Вилли Лей - Ракеты и полеты в космос

Второй самолет Х-2 совершил свой первый полет 5 августа 1954 года, а затем установил подряд несколько рекордов. Капитан Айвен Кинчилоу поднялся на нем на высоту 38400 м, а в конце июля 1955 года подполковник Френк Эверест достиг скорости 3000 км/час (М = 2,9 для этой высоты).

Последний полет на самолете Х-2 совершил 27 сентября 1956 года капитан Мильбурн Эпт. Он был поднят на бомбардировщике В-50 на необходимую высоту. После отделения от самолета-носителя капитан Эпт включил ракетный двигатель и разогнал Х-2 до скорости 3500 км/час (М = 3,3). Некоторое время пилоты самолета-носителя и Х-2 поддерживали друг с другом радиосвязь, но потом радио замолчало.

Позднее было установлено, что самолет Х-2, потеряв управление, начал падать. На высоте 13700 м капитан Эпт отделил передний отсек от самолета, но выпрыгнуть из него не смог; его нашли мертвым в головном отсеке, упавшем в пустыне.

Читая о самолетах Х-1, «Скайрокет» и их преемниках, следует все время иметь в виду то обстоятельство, что они были и являются исследовательскими самолетами. Их создавали и использовали с целью выявления числовых значений тех параметров, которые необходимы ученым и конструкторам при разработке реальных транспортных ракет для дальних полетов.

Долгое время существовало мнение, что ракеты должны возвращаться в нижние слои атмосферы под небольшим углом, и почти до конца второй мировой войны все расчеты строились именно на этом. Но в 1944 году известный ученый доктор Зенгер в сотрудничестве с крупным математиком доктором Иреной Бредт, ставшей впоследствии его женой, предложили новую концепцию. По их теории ракету следовало возвращать на землю под углом, близким к прямому. Зенгер и Бредт подготовили соответствующий научный трактат, который, однако, был немедленно засекречен и в количестве 100 экземпляров разослан только наиболее крупным ученым и специалистам.

Копии доклада получили: профессор Гейзенберг, специалист в области атомной энергии; доктор фон Браун, генерал Дорнбергер, профессора Мессершмитт, Танк (фирма «Фокке-Вульф»), Дорнье (фирма «Дорнье»), Хейнкель (фирма «Хейнкель»), Мадер (фирма «Юнкерс»), Прандтль (Аэродинамический исследовательский центр в Вене), Прёлль (инженерный институт в Ганновере) и некоторые другие. Все они, по-видимому, ознакомились с докладом, но, учитывая обстановку того времени, не сумели применить его положений в своей работе.

После окончания войны все вышеуказанные лица, включая и доктора Зенгера, допрашивались союзниками. Несколько экземпляров доклада были обнаружены специальными разведывательными группами англо-американцев.

Зенгера интересовал вопрос, что будет, если крылатая - ракета войдет в плотные слои атмосферы,—скажем, на высоте 40 км.— слишком быстро и слишком круто. Из доклада было ясно, что ракета в этом случае должна рикошетировать, подобно плоскому камню, касающемуся поверхности озера. «Отскочив» от плотных слоев, ракета должна снова уйти вверх, в более разреженные слои атмосферы. Пролетев некоторое расстояние, ракета опять попадет в плотные слои и вновь рикошетирует. В целом траектория ее полета будет представлять волнистую линию с постепенно «затухающей» амплитудой. По расчетам Зенгера и Бредт такая траектория весьма значительно повышала возможную дальность полета крылатой ракеты.

Основываясь на этом, Зенгер построил концепцию ракетного бомбардировщика-антипода (рис. 83). Предполагалось, что длина его составит около 28 м, размах крыльев — почти 15 м, сухой вес—20 т, вес топлива и бомбовой нагрузки— 80 т. Таким образом, полный стартовый вес доводился до 100 т. Но при таком весе очень много топлива требовалось бы для взлета; не помогли бы тут и стартовые ускорители. Выход, предложенный доктором Зенгером, заключался в том, чтобы построить длинный прямой стартовый трек с рельсами длиной 3 км. Самолет помещался бы на салазки, на которых могло быть установлено любое потребное количество ракетных двигателей. Эти ракетные салазки должны были работать около 10 секунд, что позволяло разогнать самолет на треке до скорости 500 м/сек. Затем он должен был набирать высоту с помощью своего маршевого двигателя.

Рис. 83. Бомбардировщик-«антипод» Зенгера.

Принимая скорость истечения равной 3000 м/сек, можно довести скорость крылатой ракеты до 6000 м/сек и поднять ее на максимальную высоту 260 км. Все это хорошо иллюстрируется приводимыми ниже расчетными данными и рис. 84.

Рис. 84. Диаграмма траектории полета бомбардировщика-«антипода» Зенгера.

После пятого снижения могло быть еще четыре «волны» с вершинами на высоте 60 км и нижними точками на высоте 40 км. При этом расстояние по горизонту между нижними точками составляло бы около 1000 км и имело тенденцию к сокращению. Девятая нижняя точка лежала бы тогда в 16800 км от точки старта. Затем самолет в течение некоторого времени мог оставаться на высоте 40 км, а в 23 000 км от точки старта терял бы высоту и, пролетев еще 500 км, то есть в общем половину расстояния вокруг Земли, совершал бы посадку. Посадочная скорость должна была составить всего 140 км/час, что давало возможность любому аэропорту принять такой самолет-ракету. Однако самолет-ракета Зенгера мог нести только 300 кг полезной нагрузки, не считая пилота.

Проект Зенгера рассчитан для ракетных двигателей со скоростью истечения порядка 3000 м/сек, которая еше и сейчас не является стандартной. Доктор Зенгер занимался проблемой полетов и на более короткие расстояния. Основная трудность такого полета состояла в развороте самолета-ракеты на обратный курс. Оказалось, что развернуть самолет, идущий со скоростью почти 1600 м/сек, чрезвычайно трудно: многие приборы и агрегаты могут отказать из-за чрезмерных перегрузок, и, кроме того, для выполнения такого маневра необходимо огромное количество топлива. Гораздо легче было бы осуществить прямой полет с посадкой на базе, расположенной на «противоположном конце» Земли. В этом случае самолеты-ракеты стартовали бы с какой-нибудь базы в Германии, скажем из Берлина, сбрасывали бы свои бомбы в заданном районе или пункте и приземлялись бы в точке-антиподе. Обратный полет также можно было бы использовать для бомбардировки той же или другой цели.

Схема таких полетов была рассчитана довольно точно, хотя и имела некоторые недостатки. Так, точка-антипод для любой точки старта в Германии оказывалась в районе Австралии и Новой Зеландии, то есть на территории, контролируемой западными союзниками. Кроме того, города-цели не всегда оказывались там, где этого требовал «план полета». Далее, любая бомбардировка должна была производиться с нижней точки траектории, но даже и тогда рассеивание при бомбометании оставалось бы исключительно большим. Единственным городом в Западном полушарии, который при полете из Германии по схеме Зенгера находился бы под нижней точкой траектории, являлся Нью-Йорк. При этом бомбардировщик направлялся бы в Японию или в ту часть Тихого океана, которая тогда находилась в руках японцев.