Вилли Лей - Ракеты и полеты в космос
Именно такие трещины были причиной взрывов во время экспериментов Опеля. Внезапное падение температуры, небольшая небрежность при перевозке — и ракета становилась взрывоопасной. То, что все это было не чисто академическим беспокойством, подтверждается отказом немецких железных дорог транспортировать эти ракеты.
Существовала еще одна проблема: если ракета на черном порохе была большой, то ее корпус приходилось изготавливать из металла, а когда горение продолжалось более 1—2 секунд, металлическая стенка передавала достаточное количество тепла для того, чтобы воспламенить порох в точке, до которой пламя еще не дошло.
Каждый специалист по взрывчатым веществам, которого знакомили с этими проблемами, разумеется, сразу предлагал перейти от прессованного черного пороха к артиллерийскому. Всем известны напоминающие макароны трубки бездымного пороха, применяемого в артиллерийских боеприпасах. Эти тонкие и довольно длинные трубки отличаются известной прочностью и даже гибкостью. Пороха такого типа выдерживают грубое обращение и весьма значительные колебания температуры.
Очевидно, первым человеком, начавшим подобные эксперименты с бездымными порохами, был профессор Годдард. Он интересовался в первую очередь скоростью истечения продуктов сгорания бездымных порохов, желая получить основу для дальнейших вычислений.
Может быть, однако, что первым попробовавшим свои силы на таких ракетах был Фридрих Зандер. По словам Макса Валье, который был очевидцем первых опытов Зандера над бездымными порохами, это случилось вскоре после испытаний ракетных автомобилей Опеля. Первые результаты были обескураживающими. После, нескольких секунд ровного, но весьма бурного горения обычно происходил взрыв. Мне неизвестно, в чем состояла ошибка Зандера; возможно, у него был неправильный состав смеси, а, может быть, часть заряда, прилегающая к стенкам камеры сгорания, нагревалась больше, чем нужно, за счет теплопередачи металлических стенок. Вероятно, какую-то роль в этом играла и слишком большая длина ракет Зандера. Во всяком случае эта проблема оказалась слишком сложной, чтобы он смог ее решить. Тем не менее скорость истечения газов в ракетах Зандера, по словам того же Валье, составляла свыше 1800 м/сек.
Позднее, в годы второй мировой войны, в боевых ракетах использовались в качестве топлива двухосновные пороха. Этот термин требует пояснения. Первоначально для замены пороха в орудиях был выбран пироксилин. Однако при каждой попытке осуществить это ствол орудия разрывался. Очевидно, пироксилин горел слишком быстро, и потому необходимо было как-то замедлить процесс горения. Это удалось сделать путем погружения мелко нарезанного пироксилина в сосуд с ацетоном. Ацетон не растворял пироксилина, но размягчал его до желеобразного состояния. Затем эта желеобразная масса смешивалась с обычным древесным углем, частично высушивалась и прокатывалась в тонкие листы, которые нарезались на небольшие квадраты или ромбики. Так приготовлялся одноосновный порох. Рецепт двухосновного пороха был составлен впервые Альфредом Нобелем и получил название кордита, или баллистита. Эти термины употребляются и сейчас, хотя состав и процесс изготовления этих порохов изменялись с тех пор несколько раз.
Двумя основами кордита (баллистита) являются два взрывчатых вещества — нитроглицерин и нитроклетчатка (пироксилин представляет собой один из видов нитроклетчатки). Главной отличительной чертой процесса производства этих веществ является жёлатинизация нитроклетчатки с помощью нитроглицерина. Но так как нитроглицерин — отнюдь не самый совершенный желатинизатор, то в процессе приготовления этих веществ применяются дополнительные реагенты. Английские специалисты по взрывчатым веществам, например, используют диэтилдифенилкарбамид, который в английской промышленности известен под сокращенным названием «карбамит»[18]. Он является не только желатинизирующим компонентом, но также и прекрасным стабилизатором, нейтрализующим продукты распада азотных эфиров. Без него двухосновный порох по истечении некоторого времени становится ненадежным или просто небезопасным.
Ниже приводится весовой состав английского кордита:
Процесс производства кордита обычно называют сухим безрастворным. Действительно, этот процесс безрастворный, но не совсем сухой. Мягкая бесформенная мезга нитроклетчатки, которая смачивается водой, подается в бак с водой, где она перемешивается и где в нее одновременно вводится необходимое количество нитроглицерина. Через некоторое время эта смесь подается в другой бак с карбамитом, откуда после непродолжительного перемешиваний полученная сырая мезга направляется на сушильнуе столы, очень похожие на те, которые используются при производстве бумаги.
Здесь мезгу разделывают в листы пастообразной массы, содержащей 20—25% воды, которая выпаривается при сушке листов нагретым воздухом. Высушенные листы пропускаются затем через нагретые валки. Тепло и давление приводят к желатинизации массы. После этого желатинизированные листы прокатываются под большим давлением и помещаются в нагретые цилиндры, из которых они через матрицу выдавливаются.
В США вопрос о применении бездымного пороха для ракетного порохового заряда был впервые поднят в 1940 году. Артиллерийско-техническое управление армии США нуждалось в ракетном пороховом заряде для ускорения падения авиационных бомб, которые, как известно, при падении с небольших высот не имеют достаточной скорости в момент встречи с целью, какой обладает артиллерийский снаряд того же калибра. Вследствие этого авиабомба, сброшенная с небольшой высоты, имеет малую пробивную способность; при увеличении же высоты бомбометания теряется точность попадания бомбы в цель. Поэтому казалось логичным снабдить авиабомбу ракетным зарядом, чтобы, сохранив точность бомбометания, получить большую скорость встречи с целью. Предназначенный для этого ракетный ускоритель был создан в конце весны 1941 года, но практически такие бомбы никогда не применялись.
Пороховым зарядом в этом ракетном ускорителе был двухосновный порох, состоявший примерно на 60% из нитроклетчатки и на 40% из нитроглицерина с небольшим количеством дифениламина, добавляемого в качестве стабилизатора. Этот порох похож на английский ракетный кордит, однако метод изготовления его в Америке был совсем другим.
Американский метод можно назвать растворно-прессовочным и сводится он к следующему: составные части пороха приготовляются отдельно, а затем соединяются в присутствии быстро испаряющегося растворителя. При этом образуется толстый слой темноватой пасты, который затем легко прокатывается в листы для желатинизации. После этого листы режутся по длине в узкие ленты и эти ленты прессуются. Такой процесс производства двухосновного пороха считается более безопасным, чем английский метод.
Немцы также давно были знакомы с двухосновными порохами, но когда и Германии вплотную приступили к их разработке, было решено не применять нитроглицерин из тех соображений, что глицерин добывается из жиров, а в случае продолжительной войны Германия будет испытывать в них острый недостаток. Какова бы ни была истинная причина, но немцы заменили нитроглицерин жидкостью, известной химикам под названием диэтиленгликольдинитрат. Эта жидкость менее чувствительна, чем нитроглицерин, и поэтому более безопасна в обращении, но обладает большей желатинизирующей способностью, чем нитроглицерин.
В Германии, как и в других странах, существовала постоянная потребность во все больших ракетных пороховых зарядах, более крупных реактивных снарядах и в больших стартовых ракетах для самолетов. В Америке это привело к появлению так называемых гальситных топлив, а в Германии к изобретению «гисслинг пульвер» — соединения интересного во многих отношениях. Оно представляло собой особую пасту из нитроклетчатки и диэтиленгликольдинитрата с некоторым количеством дифениламина и карбамита. Эта паста в сыром виде размельчалась и постепенно добавлялась к расплавленному в ванне тринитротолуолу при постоянном помешивании смеси. Ниже дается окончательный состав приготовленного таким образом пороха.
Далее смесь в горячем состоянии поступала в вакуум, где из нее удалялись воздух и вода. После этого она разливалась в стальные формы и подвергалась медленному и регулируемому охлаждению в течение 24—48 часов. Разлив в формы позволял производить заряды исключительно крупных размеров. Некоторые экспериментальные заряды имели длину до 100 см. и диаметр свыше 50 см.
В 1942 году русские газеты опубликовали первые фотоснимки странного немецкого оружия, захваченного на русском фронте. Оно имело шесть коротких стволов длиной около 1,5 м, которые были установлены на легком модифицированном лафете 37-мм противотанковой пушки и напоминали барабан старого револьвера «Кольт». Эта несколько странная система представляла собой новое немецкое ракетное орудие. Официально оно называлось «Небельверфер-41», то есть «газомет», или прибор дымопуска образца 1941 года. Название указывало, что данное оружие первоначально предназначалось для применения в качестве химической мортиры для создания дымовых завес. Однако сообщения с фронта указывали, что это оружие применялось в качестве миномета для стрельбы осколочно-фугасными минами. Позднее были захвачены и химические снаряды для этого оружия, подтверждавшие его первоначальное назначение.
