На смену «Флакам»: немецкие проекты зенитных ракет. Часть I

Уже к концу тридцатых годов прошлого века в умах военных стало назревать малоприятное предположение. Развитие авиации в направлении увеличения скоростей и ударного потенциала требовало особого внимания к противовоздушной обороне. В то же время, имеющиеся зенитные средства, особенно те, которые должны были работать по целям на средней и большой высоте, из-за самой своей сути имели ряд проблем. Это была низкая вероятность поражения цели осколками зенитного снаряда и, как следствие, необходимость огромного количества залпов. К конечном итоге это привело к тому, что множество послевоенных проектов крупнокалиберных зенитных пушек было закрыто за бесперспективностью. Дело в том, что для повышения максимальной высоты, на которой возможно поражение воздушных целей, требуется увеличивать калибр и заряд снаряда. При этом снаряд должен иметь высокую скорость, однако, даже высокосортной снаряд летит на максимальную высоту столько, что приходится брать чрезвычайно большое упреждение. В итоге это требует еще большего расхода снарядов, чем это было, к примеру, в годы Второй Мировой войны.

Куда большую надежность поражения цели могли обеспечить ракеты, которые в конце концов и вытеснили крупнокалиберную зенитную артиллерию. Первые проекты в этой сфере начали появляться еще в конце 30-х и начале 40-х, но почти все они не смогли выйти из стадии испытаний. Если же брать не качественную сторону зенитных ракет, а количественную, то здесь отдельно стоит отметить проекты нацистской Германии, которая до самого своего конца была лидером в области зенитных управляемых ракет.

Wasserfall


Первой немецкой зенитной управляемой ракетой (ЗУР) была Wasserfall («Водопад»). Этот проект является «близким родственником» программы V-2 и вот почему: еще в самом начале 40-х годов главный конструктор проекта «Фау-2» В. фон Браун предложил создать на основе своей баллистической ракеты зенитную. Для этого предлагалось использовать максимально возможное количество имеющихся агрегатов, а размеры и аппаратуру подобрать в соответствии с зенитным предназначением. Протолкнуть новую идею удалось только в 1941 году и вскоре после этого руководство Германии одобрило перспективный проект. Весь оставшийся 41-й и большую часть 42-го года немецкие инженеры потратили на разработку облика абсолютно нового оружия. Дело было непростым – поэтому требования к будущему зенитному ракетному комплексу были утверждены только 2 ноября 1942 года.

На смену «Флакам»: немецкие проекты зенитных ракет. Часть I
Учебный пуск ЗУР Wasserfall последней модификации в испытательном центре Пенемюнде осенью 1944 г.


Интересно, что подготовка требований к будущему ЗРК дала настолько много «побочных эффектов», что на собственно разработку ушло гораздо меньше времени. Первые опытные образцы были готовы уже в середине 43-го. На сокращение сроков создания проекта также повлиял тот факт, что фон Браун предложил не создавать большую часть конструкции новой ракеты с нуля, а взять за основу имеющийся проект «Фау-2». Так, за исключением некоторых деталей, Wasserfall представляет собой в два раза уменьшенную копию ракеты V-2. Общая длина ракеты первого в первом варианте составила 7,92 метра, а максимальный размах стабилизаторов во всех модификациях не превышал трех метров. Помимо размеров «Вассерфаль» внешне отличался от «Фау-2» наличием четырех небольших крыльев в средней части корпуса. В ранних версиях проекта крыло было трапециевидным с прямой передней кромкой. Оно было относительно просто в изготовлении, но продувки в аэродинамических трубах и несколько пробных пусков моделей показали, что прямое крыло мало подходит для такой ракеты. Оно было недостаточно прочным и ухудшало летные характеристики всей ракеты. Поэтому вскоре конструкцию крыльев изменили: их площадь стала в два с лишним раза меньше, а кромки приобрели стреловидность. После этой доработки корпус ракет каких-либо изменений почти не претерпевал, за исключением некоторых изменений общих габаритов в различных модификациях.

Куда сильнее коллегам фон Брауна пришлось помучаться с двигателем ракеты. Всем известны проблемы двигателей «Фау-2» и время, понадобившееся на их решение. Так, пожалуй, главной загвоздкой в создании двигателя для Wasserfall было взаимодействие топлива и баков для него. Дело в том, что при тогдашнем развитии немецкой ракетной техники достаточную тягу при подходящем расходе могли давать только топливные пары с самовоспламенением. Правда, можно было использовать твердотопливный двигатель. Но и у него был недостаток – немецкие инженеры и военные хотели видеть силовую установку с возможностью регулирования тяги. Оставался только ЖРД с самовоспламеняющимся топливом. Примечательно, что требование по регулированию тяги перевесило токсичность и агрессивность топлива. В качестве топливной пары было выбрано сочетание «визоль-сальбай». «Визоль» представлял собой винилизобутиловый спирт (бак на 450 кг), «сальбай» – 98% соляную кислоту. Последней в баках ракеты помещалось полторы тонны. Эти компоненты топлива обеспечивали приемлемые показатели тяги и расхода, однако были очень агрессивными: заправленная ракета могла стоять на дежурстве только несколько дней. После этого необходимо было сливать топливо и отправлять ЗУР на переработку. Отдельно стоит отметить систему питания двигателя топливом и окислителем. Технические требования к ракете «Вассерфаль» просто не позволяли вписать в конструкцию топливные насосы, поэтому фон Брауну с коллегами пришлось искать другое решение. Оно оказалось весьма изящным: между баками для окислителя и топлива находился баллон со сжатым азотом, находившимся под давлением порядка 200 атмосфер. При подготовке к пуску оператор комплекса должен был подать команду на подачу азота: после нажатия соответствующей кнопки специальный пиропатрон пробивал мембраны баллона и газ поступал в баки, вытесняя из них компоненты топлива. Однако разрушение мембран приводило к тому, что отменить запуск ракеты было невозможно.

Боевая часть ракет проекта Wasserfall имела в своем составе от 90 до 100 килограмм аммотола в зависимости от конкретной модификации. Взрывчатое вещество предназначалось для создания ударной волны, а также для разбрасывания готовых осколков – металлических шариков. Подрыв боевой части планировалось осуществлять двумя способами: по команде с земли или при помощи дистанционного взрывателя. В ходе проектных работ разрабатывались две версии последнего: радиолокационная и инфракрасная. Тем не менее, в ходе испытаний использовался только командный вариант взрывателя.

Наконец, о системе наведения. Первоначально планировалось, что будет создана полуактивная радиолокационная система. Отдельный радиолокатор должен был подсвечивать цель и аппаратура ракеты, принимая отраженный от нее сигнал, формировала необходимые команды для рулевых машиной. Автоматика должна была самостоятельно удерживать продольную ось ракеты на области цели. Правда, даже к весне 45-го года такая революционно новая для того времени система так и не была доделана. Конструкторам фон Брауна пришлось делать собственную аппаратуру наведения. В систему ввели сразу два радиолокатора: один для подсвета цели, другой – для отслеживания ракеты. Данные с обеих РЛС выводились на один экран и оператор мог одновременно видеть две отметки: от цели и от ракеты. При помощи некоего подобия джойстика оператор старался совместить отметки. Автоматика наземной части комплекса самостоятельно вырабатывала необходимые команды и в зашифрованном виде отправляла на ракету. Аппаратура «Вассерфаля», в свою очередь, расшифровывала их и передавала на рули ракеты. Рули и рулевые машинки находились в хвостовой части ракеты, рядом с двигательным отсеком. Примечательно, что рулевые машинки приводились в действие при помощи сжатого воздуха – ровно по той же причине, по которой на ракете отсутствовали топливные насосы.

Первый испытательный запуск ракеты Wasserfall был произведен в самом начале 1944 года. Впоследствии было произведено не менее 40 пусков, из которых, согласно протоколам испытаний, только 14 были признаны успешными. Проблемы на испытаниях не были чем-то удивительным. Все проявившиеся неполадки топливной системы и двигателя, все проблемы с системой наведения и т.д. уже неоднократно проявлялись на другой ракетной технике Третьего рейха. Тем не менее, все эти неприятности не мешали продолжению работ над первым немецким ЗРК. До окончания проектных и испытательных работ было сделано три модификации ракеты под названиями W-1, W-5 и W-10. Друг от друга они отличались габаритами, компоновкой и составом оборудования. Основные моменты конструкции при этом были одинаковыми. К весне 45-го все системы были испытаны и у комплекса «Вассерфаль» почти не осталось каких-либо недостатков кроме тех, которые были принципиально неустранимы, как то невозможность отменить запуск после определенного этапа подготовки, агрессивные компоненты ракетного топлива и т.д. По состоянию на середину 1944 года немецкое командование все еще надеялось начать серийное производство. Руководство гитлеровской Германии намеревалось развернуть порядка двухсот батарей, вооруженных Wasserfall. Затем количество необходимых батарей увеличили до 300. Однако, несмотря на все планы, войска антигитлеровской коалиции взяли инициативу в свои руки и даже до
начала серийного производство «Вассерфалей» дело не дошло, хотя, как утверждается в некоторых трофейных документах, проект был готов к этому.

На смену «Флакам»: немецкие проекты зенитных ракет. Часть I


После победы над нацистской Германией вся документация по Wasserfall попала в руки союзников. Изучив чертежи и технологические бумаги, советские конструкторы построили экспериментальную ракету Р-101. Американцы, в свою очередь, из немецкой W-10 сделали A-1 Hermes. Анализ немецкого проекта и собственные испытания Р-101 и A-1 показали, что комплекс фон Брауна, хотя и являлся революционно новым, не мог быть признан перспективным. К концу сороковых и американский, и советский проект были закрыты. Часть наработок была позже использована в других проектах.

Технические характеристики:
Длина – от 6,13 м (W-10) до 7,92 м (W-1).
Размах стабилизаторов – от 1,6 м (W-10) до 2,88 м (W-1).
Взлетный вес – 3500 кг (W-1 и W-10), 3810 кг (W-5).
Максимальная скорость – ок. 2800 км/ч.
Максимальная высота полета – 18300 м.
Боевая часть – 90-100 кг аммотола и готовые осколки.


Hs-117 Schmetterling

Вскоре после Вернера фон Брауна идеей создания управляемой ракеты для поражения самолетов противника «загорелись» на фирме Henschel. Доклад о перспективах такой техники и примерный облик будущего проекта «Хеншеля» был представлен Рейхсминистерству авиации в 1941 году. Однако в то время в немецком руководстве главенствовало убеждение о полном и окончательном превосходстве Люфтваффе в воздухе и начинать полноценный проект не разрешили. Тем не менее, Henschel в инициативном порядке продолжили работать над новой темой. Проект получил название Hs-117 Schmetterling («Бабочка»). Из-за отсутствия государственной поддержки создание «Бабочки» шло туго – приходилось выкраивать средства. Однако к 43-му проект был в достаточной степени готовности, когда про него внезапно вспомнили военные. Регулярные англо-американские бомбардировки объектов в глубоком немецком тылу сильно досаждали немцам, да и мешали повышать производственные показатели. К тому же, к 1943-му на Восточном фронте сложилась весьма неприятная для немцев ситуация: ВВС Советского Союза после откровенно провальных первых месяцев войны смогли восстановить силы и к середине войны стали реальной силой, с которой нельзя было не считаться. Требовалось некое «вундерваффе», которое поможет снова взять инициативу в воздухе. В качестве одного из вариантов был выбран проект фирмы «Хеншель».

На смену «Флакам»: немецкие проекты зенитных ракет. Часть I
Hs 117 «Шметтерлинг» (экспонат в Национальном музее авиации и астронавтики США)


Надо заметить, почти с самого начала «Бабочка» Hs-117 мало походила на ракету. Этот аппарат гораздо больше напоминал самолет. Это был среднеплан с длиной фюзеляжа около 4 метров и с размахом крыльев порядка двух метров. Когда рассматриваешь Hs-117, первым делом взгляд задерживается на необычном носу этого аппарата. Его заметная «двойная» форма обусловлена тем, что в одной половине обтекателя размещена боевая часть, а в другой – электрический генератор с крыльчаткой. Генератор вырабатывал необходимый для аппаратуры ракеты-самолета ток.

Поскольку на определенном этапе своего создания «Шметтерлинг» виделся конструкторам ракетой, то и двигатель предлагалось использовать соответствующий. Это был жидкостный ракетный двигатель, работающий на топливной паре «тонка – азотная кислота». Топливо «Тонка-250» представляла собой смесь ксилидина и триэтиламина в равных пропорциях. Так же, как и на Wasserfall, топливная смесь Hs-117 была самовоспламеняющейся, что позволяло немного упростить конструкцию двигателя, а также, с учетом примененного состава, привести соотношение тяги и расхода к приемлемым значениям. В то же время, ЖРД ракеты-самолета Hs-117 при достаточных для полета показателях тяги все же не мог обеспечить нормальный взлет и разгон. Так, двигатель BMW 109-558 выдавал тягу всего в 375 кгс, что было явно недостаточно для взлета 420-килограммового аппарата. Поэтому запуск «Бабочки» планировалось осуществлять при помощи твердотопливных стартовых ускорителей. Подача топлива и окислителя в камеру сгорания для экономии веса и внутренних объемов обеспечивалась не насосами, а аккумулятором давления, представлявшим собой баллон со сжатым воздухом.

Боевая часть ракеты-самолета Schmetterling имела в своем составе 22-килограммовый заряд аммотола и несколько сотен готовых осколков. Еще в ходе конструкторских работ инженерам фирмы «Хеншель» стало ясно, что имеющиеся системы наведения просто не в состоянии обеспечить такую точность, при которой 22 килограмма взрывчатки будет достаточно. Пришлось увеличить заряд до 40 килограмм. Это позволило рассчитывать на удовлетворительное поражение цели с доступной точностью наведения. Взрыватель боевой части «Шметтерлинга» срабатывал по команде с земли, но до самого конца работ предпринимались неоднократные попытки установить на Hs-117 радиовзрыватель.

На смену «Флакам»: немецкие проекты зенитных ракет. Часть I


Наведение зенитной крылатой ракеты Hs-117 с самого начала предполагалось осуществлять исключительно по командам с земли. В начале проекта в качестве основного средства передачи команд с пульта на ракету рассматривался проводной канал. Он позволял значительно удешевить электронику боеприпаса и наземной части комплекса. В то же время, провод сильно ограничивал максимальную дальность полета ЗУР и имел склонность к обрывам. Если вторую проблему можно было относительно просто решить в будущем подбором материала провода или его изоляции, то увеличение дальности требовало большего количества провода и, как следствие, значительно усложняло использование комплекса и его надежность. Поэтому уже в первой половине 42-го конструкторы «Хеншеля» все же пришли к радиокомандной системе управления. В итоге наведение стало выглядеть так: оператор, находясь за пультом управления, при помощи оптических приборов производит наблюдение за полетом цели и Hs-117, а также производит корректировку курса ракеты-самолета. Соответственно, точность наведения напрямую зависела от умений оператора и погодных условий, в которых производился обстрел вражеских самолетов.

В мае 1944 года зенитная ракета Hs-117 Schmetterling отправилась на испытания. Всего за месяц испытатели Henschel успели провести почти 60 пусков. Результаты испытаний «Шметтерлинга» оказались значительно лучше пробных пусков Wasserfall: аварийными оказались чуть более половины всех запусков. По результатам этих испытаний военное руководство Германии пришло к выводу о больших перспективах Hs-117 по сравнению с проектом «Вассерфаль». Начало серийного производства новой ЗУР планировалось на декабрь того же 44-го. Однако ряд проблем экономического и производственного характера позволил подготовить производство только к январю следующего 1945 года. Само собой, в условиях того времени о начале производства новой сложной техники оставалось только мечтать. В итоге необходимые для обороны Германии 600 батарей «Шметтерлингов» так и остались не более чем планами.

Все материалы по проекту Hs-117 попали только советским инженерам. По имеющимся немецким документам было собрано несколько экспериментальных аппаратов под названием Р-105. Испытания на полигоне Капустин Яр подтвердили превосходство «Бабочки» над другими немецкими проектами зенитных ракет. Однако перспектив у нее, по мнению советских инженеров и военных, не было. Немецкие наработки были учтены, но тематика зенитных крылатых ракет не получила продолжения.

Технические характеристики:
Длина – 4 м.
Диаметр фюзеляжа – 0,33 м.
Размах крыла – 2 м.
Стартовая масса (без ускорителей/с ускорителями) – 420/590 кг.
Максимальная дальность пуска с 22-кг БЧ – 32 км.
Максимальная дальность пуска с 40-кг БЧ – 12 км.
Максимальная высота поражения с 22-кг БЧ – 10,5 км.
Максимальная высота поражения с 40-кг БЧ – 5 км.
Скорость после отцепки ускорителей – ок. 1100 км/ч.
Скорость с маршевым двигателем – ок. 900 км/ч.


По материалам сайтов:
http://pvo.guns.ru/
http://www.ausairpower.net/
http://www.luft46.com/
http://missile.index.ne.jp/
Автор: Рябов Кирилл


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 11
  1. snek 10 мая 2012 07:44
    Фантастические для своего времени технологии. Хорошо что немцы не успели все это толком доработать.
    snek
    1. leon-iv 10 мая 2012 09:54
      как раз это бы очень ускорило конец рейха.
      1. 755962 10 мая 2012 10:59
        Немецкие технологии для того времени были просто выдающиеся,открывающие просторы для инженерной мысли.Вот как далеко всё могло бы зайти ...?.Ещё Вернер фон Браун высказал по этому поводу:"Фундаментальные исследования — это то, чем я занимаюсь, когда я понятия не имею о том, чем я занимаюсь."
        755962
      2. Glenn Witcher 10 мая 2012 11:15
        Это точно. Всех разработчиков вундервафель, особенно тех, что в поте лица "трудились", особенно начиная с 44-го, надо было собрать и как-нибудь наградить за подрыв немецкой экономики.
        1. Гамдлислям 10 мая 2012 19:36
          А их п е н д о с ы собрали и к себе в штаты вывезли. Там они до второй половины 60-х годов трудились, а затем ушли на покой.
          1. Glenn Witcher 10 мая 2012 22:51
            Мы тоже не промах. Собрали инженеров по всей своей зоне оккупации и в Союз привезли. Потому как в разрушенной Германии оружейникам делать нечего, да.
  2. Vadivak 10 мая 2012 09:53
    Цитата: snek
    Хорошо что немцы не успели все это толком доработать.


    Да, спасибо Советской армии.
  3. datur 10 мая 2012 10:43
    Vadivak,Да, спасибо Советской армии.-------- да ты прав но, все таки зря в свое время разогнали ГИРД!!! ведь у них мыслей и разработок было не меньше и не хуже !!!! ВЕДЬ ПОЧТИ ВСЕ НАШИ РАЗРАБОТЧИКИ ракет вышли оттуда!!!!
  4. вард 10 мая 2012 17:05
    Вообще складывается впечатление что весь мир до сих пор использует идеи и разработки Германии.... и почему бы, это у них такой можно сказать взрывной эффект в области новых идей...
  5. fatalist 10 мая 2012 17:11
    Немцы вообще увлекались сложными техническими реализациями. Делать как говорится "дешево, надежно и практично" претило их нордической натуре.

    PS. Могли бы сделать летающую катюшу и устроить летающим крепостям замечательный салют - тем более что летали они плотными рядами.
    1. Glenn Witcher 10 мая 2012 18:07
      Было у них летающее катюще, R4M называлось.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня