Глава пятая. Битва формул

По сравнению с тем, что имело место в XIX веке, а также с тем, что случилось позже, первые два десятилетия XX века выглядят в истории развития ракет довольно бесплодным периодом. Даже современникам должно было казаться, что в те годы в этой области сделано было немногое. В целом изобретатели ракет шли в своей работе тремя разными направлениями, но все они, по-видимому, не добивались никаких ощутимых результатов. Правда, оглядываясь назад, можно утверждать, что некоторые из этих разработок были весьма интересными, так как они заложили основу для более поздних изобретений.

Одной из таких значительных разработок был проект шведского подполковника фон Унге. Он предлагал создать новый тип военной ракеты — снаряд класса «воздух — воздух». Конкретное описание ее дается в главе седьмой.

Второй была попытка воздействовать на погоду, или, скорее, на определенное явление погоды; изобретатель говорил о возможности предотвратить с помощью ракет выпадение града. Впервые об этом стало известно на ежегодной конференции «Общества германских ученых и врачей» в 1906 году. Некий Баур, бывший инструктор в артиллерийском училище турецкой армии, прочитал доклад о своих экспериментах. Существо его предложения сводилось к тому, что облака, и особенно те, из которых выпадает град, можно, рассеять путем взрывов. Для этого нужно было, чтобы взрыв происходил внутри облака, а поскольку иметь в каждом районе современную артиллерию было весьма трудно, Баур разработал довольно простую в обращении ракету, которая могла достичь высоты 900 метров и более и нести мощный заряд взрывчатого вещества. Он утверждал, что ему неоднократно удавалось рассеивать ливневые облака (над тем районом, где он экспериментировал, в 1905 году не появилось, к сожалению, ни одного облака с градом), и добавлял, что некоторые испытательные запуски поздней осенью привели к любопытному явлению — местным снегопадам, которые удивили всех наблюдателей. Работа Баура вызвала большой интерес и продолжительную дискуссию; в соответствии с указанными им методами в Швейцарии были проведены первые эксперименты с противоградовыми ракетами.

Третье новое направление в развитии ракет выявилось на той же конференции 1906 года в докладе некоего А. Буярда, названном «Ракеты на службе фотографии». В докладе в основном разбиралась работа инженера Альфреда Мауля, который хотел использовать ракеты для целей войсковой разведки в качестве носителей фотокамер. Первая модель Мауля, испытанная в 1904 году, была снабжена пластиночной камерой с размером кадра 40 х 40 мм;она могла подниматься на высоту 270 — 300 м. Однако само получение фотоснимка было слишком редкой удачей: то не срабатывал затвор камеры, то не раскрывался парашют, возвращавший камеру на землю.

Мауль решил, что вся ракета слишком мала, чтобы быть достаточно прочной и надежной, и построил гораздо большую модель. Ее четырехметровая направляющая ручка имела в нижней части четыре квадратных стабилизатора, расположенных крестообразно. Корпус камеры (120 X 120 мм) и парашют крепились к другому концу направляющей ручки. В зависимости от требуемой высоты подъема система имела одну или несколько больших пороховых ракет. Ракеты такого типа применялись для подачи троса с берега терпящему бедствие кораблю. Интересной и полезной деталью было внесение девятиметрового троса между камерой и направляющей ручкой. Тяжелая направляющая ручка при падении вместе с пустым корпусом ракеты ударялась о землю первой; в этот момент у камеры, еще находившейся на высоте 9 м, раскрывался парашют, который, таким образом, не испытывал лишней нагрузки. Эта ракета поднималась на высоту 450 — 600 м. У следующей модели направляющая ручка была увеличена до 4,5 м. Камера могла делать снимки размером 180 х 180 мм. К направляющей ручке присоединялись две 80-мм пороховые ракеты. Стартовый вес системы составлял 25 кг, а скорость набора высоты — 480 м за 8 секунд.

Самая большая модель, изготовленная в 1912 году, была снабжена стабилизирующим гироскопом. Она достигла высоты 780 м. Ее стартовый вес составлял 42 кг. Камера делала снимки размером 200 х 250 мм. Ракета воспламенялась дистанционно и была абсолютно надежной; но к тому времени, когда проект был осуществлен, появилась возможность фотографировать местность камерой, устанавливаемой на самолете.

Вот фактически и все, что можно сказать о развитии ракет в период между 1900 и 1914 годами. Во время первой мировой войны ракеты, кроме обычных сигнальных, применялись случайно. Вероятная причина этого рассматривается нами в главе седьмой.

Рассвет «новой эры» ракет наступил с последним выстрелом войны. 26 мая 1919 года, через полгода после прекращения боевых действий, американец доктор Роберт Годдард, профессор колледжа Кларка в Уорчестере (штат Массачусетс) закончил писать небольшую брошюру, содержавшую всего 69 печатных страниц. Рукопись в основном была посвящена исследованию, о котором Годдард писал в Смитсонианский институт еще в 1916 году, настаивая на денежной помощи в ведущейся им работе. В приложениях сообщались данные о некоторых проведенных Годдардом испытаниях, а также основанные на них выводы. Брошюра была опубликована как труд Смитсонианского института за № 2540 и, хотя она датировалась 1919 годом, появилась в свет лишь в январе 1920 года. Эта работа была озаглавлена «Метод достижения крайних высот».

Основные соображения, из которых исходил Годдард, и основная цель, которую он имел в виду, ясны из первого же предложения книги. Раскрывая смысл заголовка брошюры, автор пишет: «Поиски методов запуска регистрирующей аппаратуры на высоты за пределами досягаемости метеорологических аэростатов (свыше 32 км) привели автора к разработке теории реактивного движения». Ни предмет брошюры, ни рассмотрение предмета автором не заинтересовали общественность вообще. Предмет брошюры заключался в исследовании, можно ли использовать ракету в качестве носителя научных приборов для изучения верхних слоев атмосферы. Рассмотрение было специальным, разбирался узкий раздел прикладной физики, формулировки были полны непонятных математических терминов; брошюра содержала многочисленные таблицы, текст был весьма сухим и сжатым. Но в самом конце брошюры имелось кое-что интригующее. Здесь на более или менее конкретном материале рассматривалась возможность запуска ракеты на Луну и взрыва там осветительного заряда.

Это уже могло быть пищей для прессы. Ракета, несущая странные приборы с неизвестной целью — одно дело. Но ракета, падающая на Луну и взрывающаяся там с такой вспышкой, что ее становится видно с Земли, — это уже нечто другое. К тому же идея исходила от человека, который преподавал физику, а до этого защитил диссертацию на степень доктора физических наук и являлся офицером ВМФ США, в системе которого работал над усовершенствованием сигнальных ракет.

Идея Годдарда, вероятно, вызвала некоторое волнение в газетах, но больших дискуссий в научных кругах, кажется, не возбудила; по крайней мере, я не мог найти в журналах ни одной полемической статьи по этому вопросу. В Европе брошюра также фактически оставалась долгие годы неизвестной науке. Неброское название работы, возможно, создавало впечатление, что в брошюре просто обсуждались новые технические достижения в области метеорологии, и потому она не вызывала интереса ни у кого, кроме специалистов-метеорологов.

В конце 1923 года издательство Ольденбурга в Мюнхене выпустило невзрачную на вид брошюру объемом менее 100 страниц под названием «Ракета как средство межпланетного полета». Автором ее был Герман Оберт. Предисловие к брошюре начиналось так:

«1. Современное состояние науки и технических знаний позволяет строить аппараты, которые могут подниматься за пределы земной атмосферы.

2. Дальнейшее усовершенствование этих аппаратов приведет к тому, что они будут развивать такие скорости, которые позволят им не падать обратно на Землю и даже преодолеть силу земного притяжения.

3. Эти аппараты можно будет строить таким образом, что они смогут нести людей.

4. В определенных условиях изготовление таких аппаратов может быть прибыльным делом.

В своей книге я хочу доказать эти четыре положения...»

Все эти положения, за исключением, может быть, последнего, были Обертом доказаны, но метод доказательства был понятен только математикам, астрономам и инженерам. Тем не менее книга Оберта по какой-то непонятной причине распространилась очень широко; первое издание было распродано в весьма короткий срок, а заказы, посылавшиеся в издательство, почти покрыли тираж второго издания еще до его появления в свет.

Так как книга Оберта стала основной базой всех позднейших идей о межпланетных полетах, нам представляется полезным дать краткое изложение ее содержания. Брошюра делится на три части. В первой излагаются более или менее общие вопросы реактивного движения и содержится много сведений, которые физикам и другим специалистам того времени должны были быть известны. Однако для многих из них было большим сюрпризом утверждение Оберта, что ракете можно придать такую скорость движения, которая превзойдет скорость истечения газов из ее сопла. Дело в том, что почти каждый в то время понимал под словом «ракета» только пиротехническую ракету, а продолжительность действия двигателя этой ракеты настолько мала, что она может развить лишь такую скорость, которая составляет весьма небольшую часть скорости истечения газов. Кроме того, в пиротехнической ракете момент прекращения горения порохового заряда почти совпадает с моментом достижения ракетой наивысшей точки траектории. Оберт указывал, что скоростная ракета в тот момент, когда прекращается горение порохового заряда, будет иметь достаточно высокую скорость, чтобы в дальнейшем вести себя как артиллерийский снаряд, выброшенный из ствола орудия. В этом случае ствол орудия как бы перемещается в тот пункт, где прекращается действие ракетного двигателя. Конечно, снаряд будет продолжать лететь от этой точки дальше по инерции. А поскольку снаряд (или ракета) скоростной, то высота, достигнутая после прекращения работы двигателя, может равняться кратному высоты, достигнутой при работающем двигателе.

Вторая часть книги Оберта включает в себя описание предполагаемой ракеты — носителя научных приборов для исследования верхних слоев атмосферы. Эта ракета была названа «моделью В». Разумеется, эта «модель» была представлена нерабочим чертежом и, вероятно, вообще не cpaботала бы, если кто-нибудь попытался бы построить ее в строгом соответствии с описанием в книге. В целом вторая часть книги является исследованием такого же типа, что и доклад Годдарда. И только в третьей части книги Оберт пошел дальше своего предшественника. Здесь Оберт изложил теорию космического летательного аппарата, названного им «моделью Е», рассмотрел некоторые аспекты космического полета и определил целый ряд возможных препятствий на пути к его осуществлению. Попутно он дал и первый набросок теории создания космической станции.

Книга Оберта содержала много интересного материала, чтобы заинтриговать сравнительно большое количество читателей. Однако критики-специалисты, люди, для которых фактически была написана книга, прочли ее весьма невнимательно. Более того, нашлось несколько авторитетных астрономов, которые просто «убили» идею Оберта утверждением, что все эти вещи очень хороши и интересны, но необоснованны, так как «каждый знает», что не существует и не может быть реактивной силы в безвоздушном пространстве. Один из критиков, по профессии врач, дошел даже до того, что признал идею пилотируемой ракеты абсурдной, потому что как только, мол, люди покинут земную атмосферу, они попадут в поле тяготения Солнца, достаточно сильное, чтобы сплющить их тела.

Почтенный врач приводил даже цифры, которые взял из таблиц в астрономическом справочнике. К сожалению, цифра, показывающая тяготение Солнца в этой таблице, относилась к поверхности самого Солнца, а не к такому отдаленному месту, как орбита Земли или точка поблизости от нее.

Другой критик, специалист в области авиации, смущенно признавался, что склонен верить Оберту, но никак не может понять, почему истекающие продукты горения должны следовать за ракетой, если скорость последней на известном участке траектории превзошла бы скорость их истечения. Ему, по-видимому, было совершенно невдомек то обстоятельство, что скорость истечения газов никогда не будет меняться, если за ними наблюдать с самой ракеты, и что вся премудрость заключается в том, относительно чего производится измерение скорости.

Еще один критик, будучи физиком по профессии, а значит, и более расположенным к точным положениям, заявлял, что скорость ракеты не может быть выше скорости истечения газов, так как в этом случае к.п.д. превысит 100%, а это, мол, невозможно. Безусловно правильно, однако, что к.п.д. ракеты, которая движется, скажем, со скоростью, в два раза большей, чем скорость истечения газов, будет значительно выше 100%, если вы будете рассматривать только тот интервал времени, когда это условие будет иметь место. Но так делать нельзя. «Невозможный» к.п.д. создастся, если можно так выразиться, за счет очень низкого к. п. д. сразу после старта, когда ракета движется очень медленно. Если взглянуть на работу двигателя на всем участке обеспеченного полета, то к.п.д. вообще никогда не приблизится к 100%.

Что может случиться, если из общей проблемы брать лишь одну из частностей, было хорошо показано другим математиком, критиковавшим Оберта. Он вычислил, что самое мощное известное взрывчатое вещество не сможет даже поднять свой собственный вес на высоту, большую 400 км, но при этом забыл, что ракета несет не столько топливо, сколько его энергию[11]. Этот великий «вычислитель» поспешил даже опубликовать свое «открытие».

Для примера он взял нитроглицерин, тогда самое мощное взрывчатое вещество. Мне неизвестно, говорил ли ему кто-либо, что простое жидкое топливо, такое как бензин, создает более высокую скорость истечения, чем любое взрывчатое вещество. Однако я убежден в том, что если бы кто-нибудь и сказал ему, этот «критик» остался бы при своем мнении.

Оберт особенно подчеркивал значение жидких топлив для ракет. Как мы уже говорили, скорость ракеты можно увеличить либо путем, увеличения количества топлива, расходуемого за единицу времени, то есть путем увеличения массы топлива, участвующей в реакции, либо за счет увеличения скорости истечения продуктов горения. Известно, что даже самое обычное из жидких топлив — автомобильный бензин — дает скорость истечения в два раза большую, чем скорость истечения в ракете, работающей на дымном порохе. Этого факта оказалось достаточно для того, чтобы Оберт выбрал для ракеты жидкое топливо. Он оправдывал свой выбор еще и тем, что жидкие топлива с точки зрения хранения и обращения с ними имеют большие преимущества перед твердыми. В наши дни это соображение приобрело еще большую важность в связи с тем, что некоторые современные твердые топлива обеспечивают скорости истечения весьма близкие к скоростям истечения в жидкостных ракетных двигателях.

Оберт не мог знать этого. Он остановился на жидких топливах из-за более высоких скоростей истечения продуктов горения. Не знал Оберт и того, что еще за 20 лет до него такой же вывод был сделан Циолковским. Оберт не знал русского языка, да и все равно не смог бы найти подшивки старых русских авиационных журналов, где публиковались статьи Циолковского. Профессор Годдард, который тоже не знал русского языка, уже экспериментировал с жидкими топливами в то время, когда появилась книга Оберта, но до 1936 года скрывал результаты своей работы.

Но помимо того, что книга Оберта смутила критиков, она сделала и кое-что другое: она подбодрила тех, у кого были сходные с идеями Оберта мысли, и заставила их заняться исследованиями. Одной из самых важных печатных работ, появившихся сразу вслед за книгой Оберта, был томик, похожий внешне и написанный в сходной манере с книгой Оберта. Автором книги, называвшейся «Возможность достижения других небесных тел», был доктор Вальтер Гоманн, архитектор города Эссена. Книга содержала пять глав: 1) Отправление с Земли; 2) Возвращение на Землю; 3) Полет по инерции в космосе; 4) Круговые орбиты у других небесных тел и 5) Посадка на другие небесные тела.

Книга Гоманна оказалась еще более «туманной» в представлениях читателей, чем книга Оберта. Оберт, по крайней мере, говорил о конкретных моделях ракет. Он рассчитал их характеристики и указал, чего можно добиться с их помощью. Для инженера модели Оберта были в первую очередь примерами, набросками, потребовавшимися для определенных расчетов. Для неспециалиста эти модели были уже не примерами, а проектами, чем-то таким, что можно было, хотя и с трудом, но все же представить себе.

Гоманн же, как он писал мне позже, думал о фактических конструкциях, но не привел в книге ни одного наглядного примера. Он ограничился математическим исследованием величин данного или принятого количества топлива, необходимого для предполагаемой работы ракетного двигателя. Это исследование было очень интересным и имело огромную научную ценность, но читалось почти так же, как рецепт врача. В качестве иллюстрации Гоманн нарисовал «пороховую башню», которая еще больше запутывала рассматриваемую им проблему. Этого не случилось бы, если бы его «пороховая башня» выглядела так, как это показано на рис. 23, то есть была бы снабжена пояснительными надписями, но в книге Гоманна речь шла только о неведомой «башне», и все думали, что это всего-навсего один из абстрактных примеров автора.

На рис. 23 показано, что имел Гоманн в виду под этой «башней». Если представить себе, что на некоторую работу потребовалось бы 6 минут, и если принять, что «башня» горела бы только у основация, то можно было бы провести 6 параллельных линий через нее. Это дало бы 6 дисков пороха плюс полезную нагрузку, которую необходимо привести в движение. Каждый из шести дисков имел бы одинаковую толщину, но разный диаметр и, конечно, разный вес.Каждый слой пороха представлял бы собой количество топлива, необходимое для работы в течение одной минуты: самый большой диск снизу указывал бы количество пороха, необходимого для работы в первую минуту, и так далее. Если сделать достаточно большой и аккуратный чертеж, то можно разделить любой слой на 60 частей и найти количество пороха, необходимое для работы ракеты в каждую секунду.


Рис. 23. «Пороховая башня» Гоманна


В то время как немецкие ученые, которых Лассвитц призывал к серьезному отношению к теории космических полетов, сражались из-за деталей, существовала насущная потребность в издании печатных трудов, которые позволили бы публике понять мысли, вокруг которых шла напряженная «битва формул». Однако это был не просто вопрос популяризации, это была проблема освещения практической стороны дела. Идее следовало теперь покинуть кабинет ученого, чтобы войти в лабораторию, а затем — в цех. Но люди, которые могли открыть двери лабораторий, должны были первыми заинтересоваться этой идеей, и для этого нужен был не технический, а заинтересовывающий людей популярный язык.

Соображения такого порядка и заставили человека по имени Макс Валье, известного писателя — популяризатора научных идей, обратиться к Оберту с предложением «вступить в соревнование» с русским доктором Я. Перельманом. Конечно, Валье высказал это в других словах, к тому же они оба не знали ни Циолковского, ни Перельмана, но идея была именно такой.

Оберт принял предложение, так как оно вполне соответствовало его намерениям.Вскоре после этого появилась книга Макса Валье. Но ей не удалось занять то место, на которое рассчитывал автор. Она была полна нелепых иллюстраций и поверхностных объяснений.

Низкое качество книги Валье заставило меня пойти на соревнование с ним, хотя в ту пору мне не было еще полных 20 лет. Решив с характерным для этого возраста энтузиазмом, что могу сделать это лучше Валье, я сел и написал небольшую, свободную от формул книгу по тому же самому предмету. Она была напечатана в 1926 году и в течение шести лет разошлась в шести тысячах экземпляров. К моему удивлению, многие люди, включая и самого Оберта, заявили, что она действительно была лучше книги Валье. Во всяком случае, она сделала то, чего не удалось сделать его книге. Она рассказала читателям об идее полета в космос простым и доходчивым языком.

Именно в это время проблемой реактивного полета стали интересоваться на всем земном шаре. В России, как уже указывалось в предыдущей главе, были напечатаны дореволюционные статьи Циолковского и несколько раз переиздана книга доктора Я.Перельмана. В Москве было создано недолго просуществовавшее студенческое общество, ставившее своей целью развитие космических полетов, а в ноябре 1929 года там же было основано вполне серьезное научное общество — «Группа изучения реактивного движения», или сокращенно ГИРД. Общество имело два филиала: один — в Москве (МосГИРД), другой — в Ленинграде (ЛенГИРД). Последним руководили доктор Я.И.Перельман и профессор Н.А.Рынин, который тогда только начал печатать первые части своего огромного девятитомного труда «Межпланетные сообщения».

В 1928 году во Франции была издана в виде брошюры лекция Робера Эсно-Пельтри о проблеме межпланетного полета, прочитанная им 8 июня 1927 года на заседании Астрономического общества, которое основал Камилл Фламмарион. А 11 июня 1927 года несколько человек, живших в тогда еще небольшом немецком провинциальном городке Бреславле, встретились в задней комнате ресторана, для того чтобы организовать общество с целью распространения идеи о возможности полета человека на другие планеты.

Эта группа людей назвала себя «Обществом межпланетных сообщений» (VFR) и стала известной в других странах как «Немецкое ракетное общество». Один из присутствовавших на конференции, некто Винклер, согласился стать президентом общества и наладить издание небольшого ежемесячного журнала, который должен был стать рупором общества. Этот журнал, названный «Ди ракете» («Ракета»), действительно начал выходить в свет сразу после учредительной конференции общества и появлялся регулярно до декабря 1929 года.

«Общество межпланетных сообщений» росло очень быстро. В течение года в него вступило почти 500 новых членов, и в их числе оказались все, кто когда-либо в Германии или в соседних с ней странах писал и думал о ракетах.Оберт и Гоманн, доктор фон Хёфт и Гвидо фон Пирке из Вены, Робер Эсно-Пельтри и другие — все вступили в это общество. Программа общества предусматривала широкую популяризацию идеи космического полета, а также сбор членских взносов и пожертвований с целью создания фонда для финансирования экспериментальных работ в этой области.

Поскольку имевшаяся тогда литература по ракетам в какой-то степени уже устарела, я начал думать о написании другой книги в сотрудничестве со всеми ведущими членами общества. Весной 1928 года такая книга появилась; она называлась «Возможность полета в космос».

Тем временем в авторитетном журнале «Общества немецких инженеров» за подписью профессора Лоренца появилась серия статей против Оберта. Не допуская ни одной элементарной ошибки, Лоренц пытался доказать что космический летательный аппарат Оберта не сможет развить вторую космическую скорость (11,2 км/сек). Его аргументы и расчеты сводились к тому, что ракета, работающая на любом известном к тому времени топливе чтобы развить такую скорость, должна была весить в заправленном виде в 34 раза больше по сравнению с весом пустой ракеты. Вывод, сделанный на базе этих расчетов, гласил: подобную ракету построить невозможно.

Конечно, Оберт написал опровержение, которое журнал «Общества немецких инженеров» на своих страницах не поместил. То же случилось и со статьей Гоманна в защиту взглядов Оберта; редакция ссылалась на отсутствие места в журнале.

Тогда другое немецкое общество («Научное авиационное общество») пригласило на очередную ежегодную конференцию 1928 года профессора Лоренца и Оберта с предложением выступить в защиту своих взглядов. Лоренц говорил очень пространно; Оберт ответил ему весьма краткой речью. Он указал, что, следуя доводам Лоренца, можно, конечно, получить соотношение весов 34:1. Сам же Оберт получил гораздо более благоприятное соотношение — 20: 1, и он ничего не может поделать, если Лоренц упорно отказывается поверить тому, что можно отлить алюминиевый горшок, в который будет влито такое количество воды, что полный горшок будет весить в 20 раз больше пустого. Разумеется, после этого Лоренц никогда больше ничего не писал о ракетах.

Через некоторое время европейские газеты запестрели сообщениями об успешном испытательном пробеге «первого в мире ракетного автомобиля». Это относилось к «ракетному автомобилю» Опеля, который якобы только что был показан публике. Спровоцировал весь этот колоссальный вздор с «ракетным автомобилем» Макс Валье.

Максу Валье, как он сам выразился, «удалось заинтересовать ракетами Фрица фон Опеля». Действительно, ему однажды довелось повидать Опеля, являвшегося владельцем крупного завода, выпускавшего дешевые автомашины.

Прислушиваясь к тому, что рассказывал ему Валье, Опель пришел к блестящей идее. Он увидел возможность создания эффективной рекламы для себя при минимальных затратах. И вот они с Валье решают построить ракетный автомобиль. Сколько времени понадобится на разработку ракетного двигателя? Валье убеждает Опеля в том, что нужно действовать быстро; такие эксперименты будут все равно ценными с научной точки зрения, если их провести на больших пороховых ракетах, а последние можно приобрести всегда. Конечно, подобные эксперименты не имели никакой научной ценности, но Опелю это и не было нужно. Он хотел только рекламы.

В Везермюнде близ Бремена имелся завод, выпускавший пороховые ракеты, владельцем и директором которого был инженер Фридрих Зандер. На заводе Зандера изготавливались главным образом спасательные ракеты для подачи троса с берега на корабль, сигнальные ракеты для торгового и военного флотов, а также некоторые другие пиротехнические устройства для флота. Ракеты Зандера высоко ценились у моряков из-за их высоких характеристик, которые были получены благодаря особому процессу их производства, разработанному Зандером.

Обсудив вместе предполагаемое назначение ракет, Валье и Зандер решили применить в «ракетном автомобиле» Опеля «смешанную батарею ракет», состоящую из ракет с трубчатым и ракет со сплошным пороховым зарядом. Самые крупные ракеты с трубчатым пороховым зарядом создавали тягу около 180 кг в течение почти 3 секунд, а специально изготовленные большие сплошные ракетные пороховые заряды (брандеры) обеспечивали получение тяги порядка 20 кг в течение 30 секунд (рис. 24). Трубчатые пороховые заряды предназначались для первоначального разгона автомашины до определенной скорости, а ракеты-брандеры должны были поддерживать эту скорость на дистанции.


Рис. 24. Разрез ракеты Зандера на твердом топливе со стальным корпусом. Этот тип ракет использовался Опелем на своих ракетных автомобилях и железнодорожных вагонах


Прежде чем выехать на испытательный трек Опеля в Рюссельсгейме, Валье хотел провести испытание «ракетного автомобиля» в Везермюнде, но Зандер отказался дать свою автомашину для проведения эксперимента, а у Валье собственной машины не было. Их споры ни к чему не привели, и они решили ехать в Рюссельсгейм без предварительного испытания. Ракеты были доставлены туда автомашиной, так как железная дорога отказалась их перевозить. Первое испытание было проведено 15 марта 1928 года. На небольшой автомашине фирмы «Опель» были установлены одна ракета с трубчатой пороховой шашкой и одна ракета-брандер. Курт Фолькхарт, водитель-испытатель у Онеля, сел за руль, ослабил тормоза, изготовился к резкому старту и нажал кнопку воспламенения. Машина начала двигаться очень медленно и вскоре остановилась, пройдя за 35 секунд всего лишь 135 м.


Макс Валье у своих ракетных салазок на льду озера Штарнбергерзее (1928 год)


Опель согласился на еще одно испытание. На этот раз Фолькхарт разгонял машину с помощью ее собственного двигателя. Когда автомашина развила скорость 50 км/час, Фолькхарт выключил сцепление и зажигание и одновременно нажал кнопку воспламенения ракет. Автомашина набрала еще большую скорость (74 км/час). Тогда Опель приказал построить специальную автомашину.

Новая машина была не слишком специализированной, обычной гоночной моделью без двигателя, снабженной смешанной батареей ракет Зандера, которые устанавливались в задней части. Первый пробег состоялся 11 апреля 1928 года; было использовано шесть ракет. Одна из них не воспламенилась, другие пять заставили автомашину пройти около 600 м. Следующее испытание было проведено с восемью ракетами. Опять одна ракета не сработала, другие взорвались, не причинив ущерба, но автомашина прошла около 900 м со средней скоростью 90 км/час.

На следующий день была испытана в качестве двигателя батарея из 20 ракет; 5 ракет не воспламенились, однако скорость машины превысила 115 км/час. Восторженные отчеты прессы убедили Опеля, что его рекламная затея в конце концов удалась, и пока его рекламное бюро помещало в лучших журналах полные выкладки об этом событии, технический отдел фирмы «Опель» спроектировал еще один ракетный автомобиль.

Это была длинная обтекаемая автомашина с обрубленными крыльями, установленными так, чтобы прижимать автомашину к дороге. Ей было дано название «Опель-Рак II». 23 мая 1928 года Опель сам показывал эту машину на гоночном треке «Авус» поблизости от Берлина. Этот пробег принёc Опелю полный успех; все 24 ракеты воспламенились, ни одна из них не взорвалась, и машина развила скорость, близкую к 200 км/час. Опель, фотографируемый со всех сторон, произнес по радио речь, в которой обещал создать еще более удивительную ракетную машину «Опель-Рак III».

Опель действительно выпустил обещанный им ракетный автомобиль, который по внешнему виду напоминал скорее железнодорожный вагон. В отличие от модели «Опель-Рак II» он имел небольшую батарею «тормозных» ракет в передней части, которые предназначались для остановки вагона в конце испытательной трассы и воспламенялись автоматически. Правительство разрешило использовать для эксперимента железнодорожную колею от Бургведеля до Целле (близ Гановера). Этот отрезок железнодорожного пути был выбран потому, что он был абсолютно прямым и не имел ни подъемов, ни спусков. Первый пробег был осуществлен 23 июня 1928 года; «ракетный вагон» приводился в движение батареей из 10 ракет, которые воспламенялись с помощью часового механизма. В вагоне не было ни одного человека. Максимальная скорость, которую развил вагон, составила 290 км/час; «тормозные» ракеты не сработали должным образом, и вагон по инерции прошел еще несколько километров.

После этого вагон был снова подтянут к месту старта; на него установили батарею из 30 ракет, предполагая таким образом побить все рекорды скорости. Однако ускорение было чересчур сильным: вагон сразу же после старта сошел с рельсов и разбился. Та же судьба постигла и модель «Опель-Рак IV». Одна ракета первой серии взорвалась, и осколок замкнул систему воспламенения, заставив все оставшиеся ракеты сработать одновременно. Вагон был подброшен вверх и полностью уничтожен. Опель подготовил было еще одну модель, «Опель-Рак V», но вмешались железнодорожные власти и запретили проводить дальнейшие эксперименты.

Несколько позднее Опель хотел переключиться на разработку ракетных самолетов, но отказался от этой мысли после первого же довольно удачного полета над Франкфуртом-на-Майне, состоявшегося 30 сентября 1929 года.

Ракетные машины Опеля были не единственными образцами такого типа. Его бывший испытатель-водитель Курт Фолькхарт собственноручно построил ракетную машину оригинальной конструкции. Валье нашел еще одного поставщика пороховых ракет, который дал средства на постройку опытных железнодорожных вагонов. Но на первых же пробных испытаниях эти вагоны в условиях слишком больших ускорений неизменно теряли все свои колеса. После этого Валье занимался конструированием ракетных саней и по заказу одного авиационного промышленника пытался построить ракетный планер.

Примерно в это же время в Париже была учреждена ежегодная авиационная премия, в какой-то степени воскрешавшая старую «премию мадам Гузман». Но она была не столь велика и не оговаривалась такими высокими требованиями, какими обусловила свою премию слишком оптимистичная мадам Гузман. Робер Эсно-Пельтри и парижский банкир Андре Ирш установили ежегодную сумму в 5000 франков, которыми должны были награждаться автор или экспериментатор, сделавшие в данном году больше других для развития идеи межпланетного полета.

Оберт тем временем начал вновь работать над двухтомным трудом, первая часть которого под названием «Путь к межпланетным полетам» появилась в 1929 году в Мюнхене. Несмотря на множество мелких недостатков (плохая корректура, неудачное расположение материала и излишние опровержения абсолютно неважных газетных статей), эта книга и по сей день остается самой важной теоретической работой по данному предмету. Она принесла Оберту первую премию Пельтри — Ирша, которая в виде исключения была даже удвоена.[12]

С осени 1928 года Оберт находился в Берлине, где в качестве научного консультанта участвовал в съемках имевшего в свое время большой успех кинофильма Фрица Ланга «Женщина на Луне». С целью рекламы этого фильма было решено построить и в день премьеры запустить ракету, подобную «модели В», описанной Обертом в своей книге. Помощниками Оберта в этом деле были инженер Рудольф Небель и русский эмигрант Шершевский — человек без определенных занятий, увлекавшийся математикой и писавший статьи в авиационные журналы.

Трио, состоявшее из слегка сбитого с толку теоретика, открытого милитариста и русского эмигранта, работало или, вернее, пыталось работать вместе. Оберту пришлось начать с некоторых предварительных экспериментальных исследований, чтобы еще раз доказать критикам правильность его теории. Один из критиков Оберта утверждал, что ракету на жидком топливе никогда не удастся построить, так как невозможно соединять жидкий кислород и горючее, скажем бензин, для обеспечения постоянного быстрого процесса сгорания; такая смесь должна была неминуемо взорваться.

Это утверждение вызывало у Оберта тем более серьезные опасения, что оно исходило от человека, который имел многолетний опыт в производстве и обращении со сжиженными газами. Необходимо было проверить этот довод, и Оберт справедливо сделал эту проверку своим первым экспериментом. В открытый сосуд наливали жидкий воздух (жидкий кислород считался слишком опасным), а затем туда же впрыскивался тонкой струёй бензин, который нужно было сразу же воспламенить. Возможно, что в первый раз произошла задержка в воспламенении, в результате чего последовал небольшой взрыв. Эксперимент был повторен, и стало ясно, что критики были не правы. Смесь жидкого воздуха с бензином действительно воспламенилась, или, точнее, ее вполне можно было заставить работать.

В ходе эксперимента наблюдательный Оберт заметил новое, не замечавшееся раньше явление, которое можно было выгодно использовать: разогретые капли топлива разрывались на части и сгорали гораздо быстрее, чем предполагалось. Это означало, что в данном объеме и в течение данного периода времени можно сжечь гораздо большее количество топлива, чем считалось до этого. Прежде всего это позволяло сделать ракетные двигатели более компактными и легкими. Во время этих экспериментов произошел еще один взрыв; он был сильнее и привел Оберта к почти полной потере зрения на один глаз. С тех пор сильные взрывы участились.

Много времени было затрачено на расчет идеальной камеры сгорания. В конечном виде она представляла собой конус (рис. 25), что заставило Оберта назвать ее «Кегельдюзе» (по-немецки «кегель» означает «конус»). Он построил несколько образцов этой камеры.


Рис. 25. Ракета «Кегельдюзе» Оберта (схема)


Хотя ранее Оберт в своих лекциях и подчеркивал преимущества бензина в качестве горючего для ракетных двигателей, однако для своих экспериментов он хотел воспользоваться не бензином, а «болотным газом», или метаном (СН4), из-за его более выгодных теоретических характеристик.

Ракета должна была иметь форму торпеды длиной около 1,8 м. Ее корпус изготовлялся из алюминиевого сплава. После передачи чертежей на завод, где обрабатывались детали ракеты, Оберт и Небель начали работать над системой раскрытия парашюта, которую они предполагали испытать с помощью пороховых ракет. Связавшись с заводом пороховых ракет, они узнали, что для их целей вполне подойдет разработанный заводом механизм для выбрасывания сложных звездных фейерверков.

Внезапно оказалось, что у них нет места для запуска ракеты. С самого начала их совместной работы считалось, что запуск ракеты должен обязательно состояться на берегу моря, чтобы обеспечить лучшую видимость. Кто-то высказал мнение, что еще более подходящим местом был бы небольшой остров, расположенный не слишком далеко от побережья. Тогда-то и вспомнили о маленьком плоском прибрежном островке на Балтийском море - Грейфсвальдер-ойе. Отдел печати кинофирмы «Уфа-фильм» объявил, что ракета Оберта будет запущена оттуда и достигнет максимальной высоты около 65 км. Но власти отказали в разрешении, мотивируя это тем, что на отмели расположен важный маяк, который они не могли подвергнуть опасности. Поэтому было выбрано другое место - морской курорт в Хорсте.

Внезапно, когда до окончания работ оставалось всего лишь несколько недель, Оберт изменил свои планы. То, что он планировал раньше, должно было быть прямым прототипом исследовательской ракеты для изучения верхних слоев атмосферы. Поскольку этого, очевидно, нельзя было сделать, он спроектировал для предстоящей демонстрации специальную модель. Она состояла из длинной алюминиевой трубы, в центре которой помещалось несколько окруженных жидким кислородом узких цилиндрических шашек из вещества, богатого углеродом. Эти углеродные шашки должны были гореть сверху вниз. Расчет был основан на том, что при сгорании 12,5 см3 твердого топлива расходовалось 12,5 см3 жидкого кислорода. Газы должны были выбрасываться через систему сопел в верхней части ракеты (рис. 26).


Рис. 26. Схема ракеты с «носовой тягой» на жидком кислороде и твердом углеродистом горючем


Эта система, известная под названием системы с «носовой тягой», на первый взгляд давала много преимуществ. Ракету не нужно было делать особо прочной, а за счет этого значительно уменьшался бы ее сухой вес. Идея тяги ракеты (а не толкания), казалось, позволяла обойтись без механизма управления. Однако в действительности никаких выгод «носовая тяга» не давала.

Оберт провел еще несколько экспериментов, но не смог найти подходящее углеродосодержащее вещество, обеспечивающее надлежащую скорость горения. Расстроенный, он уехал из города на неделю, никого не предупредив. 15 октября 1929 года он вернулся, чтобы присутствовать на премьере фильма, однако, фирме «Уфа-фильм» пришлось опубликовать заявление о том, что запуск ракеты откладывается на неопределенное время.


Примечания:



1

Древнегреческая мера длины, колебавшаяся в зависимости от рельефа местности в пределах 150-190 м. (Прим. ред.)



11

Эта ошибка хорошо объясняется аналогичным примером из другой области. При стрельбе из лука мускульная энергия стрелка передается тетиве и древку лука. Она составляет около 20 кг/м на каждый кг веса лука. 20 кг/м было бы достаточно для того, чтобы поднять лук на 20 м. Исходя из этого, многие думают, что, следовательно, стрелу нельзя запустить выше, чем на 20 м (при этом неважно, как велик лук), так как вы ведь не можете передать луку больше энергии, чем 20 кг/м на 1 кг его веса. Но вы запускаете не лук, вы стреляете значительно более легким предметом — стрелой, весящей, скажем, в 10 раз меньше лука. Значит, она может подняться в 10 раз выше, чем может поднять себя лук. В ракетной системе сама ракета представляет собой стрелу, а топливо — лук, и высота не ограничивается весом (массой) истекающих газов (продуктов сгорания топлива), так как эти газы остаются позади ракеты. (Прим. авт.)



12

В 1929, 1931 годах премия не выдавалась. В 1930 году ее присудили французскому инженеру Пьеру Монтаню за статью «Газовые смеси, применяемые в ракетных двигателях». Монтань получил поощрительную премию и в 1933 году за подобную статью, но действительная премия не давалась ни в этом, ни в следующем, 1934 году, когда французский инженер Луи Дамблан получил поощрительную премию в 2000 франков за исчерпывающий курс учебника по испытаниям и характеристикам пороховых ракет. Премия 1936 года, последняя из выдававшихся, была вручена одновременно Американскому ракетному обществу и Альфреду Африкано, который был тогда его президентом. Статья, получившая премию, была посвящена проекту высотной исследовательской ракеты. (Прим. авт.)






Главная | Контакты | Прислать материал | Добавить в избранное | Сообщить об ошибке