helipilot
09.01.2016, 18:00
http://www.historyanswers.co.uk/wp-content/uploads/2014/04/V-2_lift-off-2-e1396520167626.jpg
Ракета А-4 – открыватель космической эры
Виктор Ходеев
В 1926 году, группа немецких ученых, энтузиастов ракетостроения и межпланетных полетов организовала при берлинском университете Общество космических полетов (нем. Verein für Raumschiffahrt) (VfR). Среди именитых ученых в группе работал молодой инженер Вернер фон Браун. Его проект ракеты на жидком топливе прошел успешные испытания на специальном полигоне в Куммерсдорфе под Берлином. Дальнейшая работа над своими ракетами серии Aggregat (A) велись для военного ведомства. В декабре 1934 года был достигнут успех в запуске ракеты A-2 — небольшой модели, работавшей на этаноле (этиловом спирте) и жидком кислороде. Особое внимание уделялось совершенствованию конструкции двигателя и поиску компонентов топлива. Исследователями было рассчитано множество потенциально пригодных вариантов топливной смеси, но самым оптимальным был выбран вариант двух компонентов: этанола и жидкого кислорода.
242532
Вернер фон Браун (Wernher von Braun; 1912- 1977)
— немецкий, а с конца 1940-х годов — американский конструктор ракетно-космической техники,
один из основоположников современного ракетостроения, создатель первых баллистических ракет.
Добившись успеха с запусками ракеты A-2, группа фон Брауна перешла к разработкам баллистических ракет A-3 и A-4 (будущей «Фау-2»). Она должна была стать уже полноразмерной ракетой с предположительной дальностью полета около 175 километров, высотой подъема до 80 километров и массой полезной нагрузки около 1 тонны. Увеличение возможностей новой ракеты стало возможным благодаря доработке двигателей выполненной инженером Вальтером Тилем. Все эти работы велись на созданном в 1937 году исследовательском центре и полигоне в городе Пенемюнде на северо-востоке Германии. В Пенемюнде располагалась самая большая в Европе аэродинамическая труба, созданная всего за полтора года. Здесь же находился крупнейший завод для получения жидкого кислорода. Новые стенды позволяли вести огневые испытания двигателей на тягу от 100 кг до 100 тонн.
Ракетный центр был связан с подземным заводом по производству ракет Фау-2, где их было произведено около 5 тысяч штук.
На острове Узедом вблизи Пенемюнде были оборудованы стартовые площадки для ракет, а также бункеры управления пуском. Вся трасса возможных пусков в направлении северо-восток была оборудована средствами управления и наблюдения за ракетой.
242533
Ракета А-4 в лондонском музее авиации
Первый старт ракеты Aggregat 4 (A4) состоялся в марте 1942 года, а первый боевой пуск 8 сентября 1944 года.
Ракета А-4 стала и первым в истории искусственным объектом, совершившим суборбитальный космический полет. В первой половине 1944 года, с целью отладки конструкции, был произведен ряд вертикальных пусков ракет с несколько увеличенным (до 67 сек) временем горения топлива. Высота подъема при этом достигала 188 километров.
Министерство пропаганды нацистской Германии назвало ракету А-4 оружием возмездия (нем.Vergeltungswaffe-2) или сокращенно V-2 , отсюда и ее второе название Фау-2.
Конструкция ракеты А-4
Технологически, А-4 разделена на четыре агрегата: боеголовку, приборный, баковый и хвостовой отсеки. Такое разделение ракеты выбрано из условий его транспортировки.
Несущая конструкция ракеты состоит из стальных шпангоутов и продольных стрингеров, покрытых тонкой стальной обшивкой толщиной около 0,64 мм.
Такая конструкция очень похожа на обычную самолетную технологию.
Двигатель крепится на прочной ферме из стальных труб присоединенной к круглому шпангоуту двига*тельного отсека. Эта ферма образует также основную опорную конструкцию для крепления турбины и насоса.
242534
Конструкция ракеты А-4.
Несущая конструкция ракеты состоит из стальных шпангоутов и продольных стрингеров покрытых тонкой стальной обшивкой толщиной около 0,64 мм.
Главные топливные баки (изготовленные из алюминиевого сплава) фиксируются направляющими, состав*ляющими одно целое с наружной обшивкой, но нагрузка от ба*ков воспринимается непосредственно круглыми шпангоутами, - образующими концы топливного отсека.
Впереди от отсека баков несущая конструкция изменяется: на участке, занятом приборами управления и радиоаппаратурой, корпус ракеты сужает*ся, и прочность ее обеспечивается четырьмя продольными балками, которые заканчиваются круглым шпангоутом.
Носовую часть ракеты образует коническая зарядная головка, соединенная болтами с круглым шпангоутом в конце приборного отсека. Оболочка головки стальная, толщиной около 6,3мм без силового набора. Главные круглые шпангоуты, упомянутые выше, служат местами разъема при транспортиров*ке, позволяя разбирать ракету на отдельные части для удобства погрузки.
Четыре стабилизатора крепились фланцевыми стыками к хвостовому отсеку. Внутри каждого стабилизатора размещены электромотор с цепным приводом аэродинамического руля и сервопривод отклонения графитового газового руля.
242535
Компоновочная схема ракеты А-4:
1-наконечник с головным взрывателем, 2-заряд взрывчатого вещества, 3- стыковой разъем головной части,
4-фанерная перегородка, 5-приборы системы управления, 6-баллоны высокого давления,
7-стыковой разъем приборного отсека, 8-силовая рама подвески топливного бака,
9-топливный бак, 10-топливный клапан, 11-изолированный трубопровод подачи топлива,
12-бак окислителя, 13-штуцер заправки окислителя,
14-стыковой разъем двигательного отсека, 15-турбонасосный агрегат,
16-парогазогенератор, 17-труба подачи топлива для регенеративного охлаждения камеры сгорания,
18-камера сгорания ЖРД, 19-силовая рама двигателя, 20-сервопривод аэродинамического руля,
21-аэродинамический руль, 22- цепная передача привода руля, 23-сопло двигателя,
24- шлейфовая антенна, 25-газовый руль, 26-рулевой сервопривод газового руля
Управление и силовая установка
Баллистический полет контролировался сложной и достаточно точной автономной гироскопической системой управления с частичным радиоуправлением. Специальный баллистический цифровой вычислитель, программировал аппаратуру ракеты для точного полета и достижения цели.
Команды от бортовой системы по проводам передавались на исполнительные сервомоторы управления рулями.
Органами управления ракеты являлись аэродинамические и газовые рули.
В первые секунды старта задачу балансировки ракеты выполняли газовые рули. Они были изготовленные из графита и работали в потоке горящих газов исходящих из сопла. По мере увеличения скорости полета, дополнительно работали аэродинамические рули, установленные на стабилизаторах.
242539
Вид на заднюю часть ракеты А-4.
Видна камера сгорания двигателя и графитовые газовые рули
При подъеме на высоты, где окружающий воздух был слишком разреженным, задача стабилизации ракеты опять ложилась на газовые рули. При вертикальном запуске газовые рули должны были только выравнивать ракету и держать ее в вертикальном положении, но при запуске по цели ракету приходилось еще на активном участке траектории наклонять в нужном направлении.
На первых образцах ракет, система управления обеспечивала точность падения радиусе 5 км от точки прицеливания. Модифицированные ракеты с наведением по направляющему радиолучу на активном участке траектории имели боковое отклонение, не превышающее 1,5 км, при дальности до цели 250 км.
242536
242537
Камера сгорания двигателя ракеты А-4
На ракете устанавливался жидкостный ракетный двигатель с турбонасосной подачей обоих компонентов топлива. Основными агрегатами жидкостного ракетного двигателя являлись парогазогенератор, баки с перекисью водорода и продуктами натрия, батарея из семи баллонов со сжатым воздухом турбонасосный агрегат (ТНА), камера сгорания.
242538
Жидкостной ракетный двигатель с турбонасосной подачей обоих компонентов топлива ракеты А-4.
Конструктору Вальтеру Тилю удалось создать эффективную систему горелок компонентов топлива,
решить проблему прогорания стенок двигателя путем их охлаждения топливом.
242540
Турбонасосный агрегат ЖРД ракеты А-4.
Подача топлива в камеру сгорания осуществлялась с помощью двух центробежных насосов,
приводимых в действие турбиной (в центре) работающей за счет парогаза образующегося при разложении перекиси водорода в парогазогенераторе. Турбина насосов диаметром в 470 мм развивала мощность 460 л.с.
Продолжение следует...
Ракета А-4 – открыватель космической эры
Виктор Ходеев
В 1926 году, группа немецких ученых, энтузиастов ракетостроения и межпланетных полетов организовала при берлинском университете Общество космических полетов (нем. Verein für Raumschiffahrt) (VfR). Среди именитых ученых в группе работал молодой инженер Вернер фон Браун. Его проект ракеты на жидком топливе прошел успешные испытания на специальном полигоне в Куммерсдорфе под Берлином. Дальнейшая работа над своими ракетами серии Aggregat (A) велись для военного ведомства. В декабре 1934 года был достигнут успех в запуске ракеты A-2 — небольшой модели, работавшей на этаноле (этиловом спирте) и жидком кислороде. Особое внимание уделялось совершенствованию конструкции двигателя и поиску компонентов топлива. Исследователями было рассчитано множество потенциально пригодных вариантов топливной смеси, но самым оптимальным был выбран вариант двух компонентов: этанола и жидкого кислорода.
242532
Вернер фон Браун (Wernher von Braun; 1912- 1977)
— немецкий, а с конца 1940-х годов — американский конструктор ракетно-космической техники,
один из основоположников современного ракетостроения, создатель первых баллистических ракет.
Добившись успеха с запусками ракеты A-2, группа фон Брауна перешла к разработкам баллистических ракет A-3 и A-4 (будущей «Фау-2»). Она должна была стать уже полноразмерной ракетой с предположительной дальностью полета около 175 километров, высотой подъема до 80 километров и массой полезной нагрузки около 1 тонны. Увеличение возможностей новой ракеты стало возможным благодаря доработке двигателей выполненной инженером Вальтером Тилем. Все эти работы велись на созданном в 1937 году исследовательском центре и полигоне в городе Пенемюнде на северо-востоке Германии. В Пенемюнде располагалась самая большая в Европе аэродинамическая труба, созданная всего за полтора года. Здесь же находился крупнейший завод для получения жидкого кислорода. Новые стенды позволяли вести огневые испытания двигателей на тягу от 100 кг до 100 тонн.
Ракетный центр был связан с подземным заводом по производству ракет Фау-2, где их было произведено около 5 тысяч штук.
На острове Узедом вблизи Пенемюнде были оборудованы стартовые площадки для ракет, а также бункеры управления пуском. Вся трасса возможных пусков в направлении северо-восток была оборудована средствами управления и наблюдения за ракетой.
242533
Ракета А-4 в лондонском музее авиации
Первый старт ракеты Aggregat 4 (A4) состоялся в марте 1942 года, а первый боевой пуск 8 сентября 1944 года.
Ракета А-4 стала и первым в истории искусственным объектом, совершившим суборбитальный космический полет. В первой половине 1944 года, с целью отладки конструкции, был произведен ряд вертикальных пусков ракет с несколько увеличенным (до 67 сек) временем горения топлива. Высота подъема при этом достигала 188 километров.
Министерство пропаганды нацистской Германии назвало ракету А-4 оружием возмездия (нем.Vergeltungswaffe-2) или сокращенно V-2 , отсюда и ее второе название Фау-2.
Конструкция ракеты А-4
Технологически, А-4 разделена на четыре агрегата: боеголовку, приборный, баковый и хвостовой отсеки. Такое разделение ракеты выбрано из условий его транспортировки.
Несущая конструкция ракеты состоит из стальных шпангоутов и продольных стрингеров, покрытых тонкой стальной обшивкой толщиной около 0,64 мм.
Такая конструкция очень похожа на обычную самолетную технологию.
Двигатель крепится на прочной ферме из стальных труб присоединенной к круглому шпангоуту двига*тельного отсека. Эта ферма образует также основную опорную конструкцию для крепления турбины и насоса.
242534
Конструкция ракеты А-4.
Несущая конструкция ракеты состоит из стальных шпангоутов и продольных стрингеров покрытых тонкой стальной обшивкой толщиной около 0,64 мм.
Главные топливные баки (изготовленные из алюминиевого сплава) фиксируются направляющими, состав*ляющими одно целое с наружной обшивкой, но нагрузка от ба*ков воспринимается непосредственно круглыми шпангоутами, - образующими концы топливного отсека.
Впереди от отсека баков несущая конструкция изменяется: на участке, занятом приборами управления и радиоаппаратурой, корпус ракеты сужает*ся, и прочность ее обеспечивается четырьмя продольными балками, которые заканчиваются круглым шпангоутом.
Носовую часть ракеты образует коническая зарядная головка, соединенная болтами с круглым шпангоутом в конце приборного отсека. Оболочка головки стальная, толщиной около 6,3мм без силового набора. Главные круглые шпангоуты, упомянутые выше, служат местами разъема при транспортиров*ке, позволяя разбирать ракету на отдельные части для удобства погрузки.
Четыре стабилизатора крепились фланцевыми стыками к хвостовому отсеку. Внутри каждого стабилизатора размещены электромотор с цепным приводом аэродинамического руля и сервопривод отклонения графитового газового руля.
242535
Компоновочная схема ракеты А-4:
1-наконечник с головным взрывателем, 2-заряд взрывчатого вещества, 3- стыковой разъем головной части,
4-фанерная перегородка, 5-приборы системы управления, 6-баллоны высокого давления,
7-стыковой разъем приборного отсека, 8-силовая рама подвески топливного бака,
9-топливный бак, 10-топливный клапан, 11-изолированный трубопровод подачи топлива,
12-бак окислителя, 13-штуцер заправки окислителя,
14-стыковой разъем двигательного отсека, 15-турбонасосный агрегат,
16-парогазогенератор, 17-труба подачи топлива для регенеративного охлаждения камеры сгорания,
18-камера сгорания ЖРД, 19-силовая рама двигателя, 20-сервопривод аэродинамического руля,
21-аэродинамический руль, 22- цепная передача привода руля, 23-сопло двигателя,
24- шлейфовая антенна, 25-газовый руль, 26-рулевой сервопривод газового руля
Управление и силовая установка
Баллистический полет контролировался сложной и достаточно точной автономной гироскопической системой управления с частичным радиоуправлением. Специальный баллистический цифровой вычислитель, программировал аппаратуру ракеты для точного полета и достижения цели.
Команды от бортовой системы по проводам передавались на исполнительные сервомоторы управления рулями.
Органами управления ракеты являлись аэродинамические и газовые рули.
В первые секунды старта задачу балансировки ракеты выполняли газовые рули. Они были изготовленные из графита и работали в потоке горящих газов исходящих из сопла. По мере увеличения скорости полета, дополнительно работали аэродинамические рули, установленные на стабилизаторах.
242539
Вид на заднюю часть ракеты А-4.
Видна камера сгорания двигателя и графитовые газовые рули
При подъеме на высоты, где окружающий воздух был слишком разреженным, задача стабилизации ракеты опять ложилась на газовые рули. При вертикальном запуске газовые рули должны были только выравнивать ракету и держать ее в вертикальном положении, но при запуске по цели ракету приходилось еще на активном участке траектории наклонять в нужном направлении.
На первых образцах ракет, система управления обеспечивала точность падения радиусе 5 км от точки прицеливания. Модифицированные ракеты с наведением по направляющему радиолучу на активном участке траектории имели боковое отклонение, не превышающее 1,5 км, при дальности до цели 250 км.
242536
242537
Камера сгорания двигателя ракеты А-4
На ракете устанавливался жидкостный ракетный двигатель с турбонасосной подачей обоих компонентов топлива. Основными агрегатами жидкостного ракетного двигателя являлись парогазогенератор, баки с перекисью водорода и продуктами натрия, батарея из семи баллонов со сжатым воздухом турбонасосный агрегат (ТНА), камера сгорания.
242538
Жидкостной ракетный двигатель с турбонасосной подачей обоих компонентов топлива ракеты А-4.
Конструктору Вальтеру Тилю удалось создать эффективную систему горелок компонентов топлива,
решить проблему прогорания стенок двигателя путем их охлаждения топливом.
242540
Турбонасосный агрегат ЖРД ракеты А-4.
Подача топлива в камеру сгорания осуществлялась с помощью двух центробежных насосов,
приводимых в действие турбиной (в центре) работающей за счет парогаза образующегося при разложении перекиси водорода в парогазогенераторе. Турбина насосов диаметром в 470 мм развивала мощность 460 л.с.
Продолжение следует...