Текст книги "Ракетный бум ХХ века"

Глава 9. Германский реактивный научно-исследовательский институт

В марте 1936 года в Экспериментальной станции Куммерсдорф-Запад под рукой главного конструктора ракеты «Агрегат № 4» Вальтера Риделя на бумагу легли первые линии её обводов. Из технического задания, которое подписал главнокомандующий сухопутными войсками Германии генерал-полковник Вернер фон Фрич, следовало, что ракета должна лететь на расстояние 300 километров и нести 1000 килограммов взрывчатого вещества. Причем ракета должна быть не уникальным единичным изделием, а быть предметом крупносерийного производства.

В такой же серии должны выпускаться системы жизнеобеспечения ракеты, в состав которых входят транспортные средства доставки ракеты к месту запуска, пусковое устройство с установщиком ракеты в боевое положение, комплект оборудования для заправки ракеты топливом и окислителем, комплекс электронных и радиотехнических средств контроля и управления ракетой в полете.

Кроме этого, необходимо было разработать структуру воинских подразделений, которые должны осуществлять запуск ракеты и наведение ее на цель. Составить нормативно-техническую документацию по предстартовому обслуживанию ракеты. Разработать технологические инструкции для каждого оператора и члена пусковой команды.

Этот титанический объем работ, естественн, был не под силу небольшой группе ракетчиков-энтузиастов при техническом обеспечении капитана вермахта В. Дорнбергера и научно-техническом руководстве 22-летнего доктора наук, у которого за плечами были полтора года обучения в Высшей школе и восьмимесячные курсы пилотов легкомоторных самолетов. Поэтому научно-исследовательские и экспериментальные работы в Экспериментальной станции Куммерсдорф-Запад, проектирование и интенсивное строительство ракетного центра на острове Узедом приобрели государственные масштабы.

Содержание мемуаров, как правило, носит автобиографическое направление. Технические и организационные мероприятия, события, связанные с ними, в мемуарах отражаются как бы походя, вторичным планом. И зачастую только в тех случаях, когда мемуарист имеет к ним какое-либо отношение. Поэтому информация об окружающей среде, о процессах в обществе, великих и малых стройках, подвигах и преступлениях, особенно если над всем этим висит гриф секретности, в мемуарах весьма скудна.

Достаточно объемную и наиболее достоверную информацию можно получить в рассекреченных архивных документах о событиях, происходивших в рассматриваемом интервале времени. Что касается развития ракетостроения, то такими источниками являются сборники архивных документов «Деятельность управления Советской военной администрации в Германии по изучению достижений немецкой науки и техники в Советской зоне оккупации Германии (1945–1949 гг.)» [48], «Из истории создания ракетно-ядерного оружия и Ракетных войск стратегического назначения (1945–1959 гг.)» [54] и другие.

Из этих архивных документов выяснилось, что ракетный полигон «Пенемюнде-Восток» – это не официальное название ракетного центра нацистской Германии. Это всего лишь сочетание слов, пущенных в обиход журналистами и многочисленной армией людей, выкладывающих свои опусы в Интернете. Глубоко засекреченная организация, созданная в Третьем рейхе для разработки и производства ракет дальнего действия, значилась как «Германский реактивный научно-испытательный институт ракетного вооружения».

Из докладной записки министра авиационной промышленности генерал-полковника Алексея Ивановича Шахурина на имя заместителя Председателя Совета Министров СССР Георгия Максимилиановича Маленкова от 8 июня 1945 года о результатах обследования Германского реактивного научно-испытательного института ракетного вооружения в Пенемюнде можно представить масштабность работ, выполненных на севере острова Узедом [48].

Ракетный центр Пенемюнде планировался как единый комплекс, включающий научные исследования, проектирование, сборку, испытание и серийное производство ракетных систем. Руководящим органом центра являлся Германский реактивный научно-испытательный институт ракетного вооружения, который входил в систему управления вооружения рейхсвера. За научно-техническую деятельность института отвечал доктор Вернер фон Браун. В институте должны были работать около 1000 инженеров технического персонала и более 3000 рабочих в экспериментальных мастерских и лабораториях. Большинство работников института, ученые и инженеры должны быть вольнонаемными. В отдельную группу планировалось отбирать солдат, имеющих гражданские профессии, которые отбывали бы военную службу при институте с правом ношения гражданской одежды.

Административно-хозяйственные работы, охрана полигона, инженерные коммуникации, жилой фонд персонала института и все системы обеспечения работоспособности института находились в ведении командира воинской части вермахта В. Дорнбергера. Впоследствии его должность была возведена в ранг коменданта Пенемюнде, формально он числился командиром 191-го моторизованного артиллерийского полка.

Строительство института началось в 1936 году. В 1937 году институт начал работать под названием Heeresversuchsanstalt Peenemunde. Впоследствии, по-видимому, с целью маскировки его переименовывали дважды. В 1942 году его он стал Heimat-Artillerie-Park Karlshagen, в августе 1944 года институт был преобразован в Elektromechanische Werke GmbH, Karlshagen. В настоящее время в средствах массовой информации Германии он называется Военный научно-исследовательский институт Пенемюнде.

На момент открытия институт имел следующие основные подразделения:

– конструкторский – директор Вальтер Ридель;

– производственный – директор Эберхарт Реес;

– испытательный – директор доктор Мартин Шилинг;

– электротехнический – директор доктор Эрнст Штейнгофф;

– приборов наземного управления – директор Гютер;

– общих конструкций – директор Шуберт.

Германский реактивный научно-испытательный институт ракетного вооружения занимал северную часть острова Узедом, начиная от Карлсхагена, располагая территорией площадью около 80 квадратных километров. Было построено более 150 зданий и сооружений общей площадью более 200 тысяч квадратных метров. Рабочие и сотрудники жили в домах и общежитиях в Пенемюнде, Карлсхагене, курортных городках: Цинновиц, Банаине, Келпинзее… Все строения, жилые, лабораторные, производственные, испытательные стенды были размещены на максимально возможном расстоянии между ними. Такая разбросанность строений института объясняется угрозой бомбардировок авиацией противника.

Первые ракеты, созданные членами «Общества космических путешествий» в 1931 году, состояли из корпуса – жестяной трубы, в которой размещали баки с окислителем и горючим. В одном конце трубы закрепляли двигатель, в головной части – парашют. Для стабилизации полета ракеты к трубе крепили длинную рейку. По мере эволюции конструкции ракеты формировался и коллектив конструкторов, состоящий преимущественно из физиков и механиков. И однажды оказалось, что для управления работой ракетного двигателя и траекторией полета ракеты длинной рейки недостаточно. Потребовались сложнейшие системы управления, контроля, автоматического регулирования как для самой ракеты, так и для ее эксплуатации.

Нельзя объять необъятное. И уже начиная с работ на Экспериментальной станции «Куммерсдорф-Запад» произошло разделение задач. Разработчики сосредоточили свои усилия на создании ракетного двигателя и корпуса ракеты. Проектирование систем, обеспечивающих работу двигателя и ракеты в целом, стали поручать сторонним организациям.

В соответствии с решаемыми задачами комплектовался и коллектив специалистов. Поэтому при организации Германского реактивного научно-испытательного института ракетного вооружения были четко очерчены границы его деятельности. Институт должен был заниматься разработкой ракетного двигателя, конструкции ракеты, ее компоновкой, сборкой и испытаниями экспериментальных образцов.

По техническим заданиям института разработкой служебных систем ракеты, обеспечивающих функционирование ракеты, оборудования для наведения ракеты на цель, контроль параметров траектории полета ракеты и ее корректировка были поручены ведущим научно-исследовательским институтам, а их изготовление – промышленным фирмам. Итогом работы института должна быть подготовка конструкторско-технологической документации для серийного производства ракет на предприятиях Германии.

В соответствии с задачами, поставленными перед институтом на острове Узедом, был сооружен большой комплекс зданий и специальных сооружений. Прежде всего, следует отметить Экспериментальный цех для изготовления опытных образцов ракетных двигателей, оснащенный самым современным металлообрабатывающим оборудованием. Производственные мощности цеха позволяли выпускать до 24 двигателей в месяц.

Жестяницкий цех изготавливал детали для оболочки ракеты. В его составе, кроме технологического оборудования, были семь травильных ванн размером 6 × 2 × 2 метра и гальваническое отделение для нанесения покрытий на деталях. Сборочный цех собирал цилиндрическую часть корпуса ракеты, устанавливал двигатель и монтировал все узлы и блоки служебных систем ракеты, привозимых с материка. В месяц цех мог выпускать до 24 ракет. Головная часть ракет поступала с завода на материке и монтировалась непосредственно на испытательном стенде.

Чтобы все это построить, необходимо было иметь на острове многие тысячи тон строительных материалов – цемент, щебень, песок, металлоконструкции и бесконечное множество иных строительных и специальных изделий и строительного технологического оборудования – экскаваторов, бульдозеров, тракторов, бетономешалок, подъемных кранов и много всего другого. Для того чтобы осуществить переброску такой громадной массы грузов, необходимо было сделать судоходным пролив, разделяющий остров и материк. Поэтому вначале землечерпалки углубили и сделали судоходным фарватер, затем были построены два дока с причалами, оснащенными погрузочно-разгрузочной техникой.

Один док был построен в зоне тепловой электростанции мощностью 30 тысяч киловатт. Даже по современным меркам это довольно большая мощность. Электростанция такого типа работает на низкокалорийном угольном топливе. Его привозили с материка на баржах. Из дока уголь перевозили в хранилище, оттуда его поднимали элеватором в здание электростанции. После сгорания низкокалорийных углей остается много золы, которую надо было куда-то вывозить и маскировать. Мощные фильтры, установленные на трех трубах электростанции, были настолько эффективны, что даже в зимний период не наблюдалось появление дыма. Сотни раз пролетали английские и американские бомбардировщики и разведывательные самолеты над пустынным, безлюдным островом Узедом и ни разу до 18 августа 1943 года не обнаружили на нем какой-либо человеческой деятельности.

На территории института были построены автомобильная и железная дорога, протяженность которой составляла 25 км. Она соединяла экспериментальные производственные здания и испытательные стенды. Использовалась для перевозки сотрудников центра, от жилых районов к месту непосредственной работы.

Чтобы все это разместить и замаскировать, требовалась большая территория, а ее катастрофически не хватало. Потому строительные фирмы рейхсминистра вооружения и боеприпасов Третьего рейха Фрица Тодта, отняв у Балтийского моря часть прибрежной мелководной зоны, соорудили дамбу. Таким образом были получены дополнительные полезные площади.

На этой территории построены два испытательных стенда, и девять хранилищ для готовых ракет. Хранилища представляли собой наземные бетонные постройки с крышей, покрытой сверху щебнем, песком и дерном. Размер одного хранилища: длина – 29 м, ширина – 15 м, толщина крыши – 7 м, высота – 5 м. В сумме во всех хранилищах могло храниться 72 ракеты. Хранилища связаны с испытательными стендами железной дорогой. Перевозка ракет производилась на специальных тележках при помощи мотовозов.

Воинские части вермахта, находящиеся под командой В. Дорнбергера, располагались в центре острова в Карлсхагенском военном лагере и Трассенхайдских казармах, по соседству с ними находились бараки лагеря для военнопленных.

Стенды, сооруженные на острове Узедом, позволяли вести огневые испытания двигателей с тягой от 100 кг до 100 тонн. Следует отметить, что все испытательные стенды были расположены вдоль побережья Балтийского моря. Поэтому продукты сгорания топлива ракетных двигателей и осколки, в случае их взрыва, улетали в море.

На стенде № 1 испытывали работу ракетного двигателя полностью собранной ракеты А-4 и всей связанной с двигателем автоматики. В стенде ракета подвешивалась вертикально, и газовая струя работающего двигателя направлялась вниз, на охлаждаемый водой трубчатый экран, отражающий газовую струю в сторону моря. Высота железобетонного сооружения около 45 метров, основание 25 × 30 метров. На стенде ракета подвешивалась на карданном подвесе, и на специальных весах производилось измерение реактивной силы и реактивных моментов, возникающих при повороте графитовых рулей снаряда.

Испытательный стенд № 3 предназначался для огневых испытаний ракетных двигателей с азотной кислотой в качестве окислителя. Ворота стенда своей нижней частью опускались в бассейн с водой и рельсами, которые одним концом входили в здание, а другим уходили в сторону пусковой площадки. Внутри здания имелись мостовой подъемный кран, рычажные весы на 29 000 килограммов и ряд стапелей, с которых производятся осмотр и проверка объекта перед испытанием. Рядом с пусковой площадкой стоял стенд высотой 40 метров с промежуточными площадками для контроля объекта перед пуском.

На стенде № 8 испытывали только ракетные двигатели. Горючее и кислород подводились из отдельных помещений, находящихся в первом этаже стенда. Три дьюаровских сосуда для жидкого кислорода, поступающего к ракетному двигателю, были установлены на весах, контролирующих секундный расход жидкости. Бак с горючим установлен тоже на весах. Реактивная тяга работающего двигателя измерялась весами Толедо. Выпуск газа производился в железобетонную трубу с водяным трубчатым экраном. Во время огневых испытаний внешние стены стенда вместе с крышей сдвигались по рельсам в сторону. Пульт управления испытательным стендом находился в отдельном помещении.

Испытательным стендом № 10 называлась открытая площадка, на которой проводились учебные запуски ракет А-4. Испытательный стенд № 11 сооружен в западной части острова Узедом на расстоянии около одного километра от Карлсхагена. Стенд расположен в центре кольцеобразной земляной насыпи диаметром 250 метров и высотой около 10 метров. Стенд предназначался для огневых испытаний собранной ракеты А-4. Стенд имел для охлаждения отражателя горячих газов водяную цистерну и насосную установку.

Тридцатиметровая вышка была снабжена краном для подъема снаряда со специальной железнодорожной платформы. При испытании снаряд закреплялся в вертикальном положении на карданном подвесе. Наблюдение за ним производилось из блиндажа, расположенного в земляной насыпи.

Помимо основной территории на севере острова Узедом, институт имел еще пусковую площадку на острове Грайфсвальдер Ойе, станцию радиоуправления вблизи города Любмин, наблюдательные пункты вблизи города Леба, конструкторское бюро и мастерскую в городе Келпинзее, мастерские и склады в городе Пудагла.

Вся трасса возможных пусков в направлении северо-северо-восток была оборудована средствами управления и наблюдения за траекторией полета ракеты.

Вблизи города Любмин располагалась станция, откуда велось управление по радио снарядами V-2, запускаемыми со стартовой площадки в Пенемюнде. Станция состояла из четырех пунктов наблюдения. Два из них были оснащены радиолокационными установками с антеннами параболоидной формы. Для укрытия радиолокационных установок построен ангар из армированного железа высотой около 12 метров. На других пунктах сооружены две вышки типа тригонометрических пунктов первого класса высотой около 40 метров. Одна из вышек предназначалась для наблюдения за пуском снарядов V-2 из Пенемюнде, для этого на ней была установлена специальная оптическая система.

Для заправки ракет окислителем был построен завод жидкого кислорода. Он был оснащен четырьмя компрессорами фирмы «Хейланд». Общая производительность завода составляла 20 000–30 000 килограммов кислорода в сутки. Для гарантированного обеспечения кислородом завод имел свою резервную дизельную электростанцию мощностью 1000 кВт. Было сооружено хранилище горючего, на котором имелось 10 цистерн, каждая емкостью по 50 000 литров. В них содержался этиловый спирт (94 %) для приготовления ракетного горючего, бензин, дизельное топливо.

На выполнение этих работ только в период с 1937 по 1940 год в ракетный центр было вложено более 550 миллионов марок. По мерке тех лет это были колоссальные средства. В пересчете на американские доллары: 220 миллионов по курсу 1937 года, или более трех миллиардов долларов по курсу 2012 года [99].

Однако производственные здания, гигантские железобетонные испытательные стенды, научное оборудование, станки – все это металл. Мертвый металл! Необходимы были те, кто вдохнет во все это жизнь. Ими была команда Экспериментальной станции Куммерсдорф-Запад во главе с капитаном В. Дорнбергером в составе 90 человек, передислоцированная из окрестностей Берлина на остров Узедом.

Ракеты, созданные и испытанные этой командой на материке, всего лишь подтверждали принципиальную возможность создания дальнобойной ракеты. Поэтому сразу же, на начальном этапе проектирования нового изделия, выявилось множество проблем, на которые не было даже вариантов их решения.

По предварительным расчетам стартовый вес новой ракеты должен быть порядка 12 тонн, двигатель иметь тягу примерно 25 тонн, максимальная скорость 1,6 километра в секунду. При таких, можно сказать, экстремальных параметрах ракете требовалась высокоточная система управления, которая могла бы успешно функционировать с момента старта до её приземления в заданной точке. По сравнению с ракетой А-2 это должен быть качественно другой уровень конструкции.

Но, увы, в коллективе творцов «Агрегата № 4» не доставало того, кто бы заразил всех идеей полетов в космос, того, о ком через многие годы Вернер фон Браун скажет: «Герман Оберт был первым, кто, подумав о возможности создания космических кораблей, взял в руки логарифмическую линейку и представил математически обоснованные идеи и конструкции» [34].

Где же был в это время и почему оказался не у дел Г. Оберт? После окончания Первой мировой войны Германская империя и Австро-Венгерская империя распались. Город Германштадт, в котором родился Герман, оказался на территории Румынии. Таким образом, он и его семья стали её гражданами. Лишившись германского гражданства, Оберт стал нежелательной персоной, иностранцем, которого не следует привлекать к работе, когда речь идет о боевом использовании ракет. Не найдя себе работу, в 1930 году Оберт был вынужден уехать из Берлина.

Как часто бывает в реальной жизни, казалось бы, очень близкий человек, который имел родственников и знакомых в элите германского общества, ничего не сделал для того, чтобы вернуть Г. Оберту германское гражданство. Хотя много позже Вернер фон Браун не уставал подчеркивать, что он и его коллеги-практики в Германии и в США, – всего лишь «жестянщики», а все основные конструктивные идеи ракетостроения этих стран принадлежат именно Оберту [101].

Но, как пишет академик Б.В. Раушенбах: «Оберт был уже не очень нужен. Ведь его книга «Пути осуществления космических полетов» лежала у всех на рабочем столе; эксперименты с «Кегельдюзе» давали исходный материал для собственных и нередко успешных опытов. Если Оберт не может приехать в Берлин, обойдемся и без него. Примерно так рассуждали берлинцы… Оберт свое дело сделал – превратил мечту о космосе в техническую реальность, и теперь эта приведенная в движение громада начала медленно, но, все ускоряясь, двигаться сама» [114].

Удачные запуски двух ракет А-2 в декабре 1934 года ответили на главный вопрос – смогут ли летать тяжелые ракеты. Испытания реальных ракет подтвердили правильность методик расчетов, качество компоновки как отдельных узлов, так и ракеты в целом. Одновременно прошли испытания новые конструкционные материалы и технологии, специально разработанные в научных лабораториях Германии для Экспериментальной станции Куммерсдорф-Запад.

Но результаты испытаний А-2 выявили и ряд серьезных недостатков. Оказалось, что система навигации не обеспечивает полёт ракеты согласно траектории, указанной в полётном задании. В новой ракете необходимо было исключить возможность возникновения произвольных знакопеременных движений по трем осям: крена – поворота ракеты вокруг ее продольной оси, тангажа – углового движения ракеты относительно горизонтальной оси и рыскания – углового движения ракеты относительно вертикальной оси. Эти возмущения появляются вследствие воздействия на ракету ветров, смещения ее центра тяжести из-за расхода топлива и окислителя, изменения физических свойств атмосферы и других факторов.

Поэтому, прежде чем заниматься дальнейшим проектированием боевой ракеты А-4, необходимо было создать более совершенные механизмы. Для их проверок требовались еще новые ракеты. Так, получил продолжение проект «Агрегат № 3». Срочно требовались новые конструктивные решения, новые идеи. Для стабилизации полёта предлагалось кроме хвостовых стабилизаторов снабдить ракету еще и крыльями – то есть фактически шла речь о создании крылатой ракеты. Такой вариант мог предложить только летчик, а в конструкторском коллективе летчик был один – Вернер фон Браун. Однако исследования показали, что на начальном участке траектории, когда скорость еще низка, маленькие крылья неэффективны, а на больших высотах в разряженной атмосфере их использование вообще теряет смысл.

На эти работы были затрачены не только колоссальные материальные ресурсы, которые в принципе можно возобновить, но и безвозвратно потерянное время. Невнимательно читали учебник Г. Оберта конструкторы Агрегата № 2. В четвертой главе, которая называется «Газовые стабилизаторы», своей монографии «Пути осуществления космических полётов» Герман пишет, что наружные стабилизаторы могут действовать только в атмосфере. В безвоздушном пространстве могут быть использованы лишь стабилизаторы, находящиеся в струе ракетного двигателя. На вопрос о том, не сгорят ли подобные рули, можно ответить следующее. Рулевые поверхности следует делать из жароупорных материалов; рули помещать не в центре струи, а на ее границах [114].

Идея Вернера фон Брауна поставить крылья на ракету А-3, как и идея Вальтера Дорнбергера сделать вращающейся головную секцию ракеты А-1, оказались ошибочны и от нее отказались на этапе проектирования. Но слишком много было нетрадиционного, слишком много нового для мировой практики ракетостроения предстояло осмыслить и создать конструкторам «Агрегатов». После успешных полетов А-2 вермахт не скупился на финансирование этих работ.

Так в Исследовательском институте профессора Юнкерса в городе Аахене, директором которого был доктор Отто Мадер, в июле 1936 года доктор Херманн выполнил в аэродинамической трубе исследования первой модели А-3. В отчете он изложил проблемы поиска оптимальной геометрической формы стабилизаторов для ракеты стреловидной формы на сверхзвуковой скорости.

Заказы для ракетного центра выполняли крупнейшие промышленные фирмы Германии – «ИГ Фарбениндустри», «Рейнметалл-Борзиг», «Сименс», «АЭГ», «Телефункен» и другие. Привлекались лучшие научные силы из научно-исследовательских учреждений Германии. В интересах Пенемюнде проводили исследования несколько институтов: «Общества Кайзера Вильгельма», «Институт Германа Геринга» и другие научные центры [86].

Но еще оставалось самое главное, ряд нерешенных проблем с конструкцией ракеты А-3. И тогда «в апреле 1937 года Оберт был приглашен в Берлин. Его встретила целая группа ответственных деятелей начинавшего работать в Пенемюнде ракетного центра. Среди его собеседников был получивший звание майора В. Дорнбергер, поставленный армией для руководства ракетного центра Пенемюнде, технический руководитель центра фон Браун, представители авиационной науки и ряд известных ученых. Оберту показалось, что его опять хотят привлечь к работам по ракетам. Ему действительно пообещали что-то в этом роде, но никаких непосредственных действий не было предпринято [114]».

При таком количестве встречающих и их интеллектуальном уровне нетрудно догадаться, что фактически это была даже не завуалированная консультация, а неформальная научно-практическая конференция, проведенная Германом Обертом вдали от засекреченного полигона. Эдакий своеобразный вечер вопросов и ответов профессиональных ракетчиков с основоположником ракетостроения. По-видимому, вполне удовлетворенным полученной информацией пенемюндцам Г. Оберт опять оказался невостребованным, а его консультации неоплачены.