Глава 15. Управляемые зенитные ракеты
Глава 15. Управляемые зенитные ракеты
Из довольно большого количества конструкций управляемых ракет, разработанных в годы войны в Германии, число проектов зенитных средств находится на первом месте. Налеты союзной авиации, разносившие буквально «по кирпичику» объекты военной промышленности рейха, настоятельно требовали усиления боевых порядков ПВО. Первым нормативным актом, требовавшим развернуть работы в области создания ЗУР, стал так называемый меморандум генерал-инспектора ПВО фон Акстхельма (von Axthelm), одобренный Герингом еще 1 сентября 1942 года (то есть задолго до начала массированных воздушных атак на Германию). Подробный труд, базировавшийся на анализе технологического уровня тогдашней немецкой промышленности, связал основные направления повышения мощи противовоздушной обороны с достижением следующих рубежей:
— скорейшим принятием на вооружение дешевых образцов неуправляемых зенитных ракет с ТРД для ведения заградительного огня (в целях усиления системы противовоздушной обороны на основных курсах движения соединений вражеских бомбардировщиков;
— разработкой и принятием на вооружение крупных управляемых ракет с ТРД или ЖРД; для наведения ракет в пределах прямой видимости использовать модифицированные радиокомандные системы, имевшиеся в то время в распоряжении вооруженных сил;
— разработкой и постройкой зенитных ракет, оснащенных головками самонаведения и дистанционными взрывателями.
В начале октября 1942 года документ был разослан в различные организации, ответственные за исполнение перечисленных выше задач. Несколько предприятий начали расчетную стадию проектирования ЗУР еще до обнародования меморандума фон Акстхельма. Небольшие конструкторские бюро были образованы по инициативе производственных организаций и работали без дотаций со стороны государства. По этой причине этап предварительных проектных проработок мог быть пройден значительно быстрее, чем предполагалось в руководстве ВВС[17], — к сожалению, столь неожиданно быстрое начало стало первым и последним успехом программы.
Немецкие предприятия прилагали максимум усилий для выдерживания сроков выполнения многочисленных военных заказов и не могли выделить необходимые кадры научных специалистов и квалифицированных инженеров во вновь образованные исследовательские отделы. Такая же ситуация сложилась с материальным обеспечением, направляемым в первую очередь на решение более насущных (и сулящих более надежные перспективы) задач.
Когда летом 1944 года проектные программы начали приобретать конкретные очертания, а ракетный полигон в Пеенемюнде оказался заваленным заявками на проведение испытаний различных опытных систем, оказалось, что успех первой фазы разработок пропал даром — ограниченность кадровых и материальных ресурсов, брошенных на создание указанных проектов, не позволила добиться создания типов ракет, пригодных для серийного производства.
Единственно верным решением, принятым министром вооружений Шпеером в начале 1943 года, когда ряд проектов достиг высокой степени проработки, было сокращение числа рассматриваемых типов ракет до нескольких наиболее перспективных. На реализации этих проектов сосредоточили все имевшиеся силы и производственные мощности.
Для выполнения этих намерений в конце 1944 года Шпеер создал многократно уже упоминавшуюся комиссию под руководством генерала Дорнбергера. В течение двух неполных месяцев комиссия выполнила задачу, выбрав для окончательной реализации всего несколько наиболее реально задуманных и детально проработанных проектов.
И все же заключения, вынесенные Дорнбергером и его людьми по этим проектам, было невозможно исполнить из-за нехватки времени: ни одна зенитная управляемая ракета, созданная в годы войны в Германии, не использовалась и не могла быть использована в боевых условиях.
Одним из проектов, вызвавших заинтересованность комиссии Дорнбергера, являлась ЗУР «Wasserfall» («Водопад»), По решению комиссии эта конструкция должна была разрабатываться столь высокими темпами, чтобы ее боевое применение могло осуществиться уже в конце 1945 года.
Создание ракеты проходило в Пеенемюнде, с активным участием фон Брауна. Основные расчеты были завершены еще в 1941 году — 2 ноября 1942-го их одними из первых представили на рассмотрение Министерства авиации. В самом конце того же года был спешно подписан контракт, в начале следующего в Пеенемюнде разработали предварительный конструкторский проект.
Концепция ракеты имеет много сходных черт с другим объектом разработок HVP — баллистической ракетой А-4, точнее, с ее поздним вариантом А-4b. На корпусе ракеты (длина 7,8–7,93 метров, диаметр 880 мм — приблизительно в два раза уменьшенные габариты А-4) размещались четыре трапециевидных крыла и четыре стабилизатора с рулями высоты, установленные в хвостовой части. Аэродинамические рули высоты, как и графитовые газовые рули, снабжались приводом от электрических сервомоторов.
Ракетный двигатель конструктивно отличался от используемого в проекте А-4. В нем применено самовоспламеняющееся двухкомпонентное жидкое топливо (1500 кг азотной кислоты в качестве окислителя и 350–450 кг винилизобутила в качестве горючего). Для подачи топлива в камеру сгорания применялся сжатый азот (65 кг), размещенный в баллоне высокого давления (до 20 МПа). Горючее подавалось непосредственно в камеру сгорания, окислитель — через регенеративную систему охлаждения, после чего впрыскивался через клапаны, установленные в головке камеры. Через 45 секунд после включения ракетный двигатель развивал тягу 76,3 кН. Схема размещения основных узлов и агрегатов «Вассерфалль» была идентична А-4: в головной части — боеголовка со 150-килограммовым зарядом ВВ, под ней — баллон со сжатым азотом и топливный бак, а также бак с окислителем, который опирался на главную несущую конструкцию крыльев. Под баками размещалась аппаратура управления, а в хвостовой части — укрепленный на стальной раме ракетный двигатель. Общая масса снаряженной ракеты достигала 3530 кг.
Согласно первоначальному проекту, ракета должна была наводиться на цель лучом радиолокатора, однако необходимое для этого оборудование находилось в первоначальной стадии разработки Поэтому пришлось прибегнуть к радиокомандной системе с оптическим (визуальным) слежением за траекторией. В головной части был размещен радиовзрыватель (приводился в действие по команде наземного оператора), а также дополнительный дистанционный взрыватель. Ракета «Вассерфалль» была подготовлена к испытаниям в сентябре 1944 года, почти на четыре месяца позднее, чем это предусматривалось планом. В различных источниках ход испытаний описывается по-разному. В частности, утверждается, что при первом успешном пуске с острова Грейфсвальдер-Ойе (28 сентября 1944 года) ракета на дозвуковой скорости достигла высоты 7 км. По другим данным, успех был достигнут лишь при испытаниях третьего опытного образца (8 марта 1945 года). Ракета должна была развивать скорость 760 м/с и достигать высоты 18–20 км (согласно различным источникам). В действительности, по утверждению генерала Дорнбергера, предполагаемая скорость ракеты должна была ненамного превысить 600 м/с. Это подтверждается и более поздними по времени техническими требованиями RLM на потолок до 10 км при максимальной дальности стрельбы до 32 км.
Испытания, на которых ракета стартовала вертикально вверх со стационарного стартового стола, продолжались весь остаток года. Всего было выпущено 25 ракет, из которых только 15 показали удовлетворительные характеристики. В других источниках утверждается, что было проведено 50 пусков, из которых успешно завершились лишь 25 %. Наконец, можно встретить свидетельства о спорадическом применении ракет «Вассерфалль» в начале 1945 года против соединений американских бомбардировщиков, однако эти сведения никак не подтверждаются и представляются маловероятными. Таким образом, и эту прогрессивную конструкцию постигла участь других образцов немецкого «секретного» оружия — в незавершенном виде она стала ценным трофеем держав-победительниц.
В отличие от ракеты «Вассерфалль», дальнейшую проработку которой было решено продолжать до возможного принятия на вооружение в конце 1945 года, другая конструкция, одобренная комиссией Дорнбергера — зенитная ракета «Schmetterling» («Бабочка»), была признана пригодной для скорейшего запуска в серийное производство. В этом случае речь идет о проекте, разрабатывавшемся в фирме «Henschel» с 1941 года (еще до издания меморандума фон Акстхельма). Под руководством доктора Хенрици (Henrici) была спроектирована ракета с максимальной досягаемостью по высоте 15 км (эффективная высота применения —10,5 км), несущая боеголовку с 23 кг взрывчатого вещества. Ее предполагалось оснастить головкой самонаведения, реагирующей на инфракрасное излучение цели и дистанционным взрывателем — его создание было поручено КБ доктора Кучеры (Kutschern) из фирмы «Elektroakustik A. G.» В действительности эту суперсовременную систему также пришлось заменить уже проверенным (хотя и не очень эффективным) визуальным наведением с использованием радиоприемника команд управления.
Исходя из основного направления деятельности фирмы «Хеншель» (разработка летательных аппаратов), а также достигнутых этой компанией успехов в области создания управляемых планирующих бомб Hs 293, в проекте Hs 117 «Шметтерлинг» была применена уже апробированная конструкция среднеплана с прямыми крыльями и расположенными на киле рулями высоты. Для осуществления управления служили спойлеры улучшенного образца, размещенные на плоскостях и рулях.
Корпус ракеты состоял из трех секций. Как и в проекте Hs 293, была применена схема типа монокок (передняя и задняя оконечности), а также литая конструкция переборок корпуса и нервюр в крыльях, имевших прессованную дюралевую обшивку.
В центральной части корпуса размещались баллон со сжатым воздухом (20,5 МПа) и бак с окислителем (55–60 кг азотной кислоты), ниже которого устанавливалась несущая конструкция крыльев, а ближе к хвостовой части — топливный бак (14 кг Tonka 250 или 11,5 кг бензина) с системой контроля подачи топлива для поддержания постоянной скорости полета. В хвостовой части корпуса на специальной раме устанавливалась камера сгорания, оснащенная регенеративной системой охлаждения и соплом.
В качестве силовой установки можно было использовать два типа ЖРД. В качестве типового варианта применялся двигатель BMW 109–558 (самовоспламеняющаяся комбинация азотной кислоты и Tonka 250). Максимальная тяга (3,63 — 3,73 кН) удерживалась в течение 20–22 секунд, после чего до полной выработки топлива двигатель развивал мощность 590 Н. Подача горючего контролировалась особым прибором так, чтобы ракета летела со средней скоростью около 210 м/с (756 км/ч).
В ряде случаев использовался двигатель Walter HWK 109–729 (азотная кислота/бензин). Через 10 секунд после включения мотор развивал тягу 3,68 кН, в течение последующих 70 секунд поддерживал мощность 590 Н. Зажигание осуществлялось с помощью стартового самовоспламеняющегося топлива (фуранол), в некоторых случаях — пиротехническим запалом.
Принимая во внимание большую массу ракеты «Шметтерлинг», в ее конструкции применили два вспомогательных стартовых ускорителя Schmidding 109–553, использовавших по 40 кг дигликолевого пороха (общая масса одного ускорителя составляла 85 кг). Через четыре секунды работы последние развивали суммарную тягу 34,4 кН; с их помощью ракета развивала скорость 304,5 м/с. На старте вначале включался нижний ускоритель, размещенный под корпусом, верхний инициировался уже в ходе движения ракеты по направляющей.
Относительно простая конструкция системы позволила сохранить высокий темп работ по ее созданию — в начале 1945 года ракета Hs 117 стала наиболее проработанным образцом ЗУР. По этой причине именно она была запущена в серийное производство. До конца 1945 года предусматривалось развертывание 70 батарей ракет «Шметтерлииг» из общего заказа на 600 батарей, предназначавшихся для защиты западных границ рейха от воздушных налетов. Этот план остался нереализованным, так как предприятия — производители ракет были уничтожены бомбардировками союзной авиации, а перевод мощностей по выпуску этого оружия в подземные штольни в районе Нордхаузена осуществить не удалось. Из 59 проведенных испытательных пусков 25 окончились неудачей.
Сходная концепция была применена при создании управляемой зенитной ракеты «Enzian» (растение горечавка), разработкой которой руководил доктор Вурстер (Wurster). Работы по ее созданию развернулись в 1943 году в Аугсбурге. После нескольких бомбежек исследовательских лабораторий КБ было переведено в Зонтхофен, а затем включено в штат фирмы «Messerschmitt» в Обераммергау. В ходе работ над проектом Вурстер основывался на конструкции ракетного истребителя-перехватчика Me 163, лишенного хвостового оперения. Поэтому объект «Энциан», вначале обозначавшийся индексом FR— Flakrakete (зенитная ракета) по внешнему виду более напоминал самолет, чем управляемый снаряд (эта схема вообще относилась к наиболее широко распространенным в Германии).
Размеры ракеты были несколько меньшими, чем у прототипа (диаметр корпуса 0,9, длина 4,05, размах крыла — 4,08 метров), хотя планировалось создать ЗУР с чрезвычайно мощной боевой частью, способную доставить 500-килограммовый заряд ВВ на высоту около 13,5 км (дальность полета — около 40 км). Ее пуск планировалось осуществлять с наклонной рампы длиной 6,7 метров. В силовую установку входил жидкостный ракетный двигатель. Вначале на ракете устанавливался снабженный турбонасосами Walter HWK 109–739 (первые опытные образцы снабжались HWK 109–502), затем — работающий на двухкомпонентном топливе VfK 613-А01 конструкции Конрада, использовавший пневматическую подачу топлива. Поскольку в снаряженном состоянии ракета весила 1975 кг, в ее конструкции применили четыре стартовых ускорителя Schmidding 109–553 с суммарной тягой 68,8 кН. Ускорители работали в течение 4 секунд, после выработки топлива они автоматически сбрасывались. На цель ракета наводилась наиболее отработанным в то время способом — радиокомандным, с визуальным контролем прохождения траектории наземным оператором В перспективе планировалось использовать наведение по радиолокационному лучу, комбинированное с пассивной системой самонаведения (на инфракрасное излучение цели) на конечном участке траектории. Боевая часть должна была оснащаться несколькими типами неконтактных взрывателей (например, типов «Fox», «Kugelblitz», «Paplitz» или «Kranich»).
С момента начала работы над проектом до его завершения в январе — марте 1945 года, было разработано несколько вариантов. В конечном счете выпущено примерно 60 опытных образцов, главным образом версии «Энциан 1». В ходе полетных испытаний был осуществлен запуск 24 (по другим данным, 38) из них, причем 16 оснащалось комплектом аппаратуры управления. Число успешных пусков достигло 30–35 %.
После окончания войны ряд конструкторских решений, использованных в проекте ракеты, получил весьма высокую оценку экспертов из стран антигитлеровской коалиции (несмотря на то, что НИОКР и испытания проводились не самым тщательным образом). На судьбу ракеты «Энциан» крайне неблагоприятно повлияла позиция Министерства авиации, которое неблагожелательно отнеслось к разработкам Мессершмитта и стремилось перенацелить используемые для этой задачи мощности на другие направления (прежде всего на разработку реактивных истребителей). Несмотря на относительно низкую степень надежности ракеты, разработчикам удалось (это до сих пор представляется почти невероятным) провести первое полетное испытание менее, чем через год после начала проектных работ. Невзирая на высокие темпы проработки оружия, 17 января 1945 года был отдан приказ об остановке дальнейших исследований. В действительности последние продолжалась вплоть до марта, когда была предпринята последняя неудачная попытка пересмотреть январское распоряжение. По этой причине ракета «Энциан» пополнила длинный перечень незавершенных германских проектов «чудо-оружия».
Рис. 91. Управляемые зенитные ракеты: С-2 «Wasserfall»; Hs-117 «Schmetterling»; «Enzian» E-l; «Rheintochter» R 1; «Rheintochter» R-3.
Последней конструкцией, доведенной до финальной стадии разработки, является ракета «Rheintochter» («Дочь Рейна»). Фирма «Рейнметалл-Борзиг», специализировавшаяся преимущественно на ракетах с ТРД, еще в начале войны осуществила ряд экспериментов с многоступенчатыми ракетами, достигнув ряда успешных заделов в этой, тогда еще недостаточно изученной области ракетной теории и практики. Впоследствии многие из полученных результатов были использованы в разработке конкретных объектов. Ракета «Райнтохтер» была одним из них.
Работы, начатые в 1942 году, основывались на весьма прогрессивной концепции, после окончания войны использованные во многих странах мира. Однако в самой Германии она была воспринята с недоверием. Причин тому было несколько:
— ракета, предназначенная для использования в противовоздушной обороне, должна была использовать ТРД;
— проект предусматривал двухступенчатую схему с двигателями в тандеме;
— органы управления размещались в головной части ракеты (схема типа «утка»);
— боевая часть, согласно проекту, образовывала хвостовую часть второй ступени ракеты;
— эффективный потолок составлял всего лишь только 6 километров.
С точки зрения современных технологий, существенный недостаток конструкции заключался только в последнем из перечисленных факторов, что в конечном итоге стало ясно и разработчикам ракеты «Райнтохтер» — работа над ее поздними вариантами велась в направлении увеличения досягаемости по высоте не менее, чем 12 км.
Двигатель первой ступени (а также аналогично сконструированный мотор второй ступени), носил типичный отпечаток конструкторской школы «Рейнметалла». Камера сгорания, изготовленная из 12-мм стального листа, заканчивалась верхним и нижним днищем сферической формы. В нижней части размещалось 7 сопел, центральное сопло имело особую форму в целях снижения теплового воздействия на заряд твердого топлива (250 кг дигликолевого пороха). При максимальном рабочем давлении 15,2 МПа двигатель, работавший в течение всего 1 секунды, развивал тягу около 490 кН. Этим обеспечивался старт ракеты весом 1500 кг (по некоторым данным, до 1745 кг) по наклонной направляющей и достижение максимальной скорости 300 м/с. К обшивке хвостовой части первой ступени крепились четыре деревянных стабилизатора размахом 2,2 метров. После завершения работы стартового двигателя с помощью взрывных болтов отделялась вторая ступень, после чего включался ее маршевый двигатель.
Ракетный мотор второй ступени (тяга 40 кН, время работы 10 секунд) имел шесть сопел, расположенных наклонно. Это решение применялось для того, чтобы обезопасить от воздействия высокотемпературных выхлопных газов размещенную за мотором 150-килограммовую боевую часть. Последняя включала в себя 25-килограммовый заряд ВВ и 3000 шариков с зажигательным составом в кожухе, отлитом из легкого сплава.
На корпусе камеры сгорания (толщина стенок 9,5 мм) были приварены уголки для монтажа шести стабилизаторов размахом 2,65 метров, которые снимались при транспортировки ракеты. На двух из них размещались антенны, еще на двух — трассеры для контроля траектории. Последняя пара оснащалась рулями вспомогательной системы стабилизации положения ракеты в полете.
Над ракетным двигателем (длина 1,13 метров) размещался отсек для приемника радиокоманд и другой электронной аппаратуры. В верхушке ракеты устанавливались электрические сервомоторы, служившие приводами рулей. К оборудованию относился и акустический неконтактный взрыватель типа «Kranich».
Полетные испытания были развернуты в августе 1943 года в районе Либавы (ныне Лиепая, Латвия). До июля 1944 года было осуществлено 34 пуска, результаты которых стали базой для проектирования нового варианта этой ракеты. Испытания продолжались и позднее — всего до 5 января 1945 года было запущено 82 ракеты, из которых только четыре потерпели аварию.
Решением комиссии Дорнбергера, несмотря на достигнутый высокий уровень проработки системы, 6 февраля 1945 года дальнейшие работы над ракетой «Райнтохтер» были остановлены. 20 февраля в Пеенемюнде должны были состояться сравнительные испытания нескольких образцов ЗУР, к которым было подготовлено 20 ракет этого типа; неизвестно, были ли в действительности проведены эти стрельбы. После войны большая часть ракет «Райнтохтер» попала в руки Красной Армии в качестве трофея.
Министерство авиации требовало, чтобы все типы ЗУР могли достигать высоты 10–12 км. Этим стандартам в полной мере должна была соответствовать ракета «Rheintochter 3». Работы над данным проектом начались в мае 1944 года и продолжались относительно быстро, поскольку еще к январю 1944 года было проведено шесть полетных испытаний неуправляемых образцов этого оружия. Тип системы управления так и не был избран — ряд источников утверждает, что оборудование ракеты предполагалось дополнить еще одним каналом инициирования боевой части по команде оператора из центра управления огнем. Поскольку 20 февраля 1945 года пятнадцать экземпляров «Райнтохтер 3» планировалось направить на доработку в Пеенемюнде, проблему управления ракетой каким-либо образом требовалось решить в кратчайшие сроки.
«Райнтохтер 3» была спроектирована в двух версиях. Наиболее детально разработанным был вариант R-3F (или R-IIIF) с ЖРД конструкции доктора Конрада, размещенным во второй ступени. В начале 40-х годов приемлемый срок работы ракетного двигателя наиболее простым способом можно было достичь только путем использования жидкого топлива. Модифицированный мотор Конрада с пневматической подачей топлива в камеру сгорания (снабжалась регенеративной системой охлаждения) использовал комбинацию азотной кислоты (335 кг) и Tonka 250 (88 кг), либо азотной кислоты и смеси Visol. Он обеспечивал бесперебойную работу в течение 53 секунд — через 15 с после включения развивалась тяга 21,4 кН, впоследствии снижавшаяся до 17,65 кН. Поскольку камера сгорания с соплом должна была разместиться в хвостовой части ракеты, боевую часть перенесли несколько дальше к центру корпуса, между баками с жидким топливом. Размещение большинства прочих основных узлов и агрегатов было заимствовано из конструкции «Райнтохтер 1».
Вместо тандемного размещения ступеней была применена параллельная схема — два двигателя первой ступени своими боковыми частями прикреплялись к корпусу второй. Двигатели использовали по 150 кг дигликолевого пороха и через 0,9 секунд развивали суммарную мощность около 654 кН.
Версия R-3P (R-IIIP) снабжалась твердотопливным двигателем второй ступени. Его заряд представлял собой шашку дигликолевого пороха диаметром 500 мм и массой 450 кг, которая обеспечивала работу двигателя в течение 40 секунд. До 6 февраля 1945 года, когда дальнейшая разработка была прекращена, удалось провести только статическое испытание ТРД на стенде.
Ракета «Райнтохтер 3» массой 1565 кг должна была выпускаться с ПУ полузакрытого типа. Стартовая рампа для нее была полностью построена, однако в связи с отменой дальнейших работ по проекту монтаж пусковых установок не состоялся.
В своих мемуарах министр вооружений Шпеер пишет о своей роли в эпопее с созданием ЗРК так: «Нам следовало бросить все силы и средства на производство ракеты класса „земля — воздух“. Ведь если бы мы сосредоточили усилия талантливых специалистов и технического персонала руководимого Вернером фон Брауном научно-исследовательского центра в Пенемюнде на доработке этой, получившей кодовое название „Вассерфаль“ зенитной ракеты, то уже в 1942 году могли бы приступить к ее крупносерийному выпуску.
От самонаводящейся ракеты… не мог уйти практически ни один вражеский бомбардировщик. Запуск ее можно было производить как днем, так и ночью, невзирая на облачность, мороз или туман. И уж если мы могли позднее выпускать девятьсот „Фау-2“, то наверняка бы сумели производить в месяц несколько тысяч требующих гораздо меньше затрат зенитных ракет. Я до сих пор убежден, что с помощью этих ракет и реактивных истребителей уже весной 1944 года можно было надежно оградить наши промышленные объекты от воздушных налетов. Не в последнюю очередь именно по этой причине мы так и не смогли добиться коренного перелома в воздушной войне» (10, с. 488).
Министр, как обычно, несколько преувеличивает, но в одном Шпеер прав: к 1944 году для Германии действительно более важным было наличие большого количества новейшего оборонительного оружия. В самом конце войны возникали уже совершенно безумные проекты усиления ПВО: «…Гиммлер задумал сформировать „отряд летчиков-смертников“ и использовать для борьбы с вражескими бомбардировщиками пилотируемые „Фау-1“» (10, с. 547). Однако все это оказалось нереальным: из-за промедления с началом работ над основными образцами зенитных ракет немцы потеряли последний шанс выиграть воздушную битву над Германией. Первые шансы уже были утрачены: речь идет о проволочках в создании реактивных истребителей и управляемых ракет класса «воздух — воздух».