Антон Первушин Астронавты Гитлера
Опыты с ракетными самолетами
жүктеу/скачать 4,33 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.8. Ракеты для «лунной женщины»
- 2.9. История «ракетного аэродрома»
2.7. Опыты с ракетными самолетами Рассказ о Максе Валье будет неполным, если не упомянуть о серии опытов с моделями ракетных самолетов и с планерами, снабженными пороховыми ускорителями. Ведь именно в этих экспериментах наиболее полно реализовывалась «космическая программа» Валье, предусматривавшая поэтапное развитие ракетопланов. Первые опыты с моделями самолетов, движимых ракетами, были проведены Валье совместно инженерами Беком и Таутенханом. в декабре 1927 года на северных склонах Саксонских рудных гор. В качестве движителей применялись малые трубчатые ракеты в картонных гильзах, изготовляемые фирмой «Айсфельд», вес которых составлял менее пятой части веса модели. Продолжительность горения этих ракет составляла всего лишь 2 — 3 секунды, однако этого вполне хватало, чтобы разогнать модель до скорости, превосходящей 100 км/ч. Модели снабжались лыжами или колесами и стартовали со слегка наклоненной вверх направляющей. Наиболее пригодными оказались модели самолета типа «утки» («Ente»), но даже с ними вследствие перемещения центра тяжести в ходе выгорания заряда ракеты было нелегко достигнуть устойчивого полета. Для Валье (по его собственному утверждению) проблема ракетного полета приобрела актуальность в тот момент, когда 12 марта 1928 года удался первый пробег ракетной дрезины в Рюссельсгейме. Поэтому на следующий день после пробега он совместно с инженером Зандером направился к главным конструкторам и пилотам общества «Рен‑Росситен Гезельшафт» Александру Липпишу и Фридриху Штамеру с тем, чтобы договориться с ними о постройке необходимых моделей самолетов, а впоследствии — полноразмерных аэропланов, движимых ракетами. Позже эти переговоры были оформлены в виде договора с фирмой «Опель» на изготовление модели типа «аист» («Storch») с размахом крыльев в 4 м, так как согласно тогдашним воззрениям бесхвостые типы самолетов казались наиболее пригодными для первых опытов ракетного полета. Опыты с моделями ракетных самолетов были проведены с 9 по 11 июня 1928 года на горе Вассеркуппе, в Западной Германии. Корпус «аиста» был переделан таким образом, что под серединой крыльев можно было укрепить две ракеты Зандера, расположив их одну над другой. Предпринятые опыты показали, что из‑за несовпадения точки приложения движущей силы с центром тяжести происходил крутой взлет модели. Второй опыт — с пятикилограммовой ракетой длительного действия, укрепленной на верхней стороне крыльев — также оказался неудачным вследствие эксцентрического действия ракетной тяги. В конце концов ракеты были укреплены между крыльями. Опыты доказали применимость ракет как движителя и тем самым оправдывали новую серию экспериментов с большими моделями, намеченную Научно‑исследовательским институтом Рен‑Росситеновского общества. Независимо от этой серии Валье совместно с Липпишем провел 28 октября 1928 года на Вассеркуппе опыты с такой же моделью типа «аист», движимой айсфельдовскими ракетами калибра 35 мм и силой тяги в 22 кг. Результаты оказались аналогичными вышеописанным. Между тем Фриц фон Опель и Фридрих Зандер сочли своевременным организовать первый полет ракетного аэроплана с летчиком на борту. Первый успешный полет на ракетоплане довелось совершить шеф‑пилоту и летчику‑инструктору Рен‑Росситеновского общества Фридриху Штамеру. Экспериментаторы остановились на двух типах ракет с тягой соответственно 12 и 15 кг. Поскольку пилот мог допустить ошибку, воспламенение ракет осуществлялось электрическим запалом, рассчитанным на последовательное включение ракет. Для запуска планера с земли использовался обычный резиновый трос. Пилот не должен был включать ракеты, пока планер не поднимался в воздух и не освобождался от троса. Несмотря на все эти приготовления, первые две попытки поднять в воздух планер закончились неудачей: что‑то случилось с резиновым тросом, а Штамер зажег одну из ракет еще до того, как планер оказался в воздухе. Ракета сгорела, но скорость планера не увеличилась. Во второй раз Штамеру удалось подняться в воздух, но при выравнивании планера он обнаружил какую‑то неисправность и сделал посадку, пролетев около 200 м без запуска второй ракеты. Планер был возвращен на стартовую площадку, и вторая ракета снята. После осмотра системы зажигания на планер установили две ракеты с тягой по 20 кг. Расстояние, которое планер пролетел на этот раз, составило около 1,5 км, а весь полет длился немногим более минуты. Пилот впоследствии отметил: «Полет с помощью ракет оказался исключительно приятным. Благодаря отсутствию вибраций и вращающего момента мотора создавалось впечатление полета на планере и только громкое шипение напоминало о ракетах». При следующем испытании предполагалось перелететь через небольшую гору. Запуск прошел хорошо, и, когда планер поднялся в воздух, была включена первая ракета. Через 2 секунды она с грохотом взорвалась. Горящие куски пороха мгновенно подожгли планер, однако пилот сумел резким маневром сбить огонь и посадить аппарат. Сразу после посадки загорелась, но, к счастью, не взорвалась вторая ракета. Планер был почти уничтожен, и потому общество «Рен‑Росситен Гезельшафт» отказалось от продолжения экспериментов. Однако фон Опеля эта катастрофа не напугала. Он решил довести работу над ракетопланом до логического завершения — то есть построить рабочую машину и совершить на ней рекламный перелет над Ла‑Маншем. За реализацию проекта взялся авиаконструктор Юлиус Хетри. Планет был изготовлен частью из дерева и ткани, частью из легкого металла. По своей конструкции это был моноплан с высоко расположенной плоскостью крыльев размахом в 12 м. Находившиеся сзади органы управления были подняты насколько возможно, чтобы вырывающиеся из ракет языки пламени не могли их задеть. Сидение пилота с рулями помещалось в передней части фюзеляжа. Непосредственно к нему примыкал ракетный агрегат, состоявший из шестнадцати 90‑миллиметровых зандеровских ракет со сплошной набивкой, сопла которых приходились примерно на уровне заднего края несущей плоскости. В незаряженном состоянии самолет весил 180 кг, полный заряд ракет весил 90 кг, вес пилота предполагался в 80 кг; таким образом общий вес ракетоплана в полете должен был составить 350 кг. Пробные полеты, выполнявшиеся с 10 сентября, показали, что самолет этот действительно может летать, но планирует он плохо, и посадочная скорость его составляет не меньше 130 км/ч. Несмотря на это, Хетри рискнул лично провести первый полет при помощи пороховых ракет. Для запуска применялась деревянная направляющая длиной около 21 м, по которой катилась стартовая тележка. При запуске произошел непредвиденный случай. Стартовая тележка, приведенная в движение тремя трубчатыми ракетами Зандера, обладавшими общей силой тяги в 900 кг, преждевременно освободилась от самолета, предназначенные для ее торможения резиновые шнуры порвались, и в то время, как самолет тяжело поднялся на воздух, тележка сорвалась с места, как снаряд из пушки, и, делая огромные скачки, понеслась перед самолетом, неуклюже опустившимся на землю и при этом сломавшимся. Лишь после того, как на аэродроме появился сам инженер Зандер и принял на себя руководство ракетной частью, удалось справиться с этими трудностями. Утром 30 сентября 1928 года Фриц фон Опель решил осуществить первый публичный полет на ракетоплане в присутствии представителей прессы. Дважды он садился в кабину пилота и дважды опыт оказывался неудачным. Ракетные двигатели не развили достаточной тяги, чтобы оторвать планер от земли; он сделал всего лишь несколько коротких прыжков. После завтрака фон Опель предпринял третью попытку, на этот раз удачную. Планер поднялся в воздух и совершил полет продолжительностью около 10 минут. При этом максимальная скорость ракетоплана составила 160 км/ч. К сожалению, налетевший шквал принудил отважного автомагната к посадке после запуска всего лишь пяти ракет. При этом не обошлось без аварии: из‑за высокой скорости посадочную лыжу срезало вместе с дном фюзеляжа, так что фон Опель в буквальном смысле повис на одних ремнях. Планер после такой посадки пришлось отправить в утиль. И хотя фон Опель обещал журналистам, что доведет эту работу и перелетит Ла‑Манш, о более поздних опытах с ракетопланами в его фирме ничего не известно… 2.8. Ракеты для «лунной женщины» 11 июня 1927 года в небольшом немецком городке Бреслау (ныне — польский город Вроцлав) собрались несколько человек, увлекавшихся идеей космических полетов, и учредили «Общество межпланетных сообщений» («Verein fьr Raumschiffahrt»), получившее впоследствии известность как «Немецкое ракетное общество». Президентом «Общества» стал инженер Винклер. Иоганн Винклер родился в 1897 году. С 1925 года он занимался проблемами ракетной техники. В Высшей технической школе в Бреслау Винклер изучал процессы теплопередачи в камере сгорания, работавшей на жидком кислороде и спирте. Программа «Общества», которое возглавил Винклер, предусматривала широкую популяризацию идеи космического полета, а также сбор членских взносов и пожертвований с целью создания фонда для финансирования экспериментальных работ в этой области. Помимо организации регулярных заседаний и конференций на Винклера возглавлялась обязанность редактировать журнал «Ракета» («Die Rakete»), который действительно начал выходить в свет сразу учредительного собрания «Общества» и появлялся регулярно до декабря 1929 года. «Общество межпланетных сообщений» росло довольно быстро. В течение года в него вступило около 500 новых членов, и в их числе оказались практически все пионеры немецкого ракетостроения. Среди них были и Герман Оберт, и Макс Валье, и Вальтер Гоман, и Франц фон Гефт. Почти сразу члены «Общества» приступили к согласованному проектированию небольших жидкостных ракет, чтобы отработать основные принципы конструирования. Внезапно у них появился спонсор. Известный кинорежиссер Фриц Ланг, создатель бессмертного «Метрополиса», работавший на кинокомпанию «УФА», обратился к Герману Оберту с заманчивым предложением. Его жена, писательница и автор сценариев Tea фон Харбу, сочинила некую фантастическую историю под названием «Женщина на Луне», и Ланг хотел бы снять по ней фильм. Однако, по мнению режиссера, это можно сделать лишь в том случае, если будет получена «научная консультация» у специалиста. Занять место научного консультанта Ланг и предлагал Герману Оберту. Взвесив все «за» и «против», Оберт согласился. В мастерских кинокомпании «УФА» знаменитый ученый начал с того, что стал проектировать «настоящую» лунную ракету. Он хотел, чтобы по возможности все было «как на самом деле». При этом он посчитал нужным произвести даже вычисления, позволившие ему указать точную траекторию полета, маневрирование космического корабля перед посадкой на лунную поверхность, активное торможение корабля ракетными двигателями во время посадки и многое другое. Лунная ракета Оберта оказалась гигантским сооружением высотой в 42 м, и многое в ее конструкции было использовано в будущем: например, водородно‑кислородное топливо для верхней ступени. Однажды Вилли Лей, молодой писатель и один из активнейших членов «Общества межпланетных сообщений» предложил «УФА» поручить Оберту не только научные консультации, но и дать ему возможность построить и запустить (до появления фильма на экранах кинотеатров) небольшую ракету. Эта идея понравилась не только Фрицу Лангу, но и что более важно, отделу рекламы кинокомпании. По этому вопросу было принято положительное решение, и из бюджета фильма Оберту выделили 10000 марок для экспериментальных работ над ракетой. Оберт от нового предложения и от денег не отказался, хотя и понимал, что взялся за непосильную задачу. Ведь до запланированной премьеры фильма оставалось три месяца, а ему надо было спроектировать, отработать и запустить жидкостную ракету на высоту 50 км. Рекламные заявления кинокомпании о готовящемся пуске уже появились в прессе, и отступиться не было возможности. Сроки требовали ускорения всех работ, а следовательно, Оберт нуждался в толковых помощников. Первым таким помощником Оберта стал русский эмигрант Александр Борисович Шершевский, живший тогда в Берлине. Шершевский опубликовал несколько статей о ракетах в различных журналах и издал в 1929 году научно‑популярную книгу «Ракета для езды и полета» («Die Rakete fьr Fahrt und Flug»). Те, кто лично знал Шершевского, позднее давали ему весьма нелестную характеристику. Мол, ленив и очень неумен. Тем не менее этот человек выдвинул несколько довольно оригинальных идей в области ракетостроения (ему, например, приписывают изобретение самого слова «ракетоплан») и вошел в историю как посредник в переписке между двумя «столпами» космонавтики — Обертом и Циолковским. Но во время «штурмовщины» в мастерских кинокомпании «УФА», когда Оберту приходилось делать несколько дел одновременно, Шершевский оказался обузой и был с позором изгнан. Позднее его пригласили поработать в СССР, и он вернулся на родину. В качестве второго помощника к Оберту устроился Рудольф Небель. Среди многочисленных претендентов профессор выбрал именно его, потому что Небель служил когда‑то летчиком и гордо сообщил на собеседовании, будто бы сбил в боях одиннадцать самолетов противника. А Оберту был нужен энергичный помощник, имевший опыт работы в авиации. Рудольф Небель родился в 1894 году. Во время Первой мировой войны он действительно служил офицером в германской авиации и додумался до оригинального изобретения: соорудил две пороховые ракеты и в 1918 году запустил их со своего истребителя по наземным объектам противника, став чуть ли не родоначальником этого вида авиационных вооружений. После войны он учился в Высшей технической школе в Мюнхене, основным предметом его исследований было изучение различных топлив для ракет. Потому нет ничего удивительного в том, что он пришелся ко двору как в «Обществе межпланетных сообщений», так и у Оберта. И сразу включился в работу над ракетой для «лунной женщины». Рекламный отдел кинокомпании хотел, чтобы эта ракета была «гигантской» — высотой как минимум в 13 м. Оберт и Небель понимали нелепость такого требования. В конце концов руководство кинокомпании согласилось на ракету в 2 м с запасом топлива (бензин и жидкий кислород) в 16 литров. По расчетам, Оберта это высококалорийное топливо могло поднять ракету до высоты в 40 км. Рекламный отдел превратил их в 70 км и дал об этом сообщение в печать. Сообщалось там и о месте старта будущей ракеты — для этой цели был выбран небольшой остров Грейфсвальдер‑ойе в Балтийском море. Назначили и дату пуска — 19 октября 1929 года. Работа рекламного отдела возымела эффект. О ракете Оберта и о предстоящем запуске начала усиленно писать пресса, и Вилли Лей, вспоминая об этом через много лет, говорил, что ему приходилось почти ежедневно отсылать одну‑две статьи по этому поводу для различных периодических изданий. Хуже обстояло дело с самой ракетой. Герман Оберт проявил определенную смелость, выбрав столь калорийное топливо. В то время считалось, что смешение жидкого кислорода с бензином тут же приведет к взрыву. Чтобы переломить эту точку зрения и добиться устойчивого горения, Оберт принял решение начать опыты не с какой‑либо моделью двигателя, а в «академической» постановке. Он изучал поведение тончайшей струйки бензина, направленной на сосуд с жидким кислородом. На каком‑то из этапов серии экспериментов Оберта решил произвести проверку одного из своих теоретических предположений, для чего надо было налить слой бензина на поверхность жидкого кислорода. Горение бензина в кислороде почти мгновенно перешло во взрыв. Ударной волной экспериментатора швырнуло через всю лабораторию. У Оберта лопнула барабанная перепонка и был поврежден левый глаз. Врачи обещали спасти глаз, но потребовали абсолютного покоя. Но профессор не внял этим рекомендациям, продолжив работу. Проведя целый цикл экспериментов с каплями горящего топлива, ученый разработал основы теории рабочего процесса в камере сгорания и за шесть недель создал опытную камеру сгорания. Сегодня ее внешний вид кажется необычным. Топливо подавалось в камеру не в дальней от сопла части (в «головке»), а впрыскивалось со стороны сопла навстречу продуктам сгорания. Сама же камера сгорания была не цилиндрической или шарообразной, как это принято сегодня, а сужалась по мере удаления от сопла. Эта необычная форма дала возможность автору назвать двигатель «Kegeldьse» («Кегельдюзе») — слово «кегель» означает «конус» и поэтому это название можно перевести как «двигатель с конической камерой сгорания». (Что касается слова «дюза», то сегодня его понимают как «сопло», но в 1920 годы так нередко называли весь двигатель.) Невзирая на многочисленные опасения, камера сгорания показала стабильную работу. И в последующих экспериментах она ни разу не подвела профессора. По сути, это был первый в Европе работоспособный жидкостной ракетный двигатель. И именно он, невзирая на малые размеры, открывал человечеству дорогу в космос. Между тем премьера фильма «Женщина на Луне» приближалась, а рекламная ракета была далека от завершения. Герман Оберт, Рудольф Небель и член «Общества межпланетных сообщений» Клаус Ридель (заменивший уволенного за бездеятельность эмигранта Шершевского) работали в мастерских киностудии день и ночь. Предстояло сделать полноразмерный двигатель для ракеты, ведь «Kegeldьse» была лишь уменьшенной моделью будущего агрегата. Возникли и проблемы другого рода. Ракета должна была подниматься в воздухе, а потому ее аэродинамические свойства тоже требовалось проверить экспериментально. Обычно это делается путем продувки в аэродинамической трубе, но такой эксперимент для был очень дорогим и требовал много времени. Оберт решил, что качественное представление может дать опыт, сводящийся к наблюдению характера падения модели ракеты с большой высоты. Была найдена соответствующая фабричная труба, и с нее сброшена деревянная модель ракеты — Небелю даже удалось сфотографировать ее в момент падения. Рекламный отдел киностудии и тут оказался на высоте: перевернув фотографию и сделав падающую ракету «взлетающей», его сотрудники опубликовали снимок в прессе, сообщив о «первом экспериментальном старте ракеты Оберта». Попытки дать в газетах опровержение этой «утки» ни к чему не привели. Однако «рекламщики» не могли дать одного — времени, и Оберт судорожно пытался найти решение, создав более простой вариант ракеты. Сегодня уже очевидно, что этот «упрощенный вариант» был вовсе не проще исходного. Новая ракета представляла собой длинную алюминиевую трубу, в центре которой помещалось несколько окруженных жидким кислородом узких цилиндрических шашек из вещества, богатого углеродом. Эти углеродные шашки должны были гореть сверху вниз. Газы выбрасывались через систему сопел в верхней части ракеты. Такая конструкция, известная под названием «ракеты с носовой тягой», на первый взгляд давала много преимуществ. Ракету не нужно было делать особо прочной, и за счет этого значительно уменьшался ее сухой вес. Идея тяги ракеты (а не толкания), казалось, позволяла обойтись без механизма управления. Однако в действительности никаких выгод «носовая тяга» не давала. Оберт провел несколько подготовительных экспериментов, но не смог подобрать подходящее углеродосодержащее вещество, обеспечивающее надлежащую скорость горения. Важно, что премьере фильма «Женщина на Луне» был обеспечен успех и без пуска ракет Оберта. Рекламный отдел нашел причины изменить сроки запуска: оказывается, осенние месяцы и связанная с ними непогода заставляют перенести все эксперименты на более позднее время. Кроме того, в результате взрыва профессор Оберт испытал нервный шок и нуждается в длительном отдыхе. После того, как фильм Ланга вышел на экраны, работа Оберта на кинокомпанию потеряла всякий смысл. Однако члены «Общества межпланетных сообщений» попытались изыскать средства для продолжения работ, но безуспешно. Когда кончились 10000 марок, киностудия отпустила небольшую сумму на продолжение работ, но и они быстро иссякли. «УФА» еще раз подтвердила свое намерение некоторое время поддерживать работы. Оберт на основании этого обещания продолжал размещать заказы, но когда его долг достиг 30000 марок, выяснилось, что студия ничего платить не будет. Оберт был вынужден оплачивать долги с помощью полученной из Франции премии в 10000 франков, но большего сделать не может. До конца своих дней профессор возмущался тем, что кинокомпания, заработавшая на фильме 8 миллионов марок, пыталась заставить расплатиться с долгами учителя гимназии, доход которого не превышал 200 марок. Герман Оберт был вынужден бросить все дела и уехать домой, в Румынию. Перед отъездом он оставил Рудольфу Небелю доверенность на ведение всех дел, связанных с экспериментальной ракетой. В конце концов «Общество межпланетных сообщений» выкупило у кинокомпании незаконченную ракету, двигатель «Kegeldьse», пусковую установку и другие изделия, связанные с этой работой. Подытоживая, нужно сказать, что итоги работы Оберта в мастерских кинокомпании «УФА» не ограничиваются лишь шумихой в прессе. Привлечение внимания широкой общественности к проблемам ракетной техники было, конечно же, очень важным результатом, но далеко не единственным. И не главным. Главным было то, что впервые энтузиасты космонавтики от слов перешли к делу. Очень точно написал об этом Вернер фон Браун: «Проведенные Обертом в конце 20‑х годов в Берлине опыты, приведшие к созданию „Кегельдюзе“, жидкостного ракетного двигателя, который впервые в 1930 году был успешно продемонстрирован, были новым рывком в Неизведанное. Они стали исходным пунктом развития ракетного дела в Германии, от которого идет прямая линия к мощным ракетам, космическим кораблям, спутникам и межпланетным зондам наших дней». 2.9. История «ракетного аэродрома» В начале 1930 года состоялась конференция «Общества межпланетных сообщений», на которой обсуждались дальнейшие планы. Помимо решения о покупке незаконченной ракеты Оберта у кинокомпании, на той же конференции Рудольф Небель предложил построить ракету с жидкостным двигателем, чтобы доказать ее преимущества перед ракетами на твердом топливе. По его мнению, эта ракета должна была иметь возможно меньшие размеры, что объяснялось недостатком средств. Небеля попросили составить эскиз предварительного проекта своей ракеты, которую он назвал «Mirak» («Мирак», сокращение от «Minimumrakete»). Тем временем членам «Общества» удалось связаться с Государственным институтом химии и технологии, директор которого доктор Риттер предложил показать ему ракетный двигатель на жидком топливе. Имелась договоренность, что если демонстрация пройдет хорошо, Риттер выдаст Герману Оберту и его соратникам документы, которые помогут «Обществу» при обращении в другие организации за финансовой поддержкой. В назначенный для испытания день шел проливной дождь. «Kegeldьse» была установлена на регистрирующем приборе и вместе с ним помещена в неглубокое щелевое убежище в земле. Несмотря на большую потерю жидкого кислорода, объяснявшуюся высокой влажностью воздуха, Клаусу Риделю, который занимался налаживанием оборудования, удалось запустить двигатель. В этом ему помогал еще один член «Общества» — молодой студент Берлинского университета Вернер фон Браун. По итогам испытаний доктор Риттер выписал официальный документ, удостоверяющий, что двигатель «Kegeldьse» «исправно работал 23 июля 1930 года в течение 90 секунд, израсходовав 6 кг жидкого кислорода и 1 кг бензина и развив при этом тягу около 7 кг». Испытание в Государственном институте явилось также испытанием и в другом отношении. Все чаще раздавались голоса, требовавшие запретить эксперименты с ракетами из‑за несчастного случая с Максом Валье. После успеха с «Kegeldьse» члены «Общества» взялись за отработку ракеты «Mirak». Ракета «Mirak‑1» была не вполне обычной конструкции и позже историки техники пытались рационально истолковать ее особенности. Дело же на самом деле сводилось к тому, что эту ракету изготовляли из тех материалов, которые удалось достать Небелю. Именно наличие материалов на «складе» берлинских ракетостроителей, а вовсе не глубокие научные соображения существенным образом повлияли на ее конструкцию. Когда Небель работал над проектом первой ракеты «Mirak», он в основном старался не отходить от принципов проектирования пороховой ракеты. Подобно пороховой ракете, его «Mirak‑1» имела «головку» и «направляющую ручку». Последняя представляла собой длинную тонкую алюминиевую трубу, служившую в качестве бака для бензина. «Головка» была сделана из литого алюминия и обработана наподобие артиллерийского снаряда. Носовая часть была съемной для заправки ракеты жидким кислородом, здесь же помещался предохранительный клапан. Дно головки было медное, внутри его находилась камера сгорания — уменьшенная копия «Kegeldьse». Фактически камера сгорания была дном бака с жидким кислородом. Предполагалось, что таким образом она будет служить двум целям: жидкий кислород будет охлаждать ракетный двигатель, а тепло от ракетного двигателя будет выпаривать часть жидкого кислорода, создавая тем самым избыточное давление для принудительной подачи кислорода в камеру сгорания. Бензин должен был подаваться в камеру сгорания под давлением, создаваемым патроном двуокиси углерода того же типа, который применяется для приготовления содовой воды. Этот патрон помещался в конце хвостовой части. Пусковая направляющая ракеты «Mirak» была снабжена простым управляемым на расстоянии устройством, путем поворачивания которого разряжался патрон двуокиси углерода. Здесь же имелся специальный зажим, который крепко держал ракету «Mirak», не позволяя ей взлететь при запуске двигателя. На зажиме был установлен и прибор для измерения тяги. Испытательным полигоном для этой ракеты стала ферма Риделей неподалеку от саксонского городка Бернштадт. Эксперименты с ней продолжались до сентября 1930 года, пока ракета не взорвалась прямо на стенде. Как это ни странно, но новая катастрофа способствовала лишь увеличению финансирования со стороны частных лиц, и вскоре Небель смог приобрести участок площадью около пяти квадратных километров, расположенный в районе Рейникендорфа, рабочего пригорода Берлина. 27 сентября 1930 года «Общество» стало владельцем этого участка и объявило этот день «днем рождения ракетного испытательного полигона», который Небель назвал «Ракетенфлюгплатц» («Raketenflugplatz» — «Ракетный аэродром»). Там были установлены ракета Оберта, ее полноразмерная деревянная модель, железная пусковая направляющая для запуска ракет и вторая ракета «Mirak», работа над которой была уже завершена. «Mirak‑2» представляла собой копию первой ракеты во всем, за исключением несколько больших размеров. И эта ракета взорвалась весной 1931 года в результате разрыва бака с жидким кислородом. После этого решено было построить третью ракету, учтя все ошибки проектирования. Двигатель теперь должен был располагаться под дном бака с жидким кислородом. И вместо одного трубчатого бака с бензином было предложено сделать два, симметрично прикрепленных к баку с кислородом, причем второй бак содержал сжатый азот для принудительной подачи обоих топливных компонентов в двигатель. Это позволяло обойтись без патрона двуокиси углерода. Но что важнее всего — на третьей ракете «Mirak» устанавливался двигатель нового типа, а не «Kegeldьse». Изготовляя «Kegeldьse» из стали, Оберт, вероятно, не осознавал, что следовал примеру конструкторов пушек. Температура горения всех типов артиллерийского пороха также выше температуры плавления стали, из которой выполняются стволы орудий, но время горения слишком непродолжительно, чтобы причинить стволу ущерб. Этот принцип по‑прежнему применим в ракетных двигателях с очень коротким периодом работы (не более 5 секунд). Но жидкостный ракетный двигатель должен работать довольно долго — по крайней мере, несколько минут. Поэтому проблема заключалась в том, чтобы не допустить перегрева металла. Реальным решением проблемы является предупреждение перегрева стенок камеры сгорания путем их охлаждения. Поэтому в качестве материала был использован очень чистый алюминий. Новый двигатель состоял из двух секций, сваренных вместе. В конечном виде он весил около 85 г и хорошо работал, поглощая 160 г жидкого кислорода и бензина за 1 секунду и обеспечивая при этом тягу в 32 кг. Между собой члены «Общества» прозвали новый двигатель «яйцом» (Ei), потому что он и в самом деле и по форме, и по размерам походил на яйцо. Теперь уже нельзя сказать, кто изобрел это «яйцо». Известно, что двигатель «Kegeldьse» был детищем Германа Оберта, а первую ракету «Mirak» создал Рудольф Небель. Но после этого почти любые новые устройства или разработки были итогом неофициальных обсуждений и совещаний. Члены «Общества» не придавали никакого значения тому, кто и что придумал, зная, как много нужно сделать, прежде чем эксперименты дадут ощутимые результаты. Все успехи немецкого «Общества межпланетных сообщений» были коллективными. В качестве испытательного стенда удалось приспособить старую пусковую направляющую ракеты Оберта, снабженную весами. Ракетный двигатель прикреплялся к одной стороне весов, отклонение которых регистрировалось на вращающемся барабане. Баки с кислородом и бензином были зарыты в землю по обе стороны испытательного стенда. Каждый бак был снабжен баллоном со сжатым азотом для обеспечения подачи топливных компонентов в камеру сгорания под давлением. Оператор, управлявший подачей топлива и зажиганием, находился за толстой дверью в полной безопасности, но он не мог видеть испытательного стенда и только выполнял команды, которые отдавал человек, руководивший испытанием. Испытания проходили следующим образом. Ракетный двигатель помещался в металлический контейнер, который был соединен с весами стенда. Охлаждающая вода поступала из большой пожарной бочки и подавалась по трубе к отверстию вблизи от дна контейнера. Те, кто находился у стенда, наполняли бочку водой, а бак — бензином, и соединяли двигатель с весами. Затем они устанавливали на срезе сопла воспламеняющее устройство, которое представляло собой небольшую пороховую ракету. Порох в этой ракете был особым — он давал очень жаркое пламя и горел 10 секунд, не выделяя большого количества газов. После установки воспламеняющего устройства заводился часовой механизм регистрирующего барабана и затем один из топливных баков заправлялся жидким кислородом. Обслуживающий персонал прятался, а у стенда оставался только один человек, который открывал стопорный кран в системе охлаждения. В тот момент, когда и этот человек уходил в укрытие, собственно и начиналось испытание. Имелась определенная последовательность в командах, которые выкрикивал наблюдатель. По команде «Запал!» замыкалась электрическая цепь, отчего воспламенялась пороховая шашка, из которой горизонтально у среза сопла вырывалась струя пламени. После этого подавалась команда «Бензин!» — и мгновенно из двигателя вылетало желтое пламя. Тут же следовала команда «Кислород!» — и пламя становилось сначала ослепительно белым, а затем голубоватым, одновременно укорачиваясь в длину. Звук, создаваемый этим пламенем, напоминал рев огромного водопада и не прекращался, пока двигатель работал. Время испытательных запусков двигателя ограничивалось емкостью кислородного бака: самый долгий запуск, который могли себе позволить экспериментаторы из «Общества межпланетных сообщений», продолжался около 90 секунд. Когда Эдуард Пендри из «Американского межпланетного общества» посетил в апреле 1931 года «Ракетенфлюгплатц», новый двигатель был почти доведен. Его даже демонстрировали в действии. Кстати сказать, такие запуски‑демонстрации способствовали не только дальнейшей разработке двигателя, но и увеличению доходов «Общества». У инициативного Небеля возникла мысль установить плату за публичный показ испытаний, что периодически и делалось. В результате того, что много времени уходило на эту «показуху», авторы ракеты «Mirak» упустили время и инициативу. Приоритет в запуске европейской ракеты с жидкостным двигателем достался Иоганну Винклеру. Винклер, который уже не являлся председателем «Общества межпланетных сообщений», но оставался его действительным членом, при финансовой поддержке фабриканта Хюккеля, построил ракету «HWR‑1» («ХВР‑1», сокращение от «Hьckel‑Winkler‑Rakete») с жидкостным двигателем. Ракета Винклера имела в длину 60 см и весила примерно 5 кг, из которых на долю топливных компонентов приходилось 1,7 кг. Она была похожа на призму, состоявшую из трех трубчатых баков, частично закрытых алюминиевой обшивкой, которая придавала ракете вид коробчатого воздушного змея. В одном баке находился сжиженный метан, в другом — жидкий кислород, а в третьем — «инертный газ под давлением» (так Винклер называл сжатый азот). Двигатель представлял собой кусок цельнотянутой стальной трубы без швов длиной 457 мм, расположенной по оси ракеты. Первое испытание состоялось 21 февраля 1931 года на учебном плацу недалеко от города Дессау, но вследствие технической неисправности ракета взлетела всего лишь на три метра от земли. При вторичном испытании, 14 марта 1931 года, ракета Винклера отклонилась от вертикальной траектории и потому не достигла расчетной высоты, которая должна была составить 500 м, но в остальном эксперимент был признан успешным… 10 мая 1931 года во время испытаний, проводившихся Риделем на «Ракетенфлюгплатц» с двигателем для замера тяги, произошел непредвиденный взлет всего устройства, которое медленно поднялось на 18 м, а затем упало, повредив топливный трубопровод. К 14 мая ракета была отремонтирована, несколько облегчена и готова для первого экспериментального запуска. В назначенный час «летающий испытательный стенд», получивший название «Repulsor‑1» («Репульсор‑1»), с диким ревом стартовал. Он ударился о крышу соседнего здания, около двух секунд летел косо вверх под углом в 70°, после чего сделал мертвую петлю, поднялся еще немного, и, спикировав, упал на землю с работающим двигателем. Во время пикирования стенка камеры сгорания в одном месте прогорела, и здесь образовалось новое «сопло», за счет чего система получила вращательное движение. Ракета не развалилась только потому, что закончилось топливо. Достигнутая высота составила не более 60 м. Работа над «Repulsor‑2» началась в ту же ночь. В ходе работ был модернизирован двигатель. Кроме того, к ракете были приделаны опоры‑стабилизаторы, благодаря которым отпала необходимость в пусковой направляющей. Эта модель была подготовлена к запуску 23 мая 1931 года. На этот раз «Repulsor» поднялся с земли, сначала медленно, а затем быстро набирая скорость. Он достиг высоты около 60 метров, затем перешел на горизонтальный полет и в таком положении, сохраняя скорость, перелетел через территорию «Ракетенфлюгплатц». Самодеятельные ракетчики нашли его висящим на ветвях большого дерева на высоте 9 м над землей, и он был совершенно разбит. Расстояние от места старта до дерева составило 600 м. «Repulsor‑3» была построена всего за несколько дней и отличалась от предыдущих лучшими характеристиками. Два топливных бака помещались теперь на расстоянии около 10 см друг от друга и крепились двумя рядами алюминиевых скоб, выступавших на 2,5 см с каждой стороны и входивших в U‑образные пазы деревянной пусковой направляющей. Донные скобы несли контейнер с парашютом. Коробка контейнера имела легко снимающуюся крышку с отверстием в центре, через которое пропускалась основная стропа парашюта, — благодаря этому в момент выбрасывания парашюта из контейнера крышка его не терялась. Выбрасывание осуществлялось толстым пробковым диском с помощью небольшого заряда обычного пороха, который воспламенялся часовым механизмом. Этот механизм включался автоматически при взлете ракеты и устанавливался на такое время, которое соответствовало достижению ракетой максимальной высоты. «Repulsor‑3» был испытан в начале июня 1931 года. Поднимаясь почти вертикально, ракета быстро достигла высоты в 450 м. В это время по неизвестной причине сработал часовой механизм выбрасывания парашюта. Парашют раскрылся, но ракета продолжала быстро набирать высоту. Парашют был разорван в клочья, а ракета поднялась еще на 180 м, но теперь уже под углом около 60°. Описав огромную дугу, ракета приземлилась за пределами «Ракетенфлюгплатц» в той же группе деревьев, где нашел свой конец «Repulsor‑2». В течение следующего месяца были запущены еще три ракеты той же модели. Все они очень хорошо взлетали, хотя недоразумения с парашютом по‑прежнему имели место. Следующим этапом стал «Repulsor‑4», который оказался еще более удачной моделью. Фактически эта ракета ничем не отличалась от предыдущей, но была собран по несколько другой схеме: здесь была сознательно применена такая же направляющая ручка, что и у последних ракет англичанина Конгрева. Она устанавливалась вдоль оси ракетного двигателя. Двигатель, заключенный в небольшой кожух водяного охлаждения, помещался в верхней части ракеты. Две стойки и два топливных трубопровода служили станком, на котором устанавливалась ракета. На опорах крепился бак с кислородом. Бензиновый бак помещался ниже бака с кислородом, а парашютный контейнер с лопастями стабилизаторов — ниже бака с бензином. Эта модель получила название «одноручечный репульсор», а последующие типы именовались «двухручечными». Первый одноручечный «Repulsor», испытанный в августе 1931 года, достиг высоты около 2 км и благополучно опустился на землю с помощью парашюта. После этого было построено еще несколько таких ракет, две из которых имели большие размеры при том же двигателе. «Одноручечные репульсоры», в целях безопасности не полностью заправленные топливом, поднимались на высоту до 1,6 км. Одна из этих ракет, случайно взлетев под углом, покрыла расстояние свыше 4,8 км. За все время существования «Ракетенфлюгплатц» у немецких ракетчиков случилась только одна значительная неудача. Это произошло при испытании большого двигателя, спроектированного в апреле 1931 года и названного в отличие от «яйцом эпиорниса». Предполагалось, что этот двигатель обеспечит тягу в 64 кг, а фактически он дал только 50 кг. Во время съемки компанией «УФА» киножурнала «Ракеты», посвященного работам «Общества межпланетных сообщений», один такой «Repulsor» порвал свой парашют, ударился в крышу соседнего сарая и последними каплями горючего поджег его. Сарай был старым, и ничего ценного в нем не хранилось, однако он принадлежал полицейскому участку, находившемуся напротив. Полиция нагрянула в «Ракетенфлюгплатц», и дальнейшие полеты было тут же запрещены. Началось долгое разбирательство дела, закончившееся показательным запуском ракеты (только для полиции), после чего запрещение было снято. Пытался не отстать от своих коллег и Иоганн Винклер. В рамках шестимесячного контракта с авиационной фирмой «Юнкерс» он провел испытания и классификацию всех известных пороховых ракет, используя специальную контрольно‑измерительную аппаратуру для регистрации их характеристик. Затем он изготовил цилиндрическую камеру сгорания с длинным коническим соплом, использовав тонкий слой магнезитового огнеупорного материала. Впоследствии по возобновленному контракту Винклер провел натурные испытания гидросамолета с пороховыми ускорителями для фирмы «Юнкерс». Ободренный результатами испытаний «HWR‑1» Винклер приступил к созданию большой ракеты на жидком кислороде и метане, которая, как он предполагал, была способна достичь высоты 5000 м. По предложению фабриканта Хюккеля, который финансировал разработки Винклера и некоторые проекты Небеля, было решено перевести лабораторию Винклера из Дессау на ракетный полигон в Рейникендорфе, чтобы объединить ее с «Ракетенфлюгплатц» в единый центр и получить максимальную результативность при ограниченных ресурсах. Объединенная исследовательская организация получила название: Винклеровский исследовательский институт реактивного движения. В рамках этого института Винклер создал ракету «HWR‑2» («ХВР‑2»), которая имела длину 1,9 м и для своего времени отличалась высоким техническим совершенством. Топливные клапаны ракеты были изготовлены из нового сплава алюминия с магнием — электрона. Винклер получил разрешение запустить ракету «HWR‑2» на Балтийском побережье Восточной Пруссии. Однако утром 6 октября 1932 года, когда стартовая команда заправляла ракету топливом, было обнаружено, что пусковые клапаны окислителя и горючего протекают. Никто не подозревал, что электрон коррозирует при воздействии морской воды. Экспериментаторы решили рискнуть и продуть корпус ракеты азотом непосредственно перед запуском. Это было сделано, но, по‑видимому, недостаточно тщательно. Когда включили воспламенитель, между внешней обшивкой ракеты, баками и камерой сгорания еще оставалось достаточно взрывчатой смеси, и ракета взорвалась. Все были глубоко разочарованы. Винклер вернулся на фирму «Юнкерс». К концу 1933 года в «Ракетенфлюгплатц» было осуществлено 87 пусков ракет и 270 запусков двигателей на стенде. В роковую зиму 1933 года к власти пришел Адольф Гитлер. Именно этой зимой количество членов «Общества межпланетных сообщений» сократилось до 300 человек, а многие из них лишились средств к существованию. В это время приходило много писем, в которых говорилось, что новых поступлений в кассу «Общества» не будет, так как «всеми финансами ведает фюрер». Между тем политическая обстановка в Германии ухудшалась дня ото дня. Среди руководителей «Общества» наметился раскол, причиной которого были в том числе и политические разногласия. Тем не менее работы в «Ракетенфлюгплатц» продолжались. Клаус Ридель запланировал модернизацию испытательного стенда. В земляном валу было сооружено убежище, там хранились баллоны со сжатым азотом, обслуживаемые наблюдателями. Помимо этого Ридель изготовил несколько двигателей нового типа, работающих на спирте. Толчком к использованию спирта в качестве топлива была серьезная дискуссия, имевшая место осенью 1933 года. Было известно, что спирт требует при горении меньшее количество окислителя. Чтобы полностью сжечь 1 кг бензина, необходимо иметь 3,5 кг кислорода. Для того, чтобы сжечь 1 кг спирта, нужно всего лишь около 2 кг кислорода. Хотя спирт выделяет несколько меньше энергии, это преимущество было явным. В это время Ридель работал над проблемой повышения эффективности системы охлаждения. Заинтересовавшись спиртом как возможным ракетным топливом, Ридель задался мыслью охладить двигатель путем впрыскивания внутрь камеры сгорания некоторого количества охлаждающей воды. Готовность Риделя согласиться на применение спирта основывалась на том, что охлаждающую воду можно было смешать со спиртом, обходясь без дополнительной впрыскивающей форсунки. Тем временем неутомимый Рудольф Небель усиленно искал тех, кто смог бы оказывать постоянную финансовую поддержку работам с ракетами. Обращение к промышленникам ничего не давало — ракеты им были не нужны. Тогда Небель попытался заинтересовать в проводившихся работах военное ведомство. Он направил туда, по воспоминаниям Вилли Лея «технически совершенно неграмотный секретный меморандум о дальнобойной ракетной артиллерии». Военное ведомство предложением заинтересовалось и в конце концов было решено произвести показательный пуск ракеты на артиллерийском полигоне Куммерсдорф, расположенном южнее Берлине. Пуск ракеты «Repulsor» не произвел большого впечатления на военных. Она поднялась примерно на 70 м и уже на этой малой высоте ее траектория была почти горизонтальной. Ракета упала на расстоянии 2 — 3 км от точки старта. Военные сочли, что продемонстрированный запуск говорит о неспособности группы Небеля организовать серьезную разработку. Особенно плохое впечатление произвело на них то, что у Небеля не было конкретных ответов на вопросы по проблеме управления полетом ракеты, о ее траекториях, потребном расходе топлива и тому подобном. На эти вопросы мог бы ответить Герман Оберт, но его на те испытания никто не пригласил. Последним изобретением «Общества» в «Ракетенфлюгплатц» была так называемая пилотируемая ракета, или «Pilot‑Rakete» («Пилот‑Ракете»). По проекту она должна была иметь огромные для того времени размеры (высота — около 7,62 м) и мощный ракетный двигатель с тягой до 600 кг. В одном отсеке планировалось разместить кабину с пассажиром и топливные баки, а в другом — двигатели и парашют. Предполагалось, что ракета достигнет высоты 1000 м, где и будет раскрыт парашют. Первоначально члены «Общества» решили построить ракету той же схемы, но меньших размеров: она должна была иметь в длину 4,5 м и приводиться в движение двигателем с тягой в 200 кг. Работа началась в рождественские праздники 1932 года. Были спроектированы и построены двигатели, а также новый испытательный стенд для тысячекилограммовых ракет. Первый запуск непилотируемого прототипа ракеты был запланирован на 9 июня 1933 года. Поблизости от Магдебурга была сооружена большая пусковая направляющая высотой 9 м. Утром назначенного дня ракету подготовили к запуску. Она начала медленно подниматься, но, прежде чем достигла верхней части направляющей, остановилась и поползла вниз. Тяга была недостаточной, но причину этого обнаружить не удалось. Следующая попытка запустить ракету сорвалась из‑за течи в сальнике. Двигатель получил только четвертую часть необходимого ему топлива, ревел в течение двух минут (вместо 30 секунд), но ракета не двигалась. Еще одно испытание, 13 июня, также закончилось неудачей. Когда ракета поднялась на высоту 2 м, выпал запорный винт топливного бака — ракета рухнула на землю почти без топлива. Замена отдельных конструктивных элементов не помогла. Когда 29 июня ракету удалось запустить, один из роликов сошел с направляющего рельса и застрял. Он, разумеется, был сорван, но из‑за этого ракета взлетела почти горизонтально. Быстро теряя высоту, она упала плашмя на землю в 300 м от пусковой установки. Конец «Ракетенфлюгплатц» был печальным. Однажды на территорию, принадлежащую «Обществу межпланетных сообщений» нагрянула большая группа молодых людей в серо‑голубой форме, назвавших себя представителями «Дойче люфтвахт», которые заявили, что это место передано им в качестве учебного плаца. Примерно в то же время в Куммерсдорфе молодой инженер Вернер фон Браун начал работу над проектом, условно обозначенным «А‑1»… жүктеу/скачать 4,33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|