Вилли Лей - Ракеты и полеты в космос

Двухступенчатая исследовательская ракета DAN перед пуском (1955 год)

Ракету «Найк-Кэджун», во многом похожую на ракету «Найк-Дикон», можно рассматривать как результат развития последней. Первая ступень ее представляла собой ускоритель ракеты «Найк», вторая — ракету «Кэджун», которая отличалась от ракеты «Дикон» только более совершенным топливом. Первая ракета «Найк-Кэджун» была запущена с базы Уоллопс-айленд 6 июля 1956 года. Запуск осуществлялся под углом 75° к вертикали; стартовый вес несколько превышал 705кг, вес второй ступени был равен 116кг, вес полезной нагрузки — 23кг.

Через 3,3 секунды после старта ракета уже достигла высоты 1600м и двигалась со скоростью, в три раза превышающей скорость звука. Через 12,3 секунды после отделения ускорителя скорость второй ступени уменьшилась на одну треть, но ракета уже поднялась на 8600м. В этот момент включился двигатель ракеты «Кэджун», проработавший в течение 3 секунд, за которые ракета успела достичь высоты 11,9км и развить скорость, в 5,7 раза превышающую скорость звука. Через 175 секунд после отделения ускорителя ракета упала в океан, достигнув максимальной высоты 130км и покрыв расстояние по прямой более 142км.

В конце 1957 года была запущена четырехступенчатая сверхзвуковая опытная ракета (HTV). Она состояла из двух ускорителей ракеты «Найк» (первые две ступени), 137-cм ракеты фирмы «Тиокол» Т-40 на твердом топливе (третья ступень) и 183-cм ракеты фирмы «Тиокол» Т-55 (четвертая ступень). Общая длина всей ракеты равнялась 10,87м, а ее стартовый вес— 1270кг. Пауза после окончания работы двигателя первой ступени продолжалась 11 секунд, второй ступени—5 секунд, третьей ступени—2 секунды. Максимальная скорость четвертой ступени на высоте 25,5км превышала скорость звука в 10,4 раза, а максимальная высота подъема составляла около 305км.

В настоящее время в системе НАКА создается новая ракета HTV, которая будет иметь в качестве первой ступени ракету «Онест Джон», в качестве второй ступени—ускоритель ракеты «Найк» и две ракеты фирмы «Тиокол»—в качестве третьей и четвертой ступеней. Предполагается, что эта комбинированная ракета превысит высоту, достигнутую ракетой «Бампер» № 2.

В то время как НАКА работал над созданием комбинированных многоступенчатых ракет, другие фирмы и проектные организации тоже не теряли времени даром. По заказу ВМС США фирма «Купер Девелопмент» разработала одноступенчатую высотную ракету ASP (рис. 54) с двигателем на твердом топливе, разработанным фирмой «Грэнд сентрал рокит» в Редлэндсе (Калифорния). Стартовый вес ракеты ASP несколько превышал 111кг, конечный вес равнялся 43кг. Опытные пуски ракет ASP проводились на полигонах в Пойнт-Мугу и Уайт Сэндз, причем пуск большей частью осуществлялся под углом 30° для получения полных баллистических данных. Из 80 ракет ASP, запущенных в 1956 году, 30 ракет подвергались специальным стендовым испытаниям в условиях меняющейся температуры воздуха (от —1° С до +54°С).

Рис. 54. Ракета ASP (снаряд для исследования атмосферы). Уменьшенный вариант этой ракеты известен под сокращенным наименованием WASP

В ходе этих испытаний были получены следующие характеристики ракеты ASP: при полезной нагрузке в 11,5кг она должна была достичь высоты 61км (73км при запуске с полигона в Уайт Сэндз, расположенном на высоте 1219м над уровнем моря); при полезной нагрузке 23кг высота должна была соответственно составить 52 и 61км. Используя ракету ASP в системе «рокун», можно было бы поднять ее на высоту 195км с полезной нагрузкой в 11,5кг и на высоту 152км с полной нагрузкой (23кг). С ускорителем ракеты «Найк» ракета ASP при полезной нагрузке в 11,5кг должна была достичь высоты 259км при условии нормальной задержки воспламенения топлива в двигателе второй ступени.

21 сентября 1956 года с полигона Уоллопс-айленд взвилась еще одна новая ракета—«Террапин», спроектированная совместно университетом штата Мэриленд и фирмой «Рипаблик авиейшн» под руководством доктора Фреда Зингера. Вторая ступень этой ракеты с двигателями на твердом топливе достигла высоты 128км и упала в море через 5 минут 36 секунд после старта. Ракета имела длину 4,57м и максимальный диаметр — 158мм. Стартовый вес ракеты был равен примерно 102кг, а вес научной аппаратуры—2,7кг. В ноябре 1954 года была запущена еще одна опытная сверхзвуковая ракета. Созданная фирмой «Кэртис-Райт» по заказу ВВС США, она, подобно другим ракетам этого типа, являлась двухступенчатой системой с двигателями на твердом топливе, но имела одно любопытное отличие: каждая ступень здесь представляла собой связку ракет (первая ступень — связка из семи ракет, вторая — из четырех ракет). Каждая ступень имела длину 1,5м; диаметр же связки ракет первой ступени составлял всего 228мм, а диаметр второй ступени еще меньше— 152мм. Вторая ступень оканчивалась носовым конусом длиной 61см, в котором помещалась научная аппаратура. Поскольку задачей, стоявшей перед создателями этой опытной ракеты, было получение информации о явлениях, возникающих при больших скоростях полета в плотном воздухе, паузы между окончанием работы двигателя первой ступени и началом работы второй здесь не делалось. Поэтому максимальная высота подъема этой ракеты по сравнению с максимальной высотой, достигнутой ракетой HTV НАКА, была довольно незначительной.

Большой ракетный двигатель «Пушер» на твёрдом топливе (завод в Макгрегоре, Техас, США)

Оглядываясь назад, можно сказать, что 1956 год был годом триумфа составных ракет на твердом топливе, так как они показали очень хорошие результаты при использовании их в комплексе с ракетой «Редстоун». Ракета «Редстоун», называемая также «Юпитером»-А, являлась прямым «потомком» ракеты «Фау-2», так как она была разработана в арсенале Редстоун, в Хантсвилле (Алабама), инженерами из Пенемюнде, работавшими под руководством доктора Вернера фон Брауна [41] Группа специалистов, вывезенных из Пенемюнде в США, разъехалась по всей стране. Генерал Дорнбергер первым отделился от своих подчиненных, чтобы возглавить отделение управляемых снарядов фирмы «Белл Эпкрафт» в Ниагара-Фоллз. Несколько специалистов из Пенемюнде после получения американского гражданства поступили на работу в частные фирмы, но основная группа, руководимая фон Брауном, стала ядром Армейской лаборатории при арсенале Редстоун. (Прим. авт) . Она во многом походила на ракету «Фау-2»; в качестве топлива в ней тоже применялся этиловый спирт и жидкий кислород; центробежный турбонасос подачи топлива приводился в действие путем разложения перекиси водорода; управление также осуществлялось с помощью четырех графитовых газовых рулей, помещенных в потоке истекающих газов. Мало отличий имелось и у пускового стола ракеты; из комплекса наземного оборудования ракеты «Редстоун» был исключен только грунтовой лафет для перевода ее из горизонтального положения в вертикальное. Ракета снималась с тележки транспортера и устанавливалась прямо на пусковой стол с помощью длинной стрелы крана. Отделение головной части ракеты, в которой заключены боевая часть и приборный отсек, от остальной части ракеты происходило на нисходящей ветви траектории.