Ракеты фау

Интегратор осевых перегрузок

Интегратор осевых перегрузок — третий прибор в системе управления. В ракете Фау-2
прменялись интеграторы двух типов — гироскопический и электролитический.

Гироскопический интегратор осевых перегрузок

Гироскопический интегратор осевых перегрузок состоит из гироскопа, ротор которого подвешен в специальной скобе. Перед
стартом ось ротора выставляется перпендикулярно продольной оси ракеты. В момент старта скоба освобождается и на неё начинает
действовать момент, который возникает от действия силы тяжести и ускорения ракеты. Под действием этого момента гироскоп
начинает прецессировать (вращаться) вокруг вертикальной оси. Количество оборотов внешней скобы интегратора пропорционально
набранной ракетой скорости. После заданного числа оборотов внешней скобы кулачок на диске дает сигнал на перевод двигателя
на восьмитонную тягу. Это позволяет точнее зафиксировать момент отключения двигателя после набора заданной скорости и
избежать гидравлических ударов в топливной системе ракеты. После того как необходимая скорость будет достигнута, второй
кулачок даст сигнал на остановку двигателя. Данный тип интегратора позволял наводить ракету с погрешностью 4 км на дальности 300 км.

Электролитический интегратор осевых перегрузок

Электролитический интегратор осевых перегрузок применяли в более поздних сериях ракеты Фау-2.

Электролитический интегратор осевых перегрузок состоял из двух основных частей:

1. устройство для получения постоянного тока пропорционально ускорению;
2. электролитический элемент для интегрирования полученного таким образом тока.

Первое устройство состояло из магнитоэлектрического прибора с постоянным магнитом и маятником, прикрепленным к катушке.
Этот маятник устанавливают так, чтобы он качался под прямыми улами к оси ракеты, и в этом положении его удерживал против
силы ускорения крутящийся противодействующий момент, создаваемый катушкой.

Сила тока в катушке точно регулировалась и была пропорциональна ускорению; для интегрирования тока был применен
электролитический элемент с двумя серебрянными электродами, один из которых был покрыт толстым слоем хлористого серебра.
Этот электролитический элемент подготавливали к эксплуотации путем сообщения покрытому электроду отрицательного заряда и
пропускания через него тока, соответствующего единице ускорния, в течение известного промежутка времени, что вызывало
переход некоторого количества хлористого серебра на непокрытый электрод. Затем полюса переключали, и элемент был готов к
действию.

Во время полёта недавно осаженное серебро переходило обратно на электрод с толстым покрытием, причем завершение этой
операции отмечалось возрастанием электро-движущей силы порядка 1 В, что приводило в действие механизм, прекращающий подачу
топлива. Отклонение от цели при применении электролитического элемента считали равным 1,6-2 км.

Следует отметить, что разработанная немецкими специалистами принципиальная схема системы управления долгое время
сохранялась неизменной на всех советских и американских ракетах, в том числе и на первой в мире межконтинентальной
баллистической ракете Р-7.

Колокол

Его называли «Колокол»…

Проект стартовал под кодовым названием «Хронос». И имел высочайший класс секретности. Это то оружие, доказательство существования которого мы до сих пор ищем.

По своим характеристикам оно было похоже на огромный колокол — 2,7 м в ширину и 4 м в высоту. Создавался из неизвестного металлического сплава и находился на секретном заводе в польском Люблине, рядом с чешской границей.

Колокол состоял из двух вращающихся по часовой стрелке цилиндров, в которых разгонялась до высоких скоростей багрянистая субстанция (жидкий металл), именуемая немцами «Xerum 525».

Когда Колокол активировался, он воздействовал на территорию в радиусе 200 м: все электронное оборудование выходило из строя, практически все подопытные животные погибали. Причем жидкость в их телах, в том числе и кровь, распадалась на фракции. Растения обесцвечивались, в них исчезал хлорофилл. Говорят, что многие ученые, работавшие над проектом, погибли во время первых испытаний.

Оружие могло проникать под землю и действовать высоко над землей, достигая нижних слоев атмосферы… Его ужасающее радиоизлучение могло вызвать смерть миллионов.

Основным источником данных об этом чудо-оружии считается Игорь Витковски, польский журналист, который рассказывал, что он прочитал о Колоколе в секретных расшифровках КГБ, агенты которого брали показания офицера СС Якоба Шпорренберга. Якоб говорил о том, что велся проект под руководством генерала Каммлера, инженера, исчезнувшего после войны. Многие верят, что Каммлер был секретно увезен в США, вероятно даже с работающим прототипом Колокола.

Единственное материальное доказательство существования проекта — железобетонная конструкция под названием «Хендж», сохранившаяся в трех километрах от места, где создавался Колокол, которая может рассматриваться как тестовая площадка для экспериментов с оружием.

Проекты на базе Фау-2

A4b

В 1941 году в попытке увеличить дальность полёта баллистической ракеты была предложена идея оснастить её крыльями, переведя тем самым заключительную стадию полёта в сверхзвуковое планирование. Проект получил некоторое развитие в 1944 году, когда в экспериментальных целях несколько серийных Фау-2 были оснащены крыльями высокой стреловидности.

Предполагалось, что за счёт сверхзвукового планирования дальность действия ракеты удастся увеличить до 750 км, что позволило бы атаковать цели на территории Великобритании непосредственно с территории Германии. Два экспериментальных запуска были проведены: первый (неудачный) 27 декабря 1944, и второй — 24 января 1945. Во время второго пуска ракета достигла скорости, соответствующей М=4 (то есть в четыре раза превышающей скорость звука), прежде чем крылья отвалились от фюзеляжа и ракета разрушилась.

A4 подводного запуска

В 1943 году была выдвинута идея использовать подводные лодки для доставки ракет А4 к побережью США и обстрела ими прибрежных городов. Так как ракета перед запуском должна была быть установлена вертикально, расположить её внутри существующих германских лодок было невозможно, поэтому для доставки ракеты в подводном положении предполагалось использовать буксируемый пусковой контейнер, внутри которого располагалась ракета, топливо и окислитель. Перед запуском, после всплытия, контейнер выравнивался вертикально за счёт заполнения кормовых балластных цистерн, ракета заправлялась и осуществлялся пуск.

Проект получил развитие, и три подобных контейнера были заказаны в 1944 году, но только один собран к концу войны; вся система ни разу не была испытана. Однако разведка союзников сумела получить некоторые данные о проекте в 1944 году и ВМФ США разработал специальные меры по противодействию развёртыванию ракетоносных субмарин, если бы таковые вышли в океан. В январе 1945 года во время попытки крупной «волчьей стаи» прорваться из Норвегии в Северную Атлантику эти действия были ошибочно приняты за намерение развернуть ракеты для удара по Нью-Йорку, ошибка выяснилась только после разгрома немецкого соединения.

Боевое применение

Жертвы «Фау-2», Антверпен, 1944

Ракета «Фау-2», выставленная на Грунплатс (Groenplaats) в Антверпене

«Фау-2» на сборочной линии завода Миттельверк в горе Конштайн, 3 июля 1945

Гитлера не покидала идея о производстве тяжёлой ракеты, которая должна была принести Англии возмездие. По его личному приказу с конца июля 1943 года огромный производственный потенциал был направлен на создание ракеты, получившей впоследствии пропагандистское название «Фау-2».

Министр вооружения Третьего рейха Альберт Шпеер позже в своих воспоминаниях писал:

и далее:

Первую ракету с боевым зарядом выпустили по Парижу. На следующий день начали обстрел Лондона. Англичане знали о существовании немецкой ракеты, но они сначала ничего не поняли и подумали (когда в 18 часов 43 минуты 8 сентября в районе Чизвик раздался сильный взрыв), что взорвалась газовая магистраль (так как не было воздушной тревоги). После повторных взрывов стало ясно, что газовые магистрали ни при чём. И только тогда, когда около одной из воронок офицер из войск противовоздушной обороны поднял кусок патрубка, замороженного жидким кислородом, стало ясно, что это новое оружие нацистов (называвшееся ими «оружием возмездия» — нем. Vergeltungswaffe).
Эффективность боевого применения «Фау-2» была крайне невысокой: ракеты имели малую точность попадания (в круг диаметром 10 км попадало только 50 % запущенных ракет) и низкую надёжность (из 4300 запущенных ракет более 2000 взорвались на земле или в воздухе при запуске, либо вышли из строя в полёте[источник не указан 1687 дней]). По различным источникам, пуск 2000 ракет, направленных за семь месяцев для разрушения Лондона, привёл к гибели свыше 2700 человек (от каждой ракеты погибал один или два человека).

16 декабря 1944 года Фау-2 упала на кинотеатр «Рекс» в Антверпене, где в тот момент находилось около тысячи человек. В результате погибло 567 человек. Падение Фау-2 на кинотеатр «Рекс» стало самой смертоносной атакой этой ракеты за всё время Второй Мировой войны.

Рядом с заводом по производству ракет, на южном склоне горы Конштайн, находился концентрационный лагерь Дора, поставлявший заводу рабочих. Производство этих ракет унесло больше жизней, чем сами ракетные удары. В лагере нашли зарытыми 25 тыс. трупов, ещё 5 тыс. человек было расстреляно перед наступлением американской армии[источник не указан 1525 дней].

На основе «Фау-2» разрабатывался проект двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты с дальностью полёта 5000 км. Её предполагалось использовать для поражения крупных объектов и деморализации населения на территории США. Однако доведение ракеты до боевого применения к моменту поражения нацистской Германии так и не состоялось.

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).

Модификации

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

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 надежны. 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)

Пилотируемый вариант крылатой ракеты — Fieseler Fi 103R

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.

Серебряная птица

Серебряная птица — проект высотного частично-орбитального бомбардировщика-космолёта австрийского учёного доктора Ойгена Зенгера и инженера-физика Ирены Бредт. Первоначально разработанный в конце 1930-х, «Silbervogel» представлял собой межконтинентальный космический самолет, который мог быть использован в качестве дальнего бомбардировщика. Его рассматривали для миссии «Amerika Bomber».

Он был сконструирован таким образом, чтобы нести на борту более 4000 кг взрывчатки, оборудован уникальной системой видеонаблюдения, и, как полагают, мог быть невидимым.

Похоже, абсолютное оружие, не так ли?

Впрочем, это было слишком революционным для своего времени. У инженеров и конструкторов в связи с «птичкой» возникали все виды технических и прочих трудностей, порой непреодолимых. Так, например, прототипы сильно перегревались, а средств охлаждения пока еще не было придумано…

В конечном итоге весь проект был свернут в 1942 году, а деньги и ресурсы были направлены на другие идеи.

Интересно, что после войны Зенгер и Бредт высоко ценились экспертным сообществом и участвовали в создании Французской национальной космической программы. А их «Серебряная птица» была взята как пример конструкторской концепции для американского проекта Х-20 Дайна-Сор…

До сих пор для регенеративного охлаждения двигателя используется проект конструкции, который носит название «Зенгера-Бредт». Таким образом, нацистская попытка создать дальний космический бомбардировщик для нападения на Соединенные Штаты в конечном счете способствовала успешному развитию космических программ всего мира. Оно и к лучшему.

Боевое применение

См. также: Операция «Арбалет»

Для защиты от Фау-1 использовано около 2000 аэростатов заграждения (оригинальное цветное фото 1942 года)

Боевое развёртывание ракет началось в 1943 году, с подготовки нескольких стартовых позиций во Франции. С инженерной точки зрения представлялись более выгодными хорошо защищённые железобетонные стартовые комплексы («тяжёлые» позиции), в то время как с военной точки зрения предпочтительнее были рассредоточенные «лёгкие» позиции. В итоге было принято компромиссное решение об оборудовании 4 «тяжёлых позиций» (Бункер Сиракур и Бункер Брекоэрт) и 96 «лёгких». Фактически, ни одна тяжёлая позиция так и не была завершена, и все запуски осуществлялись с лёгких.

13 июня  — первое боевое применение Фау-1, удар нанесён по Лондону. К 29 марта 1945 года около 10 000 было запущено по Англии; 3200 упали на её территории, из них 2419 достигли Лондона, вызвав потери в 6184 человек убитыми и 17 981 ранеными. Лондонцы называли Фау-1 «летающими бомбами» (flying bomb), а также «жужжащими бомбами» (buzz bomb), из-за характерного звука, издаваемого пульсирующим воздушно-реактивным двигателем.

Таран (воздушный), Супермарин Спитфайр и Фау-1. Спитфайр (справа) кончиком крыла «подцепляет» и переворачивает V-1 (слева); гироскопы ракеты не в состоянии вернуть её после этого на курс, она падает

Около 20 % ракет отказывали при запуске, 25 % уничтожались английской авиацией, 17 % сбивались зенитками, 7 % разрушались при столкновении с аэростатами заграждения. Двигатели часто отказывали до достижения цели и также вибрация двигателя часто выводила ракету из строя, так что около 20 % Фау-1 падали в море. Хотя конкретные цифры варьируются от источника к источнику, британский доклад, опубликованный после войны, показал, что на Англию были запущены 7547 Фау-1. В докладе указывается, что из них 1847 были уничтожены истребителями, 1866 были уничтожены зенитной артиллерией, 232 были уничтожены аэростатами заграждения и 12 — артиллерией кораблей Королевского ВМФ.

Прорыв в военной электронике (разработка радиовзрывателей для зенитных снарядов[когда?] — снаряды с такими взрывателями оказались в три раза эффективнее даже при сравнении с новейшим для того времени радиолокационным управлением огнём) привёл к тому, что потери немецких самолетов-снарядов в налетах на Англию возросли с 24 % до 79 %, в результате чего эффективность (и интенсивность) таких налетов значительно снизилась.

После того как союзники, высадившись на континент, захватили или разбомбили большую часть наземных установок, направленных на Лондон, немцы начали обстрел стратегически важных пунктов в Бельгии (в первую очередь порт Антверпена, Льеж), несколько снарядов были выпущены по Парижу.

Запуск «Фау-1»

Катапульта для запуска V-1

Катапульта для запуска, Duxford

Поршень который перед стартом сцеплялся с бугелем, находившимся на нижней части фюзеляжа снаряда

ПуВРД эффективен только при достижении снарядом некоторой начальной скорости. Это влечёт необходимость технических средств обеспечения этой начальной скорости при запуске. Существовало два варианта запуска снаряда:

• со стационарной наземной пусковой установки — катапульты Вальтера.
• с самолёта-носителя, в качестве которого использовался бомбардировщик He 111. Снаряд подвешивался к носителю асимметрично — под одно крыло рядом с фюзеляжем, что объясняется сильно выступающим над корпусом снаряда двигателем.

Хотя первые, экспериментальные пуски Фау-1 выполнялись с самолёта-носителя, большая часть боевых пусков была осуществлена с наземных установок.

Катапульта представляла собой массивную стальную конструкцию длиной 49 м (длина пути разгона 45м) и монтировалась из 9 секций. Наклон катапульты к горизонту — 6°. На верхней стороне находились направляющие, по которым двигался снаряд при разгоне. Внутри катапульты по всей её длине проходила труба диаметром 292 мм, выполнявшая роль цилиндра парового двигателя. В трубе свободно перемещался поршень, который перед стартом сцеплялся с бугелем, находившимся на нижней части фюзеляжа снаряда. Поршень приводился в движение давлением (57 бар) парогазовой смеси, подававшейся в цилиндр из специального реактора, в котором происходило разложение концентрированной перекиси водорода под воздействием перманганата калия. Передний конец цилиндра был открыт и после схода снаряда с катапульты поршень вылетал из цилиндра и уже в полёте отцеплялся от снаряда. Катапульта сообщала снаряду начальную скорость около 250 км/час. Время разгона — около 1 сек.

С одной катапульты по расчётам можно было запустить до 15 снарядов в день, хотя на практике это делалось далеко не всегда. Рекорд составлял 18 запусков в 1 день. Около 20 % всех пусков с катапульты были аварийными.

воздушный старт

3-й воздушной эскадрой Люфтваффе, носившей имя III/KG 3 «Blitz Geschwader» (нем. «Молниеносная эскадра»), с июля 1944 года по январь 1945 года с модифицированных He 111 (носивших обозначение H-22s) было произведено 1176 запусков. Послевоенные исследования оценивают потери «Фау-1» в 40 % при запуске с самолётов, которые тоже несли потери, как от атак истребителей противника, так и от факела двигателя снаряда, в зоне которого на несколько секунд после пуска оказывался самолёт.
В самом конце войны было изготовлено несколько пилотируемых «Фау-1» (так и не использованных), предполагавших подъём в воздух на тросе, с использованием реактивного Ar 234 в качестве буксировщика.