Фау-2. Сверхоружие Третьего рейха. 1930–1945
Шрифт:
Мы исходили из того, что тяга ракетного двигателя будет от 25 до 30 тонн. Мы могли сконструировать испытательный стенд номер 1, исходя из этих показателей, но, поскольку не рассчитывали каждый год строить новые и более крупные испытательные стенды, решили первый же стенд построить таким, чтобы на нем можно было бы испытывать любой мотор с тягой до 100 тонн.
Конструкторское бюро под руководством Риделя начало работу над нашей первой крупной ракетой. Через несколько недель определились основные очертания «А-4». Мы прикидывали, что ее стартовый вес будет равен 12 тоннам. Для того чтобы добиться тяги примерно 25 тонн и времени горения шестьдесят пять секунд и предполагая, что скорость истечения газов составит около 2000 метров в секунду, требовалось, как минимум, 8 тонн горючего. Таким образом
Я обсудил первый набросок конструкции с фон Брауном и Риделем. Мы были слегка растеряны, поскольку нас ждала масса новых проблем и мы прекрасно понимали, что этот шаг был несколько амбициозен. Кроме того, мы подозревали, что потребуются годы, дабы разработать оптимальную форму такой ракеты, которая превзойдет по скорости все имеющиеся летательные аппараты. Необходимо было провести испытания на сверх– и гиперзвуковой скорости в аэродинамической трубе, но ни одна из существующих даже не приближалась к нужным нам параметрам. Необходимо было изменить систему подачи горючего – от подачи под давлением перейти к насосам; а вес баков, достаточный, чтобы противостоять растущему давлению, был слишком велик. К тому же мы не знали, имеются ли достаточно легкие насосы. Да и вообще не существовало насосов, которые могли гнать жидкий кислород температурой минус 185 градусов по Цельсию. И как их заставить действовать? С помощью газовой турбины? В таком случае как она будет работать – с помощью выхлопных газов из камеры сгорания или же они будут поставляться каким-то иным путем? Не было и инструментов, способных с достаточной точностью измерять скорость воздуха, чтобы можно было отключиться точно в нужный момент. И на первых порах казалось, что мы безнадежно утонули в болоте неразрешимых проблем.
В июле 1936 года доктор Херманн сообщил нам неблагоприятные результаты испытаний стабильности первой модели «А-3» в аэродинамической трубе в Ахене и объяснил все трудности поиска правильной формы стабилизаторов для ракеты стреловидной формы на сверхзвуковой скорости. Теперь мы пришли к выводу, что двигаться вперед придется осторожно, шаг за шагом.
Прежде чем продолжить конструирование «А-4», придется дождаться результатов запусков «А-3». Нам хотелось, работая над «А-4», использовать методы, которые привели к успеху с ракетами поменьше. Прежде всего надо подобрать двигатель. И для начала выяснить, возможно ли построить камеру сгорания с тягой такой мощи и заставить ее работать определенное время. А также подумать, как вообще улучшить работу наших двигателей.
Так что мы полностью отложили проект «А-4». Однако решили обзаводиться оборудованием, нужным для размаха наших планов. Конструирование контрольных механизмов и отдельных компонентов должно идти параллельно; все они в целях экономии будут испытываться на ракетах меньших размеров. И это позволит использовать весь опыт, который мы надеялись обрести на предстоящих стартах, – если получится, то и для «А-3».
Поскольку мы собирались заняться большим 25-тонным двигателем, как только в Пенемюнде закончится возведение первого испытательного стенда, то сразу же заказали выхлопные дюзы – необходимая предосторожность, учитывая трудности производства и долгие сроки доставки. Когда через восемнадцать месяцев мы все же их получили, то к тому времени уже добились такого прогресса, что собранный двигатель для «А-4» был всего лишь вдвое длиннее, чем выхлопные дюзы, заказанные осенью 1936 года.
Успехи в конструировании двигателя были главным образом обязаны трудам доктора Вальтера Тиля, который стал работать на экспериментальной станции «Запад» осенью 1936 года, хотя фон Браун и Ридель тоже внесли много идей. Продолжатель дела доктора Вамке в исследова– тельском отделе управления вооружений сухопутных сил, доктор Тиль продолжил базовые исследования. Из его работ исходили важные решения относительно
Тиль, хрупкий бледнолицый человек среднего роста, с темными глазами за стеклами очков в черной роговой оправе, с гладко зачесанными назад густыми волосами и упрямым подбородком, всего себя отдавал работе. Его исследования отличали добросовестность и аккуратность. Изредка посещая его кабинет, я всегда очень высоко оценивал и его самого, и его методы работы. Он с удовольствием принял наше предложение к совместной работе и перешел от теоретических исследований непосредственно к конструированию. При создании 25-тонного двигателя он полностью отвечал за силовую установку.
Стараясь добиться полного сгорания топлива прежде, чем оно достигнет дюз, мы удлинили камеру сгорания. Анализ газов реактивной струи доказал, что мы были правы. Но в целом работа двигателя не улучшилась. До сих пор мы подавали под сильным давлением навстречу друг другу слишком плотную струю топлива и кислорода. Жесткий контакт испарял их, и сгорание смеси происходило по всей длине камеры, хотя в разных местах ее смесь обладала разной консистенцией. То есть горение не было однородным, и мы не могли предотвратить прогорание стенок камеры. Каждая ее новая конструкция страдала тем же пороком.
Я предложил, что мы должны достичь очень высокого уровня распыления – чуть ли не до атомов – отдельных частей горючей смеси, которая и будет поджигаться после смешивания. И в том случае, если будет правильно подобран состав смеси, это позволит ускорить горение, уменьшить длину камеры сгорания и улучшить работу двигателя в целом.
Доктор Тиль принялся разрабатывать эту идею. Он нашел способ использования специальных центробежных форсунок. Через несколько дней он продемонстрировал свою систему зажигания, и я убедился, что он нашел решение проблемы. Он предоставил ее для исследований инженерным колледжам и институтам и в то же время приспособил ее для 1,5-тонного двигателя. Через год работы ему удалось уменьшить длину камеры сгорания от почти 1,8 метра до 0,3 метра. Теоретически максимальная скорость выброса газов могла достигать 2250 метров в секунду. Таким образом мы добились заметных успехов в конструировании двигательной установки.
Но одна проблема продолжала доставлять нам серьезную головную боль. Улучшенное сгорание вызывало рост температуры, охлаждающая рубашка выходила из строя, и мы опять сталкивались со старыми проблемами охлаждения. Я предложил придать коническую форму той цилиндрической части камеры сгорания, где в нее входили дюзы. Эксперимент оказался успешным, и в этом месте стенки камеры больше не прогорали.
1,5-тонная камера сгорания давала прекрасные результаты, даже когда мы ждали максимальных показателей в 16 килограммов на квадратный сантиметр. Мы не собирались превышать эти пределы. Мы, конечно, знали, что можем довести давление до 52 килограммов на квадратный сантиметр, но такого рода повышение давления не влекло за собой заметного улучшения работы двигателя. При этом оно требовало соответствующего увеличения веса мотора и баков. Недостатки сводили на нет преимущества. Так что мы предпочитали поддерживать давление в камере сгорания на уровне 16 килограммов на квадратный сантиметр.
Вскоре доктор Тиль сконструировал 4,5-тонный двигатель. Три головки впрыскивания с 1,5-тонной камеры он, меняя их расположение, разместил над камерой сгорания. Новый подход принес успех, обеспечив высокие технические характеристики работы.
Тем не менее время от времени двигатель все же прогорал – или в разных точках стенок, или в месте входа форсунок. Инженер Пюльман, коллега доктора Тиля, внес дельное предложение. А что, если проложить слой изоляции между стенками и жаром камеры сгорания? Если оросить ее внутренние стенки спиртом, то он, конечно, испарится и сгорит, но температура этого слоя никогда не будет равна той, что существует внутри камеры. Так появилась на свет охлаждающая пленка. Большое количество крохотных отверстий у наиболее уязвимых частей под небольшим давлением подавали к ним спирт. Отверстия в стенках заполнялись металлом Вуда, который тут же плавился, едва только появлялось пламя, обеспечивая доступ охлаждающему спирту.