Эпоха Пара

Я паро-панк
и я люблю паро-панк

ПубликацииПубликации ПрограммыПрограммы ИгрыИгры

Из пушки на Луну

Именно из пушки вылетели на Луну герои романа Жюля Верна. В снарядах же прилетели и коварные марсиане из романа Герберта Уэллса «Война миров». Конечно, мы современные знаем, что пушка не помощник для космических перелётов. Но всё же некое рациональное зерно в фантазиях Жюля Верна и Герберта Уэллса есть.

Более того, первая баллистическая ракета летала лишь благодаря силе пара! Как, вы не знали этого? Тогда читайте.

Пушка

Давайте забудем на время о гигантском ускорении пушечного снаряда, которое конечно же уничтожит любого живого пассажира, буде таковой осмелится залезть внутрь этого снаряда. А оно есть и об этом знали заранее. Циолковский, будучи консультантом советского фантастического кинофильма «Космический рейс», предложил для пассажиров ракетоплана камеры с жидкостью для компенсации ускорения (кстати, всем рекомендую этот старый, чёрно-белый фильм ещё немого кино - в некоторых моментах он убедительнее и даже правдоподобнее американских лунных съёмок, хотя снят почти за 35 лет до них). Об опасности ускорения был наслышан и Жюль Верн, и так же полагал возможным погасить его для жилого объёма обитаемого снаряда с помощью каких-либо технических мер.

На самом деле космических путешественников подкарауливает другая опасность - невесомость в союзе с гиподинамией. Это когда двигаться в тесноте корабля некуда, да и не зачем. После четвёртого орбитального витка у всех космонавтов наступает ухудшение состояния, за ним приходит апатия, отсутствие желания есть, спать, двигаться... Но до полёта Титова, проведшего в космосе сутки, об этом даже не предполагали. Сам Титов переносил это ухудшение тяжело, вплоть до неудержимой рвоты, что в условиях невесомости может быть опасно, так как рвотные массы могут закупорить дыхательные пути пострадавшего. Но ещё раз повторю, до этого полёта о таком не догадывались. Наоборот, Циолковский считал, что невесомость обладает едва ли не целебными свойствами, а ещё большие оптимисты предполагали, что можно продлевать жизнь старикам, отправляя их в орбитальные полёты. Теперь мы знаем, что единственный способ сохранить здоровье в невесомости это занятия на тренажёрах и специальные нагрузочные костюмы.
(Подробности о влиянии невесомости на здоровье космонавтов на сайте manonmoon.ru доктора физико-математических наук Александра Ивановича Попова, в статье «Не с орбиты вы вернулись, ребята!»)
Не подозревали в XIX веке и о радиационной опасности. На счастье, на низких орбитах, где обычно летают обитаемые корабли, от Юрия Гагарина и до современной МКС, экипажи защищены электро-магнитным полем Земли, и опасность представляют только особо сильные солнечные вспышки, искажающие земную магнитосферу.

Зато уже были известны точки Лагранжа. Французский математик Жозеф Луи Лагранж пытался решить ньютоновскую задачу трёх тел, то есть описать математически их гравитационные взаимодействия. Это не удалось до сих пор. Зато Лагранж вычислил в системе двух тел такие точки, где их гравитационные воздействия взаимно уничтожаются, а значит помещённое в любую из этих точек третье тело будет висеть в ней вечно.
Практическое значение точек Лагранжа для полёта на Луну огромно. Ведь раз задача трёх тел не решена, то курс аппарата на трассе Луна-Земля придётся корректировать. А легче всего такую коррекцию произвести вблизи точки Лагранжа, потому что гравитационные поля Земли и Луны там уравновешены, да и скорость космического аппарата минимальная. В этой области небольшим дополнительным реактивным импульсом легко изменить курс.
Вот насколько важное открытие для космической навигации произвёл Лагранж своими формулами. И знаете, когда он это сделал? В 1772 году.

Будем исходить из знаний прошлого, в наших попытках реконструировать космический снаряд. А тогда считалось, что невесомость приятна и полезна, а гигантское ускорение будет у любого корабля, в том числе у ракеты, но избежать его вредного воздействия на экипаж возможно.

Остаётся решить куда более важный вопрос: а как далеко, или вернее как высоко может улететь пушечный снаряд?

Самое дальнобойное орудие всех известных времён это «парижская пушка», обстреливавшая Париж в 1918 году германская Kolossal, произведение технического гения концерна Круппа. Известно, что его нарезной ствол имел длину в 34 м, и на протяжении 6 м от дульного среза был гладкоствольным - этот участок должен был успокаивать колебания снаряда. Сам ствол был относительно тонким для своей рекордной длины, а потому, чтобы он не согнулся под собственным весом, крупповские инженеры подвесили его на стальных тросах. Далее сведения об этом орудии весьма разнятся меж собой даже сейчас. А причина - что оное орудие так и не было захвачено в целом виде. Есть и вторая причина - пушка и снаряды не имели единого калибра... Невозможно! Но так оно и было.

Выстрел орудия Kolossal известного как парижская пушка 1918 год Выстрел орудия «Kolossal» известного как «парижская пушка» 1918 год

Ствол орудия при каждом выстреле немного изнашивается - становится чуть большего калибра. Крупповские инженеры, со свойственной немцам педантичностью, учли это обстоятельство. Каждый снаряд был уникален, пронумерован и предназначен для выстрела в свою очередь. Снаряды были действительно неодинаковы, как неодинаковы оказывались и характеристики орудия от выстрела к выстрелу. Для достижения наилучшего результата, калибр каждого очередного снаряда соответствовал износу ствола от всех предыдущих выстрелов. И для каждого выстрела пришлось рассчитать свою уникальную таблицу стрельбы, учитывающую не только кривизну земной поверхности, но даже вращение нашей планеты.

Из школьного курса физики известно, что для достижения максимальной дальности стрельбы в безвоздушном пространстве, угол бросания снаряда должен быть 45°. Немцы учли это в полной мере - стволу «Колоссаль» придавалось возвышение до 52°30' - чтобы снаряд покинул плотные слои атмосферы как раз под наивыгоднейшим углом 45° и проделал в разряжённом пространстве большую часть своего пути.

Когда вопрос заходит о стреляющем оружии, всегда полезно проверить достоверность сведений. Воспользуемся полезнейшим для историка инструментом - «Баллистическим вычислителем». Возьмём минимальную оценку начальной скорости снаряда в 1600 м/с (некоторые дают смелую оценку даже в 2 км/с). Это весьма большая скорость достигалась благодаря небывалому удлинению ствола в 130 калибров. Подставляем скорость и видим расчёт максимальной дальности для безвоздушного пространства... но это 260 км? А в реальности «Колоссаль» стреляла на вдвое меньшую дальность. Высота по расчёту 65 км, а по справочным данным лишь около 40. Даже полётное время подсчитано неверно: у нас выходит 230 секунд, а в реальности 176 секунд. И мы точно знаем, что эти сведения достоверны. Значит, в расчёте ошибка?

Ошибка не в расчёте - а в допущенном нами упрощении. Мы исходили из предположения, что снаряд проделает большую часть пути там, где воздух не будет ему заметной помехой. Но до того он должен преодолеть первые примерно 15 км своего пути в плотной атмосфере. И что же за эти жалкие полтора десятка километров он потеряет примерно 1/3 своей скорости?

Давайте рассмотрим известные данные подробнее: начальная скорость снаряда 1578 м/с, а скорость его падения на цель 922 м/с. Логично предположить, что снаряд теряет примерно одинаковое количество скорости как на подъёме, так и на спуске. На самом деле на подъёме потери больше, поскольку сопротивление воздуха возрастает сильнее для быстрее движущихся тел, но мы этим сейчас пренебрежём. Средняя скорость между стартовой и конечной составит 1250 м/с.
Мы предполагаем, что такова скорость на всём стратосферном участке пути снаряда. Как мы уже знаем, благодаря немецкой хитрости, в эту область снаряд входил под углом 45°. Подставляем эти данные в «Баллистический вычислитель» - дальность 160 км, а высота траектории 40 км. Что уже гораздо ближе к реальности, а полётное время так и вовсе почти совпало. Оставшаяся погрешность связана с недостатком данных для вычислений по более точным формулам. Но и так мы сумели получить примерный ориентир.

Я специально разбираю этот пример баллистического подсчёта так подробно, поскольку ниже нам придётся ещё не раз вычислять тракеторию. Мы будем опираться на сведения о реальных исторических образцах, как на исходные данные. Что поделать, хочешь лететь - сперва посчитай куда улетишь. А мы хотим лететь не вдаль - а ввысь. И вот тут нам без пересчёта исторических сведений не обойтись. Ведь «Колоссаль» не умела направить свой ствол вертикально. И значит мы никогда не узнаем, как высоко мог бы взлететь её снаряд? Да, реальная пушка так стрелять не могла, но наша цифровая может всё что мы захотим. Заряжаем, то есть вводим начальную скорость на безвоздушном учестке в 1250 м/с, поднимаем ствол под 90° - выстрел! Снаряд достиг почти 80 км высоты. Это ещё не космос, но совсем неплохо. Может быть пушка способна и на большее?

Немецкий пример оказался заразителен. В период между двумя мировыми войнами, со сверхдальнобойными орудиями экспериментировали французы, добившиеся в этом определённых успехов... в основном рекламного характера. Принимать на вооружение сверх-дорогостоящие орудия-монстры никто не спешил. В СССР пошли по другому пути, проведя ряд опытных стрельб подкалиберными снарядами из пушек линкоров по многострадальному островку Березань, верно служившему опытам русских артиллеристов ещё при царизме. Что ж, подкалиберный снаряд удалось послать едва ли не на сотню километров. Но к цели прилетал совсем небольшой снаряд, а расход пороха был как на полноценный выстрел главным калибром линкора. И износ орудия линкора то же был как от полноценного выстрела. Боевая эффективность такой стрельбы оказывалась явно неудовлетворительной.

А можно ли повысить эффективность использования силы пороха? Пожалуй, можно. Ведь порох сгорает в каморе орудия - а снаряд всё время удаляется от неё. Поэтому во время выстрела наибольшее давление в казённой части ствола - тогда как наименьшее за дном снаряда. А надо бы наоборот!

С этим справляются многокаморные орудия. К длинному стволу пристыкованы каморы, в каждой из которых подрыв заряда происходит сразу, как только дно снаряда пролетит мимо каморы. В результате давление за дном снаряда постоянно нарастает, а сам снаряд разгоняется всё быстрее и быстрее.

По такой схеме было построено немецкое сверхдальнобойное орудие, вошедшее в историю под названием V-3 (читается «Фау - драй»). В сентябре 1943 года Гитлеру продемонстрировали 20-мм модель такой пушки, и он тут же одобрил строительство натурального орудия. У этого чудо-орудия калибр должен был быть типичным немецким 15-см. Но снаряд был необычным - он был стреловидным, оперённым, длиной 3250 мм и весом 140 кг. Ствол орудия состоял из 32 секций, в каждой 2 зарядные каморы, расположенные с двух сторон ствола под углом к нему так, чтобы поток пороховых газов бил в дно снаряда. Общая длина 124 м, а вес 76 т. Впрочем, вес тут совершенно не важен, так как ствол такой длины был абсолютно стационарным, и не наводился ни по горизонту, ни по вертикали. Расчётная дальность стрельбы 165 км, но реально ни одного выстрела произведено не было, налёты авиации союзников помешали завершить постройку чудо-пушки.

Под конец XX века нашёлся ещё один мечтатель, сторонник пушечных полётов - канадский артиллерист Джеральд Булл. Суть его идеи проста и рациональна - он предлагал выстреливать из длинноствольного орудия не классический снаряд, а своего рода ракету. Метательный снаряд не оставался в казённике такого орудия - он был прикреплён к дну снаряда, и, сгорая, двигался за ним по стволу. И вуаля - зона наивысшего давления подпирала снаряд на всём его пути по стволу!

Какого-то особого изобретения тут нет. Во второй половине XX века активно-реактивные снаряды уже прочно утвердились в боекомплектах не только дальнобойных гаубиц, но даже полевых миномётов. Можно так же вспомнить весьма похожую по замыслу железнодорожную установку, созданную немецкими конструкторами, работавшими в СССР после войны. Правда, там снаряд калибра 56-см был сделан реактивным ради решительного сокращения длины ствола, при сохранении максимальной дальности стрельбы около сотни километров. В стрельбе ракетами из стволов у немцев был большой опыт - их серийные «Штурмтигры» стреляли именно крупно-калиберными ракетами из своих короткоствольных орудий ужасающего калибра 38-см (таков же был калибр немецких линкоров). Так что в самом факте стрельбы ракетой из пушки никакого особенного новшества не было.

Но Джеральд Булл предложил не мелочиться. Калибр 1000 мм - один метр! Масса снаряда 600 кг - но вот масса разгоняющего его порохового заряда 9 тонн! Или можно разгонять 2-тонный реактивный снаряд. Или забросить на орбиту 200-килограммовый спутник. Причём для орудия такой конструкции стенки ствола относительно тонкие (ведь давление распределяется на них равномерно, в отличие от классического орудия), стоимость установки относительно невелика. Говорят, цена запуска спутника на орбиту вышла бы всего в $600 за 1 кг веса. Разумеется, в Британской Империи (а Канада не самостоятельная страна, а всего лишь один из доминионов под властью английской короны), такие демпинговые цены никому не были нужны. Строптивый мечтатель стал искать заинтересованных заказчиков за рубежом - и нашёл Саддама Хусейна. А это, как известно, нельзя. Хорошо жить должны только метрополии колониальных империй, а страны третьего мира обязаны прозябать. Потому в 1990 году Джеральд Булл был убит во время поездки в Европу. Но наш рассказ не о политике.

А о том, что даже такое чудо-орудие не решает проблему преодоления плотного слоя атмосферы - в котором снаряд потеряет 1/3 своей скорости. Стало быть, нужно придать ему куда большую скорость. И дело не только в громадном расходе пороха, которого потребуются в итоге не 9 тонн, а десятки тонн. Дело в длине ствола, которая ограничена. Невозможно сделать ствол бесконечным. А значит, на старте снаряд придётся очень резко разогнать. Ускорение в тысячу g компенсировать просто нечем. И это ставит крест на полёте человека из пушки не только на Луну, но даже на орбиту.

Ракетоплан

«Космический рейс» замечательный фильм своей эпохи. И не только тем, что консультантом этого фильма был сам Циолковский. Это немного наивное немое кино отражало самые передовые воззрения научного мира на проблемы, подстерегающие межпланетных путешественников. Ещё раз напомню, что в число этих проблем не входило привыкание к невесомости - потому что учёные того времени об этой почти смертельной опасности не подозревали.

Таким образом, «Космический рейс» это наглядная иллюстрация всех представлений о космосе. Обопрёмся же и мы на неё, чтобы понять логику мышления наших далёких предков, уже подобравшихся к выходу за пределы тяготения родной планеты.

И вот ракетоплан Циолковского на старте. Свой путь он начинает в горизонтальном положении. Далее по длинной эстакаде он набирает скорость, а эстакада поднимается всё выше, придавая ракетоплану в конце довольно крутой угол подъёма.

Заметим: межпланетный транспорт не ракета! Ракетоплан!

Так должен был стартовать ракетоплан в 1930-е годы Кадр из фильма Космический рейс Так должен был стартовать ракетоплан в 1930-е годы. Кадр из фильма «Космический рейс»

Вероятно, крылья должны были помогать плавному набору скорости в атмосфере. И, возможно, позволяли управлять спуском с орбиты на поверхность. Хотя финал посадки, как мы видим в фильме - спуск на большом парашюте.

Такие представления о самом ближайшем будущем космических полётов являлись господствующими. Полёт на бескрылой ракете, как в фантастическом романе Алексея Толстого «Аэлита» - скорее исключение, порождённое слабой научной подкованностью автора (ну что взять с гуманитария, который, в другом своём не менее знаменитом фантастическом произведении, перепутал параболу с гиперболой).

Поэтому совершенно неудивительно, что единственный в первой половине XX века проект орбитального корабля - ракетоплан Silbervogel (читается «Зилберфогель»), что в переводе с немецкого означает «Серебряная птица». Автор проекта австриец Зенгер, безусловно талантливый учёный, написано о нём и его творении так много, что повторяться излишне (а то можно утонуть в домыслах). Мы же рассмотрим только факты.

Ракетоплан Зенгера так же должен был разгоняться по эстакаде. Стартовую скорость сообщала тележка с реактивными двигателями, в конце разгона ракетоплан отделялся от неё и далее летел на своём двигателе, а тележка оставалась на земле. Это рационально - такая тележка играет роль первой ступени и эта ступень многоразовая, может быть использована для следующих запусков. Тащить отработавшую ступень за собой не обязательно, потому, подобно современным ракетам, «Серебряная птица» свою разгонную ступень отбрасывает.

Далее Зенгер планировал полёт как выходы или даже лучше сказать подскоки на орбитальную высоту с последующим снижением и рикошетом от плотной атмосферы снова в космос. И да это возможно. Более того, частенько такое случается с метеоритами, которые рикошетят от атмосферы Земли... если только не сгорают в ней прежде от разогрева о воздух.

И обычно такое сгорание «чиркнувших» по атмосфере метеоритов происходит на высотах в 120 - 140 км. То есть там, где воздух крайне разряжён, и никакой поддержки крыльям дать не может. А значит, и отрикошетить от него обратно на орбиту невозможно. Ракетоплану пришлось бы сперва пробить этот слой вниз, до более плотных слоёв, а затем снова пробить на пути вверх. И всё это на скоростях, близких к орбитальным.

Возможно читатель не задумывался, что тепловая проблема для космических аппаратов очень не проста. Ведь что окружает корабль в безвоздушном пространстве? Правильно - вакуум. Самый лучший теплоизолятор. И он не мешает нагревать аппарат лучам Солнца, от которых в космосе нет спасения. Вдвое жарче, чем в парилке жарко натопленной бани. И нагрев постоянно продолжается - а скинуть это тепло некуда. Зато когда корабль входит в тень планеты - то погружается в космический холод, который вдвое холоднее самых жестоких морозов полюса холода Антарктиды. Перепады температуры между светом и тенью - сотни градусов. Но всё это пустяки с входом в атмосферу, когда за минуты обшивка разогревается до примерно 3 тысяч градусов, а сам корабль окутывает плазма с температурой аж в 8 тысяч градусов. Это даже жарче, чем на поверхности Солнца, где на пару тысяч градусов холоднее.

Это называется тепловой предел - когда любой материал космического корабля горит, даже если в принципе неспособен к горению.

С тепловым пределом советская космонавтика столкнулась ещё до первых полётов в космос. По распоряжению Сталина под названием Р-1 скопировали трофейную V-2, затем решительно улучшили её, создав Р-2, и наконец взялись за собственную конструкцию Р-3... но где же она в списке советских ракет? Почему следующая - Р-5? А потому что именно при работе над Р-3 столкнулись с тепловым пределом. Когда ракета летит дальше и быстрее - но выше и её скорость возврата в плотные слои атмосферы. И ракета сгорает от трения о воздух. Говорят, когда об этом доложили Королёву, он 45 минут кричал в страшном возбуждении. Ещё бы, тепловой предел грозил поставить крест на самой идее космических полётов. Потом великий конструктор успокоился и вместе с коллегами нашёл решение.

Абляционная защита. И до сих пор это единственное надёжное решение проблемы теплового предела - все обращённые к набегающему воздушному потоку поверхности должны быть покрыты слоем теплоизолирующего вещества обгорающего в процессе спуска. Именно сгорающие частицы и уносят избыток тепла. Но очевидно что такая защита - одноразовая. Даже имея такую защиту, ракетоплан Зенгера не смог бы многократно рикошетить от атмосферы.

И современные космические ракетопланы - американский Space Shuttle и советский «Буран» - имеют подобную защиту и выполняют лишь один спуск. При этом оба корабля использовали крылья для управления спуском, но взлетали по-ракетному вертикально. Ведь именно так корабль быстрее выходит за плотные слои атмосферы и следовательно будет тратить меньше усилий на разгон до полётной скорости.

Можно ли снизить вес абляционной защиты, например, защищая корабль лишь частично? Нет. И тому подтверждением гибель американского шаттла «Колумбия» 1 февраля 2003 года. При старте на левом крыле было повреждено несколько теплозащитных пластин. В итоге, при входе в плотные слои атмосферы, корабль разрушился весь, так что до земли долетели лишь отдельные обгорелые фрагменты. И это при том, что планирующий вход в атмосферу позволяет ракетоплану снизить температуру нагрева своей поверхности до всего лишь 1600 градусов. Но и этого хватает, чтобы расплавился даже титан.

Из-за крыльев, площадь поверхности, которую нужно защитить от обгорания, у ракетоплана большая. Сами крылья это массивная конструкция, большую часть полёта - которая проходит в безвоздушном пространстве - просто мёртвый груз. Если они и могут пригодится, то лишь на завершающем участке - где их с успехом заменит большой парашют, имеющий куда меньший вес. Оправдано ли таскать с собой в космосе тонны веса, тратить на их подъём в космос тонны драгоценного топлива и ресурс двигателя - когда проблему можно решить устройством в пару центнеров весом?

Получается, от крыльев мало пользы при посадке, и совсем нет пользы в полёте, а на взлёте от них только вред, как от лишнего балласта. Так зачем нам крылья? Но без крыльев ракетоплан превращается...

Ракета

Пороховые ракеты известны тысячу лет (а может быть - ТЫСЯЧИ лет). Но на орбиту на порохе не улетишь, да-с. По крайней мере, старый добрый чёрный, он же дымный порох для этого точно не годится. Он хорош для небольших ракет - но нам нужна громадная ракета. А если насыпать в её корпус зёрна пороха, то давлением пороховых газов их быстро выбросит и гореть в двигателе станет нечему, ракету упадёт.

Для снаряжения даже не самых крупных ракет порох надо прессовать в шашки - похожие на гигантские макароны пороховые цилиндры с внутренним каналом, обеспечивающие равномерное горение заряда. А шашки из дымного пороха раскалываются и рассыпаются, а их куски выбрасывает через сопло.

Ещё хуже другая особенность чёрного пороха. Во время горения больших масс заряда, при повышении температуры и давления в замкнутом объёме двигателя горение чёрного пороха из равномерного станет взрывным, он разорвёт ракету изнутри. Либо стенки двигателя придётся делать очень толстыми, как стенки орудийного ствола. Запускать в космос пушку? Не выйдет, вес конструкции определённо превысит силу пороховых газов и до орбиты такая ракета не долетит, сколь бы большой пороховой заряд в неё не зарядили.

Понадобилось от алхимических поисков наугад, перейти к научно-обоснованным химическим исследованиям, изобрести нитроглицерин, затем на его основе бездымные пороха, а уже через них - смесевые ракетные топлива, по старинке именуемые порохом - однако в отличие от пороха, горящие равномерно. И вот из них прессуют громадные топливные шашки современных баллистических ракет, способных поднять груз до орбиты. И этот путь последовательных изобретений никак не пройти быстрее чем за век.

Значит, улететь в космос в Эпоху Пара невозможно? Фантазия Жюля Верна - это только фантазия?

Но есть ещё жидкостные ракетные двигатели. Сокращённо ЖРД. Ах, о чём мы говорим, они же ужасно сложны! Поглядите на двигатель современной космической ракеты. Это переплетение труб... ну вообще-то трубами в Эпоху Пара никого не удивишь. Начинка хорошего парового котла это ещё более хитросплетённые трубы. А вы не знали? Так вот знайте, что устройство именуемое паровым котлом, это вовсе не тот котёл, в котором варят кашу. И паровые котлы бывают либо водо-трубные, то есть такие в которых по трубам течёт вода, превращаясь в пар, либо огне-трубные, то есть такие в трубах которых пылает топливо. Догадываетесь насколько непросто устройство такого огне-трубного котла? Уж точно посложнее, чем двигатель вашего личного автомобиля. Так что жидкостный ракетный двигатель даже проще по устройству, чем паровая машина со всем её хозяйством.

А топливо? Это же керосин и ещё к нему нужна азотная кислота как окислитель! И даже, скажу по секрету, не просто азотная кислота и не просто керосин, а более сложные химические соединения. А чтоб добыть керосин нужно бурить нефтяные скважины. А для этого нужно сперва произвести буровые установки и алмазные буровые головки. Это ж целая промышленность! И без этого не будет керосина. Да, не будет. Вот только можно отлично лететь и без керосина и без азотной кислоты. На спирте и жидком кислороде. Уж получать спирт путём естественного брожения с последующей перегонкой умеет любая цивилизация, достигшая хотя бы самых азов промышленности. Весь секрет перегонки - держать температуру выше точки кипения спирта и ниже точки кипения воды - и на выходе из перегонного аппарата капает чистый спирт. Кстати, даже не обязательно получать предельно чистый спирт, некоторое количество водяного пара в топливе может даже немного повысить мощь ракетного двигателя.

Ну а жидкий кислород? Да, получать его цивилизация только освоившая азы промышленного производства конечно не умеет. А вот в Эпоху Пара уже появляется прямой наследник паровой машины - двигатель Стирлинга (об этой закономерности развития цивилизации упоминалось в книге «Я люблю паро-панк» в главе «Взгляни на пар изнутри»). А этот двигатель интересен тем, что простой перестановкой угла рычага, он превращается в тепловой насос. Тепловой насос это основа холодильных установок. Каскады тепловых насосов могут понижать температуру очень значительно. Высокое давление, требующееся для сжатия газа, то же не удивляет механиков Эпохи Пара. Все средства для промышленного сжижения кислорода из атмосферного воздуха - есть уже во второй половине XIX века!

Определения

Полёт к Луне дело уж слишком непосильно сложное... даже для современной промышленности. Да-с! Именно таков смысл решения президента Обамы от 15 апреля 2010 года по прекращению программы «Созвездие», цель которой состояла в создании постоянной обитаемой лунной базы. Конечно, взамен были объявлены «наполеоновские» планы пилотируемого полёта к Марсу... но это даже не смешно, ведь очевидно что для старта к Марсу требуется промежуточная база и лучше места, чем на Луне, для неё просто не существует - но на Луне как раз базе и не бывать. А без неё и полёта к Марсу не дождаться.

Говорят, документацию о прежних лунных полётах «Аполлонов» утеряли. А без неё невозможно восстановить технологию. Вот же идиоты эти парни из НАСА - ухитрились потерять уникальные технологии, которые теперь повторить невозможно. Хотя заметим, что на программу «Созвездие» до её закрытия потрачено 10 миллиардов американских долларов только на подготовительные работы. Хотя ещё живы многие тысячи и даже десятки тысяч живых участников программы «Аполлон». И, наконец, в США сохранились в виде музейных экспонатов аж 3 настоящих ракеты-носителя лунной программы. Есть и люди, и натурные образцы для копирования, и деньги - но воспроизвести слишком сложно.

Да, непростая это задачка слетать к Луне. Даже самая передовая страна мира не может повторить собственные же полёты...

Правда потом, когда история с потерей документации стала перерастать в скандал, выяснилось что документация цела. Нашли-таки! Вот только... опять денег надо. Куда же дели ранее выделенные деньги? Да, умеют в Америке пилить бюджет. Похоже в обществе развитого капитализма полёты на Луну выгодны только казнокрадам.

Что ж, согласимся на меньшее - нам бы просто в космос выйти. На чистом энтузиазме полетим! Только бы знать, где начинается этот самый космос?

В Советском Союзе космическим полётом назывался орбитальный полёт, при котором космический аппарат должен сделать хотя бы один виток вокруг земли - то есть двигаться как минимум с первой космической скоростью, а это 7.9 км/сек.

Орбитальный полёт требует наличия системы жизнеобеспечения в обитаемом объёме корабля - как минимум спасающей от перегрева на солнечной стороне и оберегающей от космического холода на теневой стороне орбитального витка. Виток длится около полутора часов, и, согласитесь, что в космических условиях сохранение приемлемой для живого существа температуры в кабине космического аппарата такое длительное время - задача требующая специальных устройств. А это - вес.

И ещё больше будет весить двигатель корабля с запасом топлива. А оно потребуется для торможения и спуска с орбиты - не то наш корабль будет болтаться там конечно не вечно, но дольше разумного срока.

А ещё добавьте массу абляционной защиты для спуска в атмосфере с первой космической скоростью. Да-да, с первой космической! Почти восемь километров в секунду! Ну хорошо, пусть даже, после торможения, останется всего лишь семь с половиной. Поставить на корабль тормозной двигатель, способный погасить эту скорость полностью, даже не надейтесь. Это ведь ещё и масса топлива. Какая масса? Да почти столько же, сколько требовалось на взлёт и разгон корабля до первой космической скорости. Конечно, десятки тонн топлива мы с собой взять не можем, придётся вместо них ставить примерно тонну абляционной защиты.

Итого, как ни крути, у нас получиться корабль "Восток" в котором летал первый космонавт планеты Земля советский человек Юрий Гагарин. Но вес этого корабля почти 5 тонн. Это очень тяжело для первой в мире космической ракеты.

А нельзя ли что-нибудь попроще? Можно - если упростить задачу.

Согласно классификации Военно-Воздушных сил США (USAF) астронавтом считается человек, совершивший полёт, высота которого превышает 50 миль. Прошу прощения за моё невежество в данном случае, но если речь о сухопутных милях то это 80 км 467 м, а если о морских то 92.6 км. В общем, если нашей ракете удалось бы взлететь примерно на сотню километров над поверхностью Земли, то мы могли бы праздновать достижение границы космоса.

Граница в 100 км над уровнем моря называется линией Кармана, в честь американца венгерского происхождения Теодора фон Кармана, который первым предположил, что где-то на этой высоте плотность атмосферы становится столь низкой, что крыльям самолёта станет не на что опираться. Конечно, с ростом высоты плотность воздуха падает и на высотах пониже. Но если лететь быстрее, то крыльям всё ещё будет достаточно опоры. Однако на линии Кармана лететь самолёту надо уже так быстро, что он превышает первую космическую скорость - и тут уж от крыльев никакого толка. И самые наилегчайшие аэростаты не могут подняться до линии Кармана, потому что на такой высоте они в любом случае оказываются тяжелее окружающей их атмосферы. Да и сама эта атмосфера во многом состоит уже из водорода, а легче него газа нет. Поэтому высота в 100 км юридически установлена как верхняя граница территории государств - всё что выше неё никому не принадлежащий свободный космос.

На высоте в 100 км остаётся только один способ движения - реактивный. Но нам не требуется даже двигаться - нам бы просто приподняться до этой высоты, а потом можно и вниз.

Такой полёт будет баллистическим. В верхней точке скорость корабля будет ноль. И входить обратно в плотные слои атмосферы он будет с относительно умеренной скоростью около 2 км/с. Это конечно немало, но это в 4 раза меньше орбитальной скорости. А значит, потребуется гасить в 16 раз меньшую тепловую энергию. И потому слоя абляцонной защиты будет достаточно довольно тонкого. Вдобавок, для такой малой по космическим меркам скорости можно ограничиться абляционной защитой лишь с одной стороны - тогда как вход в атмосферу на первой космической скорости требует полной защиты со всех сторон. А причина в обтекании снижающегося аппарата плазмой - на скорости в 2 км/с её можно отразить в стороны особой формой аппарата, а на скорости в 8 км/с плазменный пузырь схлопывается и замыкает аппарат в себе вне зависимости от его формы.

Вход в атмосферу на скорости 2 км/с
Вход в атмосферу на скорости 2 км/с
Вход в атмосферу на скорости 8 км/с
Вход в атмосферу на скорости 8 км/с

Суборбитальной капсуле тормозной двигатель и запасы топлива для него не потребуются вовсе - ведь она летит по хорошо предсказуемой баллистической траектории. В системе жизнеобеспечения для полёта в четверть часа продолжительностью тоже надобности нет. И тогда нам вполне достаточно примитивной капсулы вроде американского «Меркурия» (по американской терминологии гордо именуемого «суборбитальным космическим кораблём» - хотя сам термин «суборбита» уже логически исключает определение аппарата как космического).

Суборбитальная капсула Меркурий США
Суборбитальная капсула «Меркурий», США
Орбитальный корабль Восток СССР
Орбитальный корабль «Восток», СССР
НаименованиеМассаДлинаДиаметрГерметичный
объем
кабины
«Восток»4730кг4.4м2.43м5.4м³
«Меркурий»1350кг4.04м1.89м1.6м³

Выигрыш по всем параметрам, в сравнении с полноценным орбитальным кораблём, налицо. Масса капсулы чуть более тонны. И меньше её уже не сделать никак. Сможет ли наша гипотетическая ракета XIX века вознести эту пилотируемую стратосферную капсулу на заветные 100 км над Землёй?

Разрешите на взлёт

Хотя мы будем опираться на американское определение космического полёта, но заметим, что в США с июня 1948 года пытались запускать в стратосферу аппараты с обезьянами, однако всякий раз неудачно, успешным стал лишь полёт 21 мая 1952 года. А СССР хоть и приступил к полётам с животными позже - в июле 1951 года - но успеха добился раньше. Исторически первыми в мире астронавтами стали собаки Дезик и Цыган, 22 июля 1951 года взлетевшие на высоту 101 км и благополучно вернувшиеся обратно.

Интересно так же, что коварные «совьетик» уже тогда разработали для космических собак космический туалет - шланги моче- и кало-приёмников, удалявшие нечистоты в ассенизационное устройство. Американцы же так увлеклись конструированием собственно корабля, что позабыли об этом мелочи - потому для полёта усыпляли обезьян.

Русское коварство проявилось и в другом рекорде полёта с животными. 27 августа 1958 года была достигнута высота 453 км, время пребывания животных в невесомости 10 минут, а вес спускаемого аппарата - 1581 кг. То есть результаты во всём превышают первый полёт американского «Меркурия», который состоится ещё только через 3 1/2 года. Это можно расценить как дипломатическое оскорбление: русские собаки не только достигли большего, но и летали в лучших условиях, чем позже них граждане величайшей демократии мира.
Во время космических полётов американским астронавтам приходилось всё время находится в подгузниках. У вас дети есть? Когда они были маленькие, вы им подгузники меняли, да? А тут взрослые мужики, хорошо кушают (один из астронавтов даже поправился в полёте на 1/2 кг) и соответственно хорошо... ну вы поняли. И во всём этом, простите за просторечное выражение, дерьме - сидят, по милости НАСА, которое не удосужилось сконструировать для них космический туалет. Это ж всё хозяйство сопреет, если 2 недели в подгузнике сидеть беспрерывно. Импотентом остаться можно.

Советский опыт нам совершенно не подходит. Потому что керосин неподходящее топливо для космической ракеты XIX века.

В разработке гипотетической ракеты паро-панка, мы должны ориентироваться только на американский опыт... или всё же на немецкий.

Ведь отцом американской космической программы был Вернер фон Браун, конструктор фашистского «Оружия возмездия» - ракеты V-2 (читается «Фау - цвай»). На Западе, впрочем, он не в меньшей степени известен как энтузиаст космоса. В своей лунной ракете «Сатурн-5» он использовал в качестве топлива для двигателей жидкий водород (для второй и третьей ступеней) и керосин (для первой ступени). Созданная им же ранее ракета «Редстоун», запускавшая капсулы «Меркурий-1» - «Меркурий-4» в суборбитальные полёты, так же летала на керосине.

Конструктивно «Редстоун» это всё та же V-2, только топливо заменено на керосин. Даже одинаковая конструкция охлаждающих рубашек двигателя и что ещё важнее - одинаковая коническая форма сопла, более с тех пор не применяющаяся. И ещё обе ракеты роднит назначение - военное. Что, впрочем, не помешало использовать одну из них на пользу науки.

Не только топливо нужно ракетному двигателю. Для горения нужен ещё и окислитель. А им, в ракетах Вернера фон Брауна, всегда был жидкий кислород - начиная ещё с той самой V-2, топливом для которой был 75% спирт.

Итак, в реальной истории космические полёты начались на связке керосин (как топливо) + жидкий кислород (как окислитель). На таком же топливе летала и королёвская Р-7, запустившая на орбиту первый спутник.

Занятно, что своим запуском этот спутник обязан случайности. Как уже рассказывалось выше, с 1954 года на баллистической ракете Р-5 появилась абляционная защита боеголовки, толщиной в 6 мм, уберегавшая её от сгорания при возвращении в плотные слои атмосферы со скоростью 3 км/с. Затем Королёв построил Р-7 - ракету революционной конструкции, все ступени которой зажигались на старте. Р-7 стала первой в мире межконтинентальной ракетой, наконец-то давшей СССР шанс на паритет в ядерном противостоянии с США. Запуск 21 августа 1957 года был в целом успешным, кроме одного - макет боеголовки не нашли в районе цели. Он полностью сгорел в атмосфере, в которую входил со скоростью в 6 км/с. На второй пуск толщину абляционной защиты увеличили - но на полигон упали лишь отдельные фрагменты макета боеголовки. Испытания приостановили, как говорится «до выяснения». А оставшиеся две уже готовые ракеты, Королёву разрешили использовать для запуска незапланированных искусственных спутников. Вот так, благодаря неудаче в военной области, ракета Р-7 проложила путь в космос для СССР и всего человечества.

Советский опыт нас не интересует, поскольку задача полноценного орбитального полёта не для нас. Нам бы что попроще - а тут самый богатый опыт именно у Вернера фон Брауна. Ему удалось поднять человека на границу космоса через 25 дней после орбитального полёта Юрия Гагарина. Алан Шепард провёл 15 минут в «Меркурии», запущенном с помощью «Редстоун». Напомню, что «Редстоун» баллистическая ракета военного назначения. Штатно могла снаряжаться либо обычной боеголовкой массой в 1360 кг, которую забрасывала на дальность в 800 км, либо ядерной массой в 2900 кг, правда тогда дальность стрельбы уменьшалась до 320 км.

Подвергнем эти справочные данные анализу с помощью «Баллистического вычислителя». Поскольку большая часть полёта пройдёт вне пределов плотных слоёв атмосферы, то расчёт, пренебрегающий сопротивлением воздуха, даст вполне достаточные для нашего гипотетического эксперимента ориентиры. Итак, в первом разделе «Баллистического вычислителя», вводим массу боеголовки...

Как это - массу боеголовки? Ведь ракета летит целиком! Так-то оно так, да не совсем. Целиком ракета с боеголовкой летят на разгонном участке. Но когда двигатели прекращают работу, боеголовка отделяется. Нас интересует именно момент, когда боеголовка отделилась и, с полученной от ракеты скоростью, понеслась ввысь и вдаль. Введём массу боеголовки в соответствующее поле. Нам известна максимальная дальность стрельбы. Путём подбора найдём начальную скорость, чтобы снаряд улетал на требуемую дальность. А для контроля обращаем внимание на энергию выстрела - ведь разгонная ракета одна и та же.

Так вот, для боеголовки с обычной взрывчаткой, чтобы совершить полёт на 800 км, после отделения от ракеты надо иметь скорость приблизительно в 2.8 км/с. Энергия «выстрела» 5 1/3 гигаДжоулей. Для ядерной боеголовки полёт на 320 км достижим при ориентировочной скорости в 1.8 км/с. А энергия выстрела в этом случае 4 2/3 гигаДжоулей.

Отчего такая разница - аж в 2/3 гигаДжоуля? Разница из-за несовершенства расчёта, который не учитывает падение влияния гравитации с ростом высоты и пусть ничтожного, но всё-таки имеющегося сопротивления воздуха, так же различного на разной высоте. И наконец совсем не учитывается кривизна Земли, при таких расстояниях и форме траектории уже имеющая значение. Если принять во внимание все эти соображения, то очевидно, что более лёгкая боеголовка получает энергетически более выгодную траекторию, и это выражается цифрой в дополнительные примерно 700 мегаДжоулей.

Пусть наш расчёт был не идеально точен, но он дал основные ориентиры, которые мы подробно рассмотрим в следующем разделе «Баллистического вычислителя».

Как мы уже условились, наша капсула будет иметь ту же массу, что и «Меркурий». То есть всего на 10 кг легче обычной боеголовки ракеты «Редстоун». Подставляем исходные данные для этой боеголовки и видим, что при запуске на максимальную дальность в 800 км, боеголовка поднимается на 200 км. Полётное время при этом составит чуть менее 7 минут. Но нам нужно лететь не вдаль - а ввысь. Изменяем угол на 90 градусов - высота 400 км, а полётное время 9 1/2 минут. В реальности, разумеется, время оказалось бы больше, из-за медленного разгона вначале и последующего торможения при спуске в атмосфере. То есть примерно те самые 1/4 часа.

Что ж, из этого есть два вывода:

  • расчёты приближённо соответствуют историческим данным. Значит, мы сможем спроектировать нашу паро-панковскую ракету на основе таких расчётов
  • нам не требуется такая большая высота полёта, мы согласны на вчетверо меньшую высоту - а для этого достаточно развить вдвое меньшую скорость, и значит нас вполне удовлетворила бы и вчетверо менее мощная ракета

Не сможем ли мы найти что-нибудь более примитивное - и затем узнать, могло ли такое быть создано на век раньше?

Барон и немец, но не Мюнхгаузен

«Космонавтика – вот всё, что меня интересует»
Вернер фон Браун

Основатель космонавтики всего цивилизованного мира был самым настоящим бароном по происхождению. Он начинал работы над «спейс-шатлами» (Space Schuttle - Космический челнок), посылал «Апполоны» к Луне, «Джемени» на орбиту, «Меркурии» на границу космоса.

Именно таким известен Вернер фон Браун для всего цивилизованного мира Именно таким известен Вернер фон Браун
для всего цивилизованного мира

Он был членом национал-социалистической партии. И ошибочно думать, что он вступил в неё по незнанию или по глупости молодых лет или, например, как Вальтер Шеленберг, ради карьеры. Было ли это аморальным? С точки зрения всего цивилизованного мира (к которому, разумеется, русские не относятся) - ничего аморального в этом нет. Ради достижения цели все средства хороши. На бедствия узников, трудившихся на строительстве сооружений для ракет, штурмбаннфюреру СС фон Брауну, как и его непосредственному начальнику генералу Вальтеру фон Дорнбергеру, было плевать. Горе побеждённым. Талантливый конструктор Вернер фон Браун - в полной мере продукт капиталистического общества своего времени, со всеми его империалистическими устремлениями. Он трудился ради величия рейха - сперва германского, затем американского (рейх это не ругательство, в переводе с немецкого означает «империя»; думаю, факт, что величайшая демократия мира ведёт вполне имперскую внешнюю политику, очевиден?) - и в его понимании служение столь великой цели das ist gutt (это хорошо). Хотя вполне возможно в то же самое время он мечтал о полётах к звёздам с чисто научными целями. Одно, знаете ли, не исключает другого. Тем более, если человек с детства воспитан именно так.

Между прочим, великий ракетчик с детства превосходно играл на фортепьяно и виолончели, даже сочинял музыку. И так же с детства, благодаря матери, свободно говорил на 6 языках. Но самое главное его качество выделил его непосредственный начальник Дорнбергер:
«Я знал, что стоило ему в самом деле увлечься каким-либо техническим вопросом, и силой его неоспоримого гения ответ будет найден. Он обладал почти невероятным даром извлекать из массы научных данных, сведений из литературы, дискуссий и визитов на предприятия то самое важное, что имело отношение к нашей работе: он оценивал эту информацию, прокручивал ее в голове и использовал в самом нужном месте. Он забывал, или как бесполезный мусор, выбрасывал из памяти все, что не имело отношения к нему.
Когда он ясно осознавал, чего хочет добиться – тогда им овладевало упрямство, отвергающее любые намеки или отклонения от цели. И он с неукротимой настойчивостью на полных парах двигался по тому курсу, который считал правильным
»

Несомненно, барон был предельно целеустремлённым человеком. Но вот что касается его роли для становления мирового ракетостроения...

Вернер фон Браун родился 23 марта 1912 года, а в 1923 году, будучи учеником французской гимназии в Берлине, прославился тем, что прикрепил к тележке для фруктов ракеты для фейерверков и прокатился на этом огненном сооружении по улице. В том же году вышла книжка Германа Оберта «Ракета в межпланетное пространство», которую Вернер фон Браун прочёл 2 года спустя. На 13-летие мать подарила ему телескоп, и разумеется он с интересом разглядывал звёздное небо. И конечно же он зачитывался романами Жюля Верна и Герберта Уэллса.

Только книга Оберта побудила Вернера фон Брауна всерьёз заняться математикой и физикой, которым до того он не придавал значения. Через пару лет он стал лучшим учеником в этих дисциплинах. В 1930 году Вернер фон Браун работает под началом того самого Германа Оберта, который вместе с Вилли Леем, создаёт первый в Германии жидкостный реактивный двигатель «Кегельдюзе», работавший на бензине и жидком кислороде и развивший тягу в 7 кг. 23 июня 1930 г. после ряда успешных пусков были проведены официальные испытания двигателя, которые также прошли успешно. Двигатель стабильно проработал 45.6 секунд.

А что было в СССР? Центральным советом Осоавиахима только в сентябре 1931 года была организована Группа Изучения Реактивного Движения - сокращённо ГИРД. На вид отставание, у немцев-то уже двигатель. С другой стороны про тот немецкий двигатель ещё никто не знает, на развитие науки в мире и в Советском Союзе в частности, достижение Оберта, Вилли Лея и фон Брауна влияние не оказывает. И потому начинали советские ракетчики свой путь в космос самостоятельно.

И было с чего начинать. Ведь у нас был Циолковский и... наше советское кино.

Фабрика грёз

Как говорил товарищ Ленин: «Кино важнейшее из искусств». Какое же мнение о космических полётах успело сформировать кино к моменту начала конструкторской деятельности молодого Вальтера фон Брауна?

Ответ: никакое.

В 1902 году вышел французский шуточный фильм, где на Луну отправлялись в пушечном снаряде. Фильм исключительно юмористический, никакой научной нагрузки не несёт вообще - но познавателен в части типичных обывательских представлений о космосе в Эпоху Пара. Очень интересен стиль оформления различных сцен, костюмы актёров, манера игры немого кино. Большую художественную ценность представляет раскраска кадров фильма вручную. Но, повторюсь ещё раз, научной ценности в этой пародии не было ни капли. Не ставил режиссер себе научно-просветительскую цель. Да и публика не поняла бы.
Для интересующихся : фильм доступен для просмотра на Википедии

Всё могло измениться в 1929 году. Кажется что могло. В этом году на экраны немецких кинотеатров выходит «Frau im Mond» («Женщина на луне», иногда ошибочно название переводят как «Девушка на Луне», но тут ясно написано «Frau» то есть «женщина», хотя по сюжету она ещё не вышла замуж за своего избранника и формально является девушкой).

Фильм очень большой, 169 минут, а восстановленная в 2000 году полная версия (которую сейчас назвали бы режиссёрской) аж 200 минут! Консультантом фильма был привлечён тот самый Герман Оберт. В фильме впервые в мире был показан предстартовый обратный отсчёт. Как говорят, этот приём был использован исключительно для создания эмоционального напряжения у зрителя, а в итоге вошёл в практику реального ракетостроения. Так же, на удивление, стартовый комплекс для лунной ракеты в фильме схож с появившимся много позже реальным комплексом на мысе Канаверал. И в фильме заправленная ракета транспортируется к стартовой позиции в вертикальном положении, что стало отличительной чертой американских космических стартов (советские космические ракеты перевозятся лёжа и устанавливаются вертикально уже на позиции). Сказывают, что в свои летние каникулы в павильоне студии, где шли съёмки фильма, подрабатывал простым рабочим Вернер фон Браун. Что ж, вполне возможно и такое, ведь автор сценария, жена режиссёра, родом из дворянской семьи. А в Германии того времени круг людей с приставкой «фон» был ещё весьма замкнут. Например, первым и единственным недостаточно родовитым прусским королевским советником успел стать лишь один человек - Герман Герикэ (прошу прощения, я знаю что правильно читать «Хэрман Хэрике», но в русском укоренилось иное написание, видимо ввиду лучшего благозвучия). Так что баронесса вполне могла «по дружбе» пустить на подработку сына другой баронессы.

А самое знаменательное событие - постройка для этого фильма настоящей ракеты!...

Многоточие тут не случайно. Придётся разобраться в истории с этой кинематографической ракетой. Ведь в фильме она не фигурирует никак. Да это и не планировалось. Идея была в том, чтобы до фильма Оберт сделал и запустил настоящую ракету в целях рекламы. На это ему дал 5 тысяч марок режиссёр, и ещё столько же киностудия. Итого 10 тысяч марок. А идею эту подкинул фабрикантам грёз ни кто иной как Вилли Лей, у которого были связи в мире искусств. И они с Обертом и молодым фон Брауном построили двигатель. Но, как мы уже знаем, случилось это лишь через год после выхода фильма на экраны. И тяга этого двигателя для полёта ракеты была откровенно маловата.

А запустить для рекламы пороховую ракету мешал Версальский договор.

После поражения в Первой Мировой, Германии было запрещено очень многое. И отдельным пунктом - любая разработка пороховых ракет. Так что если бы Оберт запустил пороховую ракету - это никак нельзя было бы использовать в целях рекламы. Например, фильм был показан в США, правда в сокращённом до 95 минут варианте. Но если бы в его рекламе использовалась специально разработанная пороховая ракета - всё, прощай надежда заработать пару лишних долларов. Говоря современным языком, такой фильм рисковал бы попасть под санкции. До Рейха ещё далеко, пока на дворе Веймарская республика, открыто отрицать Версальские ограничения никто не решается. Зато ракеты с ЖРД Версальский договор не запрещал. Но этой лазейкой в 1929 году воспользоваться не удалось.

А что может противопоставить этому культурно-научному натиску СССР? Да в общем всё.

Конечно, можно по-разному оценивать вклад Циолковского. Скажем, вполне справедливо будет назвать его школьным учителем из провинции. Однако этого школьного учителя то же приглашали консультировать фильм о полёте на Луну. А это возможно лишь в том случае, если своими статьями Циолковский воздействовал на умы масс людей. И не на пустом месте возникло это влияние, романы Жюля Верна и Герберта Уэллса не только молодой фон Браун читал, у нас их то же знали. Идея о полёте ракеты в космос была для советского человека вполне естественной - а не каким-то необычайным откровением, как книга Оберта для малыша Вернера.

Но может быть, русские только подражали? Ведь «Космический рейс» снят в 1934-1935 годах, а первый показ и вовсе 21 января 1936 года (через 15 лет после немецкого фильма). И мы видим в сюжете: профессор летит на Луну (как у немцев), в экипаже есть девушка (как у немцев), и конечно же на борт ухитряется пробраться мальчишка (как у немцев). Ясное дело, что это просто нелепое подражание и говорить тут не о чем.

Да вот только отличий куда больше. И они не сводятся лишь к макету Москвы с так и не построенным в реальности Дворцом Советов, на фоне которого по эстакаде разгоняется советский ракетоплан. А это уже очень существенное отличие в технических деталях. Для фильма Циолковский исписал целую тетрадку популярных объяснений с иллюстрациями про космические полёты и всевозможные их аспекты. Далеко не всё из этого попало в кадр, но зато научное обоснование каждого вошедшего в фильм кадра было самым полным, какое только было возможно на тот момент.

В советском фильме замечательно показана невесомость. Даже лучше, чем в американских кадрах про полёты «Аполлонов» (хотя никто на основании «Космического рейса» не говорит, что русские летали к Луне). А вот у немцев невесомости в полёте не предусматривалось сценарием.

У немцев, однако, лучше выражен способ посадки на Луну, с разворотом ракеты и торможением включением двигателя. В советском фильме так же можно догадаться, что когда профессор предлагает перед посадкой занять места в защищающих от перегрузки ваннах своим спутникам, а сам производит некий манёвр - то это торможение двигателем, чтобы согласно замыслу профессора погасить скорость. Но этот момент в советском фильме слишком быстротечен, зритель не успевает его как следует осмыслить.

Зато прыжки на Луне - это лучше чем кадры с «Аполлонов». К стыду американцев, они ухитрились слетать на Луну 6 раз! И ни разу не заснять прыжок выше чем на Земле! Это, извините, талант. Что они там табличку оставили про «пришли с миром от всего человечества» это конечно прикольно (хотя кто её там на Луне читать будет?) - но реально мы им обязаны тем, что до сих пор лучшие кадры про поведение человека на Луне - из старого немого художественного советского фильма.

Можно так же обратить внимание на такие детали «Космического рейса», как тяжёлые лунные башмаки, подобные башмакам водолазов (что интересно, подобные съёмные башмаки были и на американских лунных скафандрах). Посадка на Землю на парашюте. И то, что невесомость в полёте наступает только после остановки двигателя - как это и происходит в реальности. В итоге имеем весьма совершенное научно-фантастическое произведение. Длительностью в 70 минут, а так много рассказано.

А чем занято экранное время немецкого фильма? Полёт на Луну ради... поисков там золота. О, небеса! Это попахивает дремучим средневековьем, когда звёзды считали алмазными гвоздями, вбитыми в небесный свод. А ещё в фильме фигурирует коварный злодей, желающих обогатится на Луне. Ох этот до ужаса примитивный штамп. Хотя возможно неискушённого зрителя той поры этим ещё можно было удивить. Убийство, кровь, трагедия. Кислорода на обратный путь для всех не хватит. Герой остаётся на Луне, но его девушка отказывается покинуть его и погибает вместе с ним. Душевные терзания, лирические страдания - напомню, сценарий написан женщиной. А к чему в нём ракета? Да видимо только ради рекламы.

Если уж охота закрученного сюжета в космическом антураже, да чтоб деньги и кровь и страсть всё в одном флаконе - то извольте-с, вот вам «Аэлита», советский фильм вышедший на экраны кинотеатров 22 сентября 1924 года - то есть за несколько лет до немецкого фильма, и на год раньше, чем мальчишка Вернер прочёл о космических полётах в недавно изданной книжке Оберта. С романом Алексея Толстого авторы фильма обошлись весьма вольно (ухитрились переплюнуть вольность, с которой Питер Джексон экранизировал «Хоббита»). Но полёт на Марс и красавица Аэлита есть. А уж какое сплетение интриг и судеб в фильме получилось - на обе планеты хватило с избытком. Тут и любовь и измена. И кража, и зловещая власть, и революция. И наивные - и обманутые. И идейные - и приспособленцы. Да вообще ни один характер из множества персонажей не похож на другого ничем. Все абсолютно разные, с разными убеждениями и целями. И немая игра актёров добавляет своего шарма всему этому. Так что по накалу даже не могу поставить хотя бы рядом ничего из современных произведений. Сюжет кинофильма мог пощекотать не только нервы, но и нежные чувства зрителя. По меркам тогдашней строгой морали иные сцены «Аэлиты» выглядят более чем эротично (скорее уж, по тем временам, впору говорить про сексуальные намёки). И одновременно в фильме есть и доля научной фантастики, хотя конечно куда более наивной чем в «Космическом рейсе». Но мало уступающей уровню научности «Frau im Mond», вышедшей на 5 лет позже. Длительность советского фильма 113 минут. Как говорится краткость сестра таланта. На фоне такой «Аэлиты» немецкий фильм блекнет.

Ещё раз повторюсь: это 1924 год. В стране только что закончилась гражданская война. Но революция раскрепостила творческую мысль. Написан и издан роман «Аэлита» - про полёт к иным планетам. Снят фильм «Аэлита» - хотя сюжет имеет мало общего с романом, но полёт к другим планетам в нём играет существенную роль. Появление этих произведений показывает живой интерес общества в молодой Советской стране к космосу. Этот интерес пробудил творчество, а через это творчество мысль о межпланетных полётах всё более укоренялась в менталитете общества.

Не стоит недооценивать воздействие искусства на общественное мнение. После выхода на экраны «Frau im Mond», уже в конце того же года германский министр обороны отдал приказ об изучении возможности использования ракет для военных целей, и, в соответствии с ним, в 1932 году была создана экспериментальная станция для ракет на жидком топливе в Куммерсдорфе, где начал свою карьеру ракетного конструктора Вернер фон Браун. Это воздействие на умы всего одного фильма.

+ увеличить картинку +
Афиша фильма Frau im Mond на макете ракеты V-2 в музее Пенемюнде Афиша фильма «Frau im Mond» на макете ракеты V-2 в музее Пенемюнде
Фото: 2001©Ra Boe / Wikipedia
исходное изображение: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Peenem%C3%BCnde_2001_-V2_die_Frau_im_Mond-_by-RaBoe_01.jpg
лицензия: CC-BY-SA-3.0

И когда «оружие возмездия» впервые взлетело в небо, на ракете, поверх черно-белой раскраски, была нарисована трогательно-наивная картинка с афиши «Женщины на Луне».

В СССР воздействие на умы - роман и два фильма, не говоря о массе научных работ. И, хоть у нас обнажённых девиц на ракетах не малевали, но началось наше просветительское воздействие на массы раньше, чем в Германии.

Русские не копировали немцев. Не учились у немцев. Не следовали за немецкой мыслью - ибо своих собственных мыслей хватало. В период между двумя мировыми войнами обе нации шли совершенно независимо друг от друга. И это важно понимать.

Потому что это доказывает: никакого чудесного наития в космической ракете нет. Не нужен для её создания обязательно некий уникальный сверхестественный гений (каким порой пытаются изобразить Вернера фон Брауна, хотя сам он признавал гениальность за своим учителем Германом Обертом). Как только цивилизация осваивает паровые машины, создание космической ракеты лишь дело времени. Кстати, в реальной истории человечества оно даже несколько затянулось. Примерно так на полвека. Но будем последовательны.

ГИРД

Не только искусство создавало у советских людей представление о будущих космических полётах на ракетах. Не единым Циолковским полнилась земля русская. Были и другие энтузиасты и их эксперименты. Помню, когда сам я, ещё будучи ребёнком, оказался в музее Жуковского, то меня поразила часть экспозиции. посвящённая 20-м годам Советской России. Там был даже самодельный миниатюрный электро-реактивный двигатель! Электро-реактивный, понимаете? В современных технических терминах такое устройство называется «плазмотрон». Не важно, насколько успешно работала самоделка 1920-х годов - важно что изобретатели, коих на Руси всегда было в избытке, пытались идти к цели самыми разными путями.

И эта тенденция нашла отражение и в творчестве ГИРДовцев. Ракеты у них были самых разных конструкций и порой необычных форм.

ГИРД-09 1933 год
ГИРД-09 . 1933 год
ГИРД-X 1933 год
ГИРД-X . 1933 год
ГИРД-07 1934 год
ГИРД-07 . 1934 год
ГИРД-05 1937 год
ГИРД-05 . 1937 год
Из статьи Н.Ефремова, опубликованной в журнале «Моделист-Конструктор» в честь 50-летия создания ГИРД.
Н.Ефремов секретарь партийной организации ГИРД, а так же ведущий инженер по ракетам «09», «07» и «05»

Тут можно заметить некоторое отставание уже у немцев. Вернер фон Браун сумел получить государственное финансирование лишь 1 ноября 1932 года, когда подписал контракт с военными на работу в области ракетостроения в качестве вольнонаёмного штатского специалиста на артиллерийском полигоне в Куммерсдорфе под Берлином. В это время весь штат его подчинённых состоял из одного механика. А над самим фон Брауном был начальник - Вальтер Дорнбергер. Финансирование работ фон Брауна проводилось через университетскую кафедру баллистики полковника Беккера.

Но всё это не помешало фон Брауну в январе 1933 года представить на испытания охлаждаемый водой двигатель тягой в 140 кг.

А что же ГИРД? Только 17 августа 1933 года состоялся первый запуск ракеты «09». Всего полтора километра в высоту. Зато это был полёт, а не запуск на испытательном стенде. В частности уже тогда был выбран способ приземления ракеты на парашюте. Как вспоминает Н.Ефремов, кроме прочих соображений, повлияло и чисто субъективное - он и Королёв были единственными тогда в ГИРДе обладателями вызывающих зависть значков парашютистов.

Несмотря на свои скромные параметры ракета «09» стала не только первой в мире полетевшей ракетой с ЖРД, но и первой в мире серийной ракетой с ЖРД. Всего было запущено 6 таких ракет. Топливом служил бензин, а окислителем жидкий кислород - в этом русские вполне повторили путь Оберта, хотя и не знали о нём.

Выбор бензина для частных экспериментов, что в Германии, что в СССР - не случаен. Бензин в то время являлся уже самым доступным горючим. Однако в качестве ракетного топлива бензин плох - его пары склонны к детонации от сжатия, а эти самые сжатия в трубопроводах ракеты случаются постоянно.

Между тем фон Браун объединил свои усилия с группой Вальтера Риделя, и вместе они создали двигатель тягой в 295 кг - на жидком кислороде и 75% спирте, как ещё ранее предлагал Оберт. Этот двигатель мог проработать 16 секунд, но поставили его уже не на стенд, а на ракету - первую ракету фон Брауна с названием A-1, сокращение от Aggregat-1, что означает «Агрегат-1». В этом плане немцы определённо похожи на русских, которые так же большинство своих секретных изделий называют просто «Изделие номер такой-то». Ракета А-1 имела длину 1.4 м и диаметр корпуса 30 см, общий вес 150 кг. Совершенно необычным было обеспечение стабилизации ракеты в полёте. Можно снабдить ракету стабилизаторами в виде крыльев - и так поступали издавна. Можно заставить ракету вращаться, как артиллеристский снаряд - и немцы сконструировали впоследствии немало успешных вращающихся ракет. Но А-1 не вращалась в полёте целиком - вместо этого вращалась только одна её часть, впрочем часть довольно увесистая, в 38.5 кг массой, то есть 1/4 от веса всей ракеты. Столько же весило топливо, вытеснявшееся из баков сжатым азотом. Как раз из-за топлива и не решились вращать ракету целиком, ведь центробежный эффект расплескал бы топливо по стенкам баков, и оно никогда бы не попало в двигатель. Правда, такую отдельную часть-стабилизатор-вращением приходилось раскручивать перед запуском. Но, с другой стороны, в эту массивную деталь в будущем предполагалось поместить взрывчатку, превратив её в прочную боеголовку ракетного снаряда.

Интригующая идея немецких инженеров так и осталась неподтверждённой. При попытке запуска в 1933 году ракета A-1 взорвалась на старте, и сам того не зная, Вернер фон Браун уступил этот раунд космической гонки неведомым ему русским.

Следующая ракета усовершенствованной конструкции получила индекс А-2 и была изготовлена в двух экземплярах, названных в честь популярных тогда комиков «Макс» и «Мориц». Длина ракеты 1610 мм, максимальный диаметр корпуса 310 мм, стартовый вес 107 кг, тяга двигателя 300 кг. Стабилизация теперь обеспечивалась гироскопом. Оба «персонажа» успешно взлетели вертикально вверх в декабре 1934 года с острова Боркум и в Северном море. 19 декабря в 11:15 на глазах у Главнокомадующего немецкой армией генерала Вернера фон Фрича, взлетел «Макс». Известно, что топливо в его двигателе выгорело на высоте 1.7 км, а максимальная высота составила 2.3 км, с последующим падением в 800 м от точки старта. На следующий день 20 декабря 1934 года в 06:52 полетел «Мориц». За его полётом велось наблюдение с помощью фототеодолитов, что и позволило установить факт надёжной стабилизации полёта ракеты с помощью гироскопа. Оказалось, что после старта ракета совершала кивки от траектории с амплитудой в 10 м, что отнесли на влияние бокового ветра. С высоты 200 м до выгорания топлива на высоте 1.8 км полёт был стабильный. Максимальная высота подъёма 3.5 км, а падение произошло в 500 м от точки старта. Таким образом, был заочно побит русский рекорд, о котором, впрочем, немецкие ракетчики даже не подозревали.

А эти самые русские между тем тоже не сидели сложа руки. Правда вместо борьбы за рекорды, они поначалу пошли по пути свободного творчества с двигателями. Так 25 ноября 1933 года запущена ГИРД-Х конструкции Ф.А. Цандера, который пытался использовать металл в качестве горючего. Это лишь на взгляд непосвящённого человека идея сомнительная. Но спросите любого химика, и он вам ответит, что металл замечательно горит в чистом кислороде, выделяя огромное количество тепла - а ведь это именно то, что нужно двигателю ракеты. При том металл это топливо очень компактное, что опять же выгодно для ракеты. Масса преимуществ! К сожалению, технически решить задачу использования металла в качестве топлива не удалось до сих пор.

По замыслу Цандера, в камеру сгорания, вместе с жидким топливом, должен был подаваться магниевый порошок. Но упрямый порошок спекался на входе в камеру и закупоривал трубы. От металла в качестве топлива пришлось отказаться. Затем отказались и от капризного бензина, заменив его на спирт. Тут русские пришли к тому же решению, что и немцы - и это то же не случайно, а продиктовано логикой конструирования. Наконец, ввели новую систему подачи топлива. Оно стало выжиматься из баков сжатым воздухом, подаваемым из аккумулятора давления через понижающий редуктор.

Старт ГИРД-Х был успешным, двигатель сразу вышел на режим, но на высоте 100 м вибрации разрушили крепление двигателя к ракете с вполне очевидным исходом.

Затем русские принялись экспериментировать с формой. ГИРД-07 была скорее ракетопланом весьма экстравагантной формы. Большие толстые стабилизаторы служили топливными баками и обещали прирост дальности горизонтального полёта, работая как крылья. Двигатель поначалу хотели ставить новый, с новой системой двойного охлаждения - жидким кислородом и за счёт испарения жидкости. Но на стенде регулярно происходили прожоги камеры сгорания, и в итоге на ракету поставили уже испытанный двигатель от ГИРД-Х. 17 ноября 1934 года первый запуск - ракета не вышла из стартового станка, за несколько секунд прогорел один из стабилизаторов со всеми вытекающими последствиями в виде горящего топлива.

Мощности двигателя не хватало для взлёта. Через несколько месяцев работы удалось довести тягу до 100 кг. Русские отстают от неизвестного им фон Брауна на год работы и втрое по мощности двигателя. Однако мощности нового русского двигателя хватило, чтобы заставить ракету взлететь. Но едва взлетев, ракета, описав петлю, понеслась на испытателей. Людей спасло лишь то, что недолетев, ракета вонзилась в землю. Оказалось виноваты были стабилизаторы, точнее их небольшая асимметрия. Пришли к выводу, что при существующей технологии гарантировать идентичность больших стабилизаторов невозможно, и от ракетоплана вернулись к обычной ракете.

Неудача ГИРД-07 так же указывает, что до стабилизации полёта с помощью гироскопа русские ещё не додумались. Гироскоп это маховик, вращающееся массивное колесо стремящееся сохранять направление своей оси в пространстве, одно из самых древних изобретений человечества. Но никаких органов управления на здоровенных стабилизаторах ГИРД-07 нет. Потому даже незаметная на глаз асимметрия сделала полёт такого ракетоплана невозможным.

Ещё раз напомню, что в 1934 году наконец-то полетели первые ракеты фон Брауна - но зато обе полностью успешно. И они стабилизировались гироскопом - так стабилизируются все баллистические и космические ракеты и по сей день. И в конце 1934 года Вернер фон Браун успешно защищает диссертацию «Конструктивные, теоретические и экспериментальные соображения к проблеме жидкостных ракет» и получает ученую степень доктора философии. А между тем ему всего 22 года.

Четвёртой русской ракетой стала ГИРД-05 конструкции В.П. Глушко. Саму ракету собрали ещё в 1933 году, да всё никак не могли отработать двигатель для неё. А он работал снова на жидком кислороде и спирте. Кроме того, этот двигатель не имел принудительного охлаждения, зато стенки камеры сгорания были облицованы керамикой. В первом старте ракета завалилась сразу после выхода из станка.

15 августа 1937 года в новом удлинённом станке ГИРД-05 смогла набрать необходимую скорость и взмыла ввысь, достигнув 7 или даже 8 км высоты. Но это был тот самый 37 год, расстрел Тухачевского за вредительство, и преследование всех, кому он ранее покровительствовал. В числе попавших в опалу оказались и ГИРДовцы.

В своё время мне довелось работать под началом одного из учеников Сергея Павловича Королёва. Это не является чем-то из ряда вон выходящим для советской космической промышленности, учеников у Королёва были тысячи, ведь он успевал ещё и лекции студентам читать иногда. Так вот, своим ученикам о том, как он, попав под ужасные сталинские репрессии, сидел в «шараге», глава всей советской космической промышленности академик Королёв говорил следующее:
«Это было самое прекрасное время моей жизни. Я мог только работать и не думать больше ни о чём кроме работы»
(для тех кто не знает: опальные советские конструкторы не сидели в тюрьме, не разгребали снег в Сибири. Вместо этого они работали в закрытых конструкторских бюро, охраняемые не столько «чтоб не сбежали», сколько от покушения на них и результаты их секретной работы. Ну и плюс к этому - они были защищены от нападок менее талантливых, но охотно пишущих ложные доносы завистников, которых всегда хватает во все времена и во всех странах, вне зависимости от того, какой там режим)

А что собственно ещё нужно по-настоящему творческому человеку - как не возможность творить и думать только о творчестве?

Необычайно талантливый Вернер фон Браун не попал в «шарагу» по ложному доносу, но и за всю свою жизнь не стал ни главой космической промышленности, ни хотя бы академиком. А под конец и вовсе был выброшен из НАСА, как отработанный материал, когда практичные американцы решили, что больше не нуждаются в услугах великого конструктора (согласитесь, почётное назначение участвовать в сенатских комиссиях и особенно заведовать стартовым комплексом на мысе Канаверел это место скорее для завхоза, а не для конструктора, неудивительно что через пару лет такого почёта Вернер фон Браун сам подал в отставку). Но это всё будет много позже.

Пенемюнде

А между тем, не подозревающий о успехах и проблемах русских, в 1935 году Вернер фон Браун уже озадачен поисками места для нового ракетного полигона. И под конец того года, по совету матери, останавливает выбор на любимых местах охоты своего деда на уток - острове Узедом в Балтийском море, расположенном недалеко от рыбацкого посёлка Пенемюнде. И уже в 1936 году указанный фон Брауном участок земли выкупает Люфтваффе. Запомним этот факт: строителем «Армейской экспериментальной станции Пенемюнде» был Герман Геринг.

Но для чего потребовался новый полигон фон Брауну? А затем, что он уже точно знает, его следующая ракета полетит на 50 км и никак не меньше. Вдумайтесь - полсотни километров. Лучший результат ГИРД - подъём на 8 км. Но немецкая А-2 пока ещё не поднялась и на такую высоту. Помня о том, сколько усилий прилагалось для достижения стабильного горения топлива в предыдущих небольших двигателях, как можно быть столь уверенным, что вдруг получится создать вдесятеро больший агрегат, и он пролетит вдесятеро дальше и при том именно туда куда надо? Это ведь с одной стороны от Узедома морская гладь на 300 км. А с другой - берег с множеством деревушек и аккуратных немецких городков. Если новая ракета развернётся в полёта, как это произошло с русской ГИРД-07, трагедии национального масштаба не избежать.

По счастью, на людей ракеты А-3 не падали. Хотя имели все предпосылки для этого. Ни один из 4 запусков не был успешным.

А-3 имела длину 6740 мм, максимальный диаметр корпуса 670 мм, размах стабилизаторов 930 мм, а стартовый вес 740 кг - то есть в 7 раз большее А-2. С такими исходными данными вполне можно было ожидать многократного увеличения дальности полёта в сравнении с предшествующей А-2. Поскольку в 1937 году в центре Пенемюнде (не путать с рыбацким посёлком!) кипело строительство, пуски А-3 проводились с расположенного в 6 км севернее Узедома острова Грейфсвальдеройе (Greifswalder Oie - то есть правильно читать Грайфсвальдер Ойе, но в русско-язычной литературе укоренилось немного иное наименование). А вот хронология всех этих пусков:

  • 4 декабря 1937 года : через 3 секунды после старта сработала система раскрытия парашюта, работа двигателя прекратилась через 6,5 секунд. Ракета развалилась и взорвалась в 300 метрах от точки старта
  • 6 декабря 1937 года : при пуске корпус ракеты развернуло вокруг своей оси. Сработала система раскрытия парашюта, работа двигателя была прекращена отсечкой подачи топлива. Ракета спланировала на парашюте в море в 300 метрах от точки старта
  • 8 декабря 1937 года : при пуске корпус ракеты стал вращаться. На этой ракете парашюта не было. Работа двигателя была прекращена отсечкой подачи топлива. Ракета упала в море и утонула
  • 11 декабря 1937 года : парашют не устанавливался. Ракета оторвалась от земли, но на высоте 800-1000 метров начала крениться, опрокинулась и упала на землю

Итак, абсолютно все пуски окончились решительной неудачей. Двигатель ни разу не отработал топливо. А между тем постройка серии сразу из 4 ракет, их запуски без внесения изменений в конструкцию (не считать же изменением снятие парашюта с двух последних ракет) - всё это показывало уверенность конструктора в его ракете. Однако эта само-уверенность категорически не оправдалась.

Причина была в новой системе управления полётом. Большая дальность подразумевала и большую высоту, а на большой высоте, из-за разряжения воздуха, воздушные плоскости перестанут быть эффективными рулями. Что же делать? Решение подсказал ещё Циолковский, а позже и учитель Вернера фон Брауна Герман Оберт - нужны газовые рули в потоке истекающих из сопла раскалённых газов. Именно их и должна была испытать А-3 перед постройкой уже задуманной следующей более крупной ракеты.

Но как показал анализ аварий А-3, применённые на ней газовые рули не обеспечивали стабилизацию при низких стартовых скоростях полёта в 8 м/с. А опрокидывание ракеты могло происходить при скорости воздушного потока в 4 м/с - это довольно заурядный лёгкий ветерок. Для низких скоростей площадь газовых рулей требовалось увеличить в 10 раз.

Так же пришли к выводу, что аэродинамическая форма корпуса ракеты не годна ни для низких, ни для сверхзвуковых скоростей. А уж их-то следующая ракета точно достигнет - это же очевидно, не правда ли?

Из чего это было так очевидно, история умалчивает. Вся серия ракет А-3 испытания провалила. И для доработки некоторых частностей - газовых рулей, без которых ракете в стратосферу путь заказан, и формы корпуса, которая внезапно оказалась очевидно не годной (точно так же как раньше она очевидно казалась годной) - нужно было строить новую серию ракет. Которая и была построена и получила в соответствии с немецкой пунктуальностью очередной порядковый номер.

То есть А-5.

Если читателю показалось, что выше опечатка, то пусть будет уверен - никакой опечатки нет. Ракеты Вернера фон Брауна шли в строгом порядке номеров: айнс (раз), цвай (два), драй (три), ... фюнф (пять). А где же фир (четыре)?

Ракета А-4 в этом списке не пропущена. Она была запланирована, уже когда строилась А-3. И собственно А-3 - небывало громадная по тем временам, просто безусловный рекордсмен среди всех жидкостных ракет на тот момент - это лишь маленькая моделька уже конструируемой в то время Фау-2. Ведь V-2 это пропагандистское название для А-4.
(в немецком языке буква «V» читается «фау»)

И вот поскольку номер «4» оказался уже занят большой ракетой, а вдруг неожиданно потребовались «незначительные» доработки, пришлось дать новой ракете номер «5» и построить целую серию этих ракет, испытывать их в течении нескольких лет, прежде чем наконец-то заказчику был продемонстрирован полёт настоящей ракеты.

Обманчивая пятёрка

Формально А-5 представляла собой классическую ракету длиной 5820 мм, максимальным диаметром корпуса 780 мм, и стартовой массой 900 кг. Двигатель был тот же, что на ни разу не полетевшей нормально А-3. Однако кое-что важное в начинке ракеты изменилось - планировалась установка электро-механического автопилота фирмы «Сименс», который уже был разработан. Была установлена аппаратура радиоуправления ракетой. И ещё важное теперь уже внешнее изменение - новая форма стабилизаторов, которые стали такими же, как на грядущей А-4.

Старт А-5
Старт А-5
+ увеличить картинку +
A-4 на стартовом столе
A-4 на стартовом столе

Поглядите. Вот стартует А-5. А вот на стартовом столе армейского мобильного пускового комплекса V-2, в момент заправки жидким кислородом, ёмкость с которым на снимке видна справа от ракеты.

Это обманывает порой современных исследователей. Они видят хорошо знакомый сигарообразный силуэт V-2 и дату снимка 1937 год. Или 1938 год. А быть может 1939 год. И какой вывод должен сделать исследователь, если достоверно подтверждена дата снимка?
(в частности на этом недоразумении основано нашумевшее в своё время и безусловно весьма увлекательное сочинение «Свастика на орбите», принадлежащее перу автора, скрывающегося под псевдонимом Ульрих фон Кранц)

Исследователи спотыкаются об эту ошибку, а напрасно. История ракеты А-5 куда интереснее. Например, где же проводились её аэродинамические продувки? Большинство исследователей тут же скажет «Пенемюнде» - это же очевидно! Да вот только на острове Узедом в 1937 году бурлит стройка. И нормально работать там станет возможно не ранее 1939 года. Так что все испытательные пуски новых ракет А-5 до этого времени приходится проводить с всё того же соседнего острова Грейфсвальдеройе. И знаменитой аэродинамической трубы Пенемюнде ещё нет.

Военный руководитель германского ракетного проекта, непосредственный начальник Вернера фон Брауна, Вальтер Дорнбергер, в своей книге «Фау-2. Сверхоружие Третьего Рейха», рассказывает где проводились аэродинамические продувки: «под наблюдением доктора Шримера сначала в аэродинамической трубе авиастроительной фирмы Цеппелина в Фридрихсгафене, а потом еще раз в сверхзвуковой трубе в Ахене». Это замечание ценно тем, что доказывает - центр в Пенемюнде ещё не мог работать в полную мощь. По утверждению Дорнбергера, аэродинамическая труба Пенемюнде до конца 1939 года была в бездействии. Единственное чем располагали ракетчики в Пенемюнде, так это мастерскими для сборки ракет.

А собирали их там, по приказу Дорнбергера, с небывалым темпом 9 штук в месяц. Наконец-то до немцев дошло, что нельзя каждый раз выпускать серию ракет наугад, а нужно вести масштабные планомерные опыты с многочисленными пусками и внесением изменений в испытуемые образцы. Кроме собственно ракет изготавливали и их модели для различных экспериментов. В частности, пока гигантская аэродинамическая труба всё ещё строилась, очень много моделей и ракет было сброшено бомбардировщиками люфтваффе для наблюдения за преодолением звукового барьера в падении к земле.

Кто мог дать ракетчикам бомбардировщики в подчинение? Только тот, кто купил остров Узедом и строил на нём центр Пенемюнде - всемогущий рейхсмаршал Геринг. И ещё раз повторю, лично для меня загадка из каких соображений он так охотно оказывал помощь прямым конкурентам ракет фирмы «Физилер», к которой рейхсмаршал весьма благоволил.

Вероятно именно на А-5 так же были полностью отработаны все органы управления ракетой, включая и аэродинамические рули на стабилизаторах, и газовые рули за срезом сопла. Дорнбергер припоминает, как недавно влившийся в группу ракетчиков в Куммерсдорфе техник-чертежник предложил использовать графитовые газовые рули вместо дорогих молибденовых, благодаря чему набор рулей для А-5 стал стоить 11/2 марки вместо прежних 150 марок. Графитовые рули остались и на А-4.

Летом 1938 года, устав ждать доводки автопилота, решили начать запуски ракет без него. 4 запуска были проведены для проверки способности ракет держать курс, все были успешны. Ракеты поднимались до высоты в 5 км и почти достигали скорости звука.

Немцы не знали, что русская ракета ещё в прошлом году взлетела в 11/2 раза выше.

С марта 1939 года начались широкие испытания А-5 с различным хвостовым оперением. Ракеты запускали и с направляющих и со стартового стола - именно последний метод станет основным для запусков V-2. Полёты подтвердили, что оптимальной была та форма стабилизаторов, которую выбрали по результатам продувок. Похоже гениальный Вернер фон Браун почти угадал эту форму с самого начала. Что ж, такое везение бывает присуще одарённым конструкторам.

И только в конце октября 1939 года всё на том же Грейфсвальдеройе прошли завершающие испытания ракет в полёте с установленной аппаратурой фирмы «Сименс». В серии запусков была достигнута высота 12 км и дальность 18 км. Но главное не то, что неведомый русский рекорд был превзойдён - а то, что автопилот работал. Вот описание принципа его работы, данное Дорнбергером:
«Оси гироскопа, который до определенного мгновения держал ракету вертикально, предстояло, подчинившись заранее установленному часовому механизму, медленно наклоняться в направлении мишени. Оборудованию системы управления предназначалось устранять тенденцию к отклонению от направления полета, которую четко выдерживала в полете ось гироскопа.
Эту процедуру, которая обеспечивала наклон, необходимый для стрельбы на большие расстояния, надо было четко соблюдать. Ось одного из гироскопов электрическим или механическим способом отклонялась в направлении цели. Механизм управления ракетой с помощью рулей держал продольную ось ракеты параллельно оси гироскопа. Таким образом, ракета не могла бесконечно продолжать вертикальный подъем, а шла по направлению, куда в нужный момент смещалась медленно двигавшаяся ось гироскопа. В результате движение шло по дуге
»

В будущей А-4 автопилот будет решён более изящно, с помощью подстройки потенциометров шаговым электрическим двигателем. Однако, как видим, А-5 успешно летала с механической системой. А значит даже автопилот ракеты в Эпоху Пара сделать уже возможно.

Фау-2

Итак, в период с 1937 и до конца 1939 года, перестраховщик Дорнбергер пресёк безудержную деятельность Вернера фон Брауна и настоял на проведении полноценных испытаний - прежде чем строить настоящую ракету. В самом деле, куда это годится: ракеты взрываются, а фон Браун не моргнув глазом строит тут же более крупные и с массой изменений в конструкции. Так отработка принципиально новых изделий не ведётся! Это авантюризм, а Дорнбергеру отвечать.

Но в итоге 2 года планомерных испытаний лишь подтвердили полную правоту Вернера фон Брауна по всем пунктам.

Может это исключительная гениальность единственного в истории человечества конструктора? Да нет, всё то же самое предлагал и его учитель Герман Оберт. И германское «Общества межпланетных сообщений» не ограничивалось только этими двумя и Вилли Леем. И двигатели для ракет делал не сам фон Браун - конкретно для А-4 был принят двигатель конструкции доктора Вальтера Тиля. А ведь именно ЖРД то принципиальное новшество, не имеющее аналогов в предыдущей истории человечества, от которого зависела судьба ракеты.

Правда, именно фон Браун предложил в качестве форкамер двигателя А-4 использовать камеры сгорания двигателя А-3. Именно это породило ту характерную грушевидную форму камеры сгорания двигателя А-4. Иногда в этом усматривают некий особый замысел. Разберёмся, что же такое форкамера, и насколько важно было предложение фон Брауна.

Даже в двигателе автомобиля топливо (бензин или солярка) должно быть смешано с окислителем (воздухом) и чем лучше они перемешаны, тем полнее будет сгорание и эффективнее работает двигатель. В ЖРД всё точно так же. Топливо и окислитель должны перемешаться, чтобы сгореть с максимальной пользой. Для этого их нужно впрыснуть в большую камеру сгорания. И впрыснуть так, чтобы вместо мощных струй, произошло распыление и затем перемешивание взвеси капель топлива и окислителя. Собственно так же действует современная система впрыска в вашем современном автомобиле. И известен это принцип очень давно, в XIX веке он уже не был каким-то секретом.

В более поздних двигателях фон Брауна, например в двигателе первой ступени лунной ракеты, вместо форкамер множество форсунок. Пары форсунок впрыскивают рядом топливо и окислитель, при правильном подборе параметров форсунок смешивание происходит надёжно по всей площади камеры сгорания.

Теперь представьте себя строителем на даче. Строите, скажем, сарай. Ох, закончились гвозди. Что делать? Не беда, берём гвозди длиннее и колотим доски ими. Да, выходит неоптимально, перерасход на рубль, но ехать в магазин за гвоздями оптимальной длины это день терять.

Вот именно это и предложил Вернер фон Браун. Двигатель А-3 использовался и на А-5, которые, по распоряжению Дорнбергера, штамповались со скоростью 9 ракет в месяц. Форкамера из двигателя не самое оптимальное решение, можно было сделать и подешевле, но зато их поточное производство уже налажено. Так что берём гвозди подлиннее... виноват, двигатели малых ракет и ставим их вместо форкамер. Ну а что форма камеры сгорания большого двигателя стала грушевидная и оттого не совсем оптимальная - ну что поделать, издержки серийного производства. Всё равно оно и так полетит. И ведь полетело. Да и с чего бы ему не лететь?

Куда серьёзнее иная проблема - стенки сопла большого двигателя подвергаются нешуточному нагреву. И применённого на малых двигателях охлаждения прокачкой топлива или жидкого кислорода внутри полых стенок, уже не хватает. Решение предложил инженер Пюльман: в районе критического сечения двигателя, где начинался самый опасный разогрев, был сделан ряд маленьких отверстий, через которые впрыскивалось топливо. Давлением спирт растекался по стенкам и испарялся, а затем и сгорал - но этот стремительный процесс уносил с собой часть тепла, так что стенки могли продержаться дольше в бушующем пламени. Ещё три ряда таких же отверстий было просверлено ниже критического сечения (или возможно наоборот, потому что в иных источниках утверждается обратный порядок: три ряда выше критического сечения и один ряд ниже). Поступающий через все эти ряды спирт образовывал плёнку, отделявшую металл от огня.

При всём уважении к неоспоримым талантам фон Брауна, мы видим, что лично его вклад в двигатель V-2 не так уж серьёзен и сводится к чисто технологическим предложениям. Тогда как самые серьёзные конструктивные решения предложили инженер (плёночное охлаждение) и чертёжник (газовые рули из графита). Это вовсе не упрёк Вернеру фон Брауну - это доказательство, что жидкостный реактивный двигатель для технически образованного человека вполне понятный агрегат, так что не требуется уникального гения для его создания.

Как только технически образованный человек узнаёт о идее ЖРД - он быстро понимает его принципиальное устройство, да так, что вскоре уже сам предлагает улучшенную конструкцию. Вот о чём говорит нам история.

44. Труба наддува топливного бака
43. Штуцер заправки топлива
42. Изоляция из стекловолокна
41. Клапан слива топлива
40. Клапан окислителя
39. Штуцер заправки окислителя
38. Стыковой разъем двигательного отсека
37. Бак перекиси водорода
36. Главный клапан парогазогенератора
35. Парогазогенератор
34. Главный клапан окислителя
33. Выхлопная труба турбонасосного агрегата
32. Электродвигатель аэродинамического руля
31. Рулевое кольцо
30. Цепной привод руля
29. Шлейфовая антенна
Устройство ракеты V-2
Устройство ракеты V-2
1. Наконечник с головным взрывателем
2. Взрывная трубка
3. Заряд взрывчатого вещества
4. Стыковой разъем головной части
5. Донный электровзрыватель
6. Фанерная перегородка
7. Приборы системы управления
8. Баллоны высокого давления
9. Стыковой разъем приборного отсека
10. Силовая рама подвески топливного бака
11. Шпангоут силового корпуса
12. Топливный бак
13. Труба заправки топливного бака
14. Топливный клапан
15. Бак окислителя
16. Изолированный трубопровод подачи топлива
17. Силовая рама подвески бака окислителя
18. Силовая рама двигателя
19. Турбонасосный агрегат
20. Воздушные баллоны высокого давления двигательной установки
21. Стабилизатор
22. Главный клапан горючего
23. Труба подачи топлива для регенеративного охлаждения камеры сгорания
24. Камера сгорания ЖРД
25. Газовый руль
26. Рулевая машина
27. Аэродинамический руль
28. Штыревая антенна

Ракета с ЖРД - конструктивно довольно простое устройство. Конечно, есть ещё проще - например крылатая ракета V-1. Но если, скажем, сравнивать V-2 с самолётом той же поры - то винтовой самолёт с поршневым двигателем, пожалуй, технически сложнее этой ракеты окажется. И прежде всего по принципиальной сложности пламенного сердца - то есть поршневого двигателя. Потому даже аэроплан братьев Райт не сильно уступает V-2 по сложности. Сравнение тем более уместно, что для отработки конструкции аэроплана потребовался примерно сопоставимый объём исследований и экспериментов, включая продувки в созданной братьями Райт аэродинамической трубе.
(Подробнее о аэроплане братьев Райт и их конкурентах в книге «Я люблю паро-панк» в главе «Мог ли Райт летать»)

Даже первый аэроплан сложнее такой ракеты как Фау-2, а уж аэропланы пытались взлететь с середины XIX века (и некоторым удалось оторваться от земли раньше братьев Райт).

Чтобы лучше понять сложность или простоту ракеты, сравним её - с «Титаником». Дело не в размерах, которые у «Титаника» 269 м длины, 53 м высоты (из них 10 м ниже ватерлинии) и 52 310 тонн веса (сравните с ракетой, которая свободно помещалась в железнодорожный вагон). Дело в... заклёпках. 3 года 15 тысяч рабочих забивали 3 миллиона заклёпок «Титаника». Каждую заклёпку забивали впятером: 1 нагревал заклёпку в печи, раскалённую заклёпку вставляли в отверстие и 2 тут же накрепко прижимали её, пока с другой стороны ещё 2 принимались расплющивать заклёпку молотами. Норма на забивание заклёпки была 20 секунд. Да, работа для крепких атлетов, причём ловких как жонглёры в цирке, и смелых как канатоходцы, ведь забивать заклёпки приходилось на высоте в десятки метров от каменного пола дока, и смерти на стройке были не редкостью.

Но мы как-то упустили из виду отверстие под заклёпку. А ведь его нужно было просверлить на двух стальных листах с абсолютной точностью. И не одно отверстие, а целый ряд. И все должны совпасть. И не только с одним листом, но со всеми соседними. А листы сложной гнутой формы. Немалой толщины и тяжеленного веса. И если хоть в одном отверстие окажется чуточку смещённым - разогретая заклёпка в него не войдёт, а весь корпус получит искривление, что в итоге не даст установить следующие листы.

И так строился не только «Титаник», но все корабли в расцвете Эпохи Пара. И танки строились так же. И паровозы. И много чего ещё. Только клёпка, никакой сварки.

И если бы в это же время кто-то взялся за постройку космической ракеты, то разумеется мог бы сделать это только с помощью клёпки. Но для ракеты, чья масса жалкие тонны, а материал тонкая листовая сталь, процесс превращался почти в игрушечное производство. Совместил два стальных листа, просверлил отверстие прямо по месту, загнал заклёпку и зажал её здоровенными клещами, быть может даже без разогрева. Не тот, знаете ли, калибр, чтобы возится с разогревом.

Возможно для читателя это станет откровением, но переход в первой половине XX века к широкому применению сварки вместо клёпки указывает не на прогресс - а на падение культуры производства и нехватку квалифицированного персонала. За примерами далеко от Германии ходить не придётся. Немцы своих танкостроителей растеряли - потому новые танки были вынуждены делать сваркой и в итоге значительно усовершенствовали её методы для постройки крепких бронекорпусов. А вот чехи до самой Второй Мировой производили лучшие лёгкие танки в Европе, проходившие на испытаниях без поломок по 1500 км. И эти танки были клёпанные, потому что на оставшихся в наследство от Австро-Венгрии бывших немецких заводах сохранился и персонал, и были постоянные заказы, и экономическое положение Чехословакии было в этот период куда лучше её западного соседа.

Но как же точность, ведь нам не танк склепать, а космическую ракету? Тогда самое время вспомнить про Хайрема Максима, который переехал в Англию потому, что во второй половине XIX века промышленность его родины США не могла производить детали для изобретённого им пулемёта с необходимой точностью. А допуски на пулемёт Максима измерялись в тысячных долях дюйма. Для британской промышленности это была рядовая задача. Не уступала ей, а в чём-то даже превосходила немецкая. В особенности, примерно с середины XIX века, вырывался вперёд Крупп.

Даже постройка железных дорог в первой половине XIX века - уже требовала соблюдения точности производства вполне приемлемой для постройки ракеты типа Фау-2

Но есть ещё камень преткновения - топливный насос!

По свидетельству Вилли Лея, который был популяризатором космических полётов в Германии и членом «Общества межпланетных сообщений» наравне с Обертом и фон Брауном, у Вернера не было идей насчёт топливного насоса. И он обратился к специалистам в области насосов, хотя не был уверен, что найдёт понимание. Ведь подавать топливо в пожирающий его двигатель следовало очень быстро и в очень больших количествах.
«Когда фон Браун излагал требования, предъявляемые к насосам персоналу завода, выпускающего насосы, он невольно ожидал возражений, что подобные требования невыполнимы. Вместо этого все слушали молча, а когда начали выступать специалисты по насосам, оказалось, что требуемые насосы напоминают один из видов пожарного насоса. Существующие образцы центробежных пожарных насосов и были положены в основу при проектировании ракетных топливных насосов»

С турбо-насосным агрегатом (сокращённо именуемым ТНА) ракеты V-2 связано ещё одно примечательное недоразумение. Ещё в процессе инициированных Дорнбергером экспериментов, стали применять миниатюрные модели ракет, которые изготавливал Гельмут Вальтер. А он, для двигателей этих моделей, использовал своё изобретение - парогаз, получаемый разложением перекиси водорода. Да не той, слабенький раствор которой продают в аптеках, а весьма агрессивной концентрированной.
Видимо фон Браун настолько хотел свалить на кого-нибудь проблему с непонятным ему ТНА, что на V-2 турбину насоса вращала турбина Вальтера. Хотя куда логичнее было использовать имеющееся на борту ракетное топливо. И что примечательно, после войны, бывшие сотрудники фон Брауна, уехавшие работать в СССР, освободившись от контроля своего шефа, тут же подготовили проект ракеты с ТНА не нуждавшейся в перекиси водорода. Но почему это решение не принял сам фон Браун за 5 а то и все 7 лет разработки и производства? Загадка.
Между тем, из-за этого чужеродного ТНА двигатель V-2 в сборе являет собой довольно загадочное зрелище - большая длина, почти наполовину не заполненная ничем, кроме редких труб. Двигатель можно было сделать заметно компактнее, что снизило бы и стоимость и трудоёмкость производства ракет, повысило бы их надёжность. Но фон Браун как будто боялся что-то менять. Хотя, в начале своей конструкторской деятельности и позже, работая на американцев, не боялся. Чем объясняется его упрямство в военный период? Ещё одна загадка, ответ на которую, по-видимому, узнать не суждено.

Учитывая роль ТНА в конструкции ЖРД, мы с полным правом можем сказать, что ракета, впервые в истории человечества способная достичь границы космоса, полетела благодаря насосам, рождённым эпохой паровых машин, и полёт оказался возможен лишь благодаря силе пара, вращавшей турбину топливного насоса ракеты.

Век паровых машин невозможен без воды. И без производительных насосов, закачивающих её в раскалённые котлы. Вернер фон Браун был несведущ в паровых машинах, иначе смог бы сконструировать топливных насос для своей ракеты и без посторонней помощи. Выходит, что если бы космическую ракету стали бы строить на полвека раньше, то сконструировать её оказалось бы под силу одному единственному человеку - просто потому, что даже рабочий паровозных мастерских в XIX веке обладал достаточно разносторонними знаниями. А вот позже наступила пора узкой специализации, и это едва не погубило проект Вернера фон Брауна.
(Фраза о рабочем из паровозных мастерских тут не ради красного словца. Это реальный исторический пример. Звали этого человека Анри Жиффар, а подробнее о том как он построил первый в мире дирижабль и сам же сконструировал и построил для него двигатель - в книге «Я люблю паро-панк» в главе «Плывущие в облаках»)

Как ни парадоксально, но мы должны придти к выводу, что субкосмическая ракета возможна в Эпоху Пара.

Но ведь она стоит безумных денег!

Мы так думаем, глядя на современные настоящие космические ракеты. А ведь для начала наша задача куда проще - лишь подпрыгнуть примерно до границы космоса. И такой примитивной ракеты как V-2 для этого должно хватить. Ни абляционная защита, ни система жизнеобеспечения, ни даже автопилот ей не нужны (достаточно гиро-вертиканта с механическим или пневматическим приводом рулей). Но если угодно обсудить цену, что ж, извольте. Снова обратимся к «Титанику», поскольку в отношении него цифры очень хорошо известны. Больше всего на него продали билетов третьего класса, а цена такого билета была 2 фунта стерлингов, что в то время соответствовало зарплате английского чернорабочего за 2 недели. То есть годовой доход чернорабочего в метрополии составлял полсотни фунтов стерлингов в год. Неудивительно, что долгое время центробанк Англии не считал нужным выпускать банкноты достоинством меньше 20 фунтов стерлингов, так что большинство английского населения настоящих денег даже в руках не держало ни разу в жизни.

Если считалось, что грандиозный для своего времени «Титаник» окупится на 2-фунтовых билетах, то логично предположить, что цена ракеты в благополучной довоенной (до Первой Мировой) Европе оказалась бы не такой уж высокой в денежном исчислении. Прошу заметить, инфляции ещё нет. И даже имел место экономический парадокс, когда в течении XIX века наблюдалась более не повторявшаяся в истории ситуация удешевления основных продуктов примерно на 1/4 по ценам начала и конца века (этот парадокс отмечен в своё время Менделеевым). Думается, что ракета в ту пору обошлась бы не сильно дороже самого дорого билета на «Титаник», который стоил 2200 американских долларов того времени. И ведь были пассажиры купившие эти билеты всего лишь ради единственной поездки.

Деньги в те счастливые времена у светских людей водились. Находились богачи, имевшие уникальные банкноты специального выпуска стоимостью до миллиона фунтов стерлингов! Разве не мог такой богач позволить себе вложиться в запуск ракеты до космоса, например ради саморекламы? По-моему ответ очевиден. Построил же банкир Морган тот самый «Титаник» ради своего прославления.

Но способна ли примитивная V-2 поднять капсулу с человеком до границы космоса?

Мы знаем о V-2 следующее: 3225 боевых пусков, утверждается что при вертикальном запуске в 1944 году достигла высоты в 188 км, а рекорд дальности 320 км. Но известна и мощность двигателя в 25 тонн, а взлётная масса 121/2 тонн. Снова воспользуемся «Баллистическим вычислителем». Но он показывает, что при таких двигателе и массе, скорость составит лишь 6 м/с, а ракета улетит всего на 4 м. Ошибка?

Ошибка в том, что мы пытаемся вести расчёт, не учитывая что двигатель ракеты работает 65 секунд, всё это время наращивая её скорость. Чтобы не углубляться в циклические вычисления, возьмём сразу известную из справочников скорость V-2 по окончании работы двигателя - а она 1450 м/с. С такой скоростью максимальная дальность стрельбы составит по расчёту около 200 км, а при вертикальном запуске ракета должна подняться выше 100 км. Эти данные в целом сходятся с результатами испытаний трофейных V-2 в СССР.

Из этого мы можем сделать следующие выводы:

  • хотя наш расчёт приблизителен, но можно утверждать, что рекордные полёты совершались не серийными ракетами. И уж наверное их не снаряжали штатной боеголовкой. Значит V-2 легко поддаётся модификации. Например, для запуска суборбитальной капсулы
  • вес штатной боеголовки около тонны, суборбитальная капсула на 1/2 тяжелее - однако даже штатная ракета V-2, с пилотируемой капсулой вместо боеголовки, способна подняться к границе космоса
  • и наконец, если использовать ракету только для разгона капсулы, а, после окончания работы двигателя, отделиться от ракеты, то капсула гарантированно преодолеет линию Кармана

Итак, на этом месте мы точно установили, что полёт человека к границе космоса был возможен на технике, которую можно было изготовить в расцвет Эпохи Пара.

Техническое резюме

Какие технологии необходимы для создания космической ракеты по образцу V-2 :

  • технологии достоверно существовавшие не позже XIX века:
    • стальной корпус - в Эпоху Пара он был бы сделан клёпкой, но для сравнительно низких скоростей полёта (по меркам современных космических ракет) даже торчащие головки заклёпок не стали бы критичной проблемой (к тому же можно использовать потайные заклёпки, не ухудшающие аэродинамику). А кто не верит, посмотрите внимательно на фото ранних американских космических кораблей, не только «Меркурий», но и «Джемини» имеет обшивку на винтах (порой на фото можно заметить что даже не все вкручены, видимо американцы работали безответственно, но корабль всё равно успешно летал на орбиту и обратно... если верить НАСА)
    • аэродинамические воздушные рули - были известны ещё первым авиа-мечтателям XIX века, потому что по сути не отличаются от водных рулей кораблей, а этому изобретению многие века
    • газовые рули в струе газов двигателя - конструктивно аналогичны предыдущему, разница лишь в том, что должны быть изготовлены из чего-то тугоплавкого. Но как мы знаем, до этого додумался даже неведомый чертёжник
    • гировертикант - механическая система управления, отслеживающая положение раскрученного маховика, то же была известна давно. А сам маховик, следуя археологическим находкам, человечество применяет в производстве уже не менее 41/2 тысяч лет
      • автопилот - если бы пришло в голову использовать ракету в качестве дальнобойного оружия, то всё что для этого потребовалось бы - заменить гировертикант на механический автопилот на основе часового механизма, такой какой, по воспоминаниям Дорнбергера, стоял на А-5
    • спирт - получение напитков из продуктов брожения известно тысячи лет, люди научились этому у природы. А спирт получают из этих продуктов перегонкой, что в принципе процесс несложный и не является сокровенной тайной как минимум уже 2 тысячи лет, со времён греческих алхимиков из Александрии
  • технологии, которые мы привыкли считать современными:
    • жидкостный реактивный двигатель - принципиально это самая простая из всех возможных схем реактивных двигателей. Конечно, когда мы смотрим на современные двигатели, то их устройство кажется необычайно сложным. Но для полёта V-2 годился куда более примитивный агрегат. И даже «Редстоун», запускавшая первые американские космические капсулы до границы космоса, имела такой же простой ЖРД. Сам принцип создания реактивной силы за счёт выброса газа был известен ещё в Античности Герону, создавшему свою паровую турбину, и Архимеду, создавшему свою паровую пушку. Заметить пар на газ от сгорающего топлива - идея лежащая на поверхности, для этого не нужно обладать умом Архимеда. Так что создать ЖРД определённо можно было и раньше.
    • турбо-насосный агрегат - должен подавать в больших объёмах топливо и окислитель в беспрестанно пожирающий их ЖРД. ТНА ракеты V-2 приводила в действие турбина Вальтера, работавшая на перекиси водорода. Но как показала практика, вполне возможно обойтись и без неё. Самое логичное это заставить работать турбину на ракетном топливе. А при водяном охлаждении ЖРД в турбину насоса можно направить пар из рубашки охлаждения, где он будет образовываться в весьма больших количествах (хотя это и требует взять на борт ракеты запас воды, но это так же возможное инженерное решение)
    • жидкий кислород - имеет температуру (точнее точку кипения) -183°C. Это очень холодно. Многие газы можно сжижать простым повышением давления, а уж это в век паровых машин делать умели превосходно. Но в 1845 году Майкл Фарадей смог сжижать все известные газы, кроме нескольких - в частности кислорода. Получить жидкий кислород удалось лишь в 1877 году, независимо во Франции и в Швейцарии, но в ничтожных количествах. Успех был достигнут лишь в Польше в 1883 году

Похоже жидкий кислород становится проблемой для космического полёта? Но дело-то в том, что в XIX веке он был никому не нужен! А как только в 1897 году его попытались приспособить для изготовления взрывчатки, так и сжижение в промышленных масштабах освоили. До того жидкий кислород представлял лишь чисто академический интерес. Но если бы в нём возникла потребность раньше - то и промышленное сжижение было бы освоено раньше. В крайнем случае, можно было бы брать на борт ракеты баллоны со сжатым кислородом. Да, они были бы очень тяжёлыми, но это то же возможное решение.

Есть решение ещё проще - окисление топлива азотной кислотой! Так летал в годы Второй Мировой советский экспериментальный истребитель Би-2. Свойства азотной кислоты как сильного окислителя были известны давно. Алхимики умели получать её ещё в VIII веке, а в XVII веке был изобретён способ получения в промышленных масштабах, применявшийся до XX века.

Итак, проблема с окислителем для двигателя паро-панковской космической ракеты решена! Можно лететь?

Сопло Лаваля - вот настоящий камень преткновения. Казалось бы, ну что в нём сложного, такой обычный расширяющийся конус... для нас обычный. А когда его изобрели? Оказывается, швед Густав де Лаваль изобрёл его в 1890 году. А в ракете его сопло применили только в 1915 году в России, и немного ранее за океаном, в США, патентная заявка от 1913 года, или самое раннее возможно оно было применено в 1896 или 1897 году. Стало быть, до того и думать не только про космическую ракету, но даже про ЖРД невозможно? Ведь не будет ЖРД работать без сопла Лаваля?

Постойте-ка, но разве сам Лаваль изобрёл своё сопло не для ракет??? Представьте себе - не для ракет, да-с! Для паровых турбин. На память опять приходит турбина Герона Александрийского, но это была никому не нужная игрушка... А не значит ли это, что просто не было потребности - вот сопло и не изобретали? А появились турбины, возникла потребность ускорять истечение газа (в данном случае пара) - вот и изобрели сопло?

Все изобретения в истории любой цивилизации всегда основываются на предыдущих и всегда вызваны к жизни какой-то потребностью.

Давайте разберёмся, чем же так важно именно такое сопло. Для этого обратимся к наглядной схеме из учебника баллистики.

Вот как работает сопло Вот как работает сопло

Начнём с камеры сгорания. В ней сгорает топливо или порох, превращаясь в раскалённый газ. Камера сгорания заканчивается сужением, называемым критическим сечением. Почему? Потому что мы даже на бытовом уровне знаем, что через сужение струя бьёт сильнее. Говоря научным языком, поскольку должен пройти тот же объём, то в сужении возрастает скорость истечения...

Да ведь это же закон Бернулли! Все его помнят со школьной скамьи. А открыт он около 1738 года. Вернее не открыт, само явление известно давно, а сформулирован математически. И может быть выражен через уравнение Эйлера, выведенное в 1752 году. А значит самая важная часть реактивного двигателя - его камера сгорания - уже может быть научно обоснована в середине XVIII века. Хотя изобретена камера сгорания, разумеется, гораздо раньше. Изобретена без научного обоснования, эмпирически, то есть опытным путём. И произошло это... да мы даже не знаем когда. В Индии и Китае ракеты запускали ещё тысячи лет назад и уже тогда понимали что сужение камеры сгорания необходимо.

Осталась сопловая часть. В ней необычно обоснование необходимости расширения для получения повышения скорости истекающего газа. Для бытовой логики это выглядит странно. Но именно так происходит при сверхзвуке. В камере сгорания скорость газа до-звуковая - а за критическим сечением она превращается в сверх-звуковую. Вот тут и нужно расширение. И самая простая его форма - конус.

Но если камеру сгорания изобрели без знаний о скорости звука и законе Бернулли, экспериментальным путём подобрали соотношение критического сечения для средневековых ракет - то разве не могли точно так же попробовать приделать к ракете коническое сопло чтоб посмотреть что из этого выйдет?

Вполне могли! Множество изобретений за историю человечества были сделаны случайно. Или из любопытства узнать, а что будет если сделать какую-нибудь очевидную глупость. В конце концов, наука это всегда эксперимент на пути в неведомое.

И знать о скорости звука для изобретения сопла вовсе не обязательно. Немало изобретений рождалось без предварительного должного научного обоснования. Даже чаще сперва что-то изобреталось, и лишь потом мудрецы задумывались, а как же оно работает? И порой оказывалось, что изобретатели исходили из совершенно неверных предположений, но это не мешало их изобретениям исправно работать. Как братья Монгольфье были уверены в электро-статической силе подъёма их воздушного шара, что как мы теперь знаем было не так - но шару-то это заблуждение не мешало летать.
(Подробнее о Монгольфье и других воздухоплавателях в книге «Я люблю паро-панк» в главе «Плывущие в облаках»)

Все элементы космической... ну хорошо, конечно не космической, а суборбитальной ракеты могли быть либо уже построены либо немедленно изобретены и построены, как только в них возникла бы необходимость, не позднее середины XIX века. То есть в ту самую Эпоху Пара. И пусть этого недостаточно не только для полёта на Луну, но даже для орбитального полёта - но подняться к границе космоса мог бы и Жюль Верн. И не силой фантазии, а наяву.

Все технические предпосылки для этого были. Но почему-то этого в истории человечества не произошло.

Когда ракета могла взлететь?

Ракета V-2 настолько проста и технологична по своему устройству, что по некоторым сведениям её цена была в 11/2 раза ниже цены лёгкого танка и в 6 раз ниже цены бомбардировщика. Удивительного в таком соотношении ничего нет - как мы уже видели ранее, и лёгкий танк и тем более бомбардировщик технически более сложные машины, чем Фау-2. Конечно, во всех этих случаях мы сравниваем изделия крупносерийного производства. Которые всегда дешевле уникальной экспериментальной разработки. Уникальный танк или самолёт то же будут стоить весьма немало.

Но ведь ракету нужно было разработать? Нельзя не учитывать в её цене громадные суммы, затраченные на постройку центра в Пенемюнде - а это 550 миллионов рейхсмарок? Что ж, мы уже разобрались и с этим - на протяжении большей части конструкторских работ над ракетой, центр в Пенемюнде всё ещё строился. А начал полноценно работать только тогда, когда V-2 по сути была уже спроектирована.

И не будем забывать, что Пенемюнде строил не Вернер фон Браун - а всемогущий рейхсмаршал Герман Геринг. Строил его для нужд люфтваффе и разработки самолёто-снарядов V-1 - к которым Вернер фон Браун никакого отношения не имел. V-1 были на порядок примитивнее V-2, и на порядок дешевле, при том могли доставить такую же массу взрывчатки на ту же дальность. Впрочем, у V-2 ещё были резервы упрощения. Зато V-2 невозможно было сбить в принципе, а вот V-1 под конец войны успешно сбивались английской ПВО. Однако на момент начала строительства такое развитие событий ещё было совсем неочевидно. И непонятно почему Геринг вдруг согласился терпеть соседство конкурента его личному проекту? Почему не препятствовал конкуренту? И даже всемерно содействовал, без выгоды для себя (а к деньгам рейхсмаршал был неравнодушен).

Всё это останется загадкой.

Для нас важно, что принципиальных препятствий для начала работ над пусть не космической, но хотя бы суборбитальной ракетой - нет даже на полвека раньше. Как только цивилизация осваивает двигатель Стирлинга и паровую турбину - можно приступать к постройке ракеты. Что такое реактивное движение уже известно, спирт есть, жидкий кислород будет сжижен в необходимых количествах, турбо-насосный агрегат создать уже возможно.

Конечно в XIX веке такая ракета получилась бы изрядно тяжёлой. Да, она летала бы вдвое, а может и втрое хуже. Да, были бы взрывы двигателя и прочие аварии - подобное всегда сопутствует новой технике. Но принципиальных препятствий - нет.

Разумеется ни советский инженер Лось (персонаж фантастического романа «Аэлита»), ни барон Вернер фон Браун на свои скудные средства не осилил бы весь путь исследований, экспериментов и наконец создания полноценной ракеты (хотя заметим что непостижимым образом Вернеру всегда удавалось предугадать правильную конструкцию даже без экспериментов). А вот граф фон Цеппелин - смог бы. Точно так же, как он это сделал для постройки дирижаблей - создал бы акционерную компанию, привлёк бы частные инвестиции. А после первого полёта над Баденским озером - уже инвестиции государственные. Это же престиж страны. Что там себе думают эти англичане? У них самый большой морской флот в мире? Ну так будем первыми в небесах!
(О Цеппелине и его дирижаблях - в книге «Я люблю паро-панк» в главе «Плывущие в облаках»)

А ещё более вероятно, что Крупп в XIX веке добился бы внимания Бисмарка и одобрения кайзера. И вся промышленная мощь Эссена поддержала бы его в этом. Технически ЖРД вполне реализуем уже в XIX веке. Не во времена Наполеона, конечно - но к франко-прусской войне 1871 года уже всё необходимое есть.

Ну что, в полёт в космос?

При всём сказанном выше, при абсолютной уверенности в технической возможности осуществления проекта субкосмической ракеты, я бы оценил шансы появления её в XIX веке, даже в самом его конце, примерно как 1 к 100. И то с оговоркой, что сия оценка черезчур смела и оптимистична.

Почему ракету не сделали в США понятно - до Первой Мировой промышленность этой страны отнюдь не блистала, не количеством, но культурой производства едва ли не уступая даже отсталой России. Почему ракету не сделали в Англии, Франции или Италии - то же понятно, их не сдерживали Версальские ограничения, и у них были танки и бомбардировочная авиация, коим и уделяли своё внимание их лучшие конструкторы. О ракетах задумались только немцы, потому что это оказалось единственным, что им забыли запретить. Ну и русские, которым вечно охота изобретать что-нибудь не шибко нужное.

А по тем временам ракета - не нужна никому.

А когда ракета становится вдруг нужна?

Будем реалистами, главные заказчики в любой стране это военные. А зачем им непонятная диковинка, доставляющая тонну взрывчатки на голову врага? Уже в Первую Мировую столько мог поднять 4-х моторный бомбардировщик типа «Ильи Муромца». А дирижабль шутя поднимет в десятки раз больше. И всё это уже есть и надёжно летает. А полетит ли ракета ещё большой вопрос. Но даже если полетит, то никаких принципиально новых возможностей не даст. Да, ракета через 5 минут обрушится на город - да только город и за год никуда не убежит.

Зачем ракета?

Если верить Дорнбергеру, то можно понять, что задание на проектирование ракеты выдано где-то во второй половине 1939 года. По-видимому, задание было одинаковым и для фирмы «Физилер» с их Fi-103, которой суждено было стать V-1, и для Вернера фон Брауна с его А-4, которой предстояло стать V-2. Вероятно, оно звучало примерно так: доставить боеголовку весом в 1 тонну на 200 км или более того.

Постойте, есть же точные сведения об этом задании. К чему же тогда предположения типа «вероятно звучало так»?

Да к тому, что уж больно эти известные тексты технических заданий подогнаны под результат. И датированы слишком поздним сроком - когда Пенемюнде уже построен. И построен под конкретное производство. Вы когда-нибудь видели такое: выделяется 550 миллионов рейхсмарок на строительство неизвестно чего, и лишь когда деньги вбуханы, вдруг спохватываются и наконец вспоминают что вот «нужны ракеты» - и о чудо, оказывается что ещё два года назад начали строить заводы по производству именно вот таких как надо ракет!

А ведь, если верить официально известному, то дело именно так и обстояло. И не только Пенемюнде, но и серийные заводы по производству ракет УЖЕ были построены. Самый известный из них Миттельверк - полностью подземный завод, скрытый в горе близ Нордхаузена. Когда его захватили союзники, то на его конвейерах нашли тысячи ракет Фау-2 в разной стадии готовности. Сотню полностью собранных тут же вывезли за океан.

Вот что гласит официальная история: постройка началась в августе 1943 году, а фактическое серийное производство с января 1944. Меньше полугода и уникальное, не имеющие аналогов в мировой истории, производство запущено? Такие ударные темпы не снились и Стаханову.

Ах, в той горе, сказывают, были старые подземные армейские склады. Горюче-смазочных материалов. Вот такие громадные армейские склады для зажатой тисками Версаля Германии? Напомню, по Булонскому протоколу, немцам разрешалось иметь 105 броневиков для армии и ещё 150 для полиции.
(подробнее о немецких броневиках в этой же книге «За гранью пара» в главе «Тенденции развития бронеавтомобилей»)
Неужто для этого броне-автопарка бочки с бензином хранить было настолько решительно негде, что пришлось подземелья рыть? С высоченными штольнями, в которых V-2 стояли в полный свой немалый рост. А оборудование конвейеров то же возникло там за считанные дни? И чудесным образом оказалось точь-в-точь таким, как нужно чтобы штамповать ракеты с запланированным темпом до тысячи ежемесячно?

Тут в официальной истории явная нестыковочка. И со строительством Пенемюнде раньше получения задания на ракету, и тем паче со строительством серийных заводов в нереально короткий срок. И с пресловутыми польскими патриотами, которые якобы разузнали все секреты Пенемюнде. Всё это смахивает на сценарий фильма про Джеймса Бонда и Доктора Зло. Но никак не может быть исторической правдой.

Однако, в противном случае выходит, что заводы начали строить едва ли не одновременно с началом работ над будущими боевыми ракетами. Которых якобы ещё нет даже в чертежах. А на деле ракеты начали разрабатывать ещё раньше, уже твёрдо зная какой результат нужен будет в будущем. Мистика? Машина времени? Гениальное предвидение? Или - самое обычное и очень тщательное планирование, о котором почему-то все решили умолчать.

Немцы, понятное дело, не горели желанием раскрывать все свои секреты победителям. А победители отчего-то поленились провести следствие и установить истину. Или...

Загадка взрывателя

Иногда завесу тайны приоткрывает мелочь. Эта мелочь на виду, но её не замечают. Есть такая мелочь и в V-2. Это взрыватель.

Сама по себе жидкостная ракета таких размеров не такая уж технически сложная вещь. И относительно надёжная. Но вот конкретно V-2 прославилась массой аварий. А виной едва ли не большинства из них - взрыватель.

Этот взрыватель очень интересен. Он можно сказать уникален. Сверхчувствительный электрический датчик размещался в вершине головного конуса ракеты, а провод от него подавал импульс на донный детонатор боеголовки.

Везде, абсолютно во всех источниках, уделяющих внимание взрывателю V-2, сказано, что необходимость в столь необычной конструкции была. V-2 падает на цель со скоростью 1100 м/с, механический взрыватель при такой скорости разрушается прежде, чем сработает. Вот и пришлось сделать электрический. Хотя из-за его сверхчувствительности масса ракет взорвалась в воздухе.

Я бы даже поверил такому объяснению - если бы не бетонобойный снаряд. Сходите в музей, посмотрите не него. Особенно если найдёте таковой времён Первой Мировой. Хотя период не столь важен, ведь собственно их конструкция не менялась. Этот снаряд врезается в бетон со скоростью под 900 м/с - немногим меньше чем скорость встречи с целью у V-2. И приглядитесь, какой у него взрыватель? Нет, не туда смотрите. У таких снарядов взрыватель донный. Срабатывает исправно. Не от накола о преграду, а от инерции. Инерция-то при остановке снаряда никуда не девается. И потому такой взрыватель не разрушается преждевременно.

Быть может, молодой Вернер фон Браун не знал о бетонобойных снарядах, но его начальник опытный артиллерист Дорнбергер знал прекрасно. Потому и на V-2 детонатор в дне боеголовки - как взрыватель на бетонобойном артиллеристском снаряде. Но зачем же тогда нужен головной электрический датчик?

Почему мы верим, что механический взрыватель не сработал бы? Скорость ракеты более километра в секунду это конечно очень много - да только загляните в справочник по взрывчатым веществам и убедитесь, что скорость детонации взрывчатки в несколько раз больше. Так что даже головной взрыватель успел бы вызвать подрыв боеголовки. Справедливости ради заметим, что действительно, история знает примеры, когда взрыватели создавали проблемы новому оружию. Так при первых экспериментах по сбросу бомб с аэропланов обнаружилось, что те успевают зарываться в землю прежде чем взорвутся. Что ж, со временем чувствительность взрывателей доработали. А поначалу просто приделали к ним длинные штоки. Немцы использовали такие штоки и на малых осколочных бомбах во Вторую Мировую. Ибо решение это простое, дешёвое и 100% надёжное. Что мешало приделать такой же шток к взрывателю V-2?

Но почему же вместо очевидно практичных решений - капризный электрический датчик?

Строго говоря, для V-2 даже взрывчатка не нужна. Кинетическая энергия её удара о цель такова, что будь это хоть дом, хоть бетонный бункер - он будет разрушен. Как говорится, можно и стену пробить головкой сыра, надо лишь разогнать её до нужной скорости. И тут эта скорость была. Плюс к тому остатки топлива и окислителя в баках. Между прочим, если кто не знает - жидкий кислород потушить невозможно вообще ничем. Вплоть до того, что правила пожарной безопасности запрещают его тушить - ведь чем ни туши, это разгорится только ещё сильнее. Какую взрывчатку положить в головную часть ракеты, и какой при ней будет взрыватель, дело десятое, когда с неба со скоростью в 3 звука упадут 10 тонн.

Обратим внимание на типичную форму воронки, оставляемой V-2. Справочники услужливо подсказывают, что, при тротиловом снаряжении, её глубина 15 м, а диаметр 25 - 30 м. Эти данные определены по итогам испытаний советскими специалистами, и у нас нет сомнений в их достоверности. Однако такая форма воронки нетипична: диаметр лишь вдвое больше глубины - тогда как воронки от снарядов обычно имеют диаметр втрое больше глубины.
(популярно о особенностях взрывов в статье «Взрывная сила»)
Это значит, что падающая V-2 успевала заглубиться в грунт несколько глубже оптимальной глубины подрыва. И тем не менее - она взрывалась! Невзирая на то, что якобы при такой скорости даже механический взрыватель разрушался бы. А почему же тогда не разлеталась вдребезги набитая в боеголовку V-2 взрывчатка?

Рухнув на землю со скоростью в 1100 м/с и пройдя добрый десяток в грунте, боеголовка не оказывалась смятой и размазанной по камням, а донный детонатор исправно вызывал её подрыв. Нет сомнений, что так же надёжно этот детонатор сработал бы и от самого обычного в те времена инерционного донного взрывателя, какие немецкая промышленность в войну выпускала десятками тысяч ежедневно. А вот от головного электрического датчика тут пользы никакой.

Кстати, если читатель не знает, самые рядовые механические взрыватели весьма прочное изделие. Нередко они остаются целыми даже после подрыва бомбы или снаряда, то есть переживают нагрузки в несколько раз больше, чем столкновение на скорости 1 км/с.

Но мы ещё подвергнем воронку V-2 анализу с помощью «Калькулятора взрыва». Ставим тип взрывчатки - тротил, вес заряда по справочнику - 800 кг, получаем: глубина 6 м, диаметр 18 м. Как же так? Это же примерно вдвое меньше по линейным размерам и едва ли не в 10 раз меньше по объёму. Может, врёт расчёт? Нет, не врёт. И в этом легко убедиться, подставляя справочные данные по различным снарядам. Но может тогда взрывчатка не та? Набьём боеголовку чем-нибудь помощнее. К примеру, динамитом. Он сильнее тротила, а в снарядах не применяется из-за чувствительности к резкому ускорению при выстреле. Ракета разгонит его плавно, значит можно использовать динамит. Глубина получилась почти 7 м. Недостаточно. Но даже если зарядить тонну гексогена - глубина будет лишь 8 м при диаметре 241/2 м. Что, по объёму выбрасываемого грунта, раза примерно втрое меньше, чем результат, полученный при испытаниях советскими специалистами.

А это значит, что вклад собственно взрывчатки в эффект действия V-2 по цели - не более 1/3 в теории и лишь жалкие проценты на практике. Основную разрушительную работу производила сама падающая ракета. Как такая большая болванка. Потратить полмиллиарда марок, чтобы потом пулять большими болванками за 200 км? Вам не кажется, что в этой идее отсутствует логика?

Можно что угодно валить на бесноватого фюрера - но такую глупость не списать даже на безумный припадок. Не говоря уже о том, что не был Адольф ни бесноватым, ни безумным авантюристом, а был одним из умнейших людей своего времени. Очень опасным он был врагом, и отнюдь не дураком.
Можно предположить, что даже в добропорядочной Германии находились любители «пилить бюджет». Куш в полмиллиарда марок соблазнителен. Но кто же выгодополучатель? Самый известный любитель поживиться за государственный счёт Герман Геринг отпадает, он тут наоборот выступил как финансовый донор. А мало кто в Рейхе осмелился бы «доить» Геринга в свой карман. Можно перебрать всех высших нацистских бонз - но неизвестно, чтобы кто-то из них заметно обогатился за счёт ракет. То же можно сказать и о главнейших заправилах немецкой промышленности. Получается участвовали все, все получали свою законную зарплату - но не более должного. То есть какой-то особой выгоды именно в ракетах - не видел для себя никто.
Правда разработка ракет значительно продвинула немецкую науку. Так или иначе вовлечены были все научные учреждения Германии. Но запускать в 1936 году именно ракетный проект - ради благотворительности, чтобы поддержать научные кадры? Сомнительная версия.

И тут мы возвращаемся к вопросу - зачем вообще ракета?

Предположим, дело в том, что люфтваффе проиграло воздушную битву за Британию. Это стало ясно в 1941 году. И вот в 1936 году такую неприятность уже предвидели (ах, не спрашивайте как, наверное секретные провидцы нагадали), и потому купили остров Узедом, начали на нём строительство центра Пенемюнде, и стали заранее готовить альтернативные проекты - сразу два. Хотя, вместо того чтобы выкидывать в 1936 году 550 миллионов на Пенемюнде, можно было, начиная с того же года, понаделать армаду бомбардировщиков, и Британия была бы подавлена в 1940, как и обещал Геринг фюреру.

Но по необъяснимой причине, видимо для тех самых будущих бомбардировок Британии (ибо иную причину трудно придумать), в 1936 году (когда был выкуплен Узедом) было запущено 2 конкурирующих проекта: V-1 фирмы «Физилер» и V-2 Вернера фон Брауна. V-2 обходилась дешевле бомбардировщика. Но V-1 ещё на порядок дешевле V-2 ! У Фау-1 крылья были фанерные. Можно ли придумать ракету дешевле? А под конец войны стоимость производства «самолёто-снаряда Фау-1» и вовсе упала до 3500 рейхсмарок. И хотя они оказались недостаточно быстрыми, и англичане их сбивали и зенитками, и истребителями, и даже аэростатами заграждения - но ущерба примитивная V-1 нанесла гораздо больше, чем венец творения V-2.

+ увеличить картинку +
Макет самолёто-снаряда V-1 в музее Пенемюнде, в раскраске образца 1944 года Макет самолёто-снаряда V-1 в музее Пенемюнде, в раскраске образца 1944 года

Даже когда «Спитфайры» научились летать так быстро, что смогли догонять и просто сталкивать V-1 с курса не тратя патроны - и тогда экономически V-1 оставалась более эффективным средством ведения войны. На защиту от немецких ракет англичане тратили больше средств, чем немцы на производство этих ракет. А война это экономика.

Вот анализ генерала Клейтона Биссела (Clayton Bissell) представленный им в конце декабря 1944 года. В том году, 13 июня, впервые V-1 упала на Англию, убив сразу 11 человек. Генерал собрал данные за без малого 3 месяца ракетных обстрелов, сопоставив их с годовой операцией Blitz по бомбардировкам Англии в 1940 - 1941 годах (вероятно генерал так же приобщил к «Блицу» предшествовавший период, названный Черчиллем воздушной битвой за Британию).

Blitz
12 месяцев
V-1
2¾ месяца
Стоимость для Германии
Вылетов90 0008 025
Вес бомб, тонн61 14914 600
Израсходовано топлива, тонн71 7004 681
Потери самолетов3 0750
Потери экипажа7 6900
Результаты
Строений разрушено1150 0001127 000
Потери населения92 56622 892
Отношение потерь к расходу бомб1,64,2
Стоимость для Англии
только для авиации
Вылетов86 80044 770
Потери самолетов1 260351
Потери людей2 233805

Первое что бросается в глаза - английский генерал неплохо осведомлён о затратах Германии, хотя война ещё не закончена. Это кажется удивительным, только если верить в польских патриотов из Армии Крайовой, которые якобы разузнали всё про Пенемюнде и тогда... Для начала можно заметить, что Пенемюнде это исконная Пруссия, и поляков там жило раз-два и обчёлся, а уж в годы войны их туда и близко не подпускали. На самом деле англичане располагали прекрасными фотоснимками своей авиаразведки и ещё более точными сведениями от своих... нет, конечно же не шпионов. Такое грубое слово не употребляется в отношении дипломатов и прочих высших лиц Рейха, поддерживавших связи с короной. А главным среди них был адмирал Канарис, глава немецкой разведки, не стеснявшийся своего двурушничества. Так что сведения британского генерала о Германии здесь достаточно достоверны.

Из этих сведений следует, что ракет было запущено в 11 раз меньше, чем произведено вылетов авиации для бомбардировок. При том вес доставленной взрывчатки в 4 раза меньше. А топлива затрачено в 15 раз меньше. Похоже, доставлять взрывчатку до цели ракетой - выгоднее.

Но попадает ли ракета в цель? Ведь у неё отвратительная точность. Что ж, оказывается ракетами разрушено почти столько же строений, сколько бомбардировщиками. А взрывчатки потрачено меньше. Похоже ракета действительно эффективнее. Правда, людей ракеты убили в 4 раза меньше. Но ведь и обстрелы продолжались во столько раз же меньше по времени. А если бы ракеты падали на Англию не 3 месяца, а целый год? Люди может и выжили бы, к тому времени англичане уже научились своевременно прятаться в бомбоубежища. Но вот жить и работать многим из них скоро стало бы негде. А это крах экономики и правительства Черчилля, что означало переход власти к сторонникам сепаратного мира с братским германским народом.

Глядя на таблицу, можно придти к выводу, что для защиты от ракет Англии потребовалось вдвое меньше вылетов, чем для отражения налётов бомбардировщиков. Но удивительно - английские пилоты гибли? Как это возможно, ведь ракета, в отличие от бомбардировщика, не имеет пулемётов для стрельбы по истребителям. Это так, но всегда случаются лётные происшествия, в них и гибнут пилоты. Так же не будем забывать, что для перехвата ракет над Ла-Маншем, английским истребителям приходилось опасно приближаться к оккупированному побережью Франции. А тут уже преимущество было у немцев.

Мы ничего не упустили в наших рассуждениях? Упустили. Таблица учитывает только менее 3 месяцев ракетных обстрелов - против года бомбардировок. Значит, для противодействия ракетам англичанам пришлось не уменьшить, а увеличить вдвое интенсивность боевых вылетов. И за год такой борьбы с ракетами, они потеряли бы вчетверо больше и самолётов и пилотов. Что даже превысило бы потери от воздушных сражений с немецкой авиацией.

Пока англичанам приходилось бороться с немецкими самолётами - немцы теряли втрое больше и самолётов и людей, чем англичане. Война это экономика - немцы такую воздушную войну экономически проигрывали. Но в борьбе англичан против ракет - перевес всегда был только на немецкой стороне. Потому что теперь немцы потерь не несли вообще - а англичане гибли по-прежнему. А это грозило рано или поздно истощить силы королевских ВВС без боя.

И здесь ещё не учтено, что для противодействия ракетной опасности приходилось постоянно держать в напряжении большую систему радиолокаторов, звукопеленгаторов, воздушных наблюдателей. В боеготовности дежурили зенитчики, висели в воздухе аэростаты заграждения. Население пряталось по сигналу воздушной тревоги, и деловая жизнь замирала. А это убытки - которые стоили Англии много дороже, чем немцам запуск очередной ракеты, даже если эта ракета не попадала вообще никуда. Только ведь не так уж редко она попадала.

Если V-2 стоила в 6 раз дешевле бомбардировщика - то V-1 дешевле в 100 раз! А война это экономика.

Зачем V-2 ?

Итак, мы имеем две ракеты. Обе доставляют до врага примерно одинаковое количество взрывчатки, примерно на одинаковую дальность и примерно с одинаковой точностью. Которая годна только чтобы стрелять по мегаполисам, вроде Лондона с пригородами. Но из двух ракет, первая в 20 раз дешевле, надёжна, производство налажено. А у второй только одно достоинство - её невозможно перехватить.

Вот 3 ключевых свойства V-2, которые сделали её незаменимой:

  • её в принципе невозможно сбить не только в годы её разработки, но и полвека спустя это очень трудно
    (во время войны в Заливе в 90-е, из сотни запущенных иракских СКАДов, американской ПРО удалось сбить лишь 1 ракету. Утверждается, что не менее трети СКАДов было повреждено - да только это не помешало им продолжать свой полёт в район цели. Ведь баллистическая ракета не летит - а падает как снаряд! И даже если её корпус будет изрешечён, она всё равно упадёт туда, куда была нацелена при пуске. Счастье, что иракцы пускали ракеты неприцельно. Но некоторые из повреждённых ракет отклонялись, и порой даже с большим ущербом для сил коалиции - так одна ракета из-за повреждений упала на склад боеприпасов носителей демократии. Ракета СКАД по своим размерам и лётным данным вполне соответствует V-2)
  • детонатор получает сигнал на подрыв обязательно от электрического прибора
  • вес боеголовки 1 тонна

Итак, V-2 нужна чтобы боеголовка массой в 1 тонну была непременно доставлена до цели - и ни в коем случае нельзя допустить её уничтожения врагом в полёте. И по каким-то неясным причинам сигнал на подрыв может дать только электрический прибор.

Остаётся лишь предположить, что планировалась установка на ракету взрывателя для дистанционного подрыва. И старая добрая привычная артиллеристам дистанционная трубка тут не годилась. И точный швейцарский часовой механизм то же не устраивал. Ракета должна была взорваться не через установленное время, а на определённой высоте. Которую определить мог только электрический прибор.

Если взорвать тонну взрывчатки на высоте, скажем, в полметра над бетонной плитой - плита останется целой.

Подумав немного, я нашёл боеголовку, которая подходит для установки на V-2. И масса около тонны. И взрыватель для неё требуется обязательно с подрывом на заданной высоте. Но это же...

Впрочем, об этом - в следующей главе.


вторник 20 февраля 2018г
Алексей «Рекс»
Я люблю паро-панк Поддержи сайт
купи наши игрушки
Письмо
автору
  Поддержи
автора
Сайт существует с 16.12.2017