Ракетный бум ХХ века

Поэтому на усиление группы капитана фон Горстига, начальник отдела К. Беккер направляет капитана рейхсвера Вальтера Роберта Дорнбергера. В Первую мировую войну он служил в артиллерии, воинское звание – лейтенант. За боевые отличия был награжден орденами – Железным крестом 1-го и 2-го класса [56]. Попал в плен к французам.

После освобождения восстановлен в вооруженных силах и был откомандирован на учебу в Высшее техническое училище в Шарлоттенбурге, округ Берлина (в 1946 году переименовано в Берлинский технический университет), где занимался изучением баллистики. После получения степени магистра весной 1930 года был направлен в Отдел баллистики Управления вооружений сухопутных сил [31].

Для проведения экспериментов по ракетной тематике в пригороде Берлина, близ поселка Куммерсдорф-Гут, между двумя действующими артиллерийскими полигонами, был построен испытательный стенд для пороховых ракет. На этом стенде капитан Дорнбергер с небольшой группой военнослужащих занимался испытаниями пороховых ракет с целью выяснения возможностей использования их в качестве боевого оружия.

Теоретические разработки в области конструирования, технологии изготовления и опыта применения пороховых ракет в конце XIX – начале XX века были достаточно глубоко проработаны и опубликованы во многих научных трудах на эту тематику. А к началу тридцатых годов двадцатого столетия физика, химия, металлургия, энергетика, электроника совершили громадный скачок в своём развитии. Обилие новых конструкционных материалов, развитие машиностроительной индустрии, появление принципиально новых прецизионных технологий открывали широкие горизонты и возможности для оружейников. Задача, стоящая перед Дорнбергом, заключалась в том, чтобы, соединив эти два потока, массив информации по проектированию пороховых ракет и научно-технические достижения промышленности, создать высокоэффективные боевые ракеты на твердом топливе. Но, увы!

О пороховых ракетах, будучи уже генералом, в своих мемуарах В. Дорнбергер напишет: «Тогда я не имел представления, что несколько лет спустя эти самые пороховые ракеты обретут такое большое значение на полях сражений в России, Франции, Норвегии и в Северной Африке. Еще меньше я подозревал, что их появление на фронте в самом начале Русской кампании в июне 1941 года возвещает для них начало новой эры» [50].

Можно только констатировать, что с поставленной перед ним задачей Дорнбергер не совладал. Ведь до конца Великой Отечественной войны германский вермахт так и не смог получить оружие, которое смогло бы конкурировать с советской ракетной системой залпового огня с широко известным названием «катюша».

Что касаемо жидкостных ракет, то из-за отсутствия каких-либо практических наработок в этой области было непонятно, с чего надо начинать. Фундаментальные для того времени труды Германа Оберта в основном были посвящены полетам в космическое пространство и на Марс. И хотя в предполагаемых космических экспедициях должны были использоваться жидкостные ракетные двигатели, ответа на свои вопросы в этих публикациях подполковник К. Беккер не находил.

Поэтому он обратился к недорогому и, как оказалось, верному способу получения экспериментальных результатов работ в области создания ракет на жидком топливе. Он дал задание капитану В. Дорнбергеру войти в «Общество космических путешествий». И через него, эпизодически спонсируя это общество и отдельных его членов, пытаться получить ответ на вопрос – возможно ли в принципе в обозримом будущем использовать жидкостные ракеты в боевой технике.

Пока в рейхсвере искали подходы к ракетостроению, в немецком обществе полеты в космос завоевывали новые умы. На идеи Г. Оберта отреагировала киноиндустрия Германии. Кинорежиссер и сценарист, прародитель жанра кинофантастики Фридрих Кристиан Антон Ланг сделал первый в мире фантастический фильм о космическом полёте – «Женщина на Луне», поставленный с учётом научных и технических представлений о возможности такого полета. Техническими консультантами при съемке этого фильма были профессор Герман Оберт и инженер Рудольф Небель.

В этом фильме Ф. Ланг изобрел обратный отсчет времени, который он объяснил следующим образом: «Когда я снимал взлет ракеты, я сказал: «Если я считаю один, два, три, четыре, десять, пятьдесят, сто, то публика не знает, когда же это случится. Но если я считаю в обратном порядке: десять, девять, восемь, семь, шесть, пять, четыре, три, два, один, НОЛЬ! – тогда они понимают». Этот принцип отсчета времени используют и по сей день на всей нашей планете, и не только ракетчики.

Фильм вызвал ракетно-космический бум по всей Европе. Люди организовывали всевозможные межпланетные общества, пошла мода на все космическое: космическая одежда, космическая бижутерия, космические прически, а коллектив Клуба получил финансовую подпитку и, кроме того, технологическое оборудование, которое использовалось для изготовления ракеты – главной технической героини фильма киностудии «Universum Film AG» – UFA.

Все это позволило Г. Оберту завершить разработку и изготовление жидкостного двигателя «Кегельдюзе». По-немецки «Kegel» означает «конус», на конструкцию двигателя выдан патент Германии № 549 222. И вот 23 июля 1930 года Г. Оберт совместно с Р. Небелем, К. Риделем и Р. Энгелем продемонстрировали работу своего двигателя доктору Риттеру – директору Государственного химико-технологического исследовательского института в Плотцензее.

Испытания проводил Клаус Ридель. Двигатель закрепили в ведре с водой для охлаждения и поставили на весы дюзой вверх, сила тяти в килограммах считывалась напрямую с весов. После запуска двигатель, исправно отработав 90 секунд, развил тягу около семи килограммов. Расход топлива и окислителя определяли по их остаткам в сосудах. В монтажно-пусковых работах, в качестве подсобной рабочей силы принимал участие только что поступивший в Высшее техническое училище восемнадцатилетний студент Вернер фон Браун [35].

Успешная работа двигателя «Кегельдюзе» показала, что жидкостный реактивный двигатель не химера, а техническая реальность. Таким образом, теоретические исследования и разработанные проекты ракет Г. Оберта получили практическое подтверждение. Но, несмотря на свою популярность в немецком обществе, гражданин Румынии Герман Оберт найти работу в Веймарской республике не смог. Страна ещё восстанавливала свою экономику, разрушенную Первой мировой войной. А дома, в Румынии, Г. Оберта ожидали жена, четверо детей и родители. Поэтому в 1930 году Оберт был вынужден уехать из Берлина.

Следует отметить, что его отъезд уже не смог ни охладить энтузиазм, ни остановить деятельность Общества межпланетных путешествий, возникшее и осуществляющее свою деятельность на идеях и книгах Г. Оберта. К этому времени Рудольф Небель завершил проектирование ракеты, названной им «Мирак-1», сокращение от «Minimumrakete» – Маленькая ракета. Ракетный двигатель конической формы был выполнен из литой стали и имел емкостное охлаждение без футеровки. Испытательным полигоном для этой ракеты стала ферма семьи Клауса Риделя. Проведенные испытания показали, что полученная тяга ракеты «Мирак-1» составляла 2 кг и едва превышала стартовый вес ракеты.

В следующем варианте конструкции, «Мирак-2», корпус ракеты изготовили из дюралюминия, выходное сопло из меди. При испытании она взорвалась из-за того, что стенки бака жидкого кислорода не выдержали нагрузки.

Однако эти неудачи не сломили конструкторов, а привели к изобретению нового способа охлаждения камеры сгорания с использованием теплоемкости жидкости, находящейся в покое. Изобретение защищено немецким патентом № 633667, выданным на имя Р. Небеля и К. Риделя. Патент назывался «Реактивный двигатель на жидком топливе».

Вес нового двигателя, имевшего яйцеобразную форму, составлял всего 250 граммов вместо 3 килограммов у двигателя «Кегельдюзе». В статье журнала «Ракета» Р. Небель описал новую модель ракетного мотора следующим образом: отныне самый маленький ракетный двигатель давал максимальную тягу в 32 кг. Для большей надежности в работе ограничивались тягой максимум в 25 кг. И с этим типом двигателя они начали разработку первых своих ракет на жидком топливе [163].

В поисках источников финансирования Общество межпланетных путешествий проводит в Берлине на Потсдамской площади, а затем в универмаге «Вертхайм» выставку первых ракет на жидком топливе и соответствующей испытательной аппаратуры. Публикации в средствах массовой информации новых проектов ракетных двигателей и результатов их испытаний привлекли внимание спонсоров, в итоге Клуб стал получать материальную поддержку. Она и являлась основным источником подпитки финансовой базы, жизненно необходимой для расширения экспериментов.

В это же время капитан рейхсвера В. Дорнбергер, осуществляющий по заданию полковника Карла Беккера неофициальные отношения армии и названного Общества, на проведение испытаний передал пять тысяч марок, что в те времена было значительной суммой [151]. По мере совершенствования конструкций ракетных двигателей росла их мощность и соответственно дальность полета ракет. Их испытания стали представлять определенную опасность для населенных пунктов.

Поэтому в районе Рейникендорфа, рабочего пригорода Берлина, Рудольф Небель арендует земельный участок площадью около пяти квадратных километров. На его территории находились постройки бывших складов боеприпасов. Это были массивные бетонные сооружения со стенами толщиной в 30 см, окруженные высокими земляными насыпями. Этот день, 27 сентября 1930 года, энтузиасты-ракетостроители объявили «днем рождения ракетного испытательного полигона», который Рудольф Небель назвал «Ракетенфлюгплатц» – «Ракетный аэродром».

Пока эта группа ракетчиков считала своей первоочередной задачей создание мощного ракетного двигателя, а разработку самой ракеты делом вторичным, Иоганнес Винклер, первый глава Общества космических путешествий, имел иную точку зрения. Он заключил контракт с лабораторией профессора Хуго Юнкерса в Дессау на участие в разработках стартовых ракетных ускорителей на жидком топливе для самолетов-гидропланов. Для ракетного ускорителя Винклер разработал цилиндрическую камеру сгорания с длинным коническим соплом с нанесенной тепловой защитой в виде тонкого слоя магнезитового огнеупорного материала. Установленные на гидросамолете с поршневыми двигателями жидкостные ракетные ускорители позволили резко сократить длину пробега гидросамолета при взлете.

На заработанные средства И. Винклер оборудовал небольшую мастерскую. При финансовой поддержке владельца шляпной фабрики Г. Хюккеля он построил жидкостную ракету HW-1. Её название производное от первых букв фамилий спонсора и конструктора: H?ckel – Winkler: HW-1. В качестве топлива ракеты использован сжиженный метан, окислителя – кислород. Компоненты топлива подавались в камеру сгорания двигателя путем выдавливания их из баков сжатым азотом. Выходное сопло камеры сгорания имело керамическое покрытие. Стартовый вес ракеты составлял около 5 кг, вес топлива – около 1,7 кг. Длина ракеты 60 см.

Успешный запуск ракеты состоялся 14 марта 1931 года на учебном плацу в пригороде Дессау. Ракета HW-1 поднялась на высоту 60 метров и преодолела расстояние в 100 метров. Это был исторический полет первой европейской жидкостной ракеты. Запуск ракеты был запечатлен на кинопленку. Нью-йоркская кинокомпания «Paramount News» сняла о нем звуковой фильм, сохранившийся до наших дней.

Это событие Вилли Лей прокомментировал так: «Когда Эдуард Пендри из Американского межпланетного общества посетил в апреле 1931 года «Ракетенфлюгплатц», новый двигатель был почти доведен. Мы даже могли продемонстрировать его в действии. Я должен заметить, что такие запуски-демонстрации способствовали не только дальнейшей разработке двигателя, но и увеличению наших доходов. У Небеля возникла мысль установить плату за публичный показ испытаний, что мы изредка и делали.

В результате того, что много времени уходило на эти показы, мы не сумели первыми запустить в воздух ракету с жидкостным ракетным двигателем. Честь запуска первой в Европе ракеты с жидкостным ракетным двигателем принадлежит Винклеру» [35].

Первый в мире пуск жидкостной ракеты зафиксирован 16 марта 1926 года. Эту ракету разработал американский физик, преподаватель Смитсонианского института Роберт Годдард. Ракета, имеющая массу 4,65 килограмма, поднялась на высоту 12,5 метра и за 2,5 секунды удалилась от места старта на 56 метров. Кроме Р. Годдарда, в последующие 20 лет разработкой жидкостных ракет в США практически никто не занимался. Сам Р. Годдард изготавливал ракеты в собственной мастерской, ему помогали несколько рабочих. Работы имели научно-техническое направление и проводились на средства, выделяемые американским университетом Кларка и различными фондами.

После первых успехов Р. Годдарда к финансированию его работ подключилось военное ведомство США, по заданию которого Р. Годдард вел разработку ЖРД для воздушных торпед и ускорителей для винтомоторных самолетов. Полученные к концу 30-х годов результаты были достаточно скромными: тяга лучших вариантов ЖРД не превышала 250 кгс, при этом продолжительность работы двигателя составляла 20…25 секунд, после чего стенки камеры, как правило, прогорали. В период Второй мировой войны Р. Годдард сконцентрировал свою деятельность на создании ЖРД-ускорителей для авиации, но заметных успехов не добился [45].

Глава 6. Экспериментальная станция «Куммерсдорф-Запад»

Период увлечения пороховыми ракетами в качестве двигателей транспортных средств канул в Лету. Теоретические разработки, подтвержденные экспериментами, выполненными Германом Обертом в области проектирования пилотируемых космических ракет и жидкостных ракетных двигателей, создали предпосылки к реальным полетам за пределы Земли.

Обзаведясь в 1930 году собственным полигоном «Ракетенфлюгплатц», немецкие энтузиасты-ракетчики сосредоточили свое внимание и материальные ресурсы на разработке ракетных двигателей с большой мощностью. Чтобы не употреблять слово «ракета», под которым тогда повсеместно понималась пороховая ракета, следующую жидкостную ракету назвали «Репульсор». Название позаимствовали у немецкого писателя-фантаста Курда Лассвица, который в своём романе «На двух планетах» описал марсианский аппарат «Репульсит», который создавал вокруг марсианского корабля защитное поле, отталкивающее пули и снаряды.

В начале мая 1931 года так называемый «двухстержневой репульсор» был готов. Запущенный 14 мая, он достиг высоты 60 м. Таким образом, два месяца спустя после полета ракеты И. Винклера в Европе состоялся второй успешный полет ракеты на жидком топливе.

По поводу оценки личного вклада каждого конструктора во вновь создаваемое изделие активный участник тех событий Вилли Лей в своей монографии напишет: «Я не могу сказать, кто изобрел это «яйцо», да и вообще почти невозможно было точно установить, кто и что изобрел в нашем «Ракетенфлюгплатц». Известно только, что «Кегельдюзе» была изобретением Оберта, а первую ракету «Мирак» создал Небель. Но после этого почти любые новые устройства или разработки были итогом неофициальных обсуждений и совещаний. Мы никогда не придавали никакого значения тому, кто и что придумал, зная, как много нужно сделать, прежде чем наши эксперименты дадут ощутимые результаты. Наши успехи были коллективными» [35].

Естественно, возникает вопрос, связанный с интенсивным темпом работ и напряженным трудом в области техники, в которой до них никто в истории человечества ничего подобного не делал: что они в результате своего труда собирались иметь? А стимулом были не горы золота и сытая жизнь, а в перспективе, с риском для жизни, полеты в космические просторы.

В своей монографии Вилли Лей дает развернутую картину запусков, разрабатываемых и изготавливаемых ими с немыслимой скоростью различных модификаций жидкостных ракет. Он пишет: «10 мая 1931 года, во время испытаний, проводившихся Клаусом Риделем на «Ракетенфлюгплатц» с двигателем для замера тяги, произошел интересный полет, вместе с ракетой все стартовое устройство медленно поднялось на 18 м, а затем упало, повредив топливный трубопровод.

К 14 мая ракета была починена, несколько облегчена и готова для первого экспериментального пуска. В назначенный час «летающий испытательный стенд» взлетел с диким ревом. Он ударился о крышу соседнего здания, около 2 секунд летел косо вверх под углом в 70°, после чего начал делать мертвую петлю, поднялся еще немного, пролил всю воду из охлаждающей рубашки и, спикировав, упал на землю с работающим двигателем. Это было началом и концом «Репульсора № 1».

Работа над «Репульсором № 2» началась в ту же ночь. Они применили те же самые баки, но несколько модернизировали двигатель. Эта модель была готова к запуску 23 мая 1931 года. Следующая модель репульсора была построена всего за несколько дней и отличалась от предыдущих лучшими характеристиками. Третья модель была испытана в начале июня 1931 года. Поднимаясь почти вертикально, она быстро достигла высоты 450 метров. В течение следующего месяца были запущены еще три ракеты той же модели. Все они очень хорошо взлетали.

Следующим этапом был «Репульсор № 4», который оказался еще более удачной моделью. Эту модель они назвали «одноручечным репульсором». Первый «одноручечный репульсор», испытанный в августе 1931 года, достиг высоты около 2 км и благополучно опустился на землю с помощью парашюта [35].

Романтики-энтузиасты Общества космических путешествий и они же владельцы «Ракетенфлюгплатц» от военных ждали только финансовую подпитку, а тратить время на составление, с их точки зрения, рутинных отчетов, проводить скрупулезные измерения режимов работы ракетных двигателей, было просто неразумно. Общая концепция конструкции ракеты для межпланетных перелетов была довольно основательно проработана Германом Обертом, и они не видели в создании пилотируемой ракеты принципиальных проблем.

Военные, располагавшие большими материальными ресурсами, но не имевшие квалифицированных специалистов-ракетчиков, эпизодически подкармливая этих романтиков, думали иначе. Инженер и кадровый военный капитан Вальтер Дорнбергер был просто в отчаянии. Этот даже не крик, а вопль изболевшейся души военного человека, привыкшего к дисциплине и порядку, непроизвольно передан в его мемуарах:

«До 1932 года в Германии в этой области знаний не проводилось никаких основательных научных исследований или экспериментальных работ. Например, до середины 1932 года было просто невозможно получить от «Ракетенфлюгплац» ровно никаких отчетов о ходе испытаний и составе горючего при экспериментах.

Мы устали от беспочвенных проектов космических путешествий. Ценность вычисленной до шестого знака после запятой траектории полета до Венеры интересовала нас не больше, чем проблема перегрева и регенерации воздуха в герметичной кабине марсианского корабля.

Сначала было непросто отвлечь моих юных сотрудников от их мечтаний о космосе и заставить заниматься внешне неэффектными и при этом тяжелыми исследовательскими и экспериментальными работами» [50].

Наблюдая за испытаниями ракетных двигателей и за пусками ракет на полигоне «Ракетенфлюгплатц», В. Дорнбергер пришел к выводу, что хаотичная и бессистемная работа самодеятельных творцов ракетной техники в обозримом будущем положительных результатов не принесет. Профессор К. Беккер, обобщив практический опыт работы энтузиастов-ракетчиков «Ракетенфлюгплатц», оценив материальные затраты на выполненные ими эксперименты, учитывая достигнутый уровень проработки конструкций ракет в Европе, составляет рабочую программу по созданию боевых ракет дальнего действия. Здесь уместно напомнить о политическом устройстве государства, в котором так бурно развили свою деятельность любители космических путешествий.

В результате ноябрьской революции 1918 года Германский император Вильгельм II отрекся от трона, а на обломках Германской империи возникло новое государство – Веймарская республика. Она просуществовала 15 лет, до прихода А. Гитлера к власти в 1933 году, который объявил Германию тысячелетним рейхом, который, правда, развалился всего через 12 лет, в мае 1945 года.

Общеизвестно, что независимо от географического положения государства и его внутреннего политического устройства все революции приводят к разрушению его экономики и социальным потрясениям. И в такой сложный для страны период полковник К. Беккер сумел убедить руководство рейхсвера выделить огромные по тому времени суммы денег для развертывания работ по созданию ракет дальнего действия.

Для проведения экспериментов К. Беккер в возглавляемом им отделе баллистики формирует группу из нескольких сотрудников. Руководство группой возлагает на капитана В. Дорнбергера. В это время капитан занимался разработкой и испытаниями пороховых ракет для пехотных минометов. Работа велась на Куммерсдорфском полигоне, который находился в 27 километрах от Берлина, близ поселка Куммерсдорф-Гут. Пороховые ракеты испытывались на специально сооруженном стенде. Следует отметить, что группа специалистов, занимающихся пороховыми ракетами состояла исключительно из военнослужащих рейхсвера.

Задачей вновь организованной группы являлись комплексные исследования ракетных двигателей на жидком топливе. Поэтому рядом с действующим стендом были построены новые здания. В них были размещены кабинеты, чертежная, отдел измерений, фотолаборатория и небольшая мастерская. Затем был сооружен первый в Германии испытательный стенд для работы с ракетами на жидком топливе, который был полностью оборудован всей известной в то время измерительной техникой.

Вот как описывает устройство этого стенда В. Дорнбергер: «Три бетонных стены 5,5 метра длиной и 3,6 метра вышиной располагались в форме буквы «U», а четвертую стену заменяли раздвижные металлические двери. Так в Рейхсвере Веймарской республики в составе воинского подразделения появилась инженерная группа гражданских сотрудников. Объединенное воинское подразделение групп разработки и испытаний пороховых и жидкостных ракет получило название – Экспериментальная станция «Куммерсдорф-Запад».

Первыми гражданскими работниками этого подразделения с 1 октября 1932 года стали девятнадцатилетний студент Вернер фон Браун и механик Генрих Грюнов. Ровно через месяц в Экспериментальную станцию переходит Вальтер Ридель, который работал в компании Heylandt Company в Бритце, выпускающей криогенное оборудование и сжиженные газы. По заданию отдела баллистики управления вооружений сухопутных сил с декабря 1929 года Вальтер занимался разработкой ракетных двигателей на жидкостном топливе. Там же работал и член Общества космических путешествий Макс Валье, конструктор ракетных автомобилей, ракетных саней, ракетных железнодорожных дрезин и ракетоплана с пороховыми ракетными двигателями, совершившего полет в июне 1928 года.