В середине 1930-х годов в Германии началась разработка активно-реактивных артиллерийских снарядов (АРС). Уже в 1936 г. с оригинальным проектом такого боеприпаса выступил доктор Вольф Троммсдорфф. Он предложил построить снаряд на основе прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД). По расчетам ученого, такой боеприпас должен был показывать выдающиеся боевые характеристики ...
Теоретическая основа. В основу проекта В. Троммсдорффа легли наработки группы ученых-газодинамиков под руководством Клауса Осватича. В начале тридцатых они предложили и рассчитали новые варианты ПВРД с трубчатым корпусом и центральным телом, проходящим через всю внутреннюю полость.
В. Троммсдорфф заинтересовался такими конструкциями ПВРД и нашел им практическое применение. После определенной доработки двигатель с новыми узлами мог стать полноценным АРС для применения в ствольной артиллерии.
В октябре 1936 г. первая документация по этому предложению отправилась в Управление вооружений. Командование проявило интерес, и ученый получил собственную лабораторию для проведения экспериментов.
Начало E-серии.Первые годы ушли на дополнительные исследования и проектирование. Только в 1939 г. В. Троммсдорфф провел первые стрельбы с применением опытного 88-мм снаряда E1. Любопытно, что первый образец АРС с ПВРД по своей конструкции серьезно отличался от поздних.
E1 получил полый цилиндрический корпус с головным обтекателем в виде усеченного конуса. Отверстие в обтекателе служило воздухозаборником; в центральной части корпуса помещалось удерживающее устройство с шашкой порошкообразного топлива. В донной части предусмотрели сопло. Боевая часть отсутствовала ввиду отсутствия достаточных объемов. Изделие весило 4,7 кг, из которых 0,3 кг приходилось на топливо.
Начальная скорость снаряда не превышала 800 м/с. На траектории за счет работы ПВРД изделие набирало скорость и разгонялось до 910-920 м/с. Испытания подтвердили принципиальную возможность создания АРС с прямоточным двигателем.
В 1942 г., в рамках проработки новых конструкций снаряд E1 вновь использовали для испытаний. Вместо заряда твердого топлива в нем поместили емкость для жидкого с форсункой. Смесь дизельного топлива и сероуглерода вновь подтвердила возможность ускорения за счет собственного двигателя.
Рост калибра.
Первые варианты АРС Троммсдорфа использовали прессованное топливо и по конструкции походили на исходный E1. Развитие линейки сначала осуществлялось только за счет масштабирования исходной конструкции и соответствующих ее доработок. При этом имел место рост основных характеристик.
Так, в 1940 г. испытали АРС E2 – увеличенную 105-мм версию базового изделия. АРС весил 9,6 кг и нес 900 г твердого топлива. На траектории его скорость достигла 1050 м/с. Вскоре появился снаряд E3 калибра 122 мм с близкими летными данными.
В 1942-44 гг. прошли испытания нескольких вариантов 150-мм снаряда под обозначением E4. По всей видимости, схема АРС E1 имела те или иные недостатки, из-за чего от нее пришлось отказаться в пользу более эффективной. По результатам поисков наиболее удачной посчитали схему К. Осватича с продолговатым центральным телом, проходящим через всю конструкцию снаряда и его ПВРД.
Изделие E4.
Получившийся E4 имел цилиндрический корпус. Через лобовой воздухозаборник выступал конус центрального тела. Последнее было длиннее основного корпуса и имело переменное сечение. Корпус и центральное тело соединялись при помощи набора лопаток, установленных под углом и придающих снаряду вращение. Тело вмещало бак для смеси ДТ и сероуглерода (по другим данным, только для сероуглерода), а также форсунки для вывода горючего в камеру сгорания.
Снаряд диаметром 150 мм и длиной 635 мм весил 28 кг. Боевая часть отсутствовала, хотя в одном из вариантов проекта предусмотрели небольшой объем для заряда ограниченной мощности.
Опытная пушка отправляла его в полет со скоростью 930 м/с. Затем ПВРД обеспечивал разгон до 1350-1400 м/с. По разным данным, испытания снаряда E4 с такими характеристиками прошли только в конце 1944 или в начале 1945 г.
Новая серия.
В 1943 г. В. Троммсдорфф завершил работу над первым АРС увеличенного калибра, предназначенным для артиллерии большой мощности. Это был снаряд C1 калибра 210 мм. По своей конструкции он во многом напоминал изделие E4, но присутствовали существенные отличия.
Для C1 создали цилиндрический корпус (возможно сужение донной части) с ведущими поясками, внутри которого помещалось крупное центральное тело с передним и задним конусами. В теле находился бак для ДТ – от сероуглерода на этот раз отказались. При массе 90 кг снаряд нес 6 кг горючего. Боевая часть вновь отсутствовала из-за чрезмерно плотной компоновки.
При стрельбе из существующих 210-мм орудий снаряд C1 мог разгоняться в полете до 1475 м/с. На испытаниях удалось выполнить выстрел на расстояние 200 км. Впрочем, точность стрельбы оставляла желать много лучшего.
Суперснаряды для суперпушек.
На заключительном этапе войны в Германии был разработан твердотопливный активно-реактивный снаряд GR.4351 для 280-мм железнодорожного орудия Krupp K5. Доктор Троммсдорфф взялся за разработку альтернативы этому боеприпасу. Его АРС с ПВРД должен был превзойти все прочие снаряды по дальности стрельбы.
280-мм боеприпас разработали на основе C1 и назвали C3. Он имел схожую конструкцию, но был крупнее и тяжелее. При длине 1,35 м он весил 170 кг и нес 16,3 кг дизельного топлива. Впервые в проектах Троммсдорффа снаряд получил боевую часть. Впрочем, заряд весил всего 9 кг – чуть более 5% от общей массы АРС.
Расчетная максимальная скорость C3 превышала 1850 м/с. Дальность стрельбы – порядка 350 км. При помощи такого снаряда Германия могла бы атаковать разные цели на большой глубине обороны противника. Однако перспективный АРС так и не дошел до испытаний. Проект появился слишком поздно и не успел добраться до полигона в разумные сроки.
На основе конструкции снаряда C3 предлагалось создать несколько новых боеприпасов с более высокими характеристиками. В C-серию планировалось включить также АРС калибров 305, 380 и 405 мм. Они должны были доставлять заряд от 15 до 53 кг на дистанцию в сотни километров.
В мечтах был 508-мм снаряд с ядерным боезарядом. Также на основе имеющихся конструкций ПВРД предлагалось создать несколько ракет с разной дальностью полета и боевой нагрузкой. Впрочем, исход войны был предрешен, и все эти проекты не имели никаких шансов дойти даже по полноценного проектирования.
Послевоенный период.
В 1945 г. лаборатория В. Троммсдорффа оказалась в советской зоне оккупации. Немецкие специалисты во главе с доктором попали в КБ-4 при НИИ «Берлин». Вместе с советскими учеными они должны были завершить разработку существующих проектов и довести их, как минимум, до испытаний.
КБ-4 под руководством Н.А. Судакова успешно завершило проект 280-мм АРС и изготовило модели для продувки в сверхзвуковой аэродинамической трубе. Сведения о дальнейших работах отсутствуют. Возможно, на этом этапе советские ученые и военные посчитали идею АРС с ПВРД бесперспективной и отказались от дальнейших работ.
Согласно некоторым источникам, в 1946 г. Вольф Троммсдорфф погиб в авиакатастрофе, однако это не соответствует действительности. В середине пятидесятых ученый и его коллеги отправились домой. В 1956 г. в Мюнхене состоялся симпозиум, посвященный немецким разработкам времен войны в области реактивного движения. Одним из докладчиков стал доктор Троммсдорфф, рассказавший о всех своих проектах, начиная с E1.
Однако ученый не смог продолжить работы по своим проектам АРС. Вскоре после симпозиума В. Троммсдорфф умер от продолжительной болезни. Его наработки по теме прямоточных воздушно-реактивных двигателей заинтересовали ученых и конструкторов, и некоторые из них даже применялись в реальных проектах.
Тем не менее, идея АРС с ПВРД не получила поддержки и на несколько десятилетий фактически оказалась забыта. Позже время от времени предлагались различные проекты снарядов с необычной двигательной установкой, но ни один из этих проектов не дошел до полноценной реализации. Более успешным оказался целый ряд ракет разного назначения с ПВРД.
Таким образом, для гитлеровской Германии проекты В. Троммсдорффа – как и множество других разработок – оказались бесполезной тратой без реального результата. Все полезные наработки и технологии, пусть даже и нуждающиеся в длительном и сложном развитии и совершенствовании, достались победителям. Хотя и они не стали копировать и использовать немецкие проекты в их исходном виде.
********************************************************************************
Немецкий ученый и конструктор Александр Мартин Липпиш прежде всего известен многочисленными и не всегда успешными проектами в области авиации. При этом он успевал работать и в других областях. Так, в самом конце 1944 г. А. Липпиш и его коллеги по институту Luftfahrtforschungsanstalt Wien (LFW) представили немецкому командованию любопытную концепцию активно-реактивного артиллерийского снаряда.
Истоки и идеи.
Необходимо напомнить, что разработка активно-реактивных снарядов (АРС) в гитлеровской Германии стартовала еще в 1934 г. и через несколько лет дала реальные результаты. Ранние проекты предусматривали оснащение АРС собственным пороховым двигателем. Он обеспечивал дополнительный разгон после выхода из ствола и увеличивал дальность стрельбы.
Уже в 1936 г. оригинальный вариант АРС предложил конструктор Вольф Троммсдорфф. Вместе хвостового отсека с пороховой шашкой он планировал использовать прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД). Идея прямоточного АРС получила поддержку военных, и за несколько лет инженеру удалось создать пригодные для испытаний образцы. Тем не менее, проект В. Троммсдорффа не дал реальных результатов. Его АРС так и не смогли попасть на фронт.
В 1944 г. об идее АРС с ПВРД вспомнили в LFW, и тут же принялись за ее проработку. В минимальные сроки были определены плюсы и минусы таких изделий, определены пути развития, а также созданы и испытаны первые опытные образцы. К концу года документы по проекту представили командованию. Семейство снарядов. Доклад А. Липпиша фактически раскрывал вопросы создания целого семейства АРС с разными особенностями конструкции. По проекту LFW можно было создать восемь вариантов снаряда с теми или иными плюсами. В основе восьми концептов лежали несколько базовых идей – их по-разному соединяли с разными результатами. Расчеты показывали, что ПВРД для снаряда может иметь разную конструкцию. В нем можно было использовать жидкое или порошкообразное топливо. Хорошие характеристики позволял получить простейший угольный порошок – дешевое и доступное топливо. Изучались различные горючие жидкости. Не исключалась возможность создания комбинированной двигательной установки с компонентами на жидком и твердом топливе. Первый вариант АРС представлял собой простейшую болванку с внутренним каналом, образующим ПВРД. В центре этой полости имелся канал для шашки из угольного порошка. Для выброса такого снаряда из пушки требовался специальный поддон, надеваемый на донную часть с соплом. Для стабилизации в полете АРС можно было раскручивать вокруг своей оси за счет нарезов ствола или при помощи раскладываемых в полете стабилизаторов. Также предлагался вариант с гребнями или лопатками на головном обтекателе. Наличие сквозного канала и поддона усложняло конструкцию и затрудняло эксплуатацию АРС. Для его исключения в LFW разработали новый вариант архитектуры боеприпаса. Он предусматривал отказ от традиционного донного сопла и применение другой компоновки ПВРД.
Такой вариант АРС должен был состоять из двух частей. Основной корпус представлял собой тело вращения с закрытой донной частью без сопла. Внутри предусматривалась полость для жидкого или порошкового топлива, а также средства его подачи. Головной обтекатель получал лобовой воздухозаборник, а внутри него предусматривались каналы или полости. Обтекатель надевался на корпус с зазором.
Через заборное отверстие воздух должен был попадать внутрь снаряда и обеспечивать сгорание топлива в его полости. Газообразные продукты сгорания под давлением набегающего воздуха должны были попадать в полость обтекателя, а затем выходить через кольцевой зазор, выполняющий функции сопла.
Столь сложная конструкция ПВРД имела некоторые преимущества. Обдув снаряда горячими газами улучшал аэродинамику и мог дать некоторый выигрыш в дальности полета. Обтекатель можно было перемещать вдоль оси АРС, изменяя ширину зазора-сопла и, соответственно, тягу ПВРД. Не исключалась возможность создания средств управления этим зазором.
Внутри основного корпуса АРС с отдельным обтекателем можно было поместить пороховую шашку, порошкообразный уголь или бак с жидким топливом. Рассматривалось несколько вариантов средств хранения и подачи топлива в камеру.
Определенный интерес представляют варианты АРС, больше похожие на ракеты. В головной части такого изделия предлагалось помещать ПВРД на жидком топливе, а в хвосте – обычный РДТТ. При помощи последнего осуществлялся старт с направляющей, а жидкостный ПВРД должен был обеспечивать разгон в полете.
По очевидным причинам, большую часть внутренних объемов АРС должны были занимать ПВРД и его топливо. Однако внутри корпуса оставалось некоторое место для размещения разрывного заряда и взрывателя. В то же время, доступные объемы в разных проектах отличались, что могло повлиять на боевые качества изделий.
Ожидаемый финал.
Используя набор базовых идей и комбинируя их разными способами, А. Липпиш предложил восемь основных архитектур активно-реактивного снаряда. Все они имели те или иные особенности, достоинства и недостатки. Продолжая научно-исследовательские работы, институт LFW мог бы развить предложенные идеи и построить на их основе реальные боеприпасы для артиллерии.
Известно, что при работе над новыми АРС ученые провели некоторые исследования и испытания. В частности, по результатам такой работы были определены оптимальные варианты топлива. Строились ли готовые снаряды и проводились ли их испытания – неизвестно. Хорошо известные факторы мешали проведению таких работ.
Возможно, продолжение работ по АРС могло бы привести к реальным результатам и даже обеспечить перевооружение германской армии. Однако доклад о новом проекте появился слишком поздно. Командованию доложили о нем только в самом конце 1944 г., когда исход войны для Германии был очевиден.
За оставшиеся месяцы до капитуляции институт LFW не сумел завершить ни одного перспективного проекта в сфере авиации или артиллерии. Множество образцов оружия и техники, ранее казавшихся многообещающими, так и осталось на бумаге. После войны и переезда в США А.М. Липпиш сосредоточился на авиационной технике и не возвращался к артиллерийской тематике.
Ненужный проект.
Чрезмерно смелые проекты А. Липпиша и В. Троммсдорффа никак не повлияли на боеспособность Вермахта. Даже самые успешные их разработки не продвинулись дальше полигонных испытаний, и до внедрения АРС с ПВРД на практике не дошло. Более того, в дальнейшем эти идеи так и не получили развития. По всей видимости, специалисты стран-победительниц ознакомились с работами LFW – и отбросили их как бесполезные.
В послевоенный период на вооружении всех ведущих стран появились свои активно-реактивные снаряды. Это были изделия с ракетными двигателями на твердом топливе. Также определенное распространение получили более простые снаряды с донным газогенератором. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели так и не смогли закрепиться в сфере артиллерийских снарядов.
Тем не менее, концепция не забыта. В прошлом году норвежская промышленность представила проект 155-мм АРС с твердотопливным ПВРД. В ближайшее время должны пройти его испытания, после чего может решаться вопрос запуска производства и закупок. Удастся ли этому снаряду дойти до эксплуатации и не повторить судьбу разработок А. Липпиша – неизвестно.
Комментариев нет:
Отправить комментарий