Кто кого: британские учёные против «фау-2»

Конструкция

«Фау-1» построена по нормальной аэродинамической схеме (самолётная).

Фюзеляж

Фюзеляж построен в основном из сварной листовой стали

Фюзеляж Фау-1 представлял собой веретенообразное тело вращения длиной 6,58 метра и максимальным диаметром 0,823 метра. Фюзеляж выполнен в основном из тонколистовой стали, соединение листов сваркой, крылья выполнены аналогичным образом, либо из фанеры.
Крылья постоянной хорды 1 метр, 5,4 метра размахом и с профилем толщиной около 14 %.
Над фюзеляжем располагался двигатель длиной около 3,25 метра.

Двигатель

Схема работы ПуВРД

Немецкий самолёт-снаряд Фау-1 является наиболее известным летательным аппаратом, оснащённым пульсирующим воздушно-реактивным двигателем (ПуВРД).
Выбор этого типа двигателя был продиктован, главным образом, простотой конструкции и, как следствие, малыми трудозатратами на изготовление, что было оправдано при массовом производстве крылатых ракет. Двигатель разработан в конце 1930-х годов конструктором . Образец двигателя Argus-Schmidtrohr (As109-014) был создан фирмой «Argus Motoren» в 1938 году.

В ПуВРД используется камера сгорания с входными клапанами и длинное цилиндрическое выходное сопло. Горючее и воздух подаются периодически.

Цикл работы ПуВРД состоит из следующих фаз:

• Клапаны открываются и в камеру сгорания поступает воздух (1) и топливо (2), образуется воздушно-топливная смесь.
• Смесь поджигается с помощью искры свечи зажигания. Образовавшееся избыточное давление закрывает клапан (3).
• Горячие продукты сгорания выходят через сопло (4) и создают реактивную тягу.

В настоящее время ПуВРД используется как силовая установка для лёгких самолетов-мишеней. В большой авиации не применяется из-за низкой экономичности по сравнению с газотурбинными двигателями.

Система управления

Система управления снарядом представляет собой автопилот, удерживающий снаряд на заданных при старте курсе и высоте в течение всего полёта.

Стабилизация по курсу и тангажу осуществляется на базе показаний 3-степенного (главного) гироскопа, которые суммируются по тангажу с показаниями барометрического датчика высоты, а по курсу и тангажу со значениями соответствующих угловых скоростей, измеряемых двумя 2-степенными гироскопами (для демпфирования колебаний снаряда вокруг собственного центра масс).
Наведение на цель выполняется перед стартом по магнитному компасу, который входит в состав системы управления. В полете курс корректируется по этому прибору: если курс снаряда отклоняется от заданного по компасу, электромагнитный механизм коррекции воздействует на рамку тангажа главного гироскопа, что заставляет его прецессировать по курсу в направлении уменьшения рассогласования с курсом по компасу, а система стабилизации уже приводит и сам снаряд к этому курсу.

Управление по крену вообще отсутствует — благодаря своей аэродинамике снаряд достаточно устойчив вокруг продольной оси.

Управление дальностью полета

Логическая часть системы реализована средствами пневматики — функционирует на сжатом воздухе. Угловые показания гироскопов с помощью поворотных сопел со сжатым воздухом преобразуются в форму воздушного давления в выходных патрубках преобразователя, в этой форме показания суммируются по соответствующим каналам управления (с соответственно подобранными коэффициентами) и приводят в действие золотники пневматических машинок рулей курса и высоты. Гироскопы также раскручиваются сжатым воздухом, который подаётся на турбинки, составляющие часть их роторов. Для функционирования системы управления на снаряде имеется шаровой баллон со сжатым воздухом под давлением 150 атм.

Управление дальностью полета осуществляется с помощью механического счётчика, на котором перед стартом устанавливается величина, соответствующая требуемой дальности, а лопастной анемометр, размещенный на носу снаряда и вращаемый набегающим потоком воздуха, скручивает счётчик до нуля по достижении требуемой дальности (с точностью ±6 км). При этом разблокируются ударные взрыватели боевой части и выдается команда на пикирование («отсекается» подача воздуха в машинку руля высоты).

Краткие ТТХ

• Длина, м: 7,75
• Размах крыла, м: 5,3 (позднее 5,7)
• Диаметр фюзеляжа, м: 0,85
• Высота, м: 1,42 (1,55)
• Снаряжённая масса, кг: 2160
• Масса боевой части, кг: 700—1000,
• Тип взрывчатого вещества: аммотол
• Двигатель: 1 ПуВРД Argus As 014 с тягой 2,9 кН (296 кГс)
• Максимальная скорость полёта: 656 км/ч (ок 0,53М); скорость увеличивалась по мере облегчения аппарата (с расходом топлива) до 800 км/ч (ок. 0,65М).
• Максимальная дальность полёта, км: 286
• Практический потолок, м: 2700—3050 (на практике летал на высотах от 100 до 1000 метров)
• Расход топлива, л/км: 2,35
• Ёмкость бака, л: 550—640, бензина (80-октановый).
• Круговое вероятное отклонение (расчётное), км : 0,9
• Стоимость ракеты (проектная), рейхсмарок: 10 тыс. В конце войны — 3,5 тыс. при использовании бесплатного труда заключенных.

Понаписали! Перлы из школьных сочинений, которые могут придумать только дети

Ссылки

Вундерваффе рейха: слабоумие и упорство

В Первую мировую немцы налетали на Англию дирижаблями — победить не вышло. Пробовали первые многомоторные бомбардировщики — снова не получилось. Казалось бы, повод задуматься о стратегии?

Но нет, двадцать лет спустя те же немцы(только чуть постарше) с упорством, достойным лучшего применения, вновь наступили на те же грабли.

У вас есть дальние бомбардировщики? Нет. У вас есть истребители сопровождения на весь радиус полёта бомбардировщиков? Тоже нет. Может, флот могучий? И снова нет! А чего ж вы тогда воюете с Англией? Нацисты, сэр.

Немцы не унимались.Давайте изобретём чудо-оружие!».

Надёжность… В общем, угробили они больше самолётов-носителей, чем уничтожили целей запущенными с этих самолётов ракетами.

Однако в военные годы такой статистики никто не вёл, и англичане всерьёз забеспокоились. Ихдостойным» ответом противнику стали первые реактивные истребители   Метеор» с часто заклинивающими пушками и капризными моторами. С точки зрения отказов техники, борьба была равной.

Обычные истребители, чтобы их не задело взрывом боеголовки, нередко исполняли цирковой трюк.Спитфайры» итемпесты» аккуратно подходили к летящейжужжащей бомбе»(как за характерный звук в полётеФау-1» называли во время войны) и ещё более аккуратно подцепляли крыло боеприпаса своим крылом. ГироскопФау» не справлялся с проблемой, и ракета в штопоре летела до земли.

Немцы выкатывают своёоружие возмездия»

Пилот-голландец Руди Бургвал использовал более традиционные(и опасные) приёмы. Однажды он меньше чем за полтора часа расстрелял пять немецких ракет. Всего лётчик сбил 20Фау-1» лично и четыре в группе. Прежде чем погибнуть 12 августа 1944 года. А командиру эскадрильитемпестов» Джозефу Берри насчитали 59 с половиной сбитыхФау-1»(учитывая групповые победы). Он погиб в октябре того же года при штурмовке.

Но вскоре в Британии начали неожиданно греметь взрывы. Ни воя моторов, ни предупреждения по радио — ничего. Просто взрыв среди бела дня и огромная воронка.

На максимальной дальности действия в 350 километров половина достигших Англии ракет еле-еле прилетала в круг диаметром свыше 15 километров! Причём стоила одна ракета столько же, сколько пять-шесть знаменитыхфоккеров». Даже странно, что конструкторовФау-2» не наградили орденом Победы илиЗа выдающиеся заслуги».

С другой стороны, ракетыФау-2» уничтожили или повредили в Англии больше 600 000 домов. Что делать союзникам? Старые приёмы не срабатывали — новая версия была быстрее. Можно выбомбить места производства и стартовые площадки. Но немцы усиливали ПВО и ставили новые позиции.Бомбите, у нас много пусковых установок. Все не уничтожите».

БатареяФау-2» готовится к путешествию в Англию

Британцам оставалось совершенствовать радары. Они успевали засечьФау-2» за 70-200 секунд до попадания. Но этого было недостаточно.

В марте 1945 года Лондона достигли всего тринадцатьФау-1» из 275 запущенных. Причём 91 из них сбили. Может, и сФау-2» получится?

Британская ПВО противФау-1»

Литература

Вилли Лей. Ракеты и полёты в космос = Rockets, missiles and space travel / под ред. полковника Бузинова В. М.. — М.: /Военное издательство Министерства обороны СССР, 1961. — 423 с.

Альберт Шпеер. Третий рейх изнутри. Воспоминания рейхсминистра военной промышленности., М., 2005. (Глава: Ошибки

Секретное оружие и СС)
Задача особой государственной важности. Из истории создания ракетно-ядерного оружия и Ракетных войск стратегического назначения (1945-1959 гг.) / Сост

В. И. Ивкин, Г. А. Сухина. — М.: Российская политическая энциклопедия (РОССПЭН), 2010. — 1207 с. — 800 экз. — ISBN 978-5-8243-1430.

Космонавтика : маленькая энциклопедия / . ─ М. : Советская энциклопедия, 1968 . ─ 528 с. : ил. + прил. ─ (Маленькие энциклопедии: история- наука — техника — культура — жизнь) .

Применение

Первое крупное соединение ракетных войск – 65-й армейский корпус – сформировали в конце 1943 года. В его состав входил полк, который должен был производить запуски «Фау-1», но для конспирации именовавшийся «зенитно-артиллерийским». Спустя неделю после высадки войск в Нормандии начались «удары возмездия» по Британии.

По мере отступления вермахта из Франции позиции, с которых можно было наносить удары по Лондону, терялись, и «беспилотники» начали использовать для обстрела стратегически важных портов в Бельгии. Снаряды оказались крайне ненадёжными – до четверти запущенных «Фау-1» падало сразу после старта. Столь же велик был и процент ракет, чьи двигатели выходили их строя в полёте.

Для продолжения бомбардировок Лондона и снижения риска встречи с перехватчиками «Фау-1» пытались запускать с борта самолёта He.111H-22. Исследования показали, что при таких атаках терялись до 40% «Фау-1», а из самолётов-носителей была уничтожена почти треть.

История

Снимок площадки со стартовым столом и двумя «Фау-2» в горизонтальном положении, 23 июня 1943.

Начало разработки немецких жидкостных ракет было положено в  году, когда группа энтузиастов ракетостроения и межпланетных сообщений организовала Общество космических полётов (нем. Verein für Raumschiffahrt) (VfR). Твердотопливные ракеты использовались как оружие в годы Первой мировой войны практически всеми враждующими сторонами, поэтому по Версальскому мирному договору побеждённой Германии было запрещено разрабатывать и создавать такие ракеты. Однако в этом договоре ни слова не было сказано о разработке ракет на жидком топливе. В конце 1929 года министр обороны отдал приказ об изучении возможности использования ракет для военных целей, а в 1932 году была создана экспериментальная станция для ракет на жидком топливе в Куммерсдорфе под Берлином. В частности, полковнику Вальтеру Дорнбергеру была продемонстрирована экспериментальная ракета, разработанная молодым немецким конструктором Вернером фон Брауном. Несмотря на то, что возможности показанной ракеты были достаточно ограничены, Дорнбергера заинтересовала работа, и он предложил фон Брауну продолжить разработку под управлением военных.

Как и большинство других членов общества, фон Браун согласился работать на таких условиях. В декабре 1934 года был достигнут успех в запуске ракеты A-2 — небольшой модели, работавшей на этаноле (этиловом спирте) и жидком кислороде

Особое внимание уделялось отработке двигателя. К этому времени было рассчитано множество потенциально пригодных вариантов топливной смеси, однако военных больше всего заинтересовала возможность использования этанола, связанная с постоянным дефицитом нефтепродуктов для Германии

Этиловый спирт производился в больших количествах как результат переработки картофеля и гидролизом древесины. Этот вид топлива использовался немцами на протяжении всей Второй мировой войны.

Добившись успеха с A-2, группа фон Брауна перешла к разработкам ракет A-3 и A-4 (будущей «Фау-2»). Последняя должна была стать уже полноразмерной ракетой с предположительной дальностью полёта около 175 километров, высотой подъёма до 80 километров и массой полезной нагрузки около 1 тонны. Увеличение возможностей во многом опиралось на комплексную переработку двигателя, выполненную инженером Вальтером Тилем.

После войны[править]

Основные статьи: Операция «Скрепка», Операция «Backfire», Ракета «Р-1»

В США исследования трофейных ракет проводились в рамках программы разработки баллистических ракет Hermes. После войны из Германии в США в разобранном виде было вывезено около 100 готовых ракет. В 1946—1952 армия США осуществила 63 пуска ракет с исследовательскими целями и один запуск осуществил с палубы авианосца ВМФ США. Тем не менее, американское ракетостроение уже имело две собственные программы разработки баллистических ракет, технологически более прогрессивных, чем немецкие образцы — WAC Corporal и Convair RTV-A-2 Hiroc — и поэтому не заинтересовались дальнейшим развитием семейства Фау-2.

Значение в освоении космосаправить

Копия первой ракеты «Фау-2» в музее Пенемюнде

Картинка из фильма «Девушка на Луне», нанесённая на основание ракеты (копия первой ракеты «Фау-2» в музее Пенемюнде)

Именно ракета «Фау-2» стала первым в истории искусственным объектом, совершившим суборбитальный космический полёт. В первой половине 1944 года, с целью отладки конструкции, был произведён ряд вертикальных пусков ракет с несколько увеличенным (до 67 сек) временем работы двигателя (подачи топлива). Высота подъёма при этом достигала 188 километров.

С запуска трофейных, а позже модифицированных ракет «Фау-2» начинались как некоторые американские (программа Hermes), так и советские ракетные программы. Первые китайские баллистические ракеты Дунфэн-1 также начинались с освоения советских ракет Р-2, созданных на основе конструкции «Фау-2». Относительно последнего случая нужно, однако, особо отметить, что серьезного влияния на последующую китайскую ракетную программу выпуск Р-2 не оказал. Действительное её развитие началось с освоения Р-5М и гептиловых ЖРД конструкции Исаева, имеющих иную генеалогию.

Модификации[править | править код]

За время производства Фау-1 несколько модификаций таковой (включая специализированные и пилотируемые) было разработано либо предложено конструкторами. Лишь часть из них была применена на поле боя.

Фау-1 воздушного запуска

Фау-1 на модифицированном He 111 Arado Ar 234 Blitz mit V1 Помимо запуска ракеты с наземных площадок, немцы также практиковали пуски Фау-1 с летящих бомбардировщиков. Никакая переделка ракеты при этом не требовалась, так как её прототипы и так были приспособлены для воздушных запусков при испытаниях двигателя. В качестве носителя Фау-1 обычно использовались бомбардировщики «Хейнкель» He 111 H-22. Ракета закреплялась под крылом бомбардировщика, при этом двигатель снаряда выступал над верхней поверхностью крыла.

Воздушные запуски ракет начались в июле 1944 года. Немцы рассматривали воздушные запуски как способ компенсировать потерю пусковых площадок в Па-де-Кале, захваченных союзным наступлением. Кроме того, самолеты-ракетоносцы могли осуществлять запуски ракет с неожиданных направлений, затрудняя действия противовоздушной обороны Великобритании.

В связи с активностью истребителей союзников, вылеты ракетоносцев проводились только по ночам, и только на малых высотах, чтобы избежать обнаружения радарами. Бомбардировщик приближался к Британии и пересекал линию побережья на малой высоте, затем совершал набор высоты, запускал ракету, и быстро снижался вновь. Тем не менее, тактика была опасной: помимо того, что He-111 сам по себе был устаревшей машиной, яркая вспышка включившегося двигателя ракеты демаскировала носитель в ночной темноте. Кроме того, воздушные запуски были менее надёжны. Всего было запущено с самолетов-носителей около 1176 ракет Фау-1.

В дальнейшем, немцы также предлагали разработать модификацию Фау-1 для запуска с реактивных бомбардировщиков «Arado Ar 234 Blitz». При этом ракета должна была либо буксироваться за самолетом на гибкой подвеске, либо устанавливаться сверху на фюзеляже. Эти планы не были реализованы.

Дальнобойная Фау-1

Высадка союзников в Нормандии летом 1944 года привела к тому, что немецкие пусковые площадки в Па-де-Кале, откуда осуществлялись запуски Фау-1 по Лондону, были захвачены. Базовая версия ракеты не обладала достаточной дальностью, чтобы эффективно применяться против Великобритании с более отдаленных пусковых площадок.

В попытке решить эту проблему, была разработана новая, более дальнобойная версия ракеты. Запас топлива был повышен за счет уменьшения веса боевой части. Кроме того, носовой обтекатель ракеты, в исходной версии — металлический, стал изготовляться из дерева, что привело к существенному снижению веса конструкции. Новые ракеты могли применяться по территории Великобритании с более отдаленных пусковых площадок в Нидерландах. Немцы лихорадочно пытались организовать массовое производство дальнобойных ракет к зиме 1944—1945, но из-за общего коллапса германской экономики и разрушения бомбардировками промышленных предприятий, новый «robotblitz» начался только в феврале-марте 1945 года, когда несколько сотен ракет были запущены по Лондону с пусковых площадок в Нидерландах. Вскоре после этого, решающее наступление англо-американских войск привело к утере немцами и этих позиций.

Пилотируемая V4 (Фау-4)

Основная статья: Fieseler Fi 103R Reichenberg

Пилотируемый вариант крылатой ракеты — Fieseler Fi 103R

Пилотируемый вариант крылатой ракеты Fieseler Fi 103R, или V4; должен был применяться против армад бомбардировщиков союзников. Кабина пилота находилась в задней части фюзеляжа, перед диффузором двигателя:

Пилот должен был направлять самолет на цель и затем выбрасываться с парашютом. К 1944 году было построено 175 экземпляров. Всерьёз разрабатывался проект использования V4 как оружия камикадзе. Для этого создавалась армейская операция подготовки пилотов-смертников. Всего было подготовлено 200 таких пилотов. Хотя самолёты типа V-4 в конце концов так и не поступили в распоряжение пилотов-смертников, пилоты из этой программы были использованы с имеющимися в наличии самолётами.

Помимо этих программ, немцы также рассматривали возможность использования самолета-снаряда в качестве буксируемого топливного бака для реактивных истребителей. Лишенный двигателя и боеголовки снаряд (по сути дела, просто бак с крыльями и автопилотом) должен был буксироваться за Me-262 и сбрасываться по исчерпании запаса топлива в нём. Проект прошёл несколько тестовых испытаний буксировкой за тяжёлым бомбардировщиком He-177, но в итоге не был применен на практике.

Конструкция

Схема «Фау-2»

Внешне ракета со свободным вертикальным стартом имела классическую для подобных ракет веретенообразную форму с четырьмя крестообразно расположенными воздушными стабилизаторами.

Общая длина корпуса ракеты составляла 14 030 мм, максимальный диаметр равнялся 1650 мм.

Стартовая масса ракеты «Фау-2» достигала 14 тонн и складывалась из массы боевого заряда (980 кг), компонентов топлива (8760 кг) и конструкции вместе с двигательной установкой (3060 кг).

Ракета состояла из более чем 30 тысяч отдельных деталей, а длина проводов электрического оборудования превышала 35 км.

На ракете устанавливался жидкостный ракетный двигатель с турбонасосной подачей обоих компонентов топлива. Основными агрегатами жидкостного ракетного двигателя являлись камера сгорания (КС), турбонасосный агрегат (ТНА), парогазогенератор, баки с перекисью водорода и марганцовокислым натрием, батарея из семи баллонов со сжатым воздухом.

Технологически «Фау-2» была поделена на 4 отсека: боевой, приборный отсек, баковый (топливный) и хвостовой отсеки. Такое разделение диктовалось условиями транспортировки.

Боевой отсек конической формы, изготовленный из мягкой стали толщиной 6 мм, общей длиной по оси (от основания обтекателя) 2010 мм, снаряжался аммотолом. Выбор этого взрывчатого вещества был обусловлен его относительной безопасностью к применению в условиях вибрации и нагрева. В верхней части боевого отсека находился высокочувствительный ударный импульсный взрыватель. От использования механических взрывателей пришлось отказаться в силу большой скорости столкновения ракеты с землёй, в результате чего механические взрыватели просто не успевали сработать и разрушались. Скорость падения ракеты составляла 1100 м/c. Подрыв заряда осуществлялся расположенным в его тыльной части пиропатроном по электрическому сигналу, полученному от взрывателя. Сигнальный кабель от головной части протягивался по каналу, расположенному в центральной части боевого отсека.

В приборном отсеке размещалась аппаратура системы управления и радиооборудование.

Топливный отсек занимал центральную часть ракеты. Горючее (75 % водный раствор этилового спирта) размещалось в переднем баке. Окислитель — жидкий кислород, заправлялся в нижний бак. Оба бака изготавливались из лёгкого сплава. В целях предотвращения изменения формы и поломок оба бака наддувались давлением, равным приблизительно 1,4 атмосферы. Пространство между баками и обшивкой плотно заполнялось теплоизолятором (стекловолокном).

Жидкостный двигатель ракеты Фау-2; схема этого двигателя стала классической для ЖРД на протяжении более полувека

В хвостовом отсеке на силовой раме размещалась двигательная установка, тягой на Земле в 25 тс.
Подача топлива в камеру сгорания осуществлялась с помощью двух центробежных насосов, приводимых в действие турбиной, работающей за счёт парогаза, образующегося при разложении перекиси водорода в парогазогенераторе в присутствии катализатора — марганцовокислого натрия. Мощность турбины 680 л. с.

Одним из наиболее революционных технологических решений стала автоматическая система наведения. Координаты цели вводились в бортовой аналоговый вычислитель перед запуском. Установленные на ракете гироскопы контролировали ее пространственное положение в течение всего полета, а любое отклонение от заданной траектории выправлялось четырьмя графитными газодинамическими рулями, помещёнными в реактивную струю двигателя по периферии сопла. Отклоняясь, эти рули отклоняли часть реактивной струи, что изменяло направление вектора тяги двигателя, и создавало момент силы относительно центра масс ракеты, что и являлось управляющим воздействием (подобный способ заметно снижает тягу двигателя, к тому же графитные рули в реактивной струе подвержены сильной эрозии и имеют очень малый временной ресурс).

Четыре стабилизатора крепились фланцевыми стыками к хвостовому отсеку. Внутри каждого стабилизатора размещались электромотор, вал, цепной привод аэродинамического руля и рулевая машинка, отклоняющая газовый руль (находящийся в створе сопла, сразу за его срезом).

«Фау-2» на транспортно-установочном прицепе Meilerwagen