно. Такая ракета столь дорога и сложна в эксплуатации, что не имеет смысла с ее помощью забрасывать на другой континент обычную взрывчатку. Потому баллистические ракеты, служившие задаче стратегического сдерживания в годы Холодной войны, были снабжены именно ядерными боеголовками, суммарная мощность которых увеличивалась год от года, пока не перевалила за «критический» рубеж. Разумеется, когда стали известны подробности проекта «А‑9/А‑10», возникла мысль, а какую взрывчатку собирались использовать нацисты для своей межконтинентальной ракеты? По аналогии напрашивался и вывод: атомную. А поскольку любой обыватель из стран антигитлеровской коалиции хоть раз слышал о том, что в Третьем рейхе разрабатывалось «атомная бомба» и Гитлер собирался применить ее против своих врагов, то эта версия получила самое широкое распространение и со временем стала общепризнанной. Ее, в частности, отстаивают создатели фильма «Фау‑2: Битва технологий», о котором я уже писал выше. Однако на самом деле история о том, что нацисты были близки к созданию атомной бомбы — не более чем миф, построенный на элементарном незнании истории становления современной физики. Попрбую это доказать… * * * От атомной войны мир спасла ошибка в расчетах. Историки так и называют ее — «ошибкой Боте». Речь идет об эксперименте профессора Вальтера Боте из Гейдельберга, проведенный в январе 1941 года. К тому времени физики Третьего рейха уже вовсю трудились над немецким «урановым проектом», ближайшей целью которого было создание компактной «урановой машины» (или первого атомного реактора на медленных нейтронах). Такая машина виделась им в двух вариантах. Мэтр теоретической ядерной физики Вернер Гейзенберг своими расчетами показал, что существует два основных способа вызвать цепную реакцию распада в уране: либо увеличивая концентрацию изотопа уран‑235 («обогащение» урана) до «критической» массы, либо изменяя скорость вылетающих нейтронов таким образом, чтобы атомы урана‑238 не поглощали их. Первый из названных способов был очень дорог; кроме того, в начале 1940‑х годов не существовало опробованных технологий, позволяющих «обогащать» уран в промышленных масштабах. Поэтому немецкие физики предпочли пойти по второму пути. Но для того, чтобы «урановая машина» заработала, нужен был эффективный замедлитель — некое вещество, которое способно замедлять нейтроны, не поглощая их. Много ранее было доказано, что лучшим замедлителем является «тяжелая вода», то есть вода, в которой атомы водорода заменены дейтерием, его тяжелым изотопом. Но к началу Второй мировой войны единственной фирмой, выпускавшей тяжелую воду в промышленных количествах была норвежская «Норск‑Гидро». У Германии же не было собственных установок для производства замедлителя, да и ценился он на вес золота. В качестве альтернативы тяжелой воде рассматривался дешевый и доступный графит. И вот тут произошло то, чему до сих пор не могут найти объяснения. Летом 1940 года профессор Вальтер Боте, которому было поручено найти новый замедлитель, бодро рапортовал из Гейдельберга, что графит вполне подходит для этих целей. Диффузионная длина тепловых нейтронов в углероде равнялась 61 сантиметру; если же идеально очистить графит, то этот важнейший параметр, определяющий, в частности, степень поглощения замедлителем свободных нейтронов, возрастет до 70 сантиметров. Вермахт уже обратился к фирме «Сименс» с просьбой о поставках чистейшего графита, и вдруг блестящий научный триумф сменился оглушительным поражением. В январе 1941 года профессор Боте для закрепления результата повторил свой опыт. Новый образец был изготовлен из чистейшего электрографита фирмы «Сименс», но в результате диффузная длина тепловых нейтронов в нем составила всего лишь 30 сантиметров! Получалось, что графит в замедлители не годится. Поскольку мнению Боте доверяли, все опыты с графитом были прекращены. Лишь в 1945 году, во время эксперимента «B‑VIII» в Хайгерлохе, ошибку обнаружили, но было уже слишком поздно. Возможно, причиной просчета профессора Боте стали примеси азота, попавшие в графит из воздуха, но с другой стороны Вальтер Боте был известен как ответственный и серьезный экспериментатор, а если помножить это на немецкую пунктуальность, то вопрос о причинах невероятного «промаха» остается открытым — невольно задумаешься о попущении божьем. Американцы, например, не допустили подобной ошибки, и первый урановый реактор, запущенный в Чикаго 2 декабря 1942 года, имел графические стержни в качестве замедлителя. Перед немцами во весь рост встала проблема дефицита тяжелой воды. Ее не хватало даже для важнейших опытов. При потребности в полторы тонны тяжелой воды в месяц фирма «Норск‑Гидро» выпускала не более 140 килограмм, и к концу 1941 года Германия располагала запасом в 360 килограмм. В начале 1942 года фабрику оснастили новыми электролизерами, но выпуск тяжелой воды при этом снизился до 91 килограмма в месяц (!). Норвежцы занимались откровенным саботажем, и любые усилия оккупантов увеличить производительность фабрики сводились на нет. В конце концов было решено построить опытную установку по производству тяжелой воды на территории Германии. Обязательства по ее строительству взяла на себя фирма «Лейнаверке», входившая в концерн «ИГ Фарбениндустри». Расходы должны были составить около 150 000 рейхсмарок, но зато себестоимость грамма тяжелой воды планировалось снизить до 30 пфеннингов. Впрочем, и это начинание закончилось пшиком — в 1944 году, когда положение с «урановым проектом» стало критическим, концерн отказался от договора с физиками. Благодаря усилиям многочисленных мифотворцев от истории, сегодня главенствует представление, будто бы атомный проект был приоритетным для вождей Третьего рейха. На самом деле, все было с точностью до наоборот. Отсутствие практических результатов, дороговизна материалов и непомерные затраты на эксперименты привели к тому, что даже те из нацистских бонз, кто поначалу проявлял к разработкам ядерщиков определенный интерес, быстро охладели к «урановому проекту». На протяжении всей войны субсидии, выделяемые ядерщикам, только уменьшались. Гитлер, судя по имеющимся свидетельствам, вообще не имел четкого представления о возможностях, которые получит Третий рейх, если в руках вермахта окажется урановый реактор или атомная бомба. Сохранилось одно‑единственное свидетельство на этот счет. 23 июля 1942 года Альберт Шпеер, которому поручили разобраться с перспективными проектами в области военных технологий, докладывал фюреру об итогах своей работы. Вот запись, сделанная Шпеером в дневнике: «Фюреру вкратце доложено о совещании по поводу расщепления атома и об оказываемой нами поддержке». И это все! Больше того, в один из критических моментов, когда фактически решалась дальнейшая судьба ядерных исследований, произошло очередное досадное недоразумение. 26 февраля 1942 года в стенах Института физики имени императора Вильгельма было назначено совещание Научно‑исследовательского совета, посвященное «урановому проекту». За несколько дней до этого организаторы разослали приглашения Шпееру, Кейтелю, Гиммлеру, Редару, Герингу, Борману и другим нацистским вождям. В приглашениях содержалась следующая повестка мероприятия: «1. Ядерная физика как оружие (проф. И. Шуман). 2. Расщепление ядра урана (проф. О. Ган). 3. Теоретические основы производства энергии путем расщепления урана (проф. В. Гейзенберг). 4. Результаты исследований установок по производству энергии (проф. В. Боте). 5. Необходимость исследования общих основ (проф. X. Гейгер). 6. Обогащение изотопов урана (проф. К. Клузиус). 7. Производство тяжелой воды (проф. П. Хартек). 8. О расширении рабочей группы «Ядерная физика» за счет привлечения представителей промышленности и различных ведомств рейха (проф. А. Эзау)». К этому листку, — и так озадачившему умы высших офицеров рейха множеством загадочных слов, — небрежной секретаршей были подколоты еще четыре листа: темы всех докладов, слушавшихся в те же дни в Институте физики. И эти строки звучали уже сущей китайской грамотой: «диффузионная длина», «эффективное поперечное сечение» и так далее, и тому подобное. Неудивительно, что Гиммлер, глянув на эти странные слова, отказался тратить свое драгоценное время на выслушивание подробностей. Генерал‑фельдмаршал Кейтель был более дипломатичен. Он заверил организаторов, что придает большое значение «этим научным проблемам», но бремя возложенных на него обязанностей не позволяет ему принять участие в совещании. Редер уведомил о прибытии одного из своих заместителей. В итоге никто из власть предержащих так и не явился выслушивать «ученую тарабарщину». Но не только в равнодушном отношении руководителей Третьего рейха к физикам и их проблемам следует искать причины провала немецкого «уранового проекта». Среди самих физиков не было единства. В Германии не нашлось организатора (а точнее — никому не пришло в голову такого организатора назначить), который сумел бы собрать всех физиков «под одной крышей» и заставил бы их работать, подчиняясь общей программе исследований. Вместо этого в рейхе существовало целых три группы исследователей, которые непрерывно конфликтовали друг с другом. Из‑за этого весьма перспективные предложения оказались обойдены вниманием. В качестве примера здесь можно привести историю профессора Фрица Хоутерманса, работавшего в лаборатории барона Манфреда фон Арденне. В 1933 году, когда к власти в Германии пришли нацисты, Хоутерманс бежал из страны. Бежал не в Америку или во Францию, как его коллеги, а в Россию. Здесь его вскоре записали в шпионы, и, избежав знакомства с немецким концлагерем, он попал в советский. В 1939 году, после подписания пакта Молотов‑Риббентроп, его выпустили из застенков НКВД и этапировали в казематы гестапо. Там профессор просидел всего три месяца и был освобожден, однако ему запретили работать в государственных учреждениях. И тогда его спас профессор Макс фон Лауэ. Он порекомендовал Хоутерманса барону Арденне, которого академические ученые недолюбливали и чурались. Хоутерманс стал для Арденне настоящей находкой. В августе 1941 года опальный профессор отпечатал на пишущей машинке статью на 39 страничек, озаглавленную им «К вопросу о начале цепной реакции деления ядер». В своем сообщении первым из немецких ученых Хоутерманс подробно описал цепную реакцию под действием быстрых нейтронов, а также рассчитал критическую массу урана‑235, то есть наименьшую массу, при которой может протекать самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Однако в первую очередь, профессора интересовал новейший трансурановый элемент, позднее названный плутонием. В природном уране, писал Хоутерманс, содержится гораздо больше изотопа уран‑238, чем урана‑235. Так не логичнее ли использовать этот распространенный изотоп, нежели тратить столько времени и сил на разделение изотопов путем обогащения урана‑235? За несколько месяцев до этого австрийский физик Шинтльмайстер показал, что при обстреле изотопа уран‑238 нейтронами возникает новый трансурановый элемент под номером 94. Используя его, можно создать новое взрывчатое вещество. Дело лишь за химиками. Нужно придумать, как отделить этот 94 элемент от урана. Эта скромная статья, написанная опальным ученым, могла бы стать этапной в судьбе немецкой ядерной физики. Ее автор убедительно показал, что для создания атомной бомбы не нужно разделять изотопы — надо идти совсем другим путем. Но к его доводам не прислушались. А между тем эксперимент, проведенный американцами в марте 1941 года, показал, что плутоний расщепляется так же легко, как и уран‑235. Бомба «Толстяк», сброшенная на Нагасаки, была плутониевой. И все‑таки, несмотря на огромное количество проблем и трудностей, к февралю 1942 года первый немецкий реактор был построен. Пока это была еще опытная установка, собранная под руководством профессора Гейзенберга и профессора Депеля в лаборатории Лейпцигского института. «Урановая машина» состояла из двух алюминиевых полусфер, крепко привинченных друг к другу. Внутрь поместили 572 килограмма уранового порошка и 140 килограмм тяжелой воды. Общий вес агрегата, полностью погруженного в резервуар с водой, при этом составлял почти тонну. Радий‑бериллиевый источник нейтронов находился посередине реактора. Первые же измерения показали, что поверхности реактора достигало гораздо больше нейтронов, чем излучал их источник. Физики послали победный рапорт в отдел вооружений вермахта и засели за новые расчеты. «Если увеличить реактор, загрузив в него пять тонн тяжелой воды и десять тонн литого урана, — писали они, — мы получим первый в мире „самовозбуждающийся“ ядерный реактор, то есть реактор, внутри которого будет протекать цепная ядерная реакция». Однако и в этот раз планам немецких ядерщиков не суждено было сбыться. 23 июня 1942 года, в тот самый день, когда фюрер без особого интереса выслушивал доклад Шпеера о «расщеплении атома», в лейпцигской лаборатории произошла катастрофа. Шаровидный реактор вот уже двадцать дней покоился в чане с водой. Вдруг вода возмутилась, заклокотала. Из глубины побежали пузыри. Происходило что‑то странное. Профессор Депель взял пробу пузырей. Оказалось, что это водород. Значит, где‑то возникла течь, и уран вступил в реакцию с водой. Через некоторое время пузыри исчезли, все успокоилось. Тем не менее Депель решил извлечь реактор из чана, чтобы посмотреть, сколько воды проникло внутрь. В 15 часов 15 минут лаборант ослабил колпачок штуцера. Послышался какой‑то шум. Воздух с силой втягивался внутрь, словно там, в центре шара, образовался вакуум. Еще через три секунды в потолок ударила воздушная струя. Из трещины длиной 15 сантиметров вырвался раскаленный газ. Тут и там мелькали искры, вылетали горящие крупицы урана. Вслед за тем взметнулось и пламя. Высота его достигала двадцати сантиметров. Вокруг языка пламени потек алюминий. Пожар разгорелся не на шутку. Депель, прибежавший на помощь лаборанту, стал тушить пламя водой, но огонь не убывал. Лишь с трудом его удалось сбить, зато из трещины теперь непрерывно валил густой дым, а образовавшееся отверстие становилось все шире. Предчувствуя катастрофу, профессор велел немедленно выкачивать тяжелую воду, чтобы спасти хоть какую‑то важную часть реактора. Саму же «урановую машину» вновь опустили в резервуар, дабы остудить ее. Гейзенберг, мельком заглянув в лабораторию, увидел, что «ситуация контролируется», и отбыл проводить семинар. Ситуация же вовсе не контролировалась. Температура реактора росла. В 18.00 — опасный для жизни опыт длился уже три часа — Гейзенберг завершил семинар и вернулся к Депелю. Реактор продолжал накаляться. Физики напряженно вглядывались в воду, как вдруг реактор затрясся. Ученые переглянулись и опрометью бросились из помещения. Через секунду прогремел мощный взрыв. Струи пылающего урана разлетались повсюду. Здание лаборатории охватил огонь. Только после этого кто‑то наконец догадался вызвать пожарных. Оба ученых спаслись в тот день чудом. Большая часть их лаборатории была разрушена, все запасы урана и почти все запасы тяжелой воды погибли. Столь же серьезно пострадало самолюбие Гейзенберга. Профессора буквально перекосило, когда начальник пожарной охраны, прибыв в лабораторию и не церемонясь в выборе саксонских выражений, поздравил оглушенного мэтра со столь осязаемыми доказательствами «расщепления атома». Правда, пожарник, костеря Гейзенберга и иже с ним, был все‑таки не прав, подозревая в несчастье «цепную ядерную реакцию». На самом деле причиной взрыва стала не физика, но химия. Вода проникла сквозь оболочку шара и вступила в реакцию с порошковым ураном. Образовался водород — газ, легко взрывающийся. Достаточно было искры, чтобы все взлетело на воздух. Отчитываясь перед начальством, Депель советовал в будущем использовать лишь твердый уран в пластинах, а не его порошок. Дальнейшая история немецкого «уранового проекта» напоминает мучительные поиски черной кошки в темной комнате. Не хватало сырья, проверенных технологий, сплоченности ученых. Политические интриги и расовые «чистки» не способствовали улучшению климата в среде физиков. Диверсии британцев и бомбардировки лишили Германию запасов урана и тяжелой воды. Немногое оставшееся сырье распределялось «по чину и рангу», а не по значимости эксперимента… Безрезультатно закончился и опыт доктора Тринкса, разрабатывавшего «термоядерную» взрывчатку. Подробности этой работы сохранил шестистраничный отчет «Опыты возбуждения ядерных реакций с помощью взрывов». «Часто предлагалось, — говорилось в отчете, — использовать для возбуждения ядерных и цепных реакций скорость движения газообразных продуктов, возникающих при взрыве каких‑либо взрывчатых веществ. Протекающие при этом ядерные процессы должны усиливать действие взрывчатых веществ». Доктор Тринкс понимал, что при температуре около четырех миллионов градусов и давлении в 250 миллионов атмосфер начнутся многочисленные термоядерные реакции. Он считал, что можно создать бомбу длиной около метра, действующую по этому принципу. Тринкс подготовил простой эксперимент. Взял полый серебряный шар диаметром в 5 сантиметров, наполнил его тяжелым водородом и обложил со всех сторон взрывчаткой. Ученый был убежден, что серебро сохранит следы радиоактивного излучения, вызванного несколькими термоядерными превращениями. Взрывчатка воспламенялась одновременно с разных сторон. Возникало громадное давление, серебро сжижалось и устремлялось к центру шара с фантастической скоростью — 2500 м/с. Можно сказать, что полый шар стремительно уменьшался в размерах. Чем меньше был его диаметр, тем толще становился слой жидкого серебра. Внутренняя поверхность шара ускорялась быстрее, чем наружная. Температура и плотность сжатого внутри шара тяжелого водорода достигали громадных величин. Почти вся энергия взрывчатки «фокусировалась» на крохотном количестве тяжелого водорода. На какой‑то миг в этой мельчайшей точке пространства возникали те же условия, что и в недрах Солнца. Улетучиться водород не мог, мешала прослойка серебра. Тринкс повторил этот опыт несколько раз, но следов радиоактивного излучения не обнаружил. Современные специалисты, оценивая эксперименты Тринкса, пришли к выводу, что размеры шара были слишком малы. Вскоре ученый разуверился, что сумеет извлечь хоть какую‑то практическую пользу из этих опытов, и те были прекращены. Таким образом немецкие физики упустили еще одну возможность создать для Третьего рейха подлинное «чудо‑оружие»… В качестве мысленного эксперимента давайте представим на минуту, что «урановый проект» завершился успешно. Предположим, что профессор Боте все‑таки допустил свою ошибку, и немецким физикам так и не удалось получить дешевый замедлитель нейтронов. Предположим, что к доводам профессора Хоутерманса не прислушались, и плутоний не стал заменой урану. С учетом этих предположений мы все же видим, что атомная бомба вполне могла быть построена к середине 1944 года. Ведь оставался еще один путь, отвергнутый Гейзенбергом, — обогащение изотопа урана‑235. Если бы немецкие физики, отказавшись от всех остальных разработок, сосредоточили свои усилия на этом направлении, а руководство Третьего рейха поддержало бы их финансово, то атомная бомба на уране‑235, подобная американскому «Малышу», была бы испытана на год раньше и совсем в другой стране. Немецкие физики разработали пять способов обогащения урана. Среди них наиболее перспективным считался «инерционный способ» — когда изотопы разделялись с помощью специальной центрифуги. Этот проект не был реализован только потому, что у доктора Грота, занимавшегося строительством центрифуги, не хватило терпения и денег, чтобы довести работу до конца. Был близок к успеху и опальный барон фон Арденне, в лаборатории которого был построен «электромагнитный сепаратор», по своим характеристикам не уступавший аналогичному американскому устройству. Отказ от «машины» в пользу «бомбы» мог изменить суть и, как следствие, судьбу немецкого «уранового проекта». Но этого, к нашему счастью, не произошло. А что было бы, если бы Гитлер получил такую бомбу в самый разгар наступления союзников по антигитлеровской коалиции?.. Сегодня, когда обсуждается этот вариант истории, принято делать вывод о неминуемом военном крахе союзников и победе Третьего рейха. На самом же деле, не все так просто. Имея всего несколько бомб (заметим, очень дорогих бомб!), военному командованию рейха вряд ли удалось бы переломить положение на фронтах. Да и применение такой бомбы — это палка о двух концах. Вспомним, к примеру, о том, что Германия в период Второй мировой войны имела огромные запасы химического оружия, но ни разу не пустила их в ход. Гитлер был безумец, но и он понимал, что последует удар возмездия, а массированная химическая атака в густонаселенной Германии приведет к уничтожению всей нации в течении нескольких часов. Аналогичного контрудара военное командование рейха могло ожидать и в случае многократного применения атомной бомбы. Поэтому, скорее всего, атомное оружие было бы использовано всего один раз и только на Восточном фронте — против наступающих советских войск. В результате этой впечатляющей демонстрации нацисты получили бы столь необходимую «передышку» и повод усадить своих противников за стол переговоров. Может статься, Германия выторговала бы себе некое «мирное соглашение», и война закончилась бы много раньше и совсем с другим результатом. Но не следует забывать, что единоличное владение секретом атомной бомбы вызывает соблазн сделать очень много атомных бомб и начать новую войну по новым правилам. Неужели Гитлер смирился бы с поражением? Неужели союзники смирились бы с существованием «Атомного» рейха? Думается, что нет. Третья Мировая война пришла бы в Европу очень скоро. Впрочем, дальнейшее развитие событий в этой альтернативной реальности уже не поддается сколько‑нибудь осмысленному анализу… ГЛАВА 6. Ракетопланы и космические бомбардировщики 6.1. Пути космонавтики: аэродинамика или баллистика? Сегодня, когда полеты в космос стали самым обычным делом, а количество людей, побывавших на орбите, исчисляется сотнями, представляется чем‑то само собой разумеющимся, что дорогу к звездам следует прокладывать с помощью баллистических ракет. По этому же пути пошли, например, китайцы, запустившие недавно на орбиту своего первого космонавта («тайконавта») Яна Ливея. Однако в те времена, когда космонавтика еще стояла на распутье и было из чего выбирать, этот вопрос не решался столь однозначным образом. Вспомним, например, работы Макса Валье. Он, конечно, не отрицал необходимость использования ракетных двигателей при создании космических кораблей, но был убежден, что путь на орбиту лежит через строительство серии ракетопланов — аппаратов, совмещающих в себе преимущества ракет и традиционной авиации. У такой схемы (ее называют аэрокосмической) действительно есть масса преимуществ перед баллистическими ракетами. Ракетоплан не нуждается в огромном и дорогом стартовом комплексе, поскольку может взлетать с обычного аэродрома. Ракетоплан дешевле, потому что в отличие от баллистических ракет может быть использован многократно. А если в качестве первой (разгонной) ступени использовать тяжелый высотный самолет, то резко снижается и цена выводимого на орбиту груза. Аэрокосмические схемы манят и современных конструкторов. В Советском Союзе когда‑то разрабатывались проекты «Спираль» и «МАКС», в США — проекты «Х‑15» и «Dyna‑Soar». Оказалось, что это очень сложные конструкции, и они могут обеспечить приемлемую безопасность только при очень высоком уровне технологий. Человечество к таким технологиям пока только подбирается. Но всего этого не знали ни в Веймарской республике, ни в Третьем рейхе. А потому появился целый ряд соответствующих проектов, которые можно назвать «космическими» лишь с определенной натяжкой. Однако они являются частью истории космонавтики, а потому мы не можем совсем уж обойти их вниманием. Собственно, авторство первого известного проекта крылатого летательного аппарата с реактивным двигателем принадлежит французскому изобретателю Жерару, который в своей книге «Очерк искусственного полета в воздухе» (1784 год) предложил построить орнитоптер с громадными крыльями, приводимый в движение пороховыми ракетами. Спереди орнитоптера размещался вертикальный руль, а сзади — горизонтальный. В 1837 году в Германии был опубликован проект реактивного самолета, авторство которого долгое время приписывалось нюренбергскому механику Ребенштейну. На самом же деле под этим псевдонимом выступал немецкий электротехник Вернер фон Сименс, впоследствии основавший известную фирму «Siemens». В качестве источника движущей силы для изобретенного им аэроплана Сименс предлагал использовать или реактивное действие водяных паров, или сжатого углекислого газа. Однако идея настоящего ракетоплана стала обсуждаться несколько позже — уже после того, как в 1903 году американцы Орвилл и Уилбер Райт совершили первый полет на своем биплане с четырехцилиндровым бензиновым двигателем. В 1908 году французский изобретатель Рене Лорэн опубликовал в авиационном журнале «Аэрофил» несколько статей о проекте реактивного самолета, приводящегося в движение однорядным шестицилиндровым двигателем внутреннего сгорания. Гондола этого аппарата весом около 100 кг имела цилиндрическую форму и опиралась на землю лыжами. Два двигателя размещались под крыльями. Пилот должен был сидеть сзади и управлять как работой моторов, так и поворотами их вокруг горизонтальной оси, с помощью чего достигалась стабилизация аппарата. При взлете оси раструбов моторов располагались почти вертикально и по мере разбега угол их наклона уменьшается. Свой реактивный двигатель Лорэн предлагал сделать настолько плоским, чтобы он помещался в крыле самолета. Каждый цилиндр поршневого двигателя должен был иметь выхлопное сопло. Предполагалось, что самолет будет приводиться в движение серией последовательных выхлопов. В 1910 году Рене Лорэн предложил новый проект — воздушную торпеду, представляющую собою аппарат с реактивным двигателем и управляемый посредством телемеханики. Согласно расчетам Лорэна, скорость полета торпеды должна была составить около 200 км/ч. Еще через год французский изобретатель представил новый вариант реактивного металлического аэроплана, разгон которого по земле производился при помощи электрической тележки, катящейся по рельсам. Когда при движении по земле аппарат достигнет определенной скорости, начинает действовать реактивный двигатель, и аэроплан взлетает. Выхлопные трубы (дюзы) двигателя были устроены также, как и в предыдущем проекте. Пилот опять же помещался почти у кормы аппарата в особой камере, которая могла скользить внутри трубчатого фюзеляжа аэроплана по особым направляющим. Взлет производился следующим образом. На протяжении первого километра электрическая тележка увлекает аэроплан по рельсовому пути, доводя его скорость до 300 км/ч. В конце пути устроен своеобразный трамплин — дорога поднимается в вертикальной плоскости по кривой с начальным радиусом в 1200 м. Здесь, благодаря центробежной и подъемной силам, приданной скорости и работе собственного реактивного двигателя, аэроплан отделяется от тележки и далее летит самостоятельно. Тележка же катится по рельсам дальше и тормозится. Спуск аппарата производится еще более необычным способом. В специально отведенном для этого месте свален мягкий грунт. Аэроплан, спускаясь по наклонной линии (глиссаде), носом врезается в него, уходя на глубину до 2 м. Для уменьшения скорости «спуска» пилот тормозит движение специальным воздушным тормозом, состоящим из ряда алюминиевых тарелок и выдвигаемым им с кормы аппарата. Вдохновленный идеями Лорэна, российский инженер Александр Горохов выдвинул свой проект реактивного летательного аппарата. В статье «Механический полет будущего» (1911 год) он описал управляемую крылатую ракету на трех пассажиров, движимую реакцией газов, получаемых в результате горения жидкого топлива (бензин, спирт, керосин) в воздухе, забираемом из внешней атмосферы. Корпус аппарата имел обтекаемую форму с хвостовым оперением, играющим роль рулей высоты и направления. Двигатель ракетоплана Горохова состоял из двух симметрично расположенных камер сгорания, в которые двумя компрессорами нагнетается воздух, а специальным насосом — топливо. Скорость аппарата должна была составить более 350 км/ч. Схема взлета и посадки в точности воспроизводили схему, предложенную Лорэном для «аэроплана с катапультой». Во всех проектах Лорэна (и, соответственно, в проекте Горохова) фигурирует реактивный двигатель, использующий энергию быстрой струи выхлопных газов. Однако Лорэн не понимал, почему этот двигатель уступает поршневому двигателю с винтом, создающим «струю» с большой массой, но малой скоростью. Только спустя несколько лет инженеры начали осознавать глубокую разницу между скоростью истечения газов и скоростью самолета. Имелось два способа сокращения этой разницы: увеличение скорости самолета и снижение скорости истечения газов. Оба способа, примененные одновременно, привели бы к полному устранению разницы. В 1917 году француз Мориз представил проект двигательной установки для самолетов, которая, как предполагалось, позволяла соединить планер с реактивным двигателем. С помощью компрессора, топливных форсунок и камеры сгорания с выхлопным соплом Мориз сумел получить реактивную струю. Дополнением к его двигателю являлась форсажная камера — устройство, замедляющее скорость реактивной струи, но увеличивающее ее массу. Однако, осуществить свою идею на практике Мориз, однако, не сумел. Три года спустя это сделал за него его соотечественник инженер Мело. Мело отказался от большей части оборудования Мориза, а вместо этого взял два цилиндра и соединил их открытыми концами друг с другом. На каждом конце этой двухцилиндровой сборки имелись отверстия для подачи топлива и запальные свечи. Внутри помещался свободный поршень без шатуна, двигавшийся взад и вперед для создания компрессии. Выхлоп осуществлялся через отводные трубки в общую «буферную камеру», к которой крепилось реактивное сопло. В результате создавалась пульсирующая реактивная струя, которая затем также пропускалась через форсажную камеру. Мело не только описал свой проект, но и построил действующий двигатель. Правда, его было трудно запускать, но работал он исправно. После того, как были накоплены опытные данные, Мело рассчитал, что двух больших двигателей такого рода достаточно, чтобы поднять обычный для того времени самолет. Вплоть до Мело история создания ракетопланов шла общим путем: от изобретателя к изобретателю, от проекта к проекту. Но в дальнейшем это развитие пошло разными дорогами из‑за стремления изобретателей как‑то повысить коэффициент полезного действия новых двигателей. Одни пытались достичь этого за счет максимального увеличения скорости, рассматривая ракету как самостоятельное средство передвижения, другие брали за основу любую приемлемую скорость и, подобно Мело, стремились приспособить ракету к самолету, а не наоборот. Последний путь и привел к тому, что сейчас называют аэрокосмическими системами многоразового использования… жүктеу/скачать 4,33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|