Первая управляемая зенитная ракета в мире

Технические условия были прописаны в 1942 году. Согласно этим документам, должна быть создана ракета перехватчик, которая могла бы набирать скорость в 2 Маха и атаковать цели в воздухе, перемещающиеся на скорости до 900 километров в час. Заявлялось, что она сможет поражать объекты в окружности 50 км на высоте 5-20 километров. Также была заявлена способность находиться с полными баками горючего по несколько месяцев, чтобы использование было возможно в любой момент. Требовалась и простота в обслуживании. Рассмотрим, насколько реализованный проект соответствовал заявленным условиям.

История создания

Одним из инженеров, стоявших у зарождения изобретения, был Людвиг Рот, сотрудник военного института в Пенемюнде. Он создал основополагающие чертежи ракеты с земным управлением и высказал свое мнение о том, что она сможет быть зачисленной на вооружение не раньше 1945 года. Он почти угадал.

Концепция была очень смелой и амбициозной, должен был получиться первый в мире ЗУРС, зенитный управляемый реактивный снаряд. К 1941 году создали отдельное бюро, которое возглавил Вернер фон Браун, договор на строительство заключили в следующем году, и на тот момент он в этой области был единственным. Благодаря договоренностям с ведомством авиации все расходы взяло на себя государство.

Первым делом от конструкторов требовалось определиться с конфигурацией и размерами корпуса. Параметры должны были быть не только эффективными, но и экономными, чтобы не нагружать и без того перегруженные оружейные отрасли, когда ракета выйдет в серийное производство. Было решено, что конструкция будет цельнометаллической в форме веретена 88 см в диаметре и с удлинением 8,46 метра. В хвостовой части должны находиться большие стабилизаторы.

Первыми на испытания вышли модели в масштабе 1:25, так проводили аэродинамические продувки в 1943 году. В августе этого года на базу Пенемюнде был совершен ночной авианалет, после чего работы на нем были приостановлены, они перебазировались на юг страны. К январю следующего года ракету уже собрали, но в использование ввести смогли только в октябре. После перевозки базы так и не удалось достичь прежних параметров по нагрузке на трубку. Изначально она могла работать по 500 часов ежемесячно, после перебазирования этот показатель не удалось довести даже до 200 часов. Объяснение этого и других недочетов в том, что у ученых не было достаточного количества сведений в сфере аэродинамики на высоких скоростях. Им приходилось отталкиваться от личного опыта.

В военное время каждый день на счету, сроки поджимали, поэтому было принято решение сделать конфигурацию корпуса и систему стабилизаторов, как на ракетных моделях A-4. К ним были добавлены рули двух типов: газового и аэродинамического, для этого создатели экспериментировали с формой рулей, сравнивали поведение на скоростях выше и ниже звуковой. Время отняли и эксперименты с видом и расположением крыльев.

Составные части и сборка

В результате длина составила 7,8-7,93 метра, вес – чуть больше 3,5 тонн. Форма крыльев – трапеция с небольшой стреловидностью по фронтальному краю. В дальнейшем их площадь будет уменьшена, а стреловидность – увеличена, так как в исходной форме они сталкивались со слишком высоким сопротивлением воздуха на околозвуковых скоростях. Изначально их крепление было смещено на 45 градусов от стабилизаторов, таким образом пытались исключить загораживание стабилизаторов. Затем их начали располагать в единой плоскости, так как затмения вопреки опасениям не происходило.

Стабилизаторы, крылья и корпус – это единая конструкция, с каркасом из стали, обшитая стальной жестью от 0,5 до 0,8 мм. Обшивка присоединялась посредством точечной сварки. Неконтактный взрыватель в итоге управлялся с земли, его должны были разместить в области носа, его разработали не сразу. Взрывателей было несколько, один должен был применять инфракрасное воздействие для определения положения цели. Он назывался Паплитц и разрабатывался в индивидуальном порядке для Вассерфаль.

Конструкция включала в себя источник освещения проблескового типа и фото-электрический приемник, который ловил отраженный сигнал. Когда сигнал набирал максимальную мощность, боевая часть взрывалась. Такая технология впервые появилась еще в 1937 году, ее разработали шведы, но первая работоспособная версия появилась только в 1946. Доделать управляемую ракету нужно было раньше, поэтому конструкторы ограничились теми взрывателями, которые управляются в ручном режиме с земли.

В отсек боевой части вмещалось 145 кг взрывчатого вещества и 90 кг поражающих элементов. На случай промаха был предусмотрен дополнительный заряд, он уничтожал ракету. Этот вопрос был продуман очень хорошо, при самоуничтожении корпус разлетался на небольшие осколки весом не более 900 граммов, только обломок от двигателя был большим, около 68 кг.

Чтобы увеличить зону поражения, создатели планировали применять жидкое взрывчатое вещество особенным образом: распылять вокруг в воздухе, после чего подрывать. Это было предпосылкой к объемно-детонирующим средствам, которые используют в наши дни. Однако, тогда этого не удалось реализовать практически.

Силовая установка

Так как это зенитная ракета, к силовой установке выдвигался ряд строгих требований. Во-первых, она должна быть заправленной в течение долгого времени и всегда быть готовой к немедленному запуску. От всех самовоспламеняющихся видов топлива по понятным причинам пришлось отказаться. Общий объем горючего составлял около 350 кг. Во-вторых, требовалось доработать сами баки для горючего и окислителя. Их сделали из стали толщиной 6 мм, а изнутри покрыли специальным видом пластмассы, чтобы избежать коррозии от длительного контакта с химикатами. Однако, полностью избежать не удалось, принятых мер хватило лишь на то, чтобы задержать коррозию всего на несколько суток.

Использовался вытеснительный метод подачи компонентов посредство сжатого азота, его давление достигало двухсот атмосфер. Также был предусмотрен клапан поршневого типа с двумя схемами действия: на открытые и на закрытие. Второе действие требовалось, чтобы остановить двигатель, когда объекты перехватывались на небольшой дистанции.

Топливо поступало напрямую, а окислителю перед этим предстояло пройти охлаждение. Далее они смешивались в головке камеры сгорания и воспламенялись. Давление в этой камере составляло 20 атмосфер.

Как минимум три раза во время испытаний двигатели взрывались. В одном из случаев заправка происходила во время дождя. Кислота в составе окислителя напитала влаги из воздуха и стала более агрессивной. В результате защитная мембрана разгерметизировалась, окислитель попал в камеру сгорания. При запуске сразу же прогремел взрыв. После такой ошибки ракету стали заправлять прямо перед запуском, предварительно проведя проверку герметичности.

Система управления

Сначала планировалось, что Вассерфаль будет использовать для наведения луч РЛС, радиолокационной станции. Предполагалось, что РЛС будет опознавать местоположение цели, а ракета – удерживать курс по лучу вплоть до момента столкновения. По тем временам это было очень прогрессивной идеей, но для реализации не хватало опыта. Поэтому был выбран компромиссный вариант: комплекс двух РЛС и радиокоманд.

В реализованной вариации одна РЛС следила за местонахождением самой ракеты, а вторая – отслеживала цель. Обе подавали сведения на одну электронно-лучевую трубку, а оператор в ручном режиме совмещал две позиции. Для этого использовали вычислительно-решающий аппарат от компании Сименс. Он генерировал команды, которые затем отправлялись по радиоканалу на ракету.

Вассерфаль принимала сигналы, расшифровывала их, затем передавала на центр рулевого управления. Рулевые машины тоже были изготовлены компанией Сименс. На борту присутствовал автопилот, он стабилизировал положение при кренах и подавлял колебания, чтобы не сбиваться с курса.

Главными частями управления были больших четыре руля, они базировались на стабилизаторе. Также были четыре газовых графитовых руля, они управляли ракетой после взлета, а после набора необходимой скорости сбрасывались, чтобы повысить мощность. В дальнейшем концепция газовых рулей, которые сбрасываются, успешно использовалась советскими разработчиками для внедрения в ЗУРС.

Управление посредством двух РЛС было не таким оперативным, как хотелось бы, поэтому предпочтительной оставалась все же система радиокоманд и оптические отслеживание местоположения самой ракеты и цели. От этого управление переставало быть универсальным и применимым в любых условиях, но при этом становилось простым и максимально надежным. В будущем радиолокационные системы наведения стали более совершенными, но способность к автономности не исключала визуального отслеживания.

В разработках были две системы самонаведения на основе инфракрасного света, они должны были доводить ракету на подлете к цели. Но они застряли на стадии предварительных проверок, и не реализовались.

Испытания и применение

Первые реальные испытания состоялись в феврале 1944 года, с опозданием на четыре месяца. В первый раз ракета поднялась на семь километров, но после этого потеряла стабильность и упала в море. Затем удалось достигнуть высоты около 20 км и набрать скорость 760 метров в секунду. Достигнутые показатели превысили планируемые, предполагалось достигнуть 600 м/с и набрать 10 км.

К месту запуска ракету подвозили на тележке, заправляли непосредственно перед пуском. После команды к запуску двигателю требовалось от 3 до 4 секунд, чтобы заработать в нужном режиме и оторвать конструкцию от поверхности земли. Автопилот с тремя гироскопами выравнивал положение по трем осям. На шестой секунде ракета брала курс на цель. 

Работы на полигоне в Пенемюнде продолжались до февраля 1945, и за этот период было запущено 44 ракеты, преимущественно на ручном управлении. Из них 12 запусков были признаны удачными. Планировалось организовать массовое производство в количестве 5000 единиц ежемесячно. При таких масштабах ракетные дивизионы могли бы прикрыть все города Германии, население который составляло более сотни тысяч жителей.

В конце 1945 года Вассерфаль была готовой к массовому выпуску и приему на вооружение. Но этого не произошло, так как Вторая Мировая война закончилась.

Проекты в мирное время

К счастью всего человечества война закончилась, но история обсуждаемой ракеты не завершилась вместе с ней. Германия была повержена, и американцы успели вывезти оттуда ценные технические разработки. Кстати, добывали они эти трофеи в той зоне, которая была оккупирована Советским Союзом.

Несложно догадаться, что Вассерфаль стала наиболее выгодной находкой. Ее включили в программу вооружения Hermes, и вскоре ракета стала ее основной частью. На базе этой разработки было создано еще несколько ракет. Ни одна из них не была взята на вооружение, но уже к началу 50-х годов американское ракетостроение заметно превзошло немецкое.

Разработки в области ракетостроения шли и в Советском Союзе, но большая часть сведений относилась к засекреченным данным. Немецкий образец был модернизирован, этим занимались ученые Исаев и Садовский. После преобразований устройству дали имя Р-102. Удалось существенно уменьшить вес, разработка стала более технологичной и безопасной. Однако, дело ограничилось созданием экспериментальных образцов. Все работы проводились под пристальным вниманием западных спецслужб. На западе существовало свое мнение об успешности советских испытаний. Вплоть до 60-х годов в СМИ часто проскакивали сообщения о том, что противовоздушная оборона Москвы представлена ракетами Вассерфаль.