108 минут, изменившие мир

Новому коллективу предстояло решить массу практических задач. И первая из них – какое топливо для серийной ракеты предпочесть? Пионеры «космического» ракетостроения уже накопили определенный опыт работы с сочетаниями спирт-кислород, бензин-кислород и керосин-кислород. Нефтепродукты калорийнее спирта, однако высокая калорийность подразумевает и более высокую температуру факела – без охлаждения камера сгорания быстро теряла прочность. Соответственно, охлаждение камеры сгорания и сопла становилось целой проблемой. Кроме того, за счет спирта можно уменьшить вес ракеты – спирт требует при горении меньшее количество окислителя: чтобы полностью сжечь 1 кг бензина, необходимо иметь 3,5 кг кислорода, а чтобы сжечь 1 кг спирта, нужно всего лишь около 2 кг кислорода.

Вальтер Ридель отыскал еще один довод в пользу спирта. Ракетный двигатель в процессе работы можно охлаждать путем впрыскивания внутрь камеры сгорания некоторого количества воды. И спирт в отличие от нефтепродуктов можно прямо смешать с охлаждающей водой, отказавшись от дополнительных форсунок. Если бы перед Риделем стояла задача сделать двигатель для космической ракеты, то, возможно, он выбрал бы в качестве горючего керосин, надеясь решить проблемы охлаждения камеры сгорания в дальнейшем, однако в той ситуации предпочтение было отдано этиловому спирту.

Деятельность станции «Куммерсдорф» началась с постройки испытательного стенда. В декабре 1932 года на нем был установлен первый двигатель, работающий на смеси спирт-кислород. Однако попытка запустить его окончилась неудачей – двигатель взорвался. Последовал полный разочарований год: ракетные двигатели прогорали в критических точках, пламя факела шло в обратном направлении и воспламеняло топливные форсунки. Но между неудачами случались и успешные запуски, которые показывали, что двигатель можно заставить работать. В 1933 году наступило время проектирования полноразмерной ракеты. Условно она была названа «Aggregat-1» или «А-1».

Сразу встал вопрос об управляемости ракеты. Как опытный артиллерист Вальтер Дорнбергер полагал, что ракета должна стабилизироваться вращением, подобно гироскопу. Поэтому он предложил создать ракету с вращающейся боевой частью и невращающимися баками.

Пока шло проектирование «А-1», двигатель удалось доработать, значительно подняв тягу. Конструкторы решили, что можно сразу делать большую ракету, отказавшись от промежуточного варианта, и запустили в работу следующий проект – «А-2». При этом поменялись не только размеры ракеты, но и ее компоновка – стабилизирующая вращающаяся часть помещалась теперь не в голове ракеты, а в пространстве между баками горючего и окислителя.

К декабрю 1934 года были изготовлены две ракеты типа «А-2», названные в шутку «Макс» и «Мориц», по именам парочки комиков, весьма популярных в Германии. Обе они были перевезены на остров Боркум в Северном море и запущены незадолго до рождественских праздников. Ракеты поднялись на высоту 2000 м, причем тяга обеспечивалась не новым, а старым двигателем.

Удачные запуски вдохновили конструкторов, однако выявили очередную группу проблем. Стало ясно, что с помощью гироскопов необходимо не только корректировать отклонение ракеты от оси полета, но и пресекать малейшие колебания по всем трем осям: по курсу, крену и тангажу^[42].

Рассмотрели несколько вариантов стабилизации ракеты. К примеру, предлагалось установить крылья – то есть фактически шла речь о создании крылатой ракеты или ракетоплана. Однако исследования показывали, что на начальном участке траектории, когда скорость еще низка, крылья неэффективны, а на больших высотах их использование вообще теряет смысл.

Расположение газовых рулей в хвостовой части ракеты: 1 – сопло двигателя; 2 – газовый руль; 3 – ось поворота руля

Решение проблемы нашли в применении газовых рулей. К тому времени было уже известно, что если воздушный поток крайне изменчив, то струя истекающих из ракеты газов постоянна по своим характеристикам. Это навело на мысль, что поверхности управления можно установить прямо в «выхлопе». Первым такой вариант описал еще Константин Циолковский, за ним идею высказал Герман Оберт. Последний особенно подчеркивал, что газовые рули должны управлять ракетой путем сжатия истекающей струи своими плоскими поверхностями.

В итоге конструкторской работы появилась ракета «А-3». Ее носовая часть была заполнена батареями. Под ними размещался приборный отсек с барографом и термографом; там же установили миниатюрную кинокамеру, снимавшую в полете их показания. Имелось аварийное устройство отсечки топлива, действовавшее с помощью сигнала по радио. Ниже отсека с приборами был расположен бак с кислородом, затем шел отсек с парашютом, потом бак с этиловым спиртом и, наконец, ракетный двигатель. В составе оборудования «А-3» имелась гиростабили-зированная платформа с акселерометрами для корректирования ракеты в полете по тангажу и по курсу, но главное – электрические сервомоторы и молибденовые газовые рули.

---

42 Курс, крен, тангаж – угловые координаты движущегося тела, характеризующие его отклонение от трех осей координат. Проще говоря, курс – носом вправо или влево, крен – на левый или правый борт, тангаж – носом вверх или вниз.