Вальтер Дорнбергер - Фау-2. Сверхоружие Третьего Рейха

Доктор Херманн хотел познакомить меня с характеристиками стабильности новой модели образца "А-9", то есть "А-4" с крыльями. Она в 4,4 раза превышала скорость звука или, иными словами, достигала скорости 5600 километров в час.

В сопровождении доктора Херманна я миновал первый сектор отдела измерений, пока нас не остановили толстые двойные стеклянные панели, из-за которых открывался вид на дюзы Лаваля и измерительную камеру.

Стеклянные панели с нашей стороны были раздвинуты. Воздушный поток, вылетающий из дюз Лаваля, имел размеры в поперечнике 40 на 40 сантиметров и в этом помещении был сходен с тем, который обтекал тело ракеты в свободном полете. Но только здесь, в этом пространстве, можно было снимать показания, столь важные для нашей работы. Они снимались с подвешенной модели, которая вращалась вокруг оси, проведенной через центр тяжести, – маленькой модели, точной копии "А-4", если не считать, что у нее были два очень тонких, как лезвие, оттянутых назад крыла. Модель покачивалась от малейшего прикосновения. Доктор Херманн закрыл внутреннюю стеклянную панель, которая превратилась в боковую стенку, прикрывавшую дюзы, затем внешнюю, полностью изолировав таким образом измерительную камеру. Сегодня мы намеревались провести измерения колебаний, прикинуть, в какой мере на них влияет форма крыльев и можно ли добиться стабильности полета на столь высокой сверхзвуковой скорости – то есть будет ли конструкция держаться носом по воздушному потоку, сохраняя направление полета, затухнут ли колебания после нескольких циклов, что докажет способность конструкции противостоять силам аэродинамики.

Наша измерительная аппаратура и дюзы Лаваля были сконструированы в тот первый, суматошный и хлопотливый год после создания аэродинамической трубы. В то время мы конструировали трехкомпонентный балансир, с помощью которого могли получать важные данные по коэффициентам лобового сопротивления, подъема и бокового сноса. К концу 1940 года у нас был набор дюз, которые давали скорости от 1,2 до 4,4 числа Маха. Наша работа значительно облегчалась тем, что смена дюз занимала всего десять – пятнадцать минут.

Поскольку точности трехкомпонентного балансира было недостаточно для полноты данных, мы создали устройство, чтобы получать информацию о колебаниях моделей, обладавших свободой вибрации. Оценка их, полученная с помощью осциллограмм, позволила нам определить центр давления, что имело решающее значение для стабилизации.

Кроме того, мы создали и встроили в модель устройство, определявшее ее крутящий момент и уровень стабильности в полете.

И модели почти законченных ракет, как "А-4" и "А-9", и зенитная ракета с помощью нашей измерительной аппаратуры испытывались на самых разных скоростях и углах атаки. Модели шириной 4 – 5 сантиметров и длиной 25 – 40 сантиметров подвешивались на продольной оси, и изменения давления воздуха мгновенно считывались со ста десяти точек на корпусе ракеты, на крыльях и хвостовых стабилизаторах этой маленькой модели. Этот метод измерений постоянно совершенствовался, и теперь модель исследовалась самым тщательным образом, на всех возможных числах Маха и углах атаки. Этой работой две недели были заняты две смены по 35 человек в каждой. Они-то и давали конструкторам основные принципы, которые те и воплощали в чертежах.

Формы и эффективность работы стабилизаторов определялись путем постоянных измерений. Поскольку выхлоп ракетных газов на большой высоте расширялся, измерения его конуса давали возможность представить размеры стабилизаторов. Исследования влияния ракетной струи "А-4" на стабильность полета и лобовое сопротивление установили, что на скорости меньше звуковой коэффициент лобового сопротивления возрастает на 70 процентов, а центр тяжести смещается назад на длину половины калибра, то есть на один радиус ракеты. С другой стороны, на сверхзвуковой скорости коэффициент лобового сопротивления уменьшался на целых 30 процентов.

Для проведения всех этих исследований необходимо было создавать специальную измерительную аппаратуру.

И теперь доктор Херманн начал объяснять, что нам было бы желательно провести испытания на стабильность.

– Одно из основных требований к конструкции ракеты заключается в том, что она должна соблюдать достаточную, но не чрезмерную стабильность полета на всем протяжении дистанции, которую она покрывает на определенной скорости и при определенном угле атаки. Чем неизменнее стабильность, тем больший момент силы надо прикладывать, а это означает наличие более крупных стабилизаторов и более мощных сервомеханизмов.

Я согласился с его словами:

– Совершенно правильно, доктор. Законы ракетного движения не обойти. Максимальная скорость полета конечно же напрямую зависит от скорости истечения газовой струи и соотношения между массой ракеты на старте и оставшейся. Таким образом, нам желательно, чтобы вес пустой ракеты был как можно меньше. Так что вес сервомеханизмов необходимо предельно уменьшать.

– Поэтому я и думаю, что мне стоит заняться, – продолжил доктор Херманн, – аэродинамической формой ракеты, которая позволит вести ее с минимально возможной площадью рулей и самыми маленькими сервомеханизмами. Для дистанционно управляемой противовоздушной ракеты это вопрос жизни и смерти. И тут важность коэффициента лобового сопротивления отступает на второй план. Главное в том, что расположение центра тяжести будет как можно дольше оставаться неизменным при всех углах атаки и изменениях скорости на всей дистанции полета – от нуля до скорости звука и до сверхзвуковой. Как вы знаете, после тщательных исследований в нашей трубе мы создали эти условия для противовоздушной ракеты "вассерфаль", определив оптимальную форму крыльев и место крепления хвостовых стабилизаторов.

– Именно так, – согласился я. – А сегодня, доктор, я хотел бы увидеть, чего вы добились с "А-9".

Он нажал кнопку, и аппарат Шлирена, который наглядно фиксировал изменения плотности воздушного потока, выкатился по длинным, 10 метров, рельсам. На его экране ясно вырисовывалась модель и система ее поддержки. Пока все налаживалось, я спросил доктора Херманна:

– Как прошли эксперименты по звукопроводимости? Пришло время дать отповедь тем сторонникам Фомы неверующего, которые настаивают, что тело, двигающееся на сверхзвуковой скорости, не в состоянии принимать нормальные акустические волны.

– Эксперименты оказались успешными. Ударная волна, образующаяся на сверхзвуковой скорости, не в состоянии помешать прохождению акустических волн, если правильно настроена аппаратура.

– Отлично! Значит, скорее всего, все сомнения на эту тему устранены. Когда я получу отчет? Отдел противовоздушной обороны министерства авиации не перестает запрашивать меня о результатах.