Снаряд с ракетным сердцем

Активно-реактивные снаряды (АРС) обычно считаются изобретением 60-х годов ХХ века. Но мы помним, что колыбелью практически всех военных технологий второй половины XX столетия, включая ракетное и ядерное оружие, стала Вторая мировая война. Неудивительно, что и подлинное начало истории АРС также относится к тем горячим временам.

Разработки активно-реактивных снарядов под кодовым названием «специальные боеприпасы» в начале 1943 года у нас вел Наркомат авиационной промышленности, а конкретно – НИИ-1. Цель – увеличение дальности стрельбы при использовании стандартных орудий. По заданию Главного артиллерийского управления снаряды разрабатывались для дивизионной пушки ЗИС-3 (76 мм), корпусной пушки обр. 1910/34 г. (152 мм) и полкового миномета (120 см). На довольно-таки старую 152-мм пушку выбор пал, возможно, потому, что ее снаряды и заряды были унифицированы с новым корпусным орудием – пушкой-гаубицей МЛ-20.

Непослушные шашки

]]>
76-мм АРС был получен в итоге переделки штатной осколочно-фугасной гранаты массой 6,28 кг. Поскольку в снаряд необходимо было встроить двигатель, пришлось разделить его в винтной перегородкой на собственно боевую часть с разрывным зарядом и реактивную камору, куда помещалась одноканальная шашка пороха Н-40/8-150 массой 0,285 кг. Газы от сгорания пороха истекали через шесть сопел в дне снаряда, в нем же предусматривалось отверстие для воспламенителя. Что характерно для АРС, из-за введения реактивного заряда вес взрывчатого вещества в снаряде уменьшился с 760 г до 200 г. При этом дальность увеличилась всего на полтора километра – с 13,3 до 14,8 км.

152-мм АРС массой 43,6 кг также был создан на базе штатного пушечного осколочно-фугасного снаряда. А вот 120-мм АРС представлял собой новую конструкцию массой 31,5 кг против штатной 120-мм мины массой 16 кг.

В ходе полигонных испытаний 1944–1945 годов выяснилось, что в 76-мм и 152-мм АРС пороховые шашки растрескивались при выстреле. Это приводило к неравномерности сгорания топлива, скачкам давления и в результате к взрыву. Исключением стали 120-мм минометные снаряды – видимо, сказалось то, что они конструировались заново. Однако испытать их в деле не удалось: война подошла к концу.

Тем же путем

Знаменитый ракетный конструктор Борис Черток в своих воспоминаниях о поездках в послевоенную Германию для изучения инженерного наследия Третьего рейха как-то заметил, что, несмотря на расстояния, границы и военно-политические преграды, наука и в СССР, и в Германии, и в США развивалась параллельными путями, будто бы ученых соединяла некая телепатическая связь. Изучая немецкие трофеи, представители советского оборонпрома могли убедиться, что и тема АРС была вполне близка нашим только что поверженным противникам.

Работы над активно-реактивными снарядами были начаты в Германии в 1934 году, и сразу перед конструкторами обозначились главные проблемы. Мало того, что необходимость размещения реактивной каморы снижала вес разрывного заряда, так еще и ухудшилась кучность стрельбы: стабилизация в полете ракеты – задача куда более сложная, чем стабилизация пушечного снаряда. Первоначально опыты шли с калибрами 75 и 100 мм, а в качестве ракетного топлива использовался черный порох. Однако тут у немцев возникли те же сложности, что и позже у отечественных конструкторов: пороховые шашки трескались, снаряды преждевременно взрывались.

Лишь в 1938 году фирма ДАГ в городе Дюнеберге смогла создать технологию прессования прочных шашек бездымного пороха и надежную схему воспламенения. Только тогда удалось добиться от снарядов надежности и увеличить их дальность на 30%.

В 1939 году был разработан 150-мм активно-реактивный снаряд R.Gr.19 для тяжелых полевых гаубиц обр. 18 и 18/40. После испытаний снаряд был принят на вооружение.

Дотянуться до Британии

Несмотря на ряд удачных конструкций, немцы быстро поняли, что преимущества активно-реактивной схемы могут максимально проявиться в применении не к полевой артиллерии, а к сверхдальней стрельбе. В эпоху, когда ракетное оружие еще недостаточно показало свою эффективность, Германия делала ставку на гигантские пушки и гигантские снаряды. Одной из таких суперпушек стало железнодорожное орудие K5(E) калибром 280 мм. Орудие длиной 32 м весило 218 т и базировалось на двух шестиосных железнодорожных платформах.
Чтобы увеличить дальность стрельбы, в ходе войны для этой пушки, прозванной «Стройной Бертой», были созданы активно-реактивные снаряды Raketen-Granate 4341 массой 245 кг. В качестве топлива в двигателе было 19,5 кг дигликолевого пороха. Дальность стрельбы Raketen-Granate 4341 составляла 87 км, то есть пушка могла из Кале или Булони обстреливать ряд южных британских городов.

Впервые на сверхзвуке

Однако самое интересное развитие тема артиллерийского снаряда с реактивным ускорением получила в работах немецкого конструктора Вольфа Троммсдорффа. Вместо порохового ускорителя он задумал снабдить снаряд… воздушно-реактивным двигателем прямоточного типа. Свою идею Троммсдорфф предложил Управлению вооружений Третьего рейха еще в октябре 1936 года, и германские военные чиновники приняли идею неожиданно благосклонно. Ученому была выделена лаборатория для экспериментов со знаменитой «ахт-комма-ахт» – зенитной пушкой калибра 88 мм, легшей позже в основу целой линейки полевых и танковых орудий. Снаряд Е1 (по некоторым данным, подкалиберный, с поддоном) был впервые испытан в 1939 году, правда поначалу не с прямоточным двигателем, а с ускорителем в виде пороховой шашки. В 1942-м, наконец, прошли испытания снаряда с жидким топливом, в качестве которого выступала смесь сероуглерода и дизельного топлива. Окислителем был, естественно, атмосферный кислород. Снаряд полетел со скоростью 920 м/с, что составляет примерно 3М. Так впервые в истории был продемонстрирован сверхзвуковой полет с помощью воздушно-реактивного двигателя. На достигнутом Троммсдорфф не остановился, и в ходе Второй мировой разработал снаряды для калибров 105 мм (Е2), 122 (Е3) и 150 (Е4). Последний развивал скорость до 4,5 М, используя в качестве топлива тот же сероуглерод.

В 1943 году был создан снаряд С1 для 210-мм пушки. Из 90 кг массы этого снаряда 6 кг приходилось на ракетное топливо. Благодаря работе прямоточного двигателя скорость снаряда С1 достигла 1475 м/с, а дальность – 200 км.

Насилие над воздухом

Далее Троммсдорффу предстояло выступить уже в тяжелом весе. Вдохновленный опытами с АРС, которые предназначались для суперпушки К5(E), конструктор берется за создание дальнобойного мегаснаряда С3, в котором в роли ускорителя вместо ракетного двигателя выступит воздушно-реактивный прямоточный двигатель. При заявленной длине 1,35 м, массе 170 кг и калибре 280 мм С3 должен был развивать скорость до 5,5 М и лететь на расстояние 350 км, что вполне позволило бы с французского берега держать добрую половину Англии под обстрелом. Дульная скорость снаряда составляла бы при этом 4400 км/ч. В качестве топлива в двигателе предполагалось использовать дизельное топливо, которое поджигалось раскаленным от сжатия воздухом (как это происходит в дизельном ДВС). Кстати, именно достижение нужной плотности воздуха составляет одну из основных проблем при проектировании прямоточных двигателей. У двигателей этого типа в отличие от турбореактивных нет турбины-компрессора, и сжатие воздуха производится в ходе торможения набегающего потока в специальном входном устройстве – диффузоре. Воздух обтекает иглу (конический выступ) центрального тела диффузора, а затем устремляется в кольцевой канал. Конфигурация центрального тела такова, что в процессе обтекания вокруг него происходят скачки уплотнения – несколько косых скачков и один замыкающий прямой. Такая многоскачковая схема, позволяющая избежать потерь при торможении воздуха, была разработана словенско-австрийским исследователем в области газодинамики Клаусом Осватичем (1910 – 1993). Вольф Троммсдорфф имел возможность пообщаться лично с Осватичем и другими корифеями газодинамики вроде Людвига Прандтля, когда еще до войны был приглашен на работу в знаменитый Институт Кайзера Вильгельма (ныне – Макса Планка) в Геттингене. Позже конструктору удалось проверить и применить идеи своих консультантов на практике. Однако, судя по всему, ни одного выстрела снарядом С3 из пушки K5(E) до окончания войны произведено так и не было.

Предвестник «Бури»

Логическим продолжением работ Троммсдорффа над АРС с прямоточным двигателем стал проект D-6000– одна из попыток нацистских инженеров дать Рейху «длинные руки» и предложить асимметричный ответ тотальному господству англо-американской бомбардировочной авиации. Речь идет о межконтинентальной крылатой ракете, которая теоретически могла бы дотянуть карающий меч с европейских берегов до Нового Света. Поначалу D-6000 виделась как двухступенчатая система. По замыслу Троммсдорффа, ракета длиной 10,2 м, диаметром 1,12 м и массой 9 т должна была подниматься с помощью бомбардировщика на высоту 8 000 м, откуда предполагалось производить запуск. На более поздней стадии разработки темы пуск было решено проводить с установленной на земле катапульты. После старта закрепленные на концах крыльев твердотопливные ускорители разгоняли бы D-6000 до 850 м/с, после чего включался прямоточный двигатель. Он должен был довести скорость снаряда до 3,55 М и отправить его в крейсерский полет на высоте 24 000 м. Потратив 5 т топлива, ракета, если бы она когда-нибудь воплотилась в металле, могла бы забросить БЧ массой 1т на расстояние 5300 км. Есть также неподтвержденные сведения о том, что в качестве первой ступени для запуска этого снаряда рассматривалась баллистическая ракета типа V-2, однако сама V-2 в том виде, в каком мы ее знаем, не смогла бы справиться с этой задачей из-за недостаточной мощности. D-6000 так и осталась проектом, однако у нее, похоже, есть неофициальные потомки. В 1940 – 1950-х годах в СССР и США велись разработки межконтинентальных сверхзвуковых крылатых ракет с прямоточным воздушно - реактивным двигателем для доставки ядерной БЧ на территорию вероятного противника. В Америке это проект North American Navaho, а в нашей стране – Ла-350 «Буря», которую построили в КБ Лавочкина. Оба проекта привели к со-зданию летающих образцов, и оба были прекращены по одной и той же причине – для поставленной задачи баллистические ракеты оказались более перспективными.

Таинственное десятилетие

Важно заметить, что с идеями Троммсдорффа советским конструкторам удалось познакомиться непосредственно. После окончания войны на территории побежденной Германии советские власти в глубочайшей тайне создали два ракетных НИИ, задачей которых было активное освоение опыта немецких конструкторов, в том числе при непосредственном их участии. Один из этих НИИ был организован на базе берлинского завода «Гема» и получил название «Берлин». Перед институтом ставилась задача сбора материала о созданных в Германии зенитных управляемых ракетах и наземных реактивных снарядах и повторения этих конструкций в металле. «Берлин» подразделялся на несколько КБ. Например, КБ-2 изучало ЗУР «Вассерфаль», КБ-3 – ЗУР «Шметтерлинг» и «Рейнтохтер». А вот на долю КБ-4 под руководством Н.А. Судакова выпала работа с наследием Троммсдорффа, причем сам ученый занял в этом КБ должность ведущего конструктора. На тот момент в центре интереса советского оборонпрома оказались АРС С3 – те самые 280-мм снаряды, которые выстреливались из К5. Троммсдорффу было предложено сделать доработанный вариант АРС, который предполагалось испытать на отремонтированных трофейных орудиях. Однако по не очень понятной причине работы над АРС были некоторое время спустя свернуты. Возможно, свою роль сыграла война амбиций между советскими главными конструкторами.

Вольф Троммсдорфф не самая знаменитая фигура среди ракетчиков Третьего рейха, и потому о его судьбе после работы в КБ-4 института «Берлин» известно не так уж много. В отечественных источниках приходится встречать сведения о том, что конструктор погиб в конце 1946 года в авиакатастрофе, которую потерпел советский военно-транспортный самолет. Возможно, в этих сообщениях мы слышим отголоски неких официальных версий, призванных объяснить, куда внезапно делся из Германии известный ученый. Однако, судя по всему, версия о гибели Троммсдорффа в катастрофе не соответствует действительности. В 1956 году авторитетнейший журнал об авиации Flight Global рассказал в одном из своих номеров о научном симпозиуме, прошедшем в том же году в Мюнхене. Задача симпозиума заключалась в том, чтобы обобщить опыт немецких ученых и конструкторов времен Второй мировой в области изучения реактивного движения и постройки ракетных и воздушно-реактивных двигателей. Журнал сообщает, что на симпозиуме с лекцией о своих проектах от E1 до D-6000 выступил сам Вольф Троммсдорфф, недавно вернувшийся из советского плена. Это очень похоже на правду, если учесть, что как раз накануне, в 1955-м, СССР официально освободил последних пленных Второй мировой. Кроме того, именно в 1956 году в Германии вышла небольшая книга с отчетом о работах по прямоточному двигателю, автором которой значится Троммсдорф. В ней автор, в частности, подтверждает, что испытания снаряда типа С3 все же были проведены (вероятно, под контролем советских представителей) и он продемонстрировал характеристики, соответствовавшие проектным. Однако о том, какие еще работы вел немецкий ракетчик, почти десятилетие находясь в Советском Союзе, неизвестно. Возможно, об этом что-то знают архивы отечественных аэрокосмических предприятий.

Немецкие авиационные реактивные снаряды Второй мировой войны

Немецкие авиационные реактивные снаряды Второй мировой войны

Немецкая реактивная артиллерия в годы войны. Часть 2-я

Прошли испытания нового артиллерийского снаряд с рекордной дальностью стрельбы

Рождение активно-реактивного снаряда АРС