Через три недели после первого неудачного эксперимента, который я описал, был заново воссоздан наш первый ракетный двигатель, сгоревший на стенде. К сожалению, он сгорел в буквальном смысле слова. Он безупречно отработал несколько секунд, и синевато-красная струя горящего газа обрела слепящую белую окраску, что говорило о переизбытке кислорода. Она становилась все ярче и ярче. Алюминий занялся огнем. Тут же вспыхнула и камера сгорания. Так мы впервые столкнулись с проблемой охлаждения.
В нашей маленькой мастерской была сконструирована и смонтирована новая камера сгорания и система вспрыскивания. Несколько недель все шло хорошо, и мы продвигались вперед, но затем нас снова отбросило назад. Двигатель не выдерживал нагрузок. Маятник качался от успехов к горьким неудачам, от отчаяния к оптимизму. После месяцев работы была создана камера сгорания, которая могла постоянно давать тягу 295 килограммов. Тем не менее и она никуда не годилась, так как давала скорость истечения газов 1670 метров в секунду. Мы измеряли температуру пламени, брали образцы газовой смеси, анализировали ее состав, меняли соотношение частей, но так и не могли добиться скорости больше чем 1770 – 1860 метров в секунду, хотя пробовали разные варианты ракетного топлива.
В 1931 году мы поручили фирме "Хейланд" создать маленький ракетный двигатель на жидком топливе для наших основных экспериментов. Он давал тягу 20 килограммов; у него были двойные стенки для лучшего охлаждения и цилиндрическая форма из стали. Он был передан исследовательскому отделу управления вооружений сухопутных войск для базовых исследований и экспериментов с различными составами ракетного топлива. Доктор Вамке отвечал за экспериментальные работы, а главный пиротехник Фельмек и несколько студентов из исследовательского отдела проводили эти испытания на маленьком стенде, который поспешно возвели рядом со старым, пустив в ход балки и панели, обшитые железом.
Доктор Вамке тогда экспериментировал с 90-процентной перекисью водорода и спиртом. Ни одно из этих двух горючих веществ не представляло опасности само по себе, если с ним правильно обращаться. Но в роковой мартовский вечер 1934 года доктор Вамке решил смешать эти две горючие жидкости в стальной емкости, через единственный клапан подать их в камеру сгорания ракеты и затем поджечь. Он хорошо понимал уровень риска, которому подвергался; в трубе, которая вела от емкости, укрепленной как раз над двигателем, не было никаких защитных отсечек. Он был одержим одной идеей: хотел выяснить, опасно ли использовать топливо, заранее смешанное перед подачей в камеру сгорания. Он позвонил в общую столовую, где, как он знал, после долгих рабочих часов собирались люди, и попросил, чтобы ему оказали помощь, если раздастся взрыв. Затем попросил коллег покинуть испытательный стенд. Те отказались, закурили сигареты и включили зажигание.
Маленькая искорка взрыва в камере сгорания прошла через смесь в емкости с горючим. Когда через несколько минут прибыла помощь, от испытательного стенда не осталось ничего, кроме свинцовой трубы, что вела к цистерне с водой. Из четырех участников эксперимента погибли трое, включая доктора Вамке. Они стали первыми и, к счастью, последними, кто погиб в ходе работ над созданием ракет в отделе вооружения сухопутных войск.
В те первые годы кроме нашего отдела над проблемами ракетостроения трудились бесчисленные изобретатели. Многие из них приходили к нам со своими идеями. Это тоже была наша работа – отделять зерна от плевел, отделываться от кишащих в этой среде жуликов, шарлатанов, психов, среди которых лишь изредка попадались люди, понимавшие, чем они занимаются.
Инженер Питш, раньше работавший в фирме "Хейланд", предложил отделу вооружений полностью автоматизированный двигатель на жидком топливе с тягой 295 килограммов и временем горения шестьдесят секунд. Мы проверили его предложения и сочли их весьма практичными. Он получил шанс на приобретение материалов, и ему несколько раз выделялись субсидии. В один прекрасный день он исчез, оставив вместо себя коллегу, некоего Артура Рудольфа, тощего рыжеватого инженера с вечно голодным видом. Выяснилось, что он-то и был настоящим создателем двигателя. Мы вложили в него немало денег, помогли своей техникой, и через несколько недель он продемонстрировал нам в Куммерсдорфе свой двигатель. Он был сделан исключительно из меди; сферические емкости с кислородом и спиртом располагались наверху, отделенные от камеры сгорания, снабженной системой охлаждения. Мы пришли к выводу, что Рудольфа стоит использовать, и взяли его в нашу организацию, где он стал одним из лучших специалистов.
Сенсационные газетные статьи и рекомендательные письма привлекли наше внимание к так называемому инженеру Вильгельму Белцу. Предполагалось, что он сделал жидкостный реактивный двигатель для ракеты, которая пролетала большое, но точно не установленное расстояние. Белц был изображен на открытке с автографом стоящим рядом со своей серебристо-серой ракетой. Картинка впечатляла, но при более близком знакомстве выяснилось, что этот человек ровно ничего не знает о ракетах с жидкостным двигателем. Он возглавлял вереницу экспертов, которые, месяцами прогуливаясь по садовым дорожкам, рассуждали, оказывается, об обыкновенной ракете на черном порохе, которая имела вид гигантского муляжа из листового металла.
В Ганновере работал Альберт Пюлленберг. Его энтузиазм уступал лишь полному отсутствию средств. Краткий визит к нему убедил меня, что избранный им путь никогда не приведет к успеху. Я предложил, чтобы он первым делом получил диплом об инженерном образовании, а затем, когда в полной мере осознает слова Шиллера, гласящие, что если ты не способен возглавить команду, то войди в нее и служи ей, он может приехать и повидаться со мной. Пюлленберг появился спустя несколько лет и присоединился к нам.
В Куммерсдорфе мы создали лучшее испытательное оборудование и разработали методику испытаний для обоих видов ракет: и твердотопливных и жидкостных. Изобретатели, которые еще недавно обвиняли наш отдел в невежестве и в неумении разбираться с их утверждениями, многие из которых были чистой фантастикой, быстро испарились. Но среди тех, которые приходили к нам с "ракетными идеями", мы нашли несколько выдающихся личностей.
Работа шла своим чередом. Мы конструировали разнообразные системы зажигания и испытывали их, но лучше они не становились. Соотношение между горючей смесью и силой тяги тоже не менялось. Наконец мы добились, что и камера сгорания, и топливные форсунки не прогорали в критических точках, и, проведя три или четыре испытания одного и того же двигателя, убедились, что характеристики его работы каждый раз остаются неизменными.
После года очень тяжелых трудов мы все же обрели под ногами хрупкое основание, на котором могли что-то создавать. Теперь было нужно, чтобы высокие власти признали ценность нашей работы, обеспечили нас средствами – большими деньгами – и увеличили штат работников. Но первым делом мы должны были представить убедительное доказательство, что ракета с жидкостным двигателем в состоянии пройти по вычисленной траектории.
Только сейчас мы начали размышлять над проблемами полета. У нас был опыт запуска только твердотопливных пороховых ракет. Мы знали, как трудно добиться стабилизации конструкции в полете, как на нее влияют ветер, угол запуска, смещение центра тяжести при заправке ракеты и другие побочные факторы. Наконец мы решили проектировать первую полноразмерную ракету "агрегат-1" ("А-1").
Мы поставили целью создание высокоскоростной ракеты. Не в пример берлинскому Ракетенфлюгплацу, мы отказались размещать двигатель в носовой части, чтобы горячие выхлопные газы окружали расположенные внизу баки с горючим и согревали их. Наш двигатель с 295-килограммовой тягой в несколько секунд воспламенил бы емкости с горючим – или же его пришлось бы выносить так далеко вперед, что о стабильности не могло быть и речи. Кроме того, резко возросло бы сопротивление воздуха.
Я помню глубокое разочарование, пережитое в августе 1932 года во время демонстрационного полета в Куммерсдорфе, когда ракета такого типа, построенная группой Ракетенфлюгплаца, вертикально поднявшись на 30 метров, резко легла на горизонтальный курс и рухнула в соседнем лесу. Этот "одноручечный репульсор", как его называли, имел диаметр 10 сантиметров. Двигатель размещался в небольшом алюминиевом пулеобразном кожухе водяного охлаждения. Тяга составляла примерно 60 килограммов, а выброс струи раскаленного газа отводился конусом из листового металла, приваренного к верхнему концу бака с кислородом, чтобы струя газов не касалась стенок бака. Две изогнутых топких трубы, по которым поступали соответственно кислород и спирт, держали ракетный двигатель на почтительном расстоянии от емкостей. Те были расположены одна за другой и соединялись отрезком трубы, где было достаточно места и для двух манометров, на которых фиксировалось давление в баках. Опорные трубы поставляли две жидкости в головную часть ракеты. Когда клапан бака с кислородом задраивался, в нем за счет испарения начинало расти давление; спирт же подавался сжатым водородом. Контейнер в хвосте этой остроконечной ракеты содержал парашют и факел. К корме ее были приварены четыре небольших алюминиевых стабилизатора. Стартовый вес ракеты составлял примерно 20 килограммов, а грузоподъемность – около 10 килограммов. Утверждалось, что скорость истечения газов превышает 2000 метров в секунду, но конечно же на самом деле она была не больше 1700 метров в секунду.
Крах этого демонстрационного полета заставил нас в отделе вооружений задуматься, на сколько научных и технических вопросов придется найти ответ, прежде чем мы обретем надежду сконструировать надежную в полете ракету. До сих пор мы уделяли слишком мало внимания проблемам устойчивости и контроля. Мы по-прежнему находились под воздействием традиционного образа мыслей, который находил отражение в отчетах о баллистических испытаниях нашего отдела. Мы никак не могли избавиться от убеждения: те расчеты, которые годятся для снаряда, должны также годиться и для ракеты.
Мы стояли на том, что ракета может добиться стабильности полета путем вращения вокруг продольной оси. Но как реализовать эту идею? Должна вращаться ракета – но не топливные емкости В таком случае центробежная сила поднимет горючее к стенкам баков, что затруднит его поступление в двигатель.
Я предложил добиться вращения путем создания тяжелой стальной части с контейнером для полезного груза; она-то и будет на подшипниках вращаться вокруг своей оси, создав некоторое подобие гироскопа и обеспечив стабильность ракеты в полете.
Мы сконструировали "А-1". Вращающаяся часть весом 38,5 килограмма размещалась в носовой части ракеты длиной примерно 1,4 метра и диаметром 0,30 метра. Около 38,5 килограмма горючей смеси под давлением сжатого азота поступали из емкостей в камеру сгорания. Она, встроенная в бак с горючим, обеспечивала тягу 295 килограммов и размещалась в хвостовой части ракеты. Вращающаяся часть, созданная по принципу ротора трехфазного электромотора, перед самым запуском раскручивалась до максимальной скорости. Ракету "А-1" предполагалось запускать вертикально, с направляющих высотой несколько метров. Стартовый вес ее составлял примерно 150 килограммов, а начальное ускорение практически равнялось силе тяжести на поверхности земли, то есть 1 g.
Созданный двигатель после нескольких отказов стал работать безупречно. Но еще до того, как была завершена работа над внешними обводами "А-1", мы решили сразу же приступать к новому этапу создания ракетного двигателя. Вскоре у нас уже был готов первый образец нового двигателя из дюралюминия. Его тяга увеличилась до 1000 килограммов. Мы собирались строить более крупные ракеты, и было важно выяснить, пригодится ли для них накопленный нами опыт.
Единственный испытательный стенд нас уже не устраивал, потому что его полностью занимал двигатель с тягой 295 килограммов. Так что в 1934 году мы обзавелись новым стендом для более мощных изделий, который воплотил в себе все обретенные нами знания. Одновременно мы уже планировали и третий стенд для испытаний ракет в полной сборке.
Мы трудились не покладая рук, но работе постоянно мешали какие-то накладки. На своем опыте мы убедились, что не все экспериментальные данные по камерам сгорания малой емкости автоматически годятся для более крупных камер. Снова и снова двигатели прогорали в самых опасных точках. Кроме того, мы решили добиться, чтобы время горения новой ракеты составляло сорок пять секунд, а не шестнадцать, как у "А-1". Заново возникла проблема охлаждения. Месяц шел за месяцем, но мы не продвигались вперед.
В то же время мы были заняты целым рядом других важных проблем, например стабилизацией в полете крупных ракет. Фон Браун связался с компанией по производству гироскопов из Бритца под Берлином. Одним из ее директоров был бывший австрийский военно-морской офицер Бойков, высокий здоровяк с блестящими глазами и умным лицом, самой примечательной частью которого был крупный нос. Он вдохновлял работу фирмы и во всех вопросах, касавшихся гироскопов, далеко опережал свое время.
Когда фон Браун объяснил Бойкову, что ему нужно, тот ответил улыбкой:
– Я много лет ждал, что поступит такой заказ, как от вас, и готовился к нему.
Выяснилось, что он не только размышлял, но и уже сделал несколько образцов и деталей для моделей. Далее последовал увлеченный обмен идеями. Этот одаренный, с ясным умом, ученый и практик оказал нам помощь, о которой мы могли только мечтать. Мы уяснили: дело было не только в том, чтобы с помощью гироскопов корректировать отклонение ракеты от оси полета, по и контролировать тенденцию к отклонению, едва только она начинает расти. Устранять колебательные движения ракеты в полете мы могли, только если успевали немедленно предпринимать контрмеры. Аппаратура стабилизации должна была чутко реагировать на ускорение. Постепенно мы начали понимать, что наши слабые надежды стабилизировать крупные ракеты во время периода горения должны иметь под собой гироскопические системы, работающие по трем осям.
Все еще оставался нерешенным вопрос и с внешними очертаниями ракеты. Нам было ясно, что она должна обладать "стабильностью стрелы"; иными словами, центр тяжести обязан располагаться перед теоретическим центром давления всех аэродинамических сил. Чтобы сдвинуть эту точку назад, ракету предстояло оснастить стабилизаторами. В соответствии с учебником "Баллистика" профессора Кранца, в котором речь о полетных данных ракеты, доказывалось, что для тела со стреловидной стабильностью невозможно добиться безупречности полета на сверхзвуковой скорости. Но она была нужна, чтобы добиться выхода в космос. И это было еще не все. Мы должны были готовиться пройти по всей шкале скоростей, от нулевой до многократно превышающей скорость звука, – и на всех этапах ракете предстояло сохранять стабильность в полете. Перед нами стояла проблема найти такую конструкцию ракеты. Мы понимали, что это будет долгая и трудная работа. Нам была нужна аэродинамическая труба.
Вторым важным вопросом была автоматика стабилизации. Можем ли мы воспользоваться рулями направления на сервомеханизмах? На начальных этапах траектории воспользоваться ими невозможно, потому что при небольшой скорости старта воздействие аэродинамических сил на рули будет носить отрицательный характер. А затем неуклонное возрастание скорости решительно изменит характер этих сил. Все это надо было учитывать. Должны были постоянно меняться и силы, прилагаемые для вращения, чтобы соответствовать изменению скорости, а это влекло за собой серьезные осложнения.
Теоретически, как мы прикидывали, можно было разместить двигатель за баками, но тогда ракета становилась слишком длинной. Наши двигатели сами по себе были длинноваты. Для очередного проекта мы, как и раньше, разместили двигатель в баке со спиртом.
Мы могли взять четыре небольших мотора и смонтировать их в форме креста, чтобы они обеспечивали вращение ракеты в пространстве, но это был бы слишком дерзкий начальный шаг. Но справиться с этой трудностью оказалось достаточно просто, и решение лежало в самой ее природе. Скорость истекания струи раскаленных газов практически не менялась за все время горения. А не разместить ли плоскости стабилизаторов в этой струе? Имеется ли материал, способный противостоять высокой температуре все время горения, не расплавится ли он, как масло на солнце, когда скорость выброса достигнет почти 2000 метров в секунду?
Материал должен был полностью соответствовать множеству целей, которые стояли перед нами. К счастью, мы совершенно не были знакомы с большей частью трудностей, которые подстерегали нас. Мы атаковали наши проблемы с мужеством неопытности, не задумываясь, сколько потребуется времени для их разрешения.
Мы считали, что создание "А-1" покончило с первой из наших задач. Тем не менее после многочисленных проверок и испытаний мы выяснили, что у "А-1" слишком тяжелая носовая часть. Центр тяжести был смещен далеко вперед, и полностью полагаться на "А-1" в полете было нельзя.
Мы разработали новую конструкцию. В результате появилась "А-2". Учитывая прежнее расположение двигателя, она повторяла "А-1", но гироскопы были сдвинуты с носа ракеты к ее середине, разместившись между баками с кислородом и спиртом.
К 1 октября 1934 года сборка и статические испытания были завершены. В этот день мне пришлось принять на себя самое краткое командование воинским подразделением, которое у меня когда-либо было. Под моим началом оказалась батарея на Кёнигсбрюке, где шла подготовка к запуску первых пороховых ракет, в создании которых я играл ведущую роль. Тогда я не имел представления, что несколько лет спустя эти самые пороховые ракеты обретут такое большое значение на полях сражений в России, Франции, Норвегии и в Северной Африке. Еще меньше я подозревал, что их появление на фронте в самом начале Русской кампании в июне 1941 года возвещает для них начало повой эры.
Мой последний день в Куммерсдорфе был посвящен детальному обсуждению ракеты "А-2", по артиллерийской традиции называемой 4,5-калибериой. В начале декабря 1934 года первые две ракеты "А-2" на жидком топливе благополучно стартовали с острова Боркум в Северном море. Максимальная высота, которой они достигли, равнялась 2000 метров.
Начало было положено.
Глава 4. "Сколько вы хотите?"
Война еще не началась, но нам пришлось вести непрестанные бои. Хорошо еще, что мы не знали, каким силам придется противостоять. В сравнении с тем, что нас ждало, эти ранние споры были детскими играми.
Когда профессор Бекер еще носил звание полковника и возглавлял отдел баллистики и боеприпасов, он на первых порах выделял нам на работу с ракетами небольшие суммы из фондов своего отдела. Став шефом целой службы разработок управления вооружений сухопутных войск, он дал указание, чтобы различные отделы его управления переводили нам небольшой процент своих средств. Но никто не должен был догадываться, что теперь мы имели возможность получать в неограниченных количествах средства, материалы и персонал. Однако бюджетное бюро ревностно и пристально следило за нами. Нам не позволялось приобретать ни машинное оборудование, ни канцелярскую технику. Мы могли получать оборудование и аппаратуру только для испытаний.