Беспроводные мушкетеры: зенитный ракетный снаряд "obus-fusee"
Следующий пост про управляемое оружия Франции времен Второй мировой от юзера fonzeppelin:
История французского ракетостроения неотделима от истории Жан-Жака Бари. Офицер французской артиллерии, он с юности увлекался астрономией, и неоднократно посещал лекции выдающихся ученых начала XX столетия.
Жан-Жак Бари
В 1927 году, побывав на лекции “исследование ракетами верхних слоев атмосферы и возможность межпланетных перелетов” известного авиаконструктора и одного из первых теоретиков космонавтики Робера Эсно-Пелтери, молодой лейтенант Бари “загорелся” ракетостроением. Хотя его собственные познания в этой области были невелики, Бари быстро учился, вступив в переписку с такими апологетами ракетного движения как сам Пелтери и Оберт. И уже в начале 1930-ых выступил соавтором книги Пелтери “Астронавтика”, посвященной в частности применению ракет для межпланетных перелетов.
В ноябре 1930 года, в карьере лейтенанта Бари наступил решающий сдвиг. Военное министерство Франции заинтересовалось исследованиями верхних слоев атмосферы, и заказало Пелтери разработку проекта метеорологической ракеты, способной доставить исследовательское оборудование на высоту 100 километров. Получив заказ, Пелтери первым делом попросил откомандировать к нему в ассистенты лейтенанта Бари - “ведущего военного эксперта в ракетостроении”. После обычных бюрократических проволочек (связанных во многом с тем, что французская армия с огромным изумлением узнала, что у нее, оказывается, есть ведущий эксперт в ракетостроении!) Бари получил назначение в октябре 1931 года.
Работа Бари с настоящими ракетами началась “громко” - спустя всего три недели после его прибытия, в лаборатории Пелтери произошел взрыв экспериментальной топливной смеси керосина и тетранитрометана. Пелтери лишился четырех пальцев на левой руке; Бари не пострадал, но с этого момента преисполнился недоверием к “сложным” окислителям, считая более надежным жидкий кислород. Командировка Бари продлилась всего год, но дала ему бесценный опыт - и звание капитана вдобавок.
В середине 1930-ых, Бари - как и многих других военных инженеров - весьма беспокоил наметившийся кризис зенитной артиллерии. Усовершенствование противовоздушных орудий банально не поспевало за стремительным развитием авиации.
По оценкам военных экспертов, скорость и высота полета бомбардировщиков с 1925 по 1935 год выросли на 75-100%, в то время как скорострельность и потолок зенитных орудий за тот же период - максимум на 25-50%. Дальнейшие прогнозы тоже не сулили противовоздушной обороне хороших перспектив. По мнению авиационных инженеров, к 1945 году скорости бомбардировщиков должны были достигнуть 500-600 км/ч, а высота полета - 10-15 километров. И артиллеристы очень смутно представляли, какими же должны быть зенитки, способные противостоять такой угрозе.
Таблица сопоставления прироста характеристик бомбардировщиков и зенитных орудий с 1925 по 1935 год.
Увеличение скорости полета бомбардировщика означало, что зенитное орудие успевает выпустить меньше снарядов за то время, что самолет находится в радиусе его досягаемости. Увеличение высоты полета бомбардировщика означало, что снаряды зенитки будут достигать его с большим разбросом, и на поражение цели их потребуется больше. Чтобы оставаться эквивалентными развитию авиации, зенитные орудия должны были наращивать скорострельность и начальную скорость снаряда пропорционально увеличению скорости и высоты полета бомбардировщиков - но как этого можно добиться?
Бари совершенно верно постулировал, что принципиальные ограничения не позволят до бесконечности увеличивать начальную скорость у пороховых зенитных орудий. Переход на новые метательные вещества стал бы грандиозным “броском в неведомое” с непредсказуемым результатом. Определенные усовершенствования в конструкции орудий и снарядов (например, переход к гладкоствольным зениткам и оперенным снарядам) могли бы на какое-то время оттянуть кризис, но не решить проблему.
Выход из положения Бари видел в отказе от пушки, и переходе к ракетному движению снаряда. Обычные пороховые ракеты Бари не устраивали: долгогорящее твердое топливо в 1930-ых еще было неизвестно, а ракета на быстро прогорающем топливе мало чем отличалась от артиллерийского снаряда. На тот момент обеспечить непрерывную работу двигателя в течении всего полета ракеты могло только жидкое топливо.
Основные аргументы Бари в пользу ракетного оружия, озвученные в докладе от декабря 1935 года, были следующими:
* Ракета с жидкостным двигателем может развивать и поддерживать большие скорости, чем доступные снаряду зенитки. Это значит, что ракета будет быстрее достигать нужной высоты и меньше отклоняться в полете. Любое увеличение потолка бомбардировщиков может быть относительно быстро парировано усовершенствованием противовоздушных ракет.
* Пусковая установка для противовоздушной ракеты чрезвычайно проста и дешева в производстве (по сравнению с зенитными орудиями), что позволяет производить и развертывать их в любых количествах. Возможности развертывания зенитных систем, таким образом, ограничиваются только возможностями производства боеприпасов.
* Скорострельность ракетной батареи ограничена исключительно количеством одновременно изготовленных к пуску ракет. Поскольку все ракеты могут быть запущены одновременно, увеличение скорости бомбардировщиков не приводит к пропорциональному снижению эффективности ракетного огня.
Эти аргументы произвели впечатление на командование французской армии. Особенно им импонировала низкая стоимость пусковых установок. Изготовление стволов зениток требовало высококачественной стали, тщательной обработки и значительного расхода времени и промышленных мощностей, отвлеченных от производства других видов артиллерии. Пусковые же установки ракет, как и сами ракеты, можно было изготавливать из недефицитных материалов на неспециализированных предприятиях. Да, из расчета на единицу боеприпаса ракеты стоили дороже снарядов - но не на порядки.
Капитан Бари получил разрешение работать над проектом “ракеты-снаряда” (фр. “obus-fusee”) в свободное от основных обязанностей время. В 1937 году, оценив его предшествующие исследовательские работы, военный департамент наградил его премией в 6000 франков, которая целиком пошла на дальнейшие исследования.
Конструкция:
Данных об “obus-fusee” Бари сохранилось очень мало. Это был неуправляемый ракетный снаряд на жидком топливе, стабилизируемый в полете оперением. Длина ракеты достигала (согласно проекту) 1,8 метров, диаметр - 120 миллиметров. Предположительно, он имел простую цилиндрическую форму с треугольным оперением.
Ближайший аналог "obus-fusee" - германская жидкотопливная неуправляемая зенитная ракета "Тайфун". Ее испытания в 1944 продемонстрировали, что проект Бари был вполне работоспособен.
Двигатель ракеты работал на 1-метилнафталине (бензотолуоле) и азотной кислоте. Система подачи компонентов, вероятно, была вытеснительной, на сжатом азоте. Согласно проекту, двигатель должен был развивать тягу в 7000 ньютонов.
“Сухой” вес незаправленной ракеты должен был составлять порядка 16 кг. Какая-то часть при этом приходилась на осколочно-фугасную боевую часть, оснащенную либо механическим часовым, либо же пиротехническим взрывателем, устанавливаемым перед запуском на предполагаемую высоту подрыва.
Согласно расчётам Бари, ракета должна была достигать предельной высоты в 12500 метров, и развивать максимальную скорость (в момент выгорания) равную 1428 метрам в секунду. Эти параметры были примерно вдвое лучше, чем у самых совершенных на тот момент французских зениток - Canon de 75 CA modèle 1940, начальная скорость снаряда которых не превышала 715 м/с, а вертикальная досягаемость 8200 метров.
Запускаться “obus-fusee” должна была из трубчатой пусковой установки минометного типа, вероятно, при помощи вышибного порохового заряда. Заряд, скорее всего, также служил бы пиротехническим запалом для двигателя ракеты. Пусковые установки должны были развертываться батареями, с тем расчетом, чтобы за один залп выпустить достаточно снарядов для статистически вероятного поражения бомбардировщика.
Разработка:
Первое испытание двигателя “obus-fusee” состоялось 9 февраля 1937 года в лаборатории комиссии взрывчатых веществ в Версале. Установленный на стенде двигатель зажегся и для первого раза, проработал вполне успешно. Это было первое испытание боевой ракеты во Франции с 1916 года, со времен зажигательных ракет Ла Приера.
Основные обязанности Бари как члена комиссии по взрывчатым веществам при военном министерстве не позволяли ему уделять много времени работе над снарядом. Непрерывно ухудшающаяся международная обстановка наконец-то запустила - с большим запозданием! - долгожданное перевооружение французской армии, и даже самые перспективные проекты уступали задачам “первой необходимости”. Тем не менее, повторные испытания двигателя состоялись в марте и апреле 1937 года. Их успешные результаты позволяли рассчитывать на скорый переход к баллистическим тестам.
Однако, 6 апреля 1938 года, на пятых испытаниях, двигатель внезапно взорвался. Бари не пострадал, но военное министерство, озабоченное инцидентом, распорядилось приостановить дальнейшие опыты до разбирательства. Это, впрочем, не помешало им высоко оценить работы Бари и летом 1939 вознаградить его еще одной премией в 2000 франков.
Спустя несколько месяцев, началась Вторая Мировая Война.
В начале 1940 года, комиссия из членов технического совета по артиллерии оценила проект Бари. Вывод комиссии был весьма… своеобразен: комиссия сочла проект “obus-fusee” вполне работоспособным - но бесполезным с практической точки зрения.
Соглашаясь с теоретическими выкладками Бари относительно преимуществ ракетных снарядов над артиллерийскими, и полностью признавая его ракету работоспособной, комиссия в то же время заметила, что для предлагаемого применения “obus-fusee” не годится. Причин тому было несколько:
* Во-первых, конструкция ракеты на жидком топливе оказалась сложной в производстве и обслуживании. Надежды на дешевый и простой снаряд явно не оправдались.
* Во-вторых, двигатель Бари не отличался надежностью, что наглядно продемонстрировал взрыв в 1939 году. Было неясно, можно ли сделать двигатель надежнее без значительного удорожания самой ракеты.
* В-третьих, заправка ракеты была весьма долгой и комплексной процедурой, чреватой авариями и взрывами. В случае массового применения “obus-fusee”, взрывы с многочисленными жертвами среди расчетов были бы практически неминуемы. Требуемое для безопасной заправки ракеты специальное оборудование шло вразрез с основной идеей дешевой пусковой установки. Хранить ракету в заправленном виде также было слишком опасно.
Вывод комиссии сводился к тому, что работу над “obus-fusee” следует прекратить, а вместо этого организовать масштабную исследовательскую программу по вопросам ракетного движения вообще. Армейское командование согласилось с выводами комиссии. 24 мая 1940 года, проект “obus-fusee” был официально закрыт. К дальнейшей работе, однако, приступить уже не успели - начало битва за Францию, и последующая военная катастрофа смешали все планы. Работа Бари над созданием французского ракетного оружия продолжилась уже после падения Третьей Республики, о чем и будет повествовать следующая статья.
Источники:
* The True Beginnings of French Aeronautics 1938-1959 (Part I) - Philippe Jung, AAS History Series, Vol.28 (2007)
* Eurospace: Jean-Jacques Barre
* La Fusee Eole (архив)
История французского ракетостроения неотделима от истории Жан-Жака Бари. Офицер французской артиллерии, он с юности увлекался астрономией, и неоднократно посещал лекции выдающихся ученых начала XX столетия.
Жан-Жак Бари
В 1927 году, побывав на лекции “исследование ракетами верхних слоев атмосферы и возможность межпланетных перелетов” известного авиаконструктора и одного из первых теоретиков космонавтики Робера Эсно-Пелтери, молодой лейтенант Бари “загорелся” ракетостроением. Хотя его собственные познания в этой области были невелики, Бари быстро учился, вступив в переписку с такими апологетами ракетного движения как сам Пелтери и Оберт. И уже в начале 1930-ых выступил соавтором книги Пелтери “Астронавтика”, посвященной в частности применению ракет для межпланетных перелетов.
В ноябре 1930 года, в карьере лейтенанта Бари наступил решающий сдвиг. Военное министерство Франции заинтересовалось исследованиями верхних слоев атмосферы, и заказало Пелтери разработку проекта метеорологической ракеты, способной доставить исследовательское оборудование на высоту 100 километров. Получив заказ, Пелтери первым делом попросил откомандировать к нему в ассистенты лейтенанта Бари - “ведущего военного эксперта в ракетостроении”. После обычных бюрократических проволочек (связанных во многом с тем, что французская армия с огромным изумлением узнала, что у нее, оказывается, есть ведущий эксперт в ракетостроении!) Бари получил назначение в октябре 1931 года.
Работа Бари с настоящими ракетами началась “громко” - спустя всего три недели после его прибытия, в лаборатории Пелтери произошел взрыв экспериментальной топливной смеси керосина и тетранитрометана. Пелтери лишился четырех пальцев на левой руке; Бари не пострадал, но с этого момента преисполнился недоверием к “сложным” окислителям, считая более надежным жидкий кислород. Командировка Бари продлилась всего год, но дала ему бесценный опыт - и звание капитана вдобавок.
В середине 1930-ых, Бари - как и многих других военных инженеров - весьма беспокоил наметившийся кризис зенитной артиллерии. Усовершенствование противовоздушных орудий банально не поспевало за стремительным развитием авиации.
По оценкам военных экспертов, скорость и высота полета бомбардировщиков с 1925 по 1935 год выросли на 75-100%, в то время как скорострельность и потолок зенитных орудий за тот же период - максимум на 25-50%. Дальнейшие прогнозы тоже не сулили противовоздушной обороне хороших перспектив. По мнению авиационных инженеров, к 1945 году скорости бомбардировщиков должны были достигнуть 500-600 км/ч, а высота полета - 10-15 километров. И артиллеристы очень смутно представляли, какими же должны быть зенитки, способные противостоять такой угрозе.
Таблица сопоставления прироста характеристик бомбардировщиков и зенитных орудий с 1925 по 1935 год.
Увеличение скорости полета бомбардировщика означало, что зенитное орудие успевает выпустить меньше снарядов за то время, что самолет находится в радиусе его досягаемости. Увеличение высоты полета бомбардировщика означало, что снаряды зенитки будут достигать его с большим разбросом, и на поражение цели их потребуется больше. Чтобы оставаться эквивалентными развитию авиации, зенитные орудия должны были наращивать скорострельность и начальную скорость снаряда пропорционально увеличению скорости и высоты полета бомбардировщиков - но как этого можно добиться?
Бари совершенно верно постулировал, что принципиальные ограничения не позволят до бесконечности увеличивать начальную скорость у пороховых зенитных орудий. Переход на новые метательные вещества стал бы грандиозным “броском в неведомое” с непредсказуемым результатом. Определенные усовершенствования в конструкции орудий и снарядов (например, переход к гладкоствольным зениткам и оперенным снарядам) могли бы на какое-то время оттянуть кризис, но не решить проблему.
Выход из положения Бари видел в отказе от пушки, и переходе к ракетному движению снаряда. Обычные пороховые ракеты Бари не устраивали: долгогорящее твердое топливо в 1930-ых еще было неизвестно, а ракета на быстро прогорающем топливе мало чем отличалась от артиллерийского снаряда. На тот момент обеспечить непрерывную работу двигателя в течении всего полета ракеты могло только жидкое топливо.
Основные аргументы Бари в пользу ракетного оружия, озвученные в докладе от декабря 1935 года, были следующими:
* Ракета с жидкостным двигателем может развивать и поддерживать большие скорости, чем доступные снаряду зенитки. Это значит, что ракета будет быстрее достигать нужной высоты и меньше отклоняться в полете. Любое увеличение потолка бомбардировщиков может быть относительно быстро парировано усовершенствованием противовоздушных ракет.
* Пусковая установка для противовоздушной ракеты чрезвычайно проста и дешева в производстве (по сравнению с зенитными орудиями), что позволяет производить и развертывать их в любых количествах. Возможности развертывания зенитных систем, таким образом, ограничиваются только возможностями производства боеприпасов.
* Скорострельность ракетной батареи ограничена исключительно количеством одновременно изготовленных к пуску ракет. Поскольку все ракеты могут быть запущены одновременно, увеличение скорости бомбардировщиков не приводит к пропорциональному снижению эффективности ракетного огня.
Эти аргументы произвели впечатление на командование французской армии. Особенно им импонировала низкая стоимость пусковых установок. Изготовление стволов зениток требовало высококачественной стали, тщательной обработки и значительного расхода времени и промышленных мощностей, отвлеченных от производства других видов артиллерии. Пусковые же установки ракет, как и сами ракеты, можно было изготавливать из недефицитных материалов на неспециализированных предприятиях. Да, из расчета на единицу боеприпаса ракеты стоили дороже снарядов - но не на порядки.
Капитан Бари получил разрешение работать над проектом “ракеты-снаряда” (фр. “obus-fusee”) в свободное от основных обязанностей время. В 1937 году, оценив его предшествующие исследовательские работы, военный департамент наградил его премией в 6000 франков, которая целиком пошла на дальнейшие исследования.
Конструкция:
Данных об “obus-fusee” Бари сохранилось очень мало. Это был неуправляемый ракетный снаряд на жидком топливе, стабилизируемый в полете оперением. Длина ракеты достигала (согласно проекту) 1,8 метров, диаметр - 120 миллиметров. Предположительно, он имел простую цилиндрическую форму с треугольным оперением.
Ближайший аналог "obus-fusee" - германская жидкотопливная неуправляемая зенитная ракета "Тайфун". Ее испытания в 1944 продемонстрировали, что проект Бари был вполне работоспособен.
Двигатель ракеты работал на 1-метилнафталине (бензотолуоле) и азотной кислоте. Система подачи компонентов, вероятно, была вытеснительной, на сжатом азоте. Согласно проекту, двигатель должен был развивать тягу в 7000 ньютонов.
“Сухой” вес незаправленной ракеты должен был составлять порядка 16 кг. Какая-то часть при этом приходилась на осколочно-фугасную боевую часть, оснащенную либо механическим часовым, либо же пиротехническим взрывателем, устанавливаемым перед запуском на предполагаемую высоту подрыва.
Согласно расчётам Бари, ракета должна была достигать предельной высоты в 12500 метров, и развивать максимальную скорость (в момент выгорания) равную 1428 метрам в секунду. Эти параметры были примерно вдвое лучше, чем у самых совершенных на тот момент французских зениток - Canon de 75 CA modèle 1940, начальная скорость снаряда которых не превышала 715 м/с, а вертикальная досягаемость 8200 метров.
Запускаться “obus-fusee” должна была из трубчатой пусковой установки минометного типа, вероятно, при помощи вышибного порохового заряда. Заряд, скорее всего, также служил бы пиротехническим запалом для двигателя ракеты. Пусковые установки должны были развертываться батареями, с тем расчетом, чтобы за один залп выпустить достаточно снарядов для статистически вероятного поражения бомбардировщика.
Разработка:
Первое испытание двигателя “obus-fusee” состоялось 9 февраля 1937 года в лаборатории комиссии взрывчатых веществ в Версале. Установленный на стенде двигатель зажегся и для первого раза, проработал вполне успешно. Это было первое испытание боевой ракеты во Франции с 1916 года, со времен зажигательных ракет Ла Приера.
Основные обязанности Бари как члена комиссии по взрывчатым веществам при военном министерстве не позволяли ему уделять много времени работе над снарядом. Непрерывно ухудшающаяся международная обстановка наконец-то запустила - с большим запозданием! - долгожданное перевооружение французской армии, и даже самые перспективные проекты уступали задачам “первой необходимости”. Тем не менее, повторные испытания двигателя состоялись в марте и апреле 1937 года. Их успешные результаты позволяли рассчитывать на скорый переход к баллистическим тестам.
Однако, 6 апреля 1938 года, на пятых испытаниях, двигатель внезапно взорвался. Бари не пострадал, но военное министерство, озабоченное инцидентом, распорядилось приостановить дальнейшие опыты до разбирательства. Это, впрочем, не помешало им высоко оценить работы Бари и летом 1939 вознаградить его еще одной премией в 2000 франков.
Спустя несколько месяцев, началась Вторая Мировая Война.
В начале 1940 года, комиссия из членов технического совета по артиллерии оценила проект Бари. Вывод комиссии был весьма… своеобразен: комиссия сочла проект “obus-fusee” вполне работоспособным - но бесполезным с практической точки зрения.
Соглашаясь с теоретическими выкладками Бари относительно преимуществ ракетных снарядов над артиллерийскими, и полностью признавая его ракету работоспособной, комиссия в то же время заметила, что для предлагаемого применения “obus-fusee” не годится. Причин тому было несколько:
* Во-первых, конструкция ракеты на жидком топливе оказалась сложной в производстве и обслуживании. Надежды на дешевый и простой снаряд явно не оправдались.
* Во-вторых, двигатель Бари не отличался надежностью, что наглядно продемонстрировал взрыв в 1939 году. Было неясно, можно ли сделать двигатель надежнее без значительного удорожания самой ракеты.
* В-третьих, заправка ракеты была весьма долгой и комплексной процедурой, чреватой авариями и взрывами. В случае массового применения “obus-fusee”, взрывы с многочисленными жертвами среди расчетов были бы практически неминуемы. Требуемое для безопасной заправки ракеты специальное оборудование шло вразрез с основной идеей дешевой пусковой установки. Хранить ракету в заправленном виде также было слишком опасно.
Вывод комиссии сводился к тому, что работу над “obus-fusee” следует прекратить, а вместо этого организовать масштабную исследовательскую программу по вопросам ракетного движения вообще. Армейское командование согласилось с выводами комиссии. 24 мая 1940 года, проект “obus-fusee” был официально закрыт. К дальнейшей работе, однако, приступить уже не успели - начало битва за Францию, и последующая военная катастрофа смешали все планы. Работа Бари над созданием французского ракетного оружия продолжилась уже после падения Третьей Республики, о чем и будет повествовать следующая статья.
Источники:
* The True Beginnings of French Aeronautics 1938-1959 (Part I) - Philippe Jung, AAS History Series, Vol.28 (2007)
* Eurospace: Jean-Jacques Barre
* La Fusee Eole (архив)