Глава 9. Ракетная техника
Глава 9. Ракетная техника
Ракеты как оружие войны мелькают по страницам истории, как кометы на звездном небе. Они возникают, пропадают и вновь возникают с удивительной регулярностью. Основным соперником ракет всегда было артиллерийское орудие, соперничество двух систем доставки снаряда – реактивного и давлением – длится уже 600 лет. Оба этих средства разрушения имеют своих поклонников, заявляющих о преимуществах своих протеже. Ракета первой появилась на поле боя и, если принять современные тенденции развития ракетной техники, последней покинет его, а если не произойдет коллапса компьютерных систем, то станет альтернативой бомбардировок на дальних расстояниях.
Эволюцию ракетной техники можно условно разделить на четыре фазы, по развитию систем наведения, которые можно назвать как «случайное», «неточное», «полуточное» и «точное». Приняв такую классификацию, эти фазы можно определить как:
древние ракеты до 1804 года;
«средневековые» ракеты 1804–1870 годов;
современные ракеты 1936 —;
управляемые ракеты 1945 года.
Первые две фазы в прошлом, третья – текущая, а четвертая, получившая огромное развитие со времени Второй мировой войны, занимает ум современного человека.
Искусство пиротехники, чем руководствовались ракетчики древних и средневековых времен, уходит корнями в глубокое прошлое. Его знали и практиковали на Востоке, особенно в Китае, китайцы с древних времен славились искусством пиротехники. Изначальной причиной ярких пиротехнических представлений были, очевидно, религиозные ритуалы и празднества. Впечатление, производимое такими представлениями на необразованных крестьян, должно было быть неотразимым, и благоговение, которое они внушали, в значительной степени способствовало боевому духу. С совершенствованием технологий возможность использования ракет как зажигательных средств начала превалировать над их морально-психологическим воздействием, в результате они стали частью искусства войны.
Первые древние ракеты оставались неизменными в течение веков. Несомненно, совершенствование топлива делало ракеты более мощными, но недостаток научных знаний в это время заставляет предположить, что ракеты времен правителя Майсура Типу Султана (1750–1799) мало чем отличались от ракет времен Тимура (1336–1405). Древние ракеты были просты по конструкции и весьма ненадежны в полете. Они делались из бумаги, папье-маше или деревянного корпуса, заполняемого специальным порохом на определенную глубину; стабильность в полете обеспечивалась направляющими или лопастями. В интересной старой книге, содержащей раздел «Школа фейерверка» и главу «Необходимые и надежные фейерверки для наземного и морского применения и для башен», выпущенной в 1683 году, приводится подробное описание изготовления ракет, их заполнения и пуска. Иллюстрации показывают, что по сути эти ракеты мало чем отличаются от сегодняшних, разве что корпус их изготавливался из плотной бумаги. Ракета, описанная в этой книге, заправлена молотым порохом и угольной пылью и «звездами», составленными из металлического порошка, селитры, «живой воды» (aqua vitae) и лавандового масла. Состав смешан и спрессован в бумажном пакете, один конец которого обсыпан порохом, а другой покрыт клеем. Другой рецепт предлагал камфару и масло терпентина вместо спирта и лавандового масла. Казимир Семенович (Casimir Simienowicz, ок. 1600 – ок. 1651), инженер и теоретик артиллерии Речи Посполитой[105], посвятил значительную часть своей книги «Великое мастерство артиллерии» (Artis Magnae Artilleriae Pars prima) вопросам ракет, и в обоих случаях их полет контролировался направляющими или лопастями. Как и многие писатели раннего периода, он чрезвычайно многословен, но если очистить его опус от экстравагантности, то во многом он совпадает с мыслями его предшественников. Семенович подробнейшим образом описывает конструкцию и приводит множество примеров летающих петард. Однако нельзя отрицать, что Семенович большой мистификатор, как это следует из его пространных рассуждений о расточке ракет. Почти две страницы этой объемной книги посвящены сожалениям об отсутствии письменных свидетельств, о нежелании древних пиротехников раскрыть секреты своего мастерства, сравнениям их с заклинаниями древних мистиков, хранивших свои тайны до смертного конца из-за угрозы возмездия магических сил за раскрытие секретов. В конце такого вступления он говорит об услуге, которую готов оказать своим друзьям, о своем служении народу без надежды на награду, и, несмотря на все опасности, связанные с наказанием за раскрытие тайн, он готов рассказать, чему научился столь дорогой ценой. Опускаясь на землю, Семенович пишет: «Ракеты должны быть расточены на 2/3 заправленного состава минус диаметр их внутреннего цилиндра. Размер отверстия выхода должен быть 2/3 внутреннего диаметра и сходиться конусом таким образом, чтобы его вершина была 1/6 от нижней. Такая форма полости наиболее удобна для формирования огня, который заставляет ракету лететь».
Неудивительно, что технология ракетостроения на этом этапе жила в атмосфере шарлатанства. Лейтенант Роберт Джонс (Robert Jones) в книге «Новые исследования искусственных фейерверков» (New Treatise on Artificial Fireworks), опубликованной в 1765 году, рассказывает очень похожую историю, но более здравым языком. Г. В. Мортимер (G. W. Mortimer) в работе «Руководство по пиротехнике» (Manual of Pyrotechny), выпущенной в 1824 году, описывает эту технику более квалифицированно. Необходимо понять, что эти авторы рассматривали ракеты в XV–XVIII веках лишь как фейерверки. Европейцам и в голову не приходило рассматривать их как оружие, что неудивительно, если вспомнить возрастающую роль артиллерии.
Древние писатели настолько были невежественны в вопросах ракетостроения, насколько являлись большими мастерами метафор. В их работах трудно разделить зажигательные смеси, состоящие из пакли, вымоченной в лигроине, и фейерверки, но в потоке многословия ракеты узнаются легко. Говорят, их использовал римский император Калигула (р. 12, правил в 37–41 гг., убит), но, так как в его времена не было взрывчатых веществ, к этой информации необходимо относиться осторожно. Китайцы заявляют об использовании зажигательных ракет против монголов в 1232 году, а Тимур, возможно, использовал их в битве при Дели в 1399 году. В исторических хрониках говорится о том, что падение форта Битар (Bitar Fort) было вызвано попаданием ракеты в погреб с ВВ, что разрушило здание и все надежды оборонявшихся. В Европе первое использование ракет в военных действиях упоминается в описании боев у города Кьоджа в 1379 году, при осаде Местре (Mestre) в 1380 году и при защите Падуи в 1390 году, однако это оружие на Западе не было признано так широко, как на Востоке. Как отмечалось выше, военное применение ракет в Европе прекратилось около 1400 года и оставалось в забвении до тех пор, пока в начале XIX века не начало потихоньку возрождаться французами и итальянцами и более серьезно Конгревом (Конгривом) (Congreve) в Британии. В Индии во времена Типу Султана (Tipu Sultan) в военных целях применялись ракеты 8 дюймов длиной и 1,5 дюйма диаметром[106]. Это были взрывные и зажигательные ракеты, значительно усовершенствованные за короткое время. Во время осады Серингапатама в 1799 году полковник Геррард (Gerrard), генерал-адъютант индийской армии (индийских солдат на службе у англичан, которые всегда старались воевать чужими руками), докладывал, что он лично видел, как одна такая ракета убила троих и тяжело ранила четверых солдат, что его войска понесли больше потерь от ракет, чем от вражеской артиллерии.
Оценив значение ракет на войне, Комиссия по артиллерии запросила Королевскую лабораторию прислать специалиста, знакомого с изготовлением ракет. Лаборатория не смогла предоставить такого специалиста и, в свою очередь, обратилась в Британскую Ост-Индскую компанию, но тоже безрезультатно, такого эксперта не нашлось. Отсутствие такого эксперта побудило полковника армии Ганновера Конгрева, коим он являлся в это время, самому заняться этом вопросом. И надо сказать, что занялся он этим достаточно успешно, став в 1804 году первопроходцем в направлении, которое сегодня мы называем «средневековое ракетостроение». По его мнению, основное преимущество ракетных пиротехнических средств заключалось в том, что силы, заставляющие их лететь, не оказывали никакого влияния на объекты в месте пуска.
В этом он видел возможность наносить значительный урон противнику с малых судов и силами отдельных солдат там, где для этого потребовалось бы применение тяжелой артиллерии того времени. Конгрев также предвидел возможность рассредоточения больших масс войск и возможности обстреливать вражеские позиции продольным огнем силами соответствующим образом вооруженных войск. Как говорил сам Конгрев: «Ракетный снаряд не только выстреливает без каких-либо воздействий на предметы в месте пуска, но и освобождает вас от обузы тащить за собой всю эту тяжелую оснастку, требуемую для запуска снарядов иных конструкций. Эти возможности первыми привлекли мое внимание к ракетам; именно на этих свойствах основано их применение на море и на суше, как я более полно представлю далее. Это амуниция без артиллерии, это душа артиллерии без бренного тела; неоспоримое преимущество ракеты перед ядром заключается в принципе ее полета».
Принимая во внимание ограниченность артиллерии того времени, заключения Конгрева звучали очень убедительно. В конце концов он разработал ракету, которая превосходила артиллерию не только по дальности полета, но и по точности. Уильям Конгрев привнес в свой проект богатое воображение. Он расширил возможности изначально проектируемой зажигательной ракеты до использования в ней ВВ, то есть взрывных боеголовок, шрапнели и картечи. Он также инициировал разработку системы подрыва ракеты под действием собственного веса. Англия многим обязана ему победами в последующих войнах[107]. Первые эксперименты Конгрева, проводимые им на собственные средства, были не вполне успешными. Как бы он ни старался, он никак не мог добиться дальности полета более 500–600 ярдов. После нескольких модификаций он смог запустить ракету на 1500 ярдов. Дальнейшие совершенствования позволили запустить 6-фунтовую ракету на 2000 ярдов. Наконец весной 1806 года он внес свое фундаментальное конструктивное изменение (использовав за основу конструкцию индийских ракет, внеся некоторые усовершенствования), заменив бумажный корпус на железный (как у Типу Султана в 1799 г.) и уменьшив длину направляющих. Он также сконструировал несколько 32-фунтовых ракет с начиненными боеголовками, с учетом последних достижений своего времени. Результаты превзошли его ожидания, когда средняя дальность их полета составила 3000 ярдов. Эти 32-фунтовые ракеты внешне представляли собой железный цилиндрический корпус с конической головной частью. Длина ракеты составляла 3 фута 6 дюймов; диаметр – 4 дюйма; вес – 32 фунта и направляющие длиной 15 футов. Головная часть была начинена зажигательным средством, эквивалентным загружаемому в обычный 10-дюймовый сферический снаряд; выстрел таким снарядом требовал применения тяжелой пушки, при этом дальность такого выстрела составила бы приблизительно 2000 ярдов. Неудивительно, что Конгрев считал, что он создал идеальное оружие. Дальность полета ракеты контролировалась углом запуска от 1500 до 3000 ярдов, максимальная дальность достигалась при угле запуска 55°.
Ракеты Конгрева, принятые на вооружение, имели следующие параметры:
Проводились эксперименты и с более крупными конструкциями, но безуспешно. Экспериментировали с 100-, 200– и 300-фунтовыми ракетами; сборными (до шести единиц) головными частями и составными ракетами. Вес, несомненно, «неподъемный» для мощности имеющихся в то время зарядов. Основной спрос был на 32-фунтовые ракеты общего назначения.
Планировалось использовать ракеты при атаке на французский порт Булонь 21 ноября 1805 года[108], но изменение направления ветра заставило отказаться от затеи. Однако 18 октября 1806 года[109] 18 кораблей выпустили 200 ракет по городу в течение получаса, вызвав значительный пожар, и не встретили ни малейшего сопротивления. В 1807 году Копенгагену (Дания) ракетной атакой был нанесен значительный ущерб, аналогичной атаке подвергся и о. Валхерен (Голландия). В 1813 году только что сформированный 2-й ракетный полк оправдал надежды Конгрева в эффективности таких войск в боях под Лейпцигом; наконец, ракеты замечательно себя показали против французских кораблей в устье реки Адур (юго-запад Франции).
В 1821 году появились 9-, 12– и 24-фунтовые ракеты с плавникообразным хвостовиком. В головной части таких ракет размещался снаряд, а на хвостовой части крепилась пластина порядка 4 дюймов шириной, по форме напоминающая плоскую лопасть или плавник.
14 сентября 1864 года 6-, 12– и 24-фунтовые ракеты Конгрева были временно заменены ракетами, разработанными Боксером (Boxer), а в августе того же года эта замена была утверждена.
Новые ракеты имели два преимущества:
1. Усиленный корпус за счет изменения положения отверстий. В ракетах Конгрева использовался стержень, крепящийся к диску, закрывающему коническую полость, поэтому приходилось делать пять вентиляционных отверстий через основание топливного состава по кругу. В результате при старте ракета могла взорваться. Этот дефект был исправлен Боксером путем прорезания трех вентиляционных щелей в диске напротив основания конической полости, оставляя топливный состав нетронутым.
2. Повышена точность за счет использования более сильного топлива. Это позволило ракете стартовать с более высокой начальной скоростью.
Со временем было проведено еще несколько небольших усовершенствований.
3-фунтовая ракета Боксера была предварительно утверждена 1 октября 1866 года, но 24 апреля следующего года было принято решение отказаться от использования боевых ракет как снарядов. Наконец, 14 августа 1866 года ракеты Конгрева были признаны устаревшими и вышедшими из употребления, а в следующем году ракеты Боксера заменили на ракеты конструкции Хэйла (Hale), признанные более совершенными. Первыми были выпущены четыре размера ракет Хэйла:
3-, 6– и 12-фунтовые ракеты – 25 июля 1867 года;
12-фунтовые – 31 августа 1867 года.
Однако 3– и 12-фунтовые ракеты вскоре были забыты и выпускались лишь 6– и 24-фунтовые. Реально 6-фунтовые ракеты весили 9 фунтов, и их номенклатура была приведена в соответствие 27 ноября 1867 года. В это же время они были приняты на вооружение в полевых условиях. Ракеты Хэйла обладали значительной дальностью полета, некоторые 24-фунтовые ракеты в 1868 году достигали высоты 150 и средней дальности 1896 ярдов.
Хэйл, механик Королевского арсенала, изобрел свои ракеты около 1845 года. Их испытания (часть ракет была представлена самим изобретателем) прошли в Вашингтоне, США, округ Колумбия, 1 декабря 1846 года в присутствии представителей армии и флота США. Дальнейшие испытания проходили в Вашингтонском арсенале 5 января 1847 года. В обоих случаях испытания прошли с большим успехом{106}. Однако прошло почти семь лет, прежде чем решился вопрос об официальном открытии производства ракет Хэйла в этой стране, а на вооружение они были поставлены лишь в 1867 году, более чем через 20 лет после их первого появления.
К тому времени пришло понимание того, что военные ракеты, считавшиеся до тех пор лучшим оружием с психологической и боевой точек зрения, обладают пятью недостатками, делающими их менее привлекательными, чем совершенствуемая артиллерия. Несмотря на эти недостатки, ракетостроение имело своих приверженцев, и в 1863 году Хэйл опубликовал свою небольшую работу «Мерки сравнения нарезного орудия и вращающейся ракеты», в которой он пытался убедить общественное мнение, что ракеты – это лучшее оружие обороны. Он заканчивает этот трактат следующими словами: «Из всего вышеизложенного следует, что можно с уверенностью утверждать: ракеты и впредь будут непревзойденным оружием разрушения, порожденным, к несчастью, войной».
Мало кто мог представить себе, насколько правдиво будет такое заявление, насколько полно окажется его предсказание во второй половине XX века.
Пять недостатков «средневековых ракет» заключались в следующем:
1. Слабость в противостоянии коррозии и быстрый износ.
2. Из-за постепенного набора скорости их полет был сравнительно медленным и неравномерным, подчас неуправляемым.
3. Они были подвержены сильному влиянию ветра, что часто приводило к сбою курса в полете.
4. Ракеты со стабилизатором в виде направляющих (как в ракетах Конгрева) были особенно чувствительны к давлению ветра и воздушным потокам.
5. Поскольку ракетное толпиво горело все время полета, центр тяжести ракеты постоянно смещался, что нарушало стабильность полета.
В течение времени эксплуатации ракеты Хэйла претерпели несколько модификаций. Они коснулись головной части, корпуса, основания, хвостового оперения и предохранительной головки. Корпус, изготовлявшийся изначально из лучшего древесноугольного чугуна, вскоре заменили на листовой металл, раскатывавшийся в цилиндр с соединяемыми внахлестку краями. Все это соединялось заклепками и запаивалось продольными стыками. В последних моделях использовались стальные трубчатые конструкции заданной длины. Головная часть, конусной формы, отливалась из чугуна с полостью, заполняемой древесиной дуба, соединялась с корпусом заклепками. Корпус гофрировался в трех местах, чтобы прочнее закрепить ракетное топливо и предотвратить его смещение под действием напряжений, вызванных вращением. Ракетное топливо, состоящее из селитры, серы и древесного угля, отделялось от головной части диском из толстого картона. Его вставляли в корпус брикетами и последовательно гидравлически запрессовывали на место, затем в нем проделывали коническое углубление на, приблизительно, две трети длины. Затем, прежде чем устанавливать основание из сварочного железа на дне корпуса, вставлялся картонный диск, который затягивался винтами. В основании, толщина которого варьировалась от 0,8 дюйма в 9-фунтовой ракете до 1,25 дюйма в 24-фунтовой, высверливались отверстия, в которых нарезалась внутренняя резьба для крепления хвостовика и внешняя резьба для крепления предохранительной головки. Хвостовик отливался из чугуна и имел три конических отверстия, расширявшиеся вовнутрь ракеты. Отверстия вырезались на одну сторону – с тем, чтобы газ, образующийся в результате горения, на выходе из этих отверстий встречал сопротивление со стороны их стенок и, не имея противодействия с другой стороны, придавал ракете вращающий момент. Предохранительная головка, изготовляемая из мягкой стали, прикручивалась к основанию, чтобы предотвратить взрыв ракеты на месте пуска в случае непредвиденного воспламенения. Таким образом, эти ракеты принципиально отличались от ракет Конгрева и Боксера тем, что вместо длинных стабилизаторов полета использовалось их турбинное вращение во время полета. Корпус первых ракет Хэйла покрывался смазкой, но с 1 сентября 1870 года ее заменили на покраску. Сначала корпуса красили с внешней стороны битумной черной краской, а в 1870 году стали красить красной краской, в 1873 году краситель улучшили. Хотя самой большой ракетой, стоящей на вооружении, была 24-фунтовая, в Шуберинессе экспериментировали с 6-дюймовой ракетой, весившей 100 фунтов. Эта ракета несла в головке заряд сырого пироксилина весом порядка 13 фунтов, с детонатором из 45 гран гремучей ртути, работающим по принципу, напоминающему «взрыватель ударный, нарезной» (Fuze RL percussion). В ходе испытаний ракета, запущенная под углом 20°, пролетела порядка 3000 ярдов.
Пусковая установка для ракет Хэйла была представлена 17 сентября 1867 года; на флоте такая установка уже существовала с 13 июня 1866 года. Эта морская установка была заменена на установку Хэйла, которая, в свою очередь, была заменена на «морскую ракетную установку „Марк II”» (Sea service rocket tube machine Mark II), предложенную лейтенантом ВМС Фишером (Fisher, RN) и одобренную для ВМС 7 сентября 1869 года. Установки Хэйла прослужили недолго, и выпущено их было немного, его специальная установка для 9-фунтовой ракеты была предварительно утверждена 19 ноября для Абиссинской экспедиции. Наконец, установки для 9– и 24-фунтовых ракет были утверждены, соответственно, 8 июня и 10 июля 1868 года. Таким образом «выжили» только эти две модификации боевых ракет, а усовершенствование баллистики и артиллерии в целом снижало целесообразность затрачиваемых на ракеты средств, и их использование все более и более ограничивалось. К 1870-м годам они практически были выведены из употребления, кроме каких-то особых случаев. Однако ракеты все еще как-то выживали, одна модель сменяла другую, пока Первая мировая война не нанесла им последний coup de grace (удар из сострадания), и 11 сентября 1919 года последняя модель («Марк VII») обоих ракет была объявлена устаревшей и вышедшей из употребления.
Таким образом, к 1870 году военные ракеты стали покидать сцену военного театра, в то время как усовершенствованные казнозарядные нарезные орудия занимали лидирующее положение[110]. Потребовалось порядка 60 лет, чтобы ракеты, под давлением развивающихся событий, возродились в новом, современном виде. Надвигающаяся угроза войны способствовала скорейшему возрождению ракетостроения и заставила власти начать исследования в этой области. Хорошо известно, что Германия вложила значительные средства и усилия в ракетостроение и, что еще важнее, добилась значительных успехов в нетрадиционных конструктивных разработках ракет. Эти обстоятельства заставили Хью Эллиса (Hugh Elles), генерала от артиллерии, собрать в декабре 1934 года совещание, чтобы обсудить сложившуюся ситуацию в области ракетостроения. В результате восемнадцать месяцев спустя был создан Консультативный совет по ракетостроению, под началом председателя Комиссии по артиллерии. Основными задачами Совета было выяснение возможностей использования ракет:
для противовоздушной обороны;
как оружия, способного использоваться авиацией;
как дальнобойное оружие.
После определенных колебаний, принимая во внимание мощь ВВС Германии и уязвимость Британии, было принято решение отдать приоритет противовоздушной обороне. Следующей по важности была разработка ракет, которые можно было бы использовать с истребителей, и последней – разработка ракет дальнего радиуса действия. Остальное было решено отложить до лучших времен. Совет проводил регулярные заседания, исследования поручили доктору Олвину Кроу (Alwyn Crow) из отдела исследований. Из соображений секретности проект называли «разработка снаряда», и вскоре, когда работы развернулись в полном объеме, был создан специальный отдел со штаб-квартирой в районе Уилд графства Кент и отделениями в Уэльсе. Угроза войны заставляла принимать особые меры предосторожности вокруг мест проведения экспериментов. Поэтому слово «ракета» было под запретом и заменено на код up, означавший «невращающийся снаряд» (unrotated projectile). Вскоре эта аббревиатура стала произноситься как «Юпии» (Upee) (созвучно Whoopee – возглас восторга, а также имеющий значение «пирушка, кутеж») к недовольству военных офицеров, отвечающих за ракетостроение, которых каждый раз, когда они проходили коридорами этого солидного здания, встречали приветствием «Whoopee King» (Да здравствует король!). Интенсивные исследования, включая серию испытаний на Ямайке, проведенные осенью 1939 года, показали бесспорную целесообразность применения современных ракет против вражеских самолетов, и план их производства был утвержден. В производство были запущены три типа ракет: 2-, 3– и 5-дюймовые, но для целей противовоздушной обороны были задействованы в основном 3-дюймовые, запускаемые с одиночных или сдвоенных установок. Эти ракеты изготовлялись из стальных труб, порядка 6 футов длиной и весивших 54 фунта; они несли на себе бризантное взрывчатое вещество с детонатором, срабатывающим от давления воздуха. Горючим служил полый цилиндр кордита при безопасной температуре 80 °F, поджигаемый электрическим контактом, установленным на пусковой установке. Этот предел 80 °F оказался на практике слишком низким, притом что даже более высокая температура не сказывалась на транспортировке и хранении, однако при такой температуре ракетное топливо начинало смягчаться и, не имея достаточной поддержки, разбухало и забивало сопло. Как следствие, резко возрастало давление газов, и ракета могла взорваться на старте. В апреле 1943 года ракеты модернизировали, заменив пруткообразный заряд топлива на крестообразный. Это увеличило безопасную температуру до 45 °F, обеспечило равнозначную поверхность горения и эквивалентное газообразование. Кроме того, плотная посадка заряда ракетного топлива теперь хорошо держала форму почти до конца горения. Тогда же, после интенсивных испытаний стали применять фотоэлектронный детонатор, повысивший их эффективность в борьбе против вражеских самолетов. К сожалению, все, что взлетело, должно когда-то упасть, это касалось и 3-дюймовых ракет. Это были значительные по размеру изделия, падавшие на жилые кварталы и прозванные «ломами».
Последовала адаптация к новым требованиям, поскольку ход Второй мировой войны показал, сколь широко возможное применение новых ракет. Война послужила катализатором развития этого вида оружия, определив его назначение и подчеркнув его значимость. Ракетное оружие применимо на суше и на море, в воздухе против самолетов противника, подводных лодок, танков, против отдельных целей и сосредоточений людей и техники. Изобретательность находит ему столь широкое применение, о котором Конгрев, при всем его богатом воображении, и мечтать не мог. Было разработано множество типов специальных пусковых установок. Одна из них, называемая «матрац» (mattress), позволяла запускать 5-дюймовые ракеты на 3800 ярдов (3,5 км) и монтировалась на десантных судах в помощь десантированию, другие устанавливались на кораблях и эсминцах. Последней модификацией была 32-спиральная рельсовая цилиндрическая установка, «выстреливающая» 5-дюймовые боеголовки с 3-дюймовым хвостовым оперением, монтируемая на 20-cwt тягаче общевойсковой поддержки. Это оборудование, используемое для заградительного огня реактивными снарядами на дальность до 8000 ярдов (7,3 км), с большим успехом использовалось при форсировании рек Шельда и Рейн на заключительной стадии войны.
В то же время к 1942 году удалось реализовать и второй, воздушный, приоритет проекта. Была найдена возможность вооружить истребитель «Харрикейн» восемью ракетами, по четыре под каждым крылом. Эти ракеты, выпущенные с расстояния 400 ярдов (366 м) опытным воздушным наводчиком, могли навести панику на врага. Предназначенные изначально для борьбы с подводными лодками, они были успешно применены против наземных целей. После высадки в Нормандии эти рокафоны (rockaphoons), как их называли, наделали большой переполох среди танковых частей немцев и перегруженных транспортом противника дорог.
Для анализа положения с ракетами дальнего радиуса действия нам придется обратиться к Германии, где на это было направлено больше внимания, чем страна могла себе позволить. История разработки последней модели такой ракеты А4, известной в этой стране как V2 (Фау-2), насчитывала 11 лет. Ее прототип А1, разработанный в 1933 году, был относительно небольших размеров – 4,5 фута длиной, 1 фут в диаметре и 330 фунтов весом. За этим в 1934 году последовала модель А2, ракета тех же размеров, но более мощная, способная подняться на 6500-футовую высоту. В 1938 году появилась А3. Эта модель была значительно больше. Ее длина составляла 25 футов, диаметр 2,5 фута, вес – 1650 фунтов, дальность полета 11 миль (17,7 км), высота подъема – до 40 000 футов. Модель А4 была представлена в 1940 году. После успешных экспериментов, проведанных в июле 1942 года, ракета была запущена в производство в конце этого же года и в сентябре 1944 года впервые появилась в небе над Англией. Она была значительно крупнее своих предшественников. Ее длина составляла 46 футов, диаметр 5,5 фута, вес 12,5 т, из которых порядка 8 т составляло жидкое топливо; боеголовка содержала 2150 фунтов амматола; ракета при полете достигала 60 миль в высоту, двигатель работал порядка минуты, время всего полета порядка 4 минут, максимальная скорость приблизительно 5000 футов (1,5 км) в секунду, дальность полета от 180 до 220 миль (290–354 км). Боеголовка размещалась в носовой части ракеты, а за ней основное контрольное и радиооборудование. Продолжение корпуса за этим оборудованием было оснащено большой поворотной панелью, обеспечивающей доступ к оборудованию. Два бака горючего из легких сплавов, один с 75 %-м раствором этилового спирта в воде, а второй с жидким кислородом, размещались в центральной части ракеты. В остальной части корпуса размещались турбины, приводящие в действие два топливных насоса и дополнительное топливо. В хвостовой части находилась основная камера сгорания и выходные сопла, окруженные стабилизирующим оперением. За выходные сопла выступали лопатки, направляющие газовый поток. Направляющие лопатки управлялись с центрального пульта, автоматически отслеживающего плоскость тангажа. Система управления обеспечивала:
1) удержание ракеты в определенной плоскости;
2) стабилизацию вращения;
3) вращение с заданным шагом;
4) измерение скорости полета, прерывание подачи топлива в заданном месте полета.
Ракета запускалась вертикально с небольшой поворотной платформы, устанавливаемой в положение, при котором, переходя в горизонтальный полет, она летела бы перпендикулярно плоскости цели. После запуска она отклонялась от вертикали, пока не наклонялась под углом 45° к горизонту в точке «все сожжено» на высоте 22 мили (35,5 км). Контроль во время полета позволял запускать ее с минимальной начальной скоростью порядка 32 футов в секунду. На пусковую площадку ракета доставлялась незаправленной, на специальном транспорте, и устанавливалась на площадке до заправки. Заправка занимала достаточно долгое время – порядка трех часов. Поэтому максимальное число пусков с одной площадки было 8 за 24 часа. Максимальная температура корпуса во время полета составляла 647 °С.
Если бы ракета была строго цилиндрической, у нее была бы тенденция вращаться вокруг своей короткой оси. Эта тенденция в сочетании с постоянно меняющимся центром тяжести по мере потребления горючего сделала бы полет неравномерным и трудно управляемым. Потребовалось принять специальные меры, чтобы держать нос по курсу. Древние изготовители фейерверков знали эту проблему, несмотря на несовершенные знания в области механики полетов. Стабилизация полета достигается четырьмя способами, представим их в последовательности применения:
1. Крепление стабилизирующего стержня на хвостовой части или сбоку.
Это смещает центр тяжести ближе к носу ракеты, и обтекание воздуха во время полета удерживает ее на курсе. Так что в спокойную погоду полет такой ракеты достаточно прямой. Однако в ветреную погоду ракета будет отклоняться от курса под действием равнодействующей силы сопротивления воздуха в заданном направлении полета и давления со стороны ветра. При этом траектория полета чем дальше, тем больше смещается в сторону «глаза ветра».
Некоторый усредненный размер такого направляющего стержня определялся эмпирически. Было разработано руководство по определению длины направляющей для каждого размера ракеты. Этот метод «руля» контроля полета ракеты используется и поныне для боевых ракет.
2. Применение хвостового оперения.
Ветер, действующий на оперение, создает силы, противодействующие повороту ракеты вокруг своей оси, поскольку центр приложения силы его давления сдвинут к головной части, в результате суммарная действующая сила приложена позади центра тяжести и удерживает ее носовую часть в направлении ветра.
В древних ракетах оперение выполнялось в виде направляющих ребер, жестко закрепленных вдоль практически всей длины корпуса, в современных ракетах обычно они изготавливаются отдельно и крепятся на ракете непосредственно перед пуском.
3. Вращение под действием образующихся при горении ракетного топлива газов.
Это относительно новый метод, основанный на принципах стабилизации полета продолговатых снарядов нарезных орудий. Требуемая скорость вращения пропорциональна отношению длины к диаметру ракеты. Поскольку состав ракетного топлива не выдерживает больших перегрузок, высокая скорость вращения не применяется. Соответственно, этот способ стабилизации полета применяется только на «приземистых» типах ракет. Вращение создается дополнительными соплами, располагаемыми наклонно к оси ракеты; газ, выходящий через эти сопла, создает вращательный момент ракеты.
На этом принципе, который можно назвать «гироскопическим», летали ракеты Хэйла.
4. Автоматический контроль во время полета.
Это новейший метод контроля полета ракеты. Он был использован в немецких ракетах дальнего действия. Аналогичный принцип используется в управляемых ракетах.
Несмотря на то что стабилизация полета в значительной мере может быть обеспечена одним из вышеперечисленных методов, еще остаются факторы, влияющие на точность наведения ракет. В отличие от артиллерийского снаряда, на который воздействуют сила тяжести, сопротивление воздуха и ветер – все факторы, которые можно компенсировать, на полет ракеты воздействуют дополнительные факторы, такие как малейшая неточность в изготовлении и постоянно выгорающее топливо, что смещает центр тяжести ракеты. В течение всего времени сгорания топлива (работы двигателя) на ракету действует толкающая сила (сила тяги), и если не обеспечить аксиальное действие этой силы, при котором оно проходит через центр тяжести ракеты, то это также приведет к отклонениям в полете. Таким образом, неточности изготовления играют важнейшую роль в ракетостроении и могут быть устранены только путем совершенствования конструкций и производства.
В XVII веке умы многих ученых занимали проблемы принципов, управляющих полетом ракет, и возникающих при этом сложностей. Все соглашались с тем, что при запуске ракета взлетает с «удивительной скоростью» и что ее полет зависит от окружающей среды, но споры разгорались вокруг механики движения. Было выдвинуто несколько теорий, среди которых интерес представляют теории, предложенные Мариоттом (1620–1684, французский физик), Дезагюлье (Desaguliers) (1683–1744, английский естествоиспытатель французского происхождения – из гугенотов Ла-Рошели) и Хаттоном (Геттоном) (Hutton) (1726–1797, шотландский естествоиспытатель, физик и химик). Мариотт объяснял взлет ракеты сопротивлением воздуха, создаваемым истечением газов, образовавшихся в результате горения заряда. Гипотеза была отклонена на основании того, что уменьшение движущей силы, увеличивающей скорость, образовало бы частичный вакуум в некоторой точке полета, что неприемлемо для природы. Доктор Дезагюлье предложил другое решение. Он утверждал следующее. Предположим, мы зажжем ракету без выходного сопла, тогда она либо разорвется в слабом месте корпуса, либо прогорит без движения, если корпус окажется достаточно прочным. Предположим, мы проделаем отверстие для выхода газа, тогда сила, с которой газ будет давить вниз, вызовет равную силу в обратном направлении, поднимающую ракету. Объяснение доктора Хаттона, пожалуй, наиболее близко к истине. Он заявил, что при горении ракетного топлива расширение газа создает поток упругой текучей среды, действующей одинаково во все стороны, в том числе и на верхнюю часть корпуса ракеты, и на окружающую среду. Однако давление газов (текучей среды) будет больше, чем вес ракеты, за счет чрезвычайно высокой скорости, с которой эта текучая среда вытекает из сопла ракеты, что заставляет ракету подниматься, поскольку подъемная сила будет больше массы ракеты. Он также говорил, что преобладание подъемной силы может быть достигнуто только при проколе ракетного горючего на определенную глубину, поскольку в противном случае горение будет ограничено внешним поверхностным слоем, равным по диаметру корпусу ракеты, и будет недостаточным для образования необходимого количества текучей среды, создающей подъемную силу. Таким образом, горючий состав должен быть просверлен изнутри в форме конуса, таким образом, чтобы коническая структура увеличивала поверхность горения и создавала достаточное количество газа – «текучей среды».
На самом деле движение ракеты управляется законом, известным как «закон сохранения количества движения (импульса)», то есть равенства действия и противодействия. Условия полета ракеты могут рассматриваться как условия непрерывной отдачи пушки, как если бы из нее стреляли бесконечным «бестелесным» снарядом. Импульс (количество движения) определяется как произведение массы на скорость. Таким образом, когда тело выбрасывает некоторую свою часть, эта часть действует на тело, заставляя его двигаться в обратном направлении со скоростью равной импульсу частицы, деленному на массу тела. Ракета, выбрасывая назад поток газов с высокой скоростью, движется вперед с равным импульсом. В то время как ускорение ракеты меняется в зависимости от скорости горения, скорость в целом зависит от скорости истечения газов. Скорость истечения газов зависит от трех факторов: давления, под которым горит горючее, размера и типа сопла и состава горючего. Мало чем можно повлиять на первые два фактора, а вот увеличение скорости и, соответственно, дальности полета может достигаться путем применения более мощного горючего. В.Р. Кук (W.R. Cook) в журнале «Королевская артиллерия»{107} представил список ракетного топлива (см. ниже). Он также говорил о сложности применения высокоэнергетического топлива в связи с высокими температурами его горения.
Каковы же преимущества ракет перед снарядами? Ответ зависит от требуемой точности.
При равном уровне точности преимущества ракет неоспоримы:
1. Дешевизна производства.
2. Дешевизна и простота применения по сравнению с затратами и сложностью применения артиллерии.
3. Легкость пусковой установки и отсутствие отдачи.
4. Малое ускорение, позволяющее применять широкий выбор боеголовок.
5. Гибкость в использовании.
6. Универсальность применения.
При упрощенном производстве артиллерийских орудий и пренебрежении точностью ракеты превосходили артиллерию, но усовершенствование технологии артиллерии отодвинуло ракеты на второй план. Современное развитие ракетостроения развернуло эту тенденцию, и в результате революционных усовершенствований за последние 20 лет мы вошли в четвертую фазу – управляемых ракет, – которая может быть описана как беспилотное средство доставки через космическое пространство с автоматическими средствами контроля полета по заданным параметрам.
Во время Второй мировой войны работы в области управляемого полета ракет велись как в Германии, так и в других странах мира. Небольшое местечко Пенемюнде (Peenem?nde) было центром исследований Германии в этом направлении. Здесь изготовлялись все более мощные и лучше управляемые ракеты. После войны специалисты этого ведомства были распределены между США и Россией. С тех пор началась гонка этих стран за первенство в ракетостроении, и за последние два десятка лет были достигнуты огромные успехи в разработках и производстве, поскольку к этому времени ракета из «былого, земного» средства уничтожения «слилась в нечестивый союз» с ядерным вооружением. Иными словами, сегодня управляемые ракетные снаряды способны нести термоядерные головки. Яркие перспективы для человечества!
Из четырех категорий управляемых ракет осталось две[111]:
«земля – земля»,
«земля – воздух», —
заменившие классическую артиллерию. Новое вооружение, замещающее устаревшее артиллерийское, впечатляет своими возможностями, реализуемыми на расстояниях от 50 до 5000 миль (80,5—8047 км). Оно может сочетать тактическое применение местного значения с управлением межконтинентальными баллистическими ракетами. Такие привычные имена, как «Капрал» (corporal), «Сержант» (sergeant), «Честный Джон» (honest John), «Бладхаунд» (bloodhound), «Тандербёрд» (thunder-bird), «Ника» (Nike)[112] и другие, были обречены этими переменами на полное упразднение. Почему не кобры, богомолы или барракуды?
Автоматическое управление ракетами – это одна из фаз отстранения человека от функций, в которых он прежде играл ключевую роль, и разрабатывалось оно потому, что сам человек был уже не способен контролировать действия новых, созданных им же машин. На научное развитие невозможно надеть смирительную рубашку, и стремление создавать все новые виды вооружения проистекает из стремления выжить. В этом и есть парадокс: как только создается новый метод разрушения, то стремление к выживанию вызывает необходимость разработки противостояния ему. Это старая история: латы против стрел и копий, броня корабля против бронебойных снарядов. Этому вековому противостоянию, кажется, не будет конца, но, заглядывая в будущее, мы видим, насколько возросли ставки, насколько смертельна опасность, которую может спровоцировать случай. Уже появились противобаллистические ракеты (ПБР), хотя они пока и не установлены повсеместно. Станут ли системы ПБР абсолютно «непробиваемы»? Пока они могут лишь ограничить опасность ядерной атаки, но не предотвратить ее полностью. Причина этого в основном в огромных затратах на такую систему. Система ПБР, способная противостоять 100 баллистическим ракетам, может стоить намного больше, чем стоимость 100 баллистических ракет для сохранения статус-кво. Поэтому современная политика сдерживания строится на возможности ответного удара. Применение массированных систем остается единственным ответом, гарантирующим выживание. Что нас ожидает в будущем, неясно, но одно кажется бесспорным: если создать абсолютную систему ПБР, то последует создание систем анти-ПБР. Процесс нескончаем до тех пор, пока мир не станет раем для сумасшедших.
Как все это повлияет на артиллерию? Сможет ли она сохраниться в своем настоящем виде? Сегодня артиллерийское орудие с трудом сохраняет свои позиции. Многие из функций артиллерии перешли к другим видам вооружений. Она представляется изношенным активом на военной сцене.
Однажды мы проснемся и обнаружим, что пушки списаны в утиль, как когда-то их предшественники метательные машины, и выражение «последний довод королей» (Ultima ratio regum) прозвучит как «последний довод толпы» (Ultima ratio populorum). В Британии конная артиллерия (кроме Королевского полка) распущена, береговая артиллерия исчезла, как и тяжелая полевая, а зенитная артиллерия лишь тень былого. Мало что осталось от арсенала артиллерии, кроме разве что полевых орудий, дни которых тоже, вероятно, сочтены. Когда орудия присоединятся к сонму призраков оружия наших предков, с их уходом уйдут и остатки церемониалов и рыцарства, которые так долго создавали атмосферу респектабельности вокруг артиллериста и его мастерства. Это печально, но развитие науки и технологий не остановить, а они требуют жертв. Когда придут эти времена, нам всем придется расплачиваться, и не столько деньгами, сколько потерей романтики.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.