V-2导弹:现代弹道导弹和运载火箭的鼻祖

一、源头

这种原始火箭虽然没有现代火箭那样复杂,但已经具有战斗部(箭头)、推进系统(火药筒)、稳定系统(尾部羽毛)和箭体结构(箭杆)。

这种原始火箭虽然没有现代火箭那样复杂,但已经具有战斗部(箭头)、推进系统(火药筒)、稳定系统(尾部羽毛)和箭体结构(箭杆)。

虽然我们的祖先发明了火药、火箭,但由于长期的封建统治,致使科学技术因而停滞不前。尽管欧洲人在中国发明火箭的几百年后才学会使用火箭,然而现代火箭技术还是首先在欧洲得到了迅速发展。

13~14世纪,中国的火箭技术与其他火药兵器一同传到阿拉伯、印度,后又传入欧洲。至18世纪后期,印度军队在抗击英、法军队的多次战役中成功使用火药火箭(射程超过1公里)的战例推动了欧洲火箭技术的发展。曾与印军作战的英国军官康格里夫在19世纪初配制了多种黑火药,并使火箭的射程提高到2.5~3公里。19世纪70年代以后,火炮,特别是线膛炮在军事上的成功的应用,使火箭的发展变得缓慢。

二、理论基础

直到20世纪初,俄国著名科学家齐奥尔科夫斯基从理论上证明了多级火箭可以克服地球引力而进入太空,并建立了火箭运动的基本数学方程,奠定了航天学的基础。此外,他肯定了液体火箭发动机是航天器最适宜的动力装置,为运载器的发展指出了方向,并提出为实现飞向其他行星必须设置中间站,以及火箭在星际空间飞行的条件和火箭地面起飞条件。

美国的火箭专家、物理学家和现代航天学奠基人之一戈达德博士,把航天理论与火箭技术相结合,提出了火箭飞行的数学原理,指出火箭必须有每秒7. 9公里的速度才能克服地球引力,同时他研究了利用火箭把载荷送至月球的几种可能方案。戈达德从1921年开始研制液体火箭,于1926年3月16日进行了人类首次液体火箭飞行试验并获得成功(火箭长3. 04米,飞行2.5秒,达到12米高,56米远),这使得他成为液体火箭的实际创始人。1932年他首次用陀螺控制的燃气舵操纵火箭的飞行。

三、V-2导弹在德国的诞生

随着第一次世界大战德国战败,为了限制德国的军事力量,签订了《凡尔赛条约》。该条约对德国军队装备的枪、炮等各种常规武器无论是从质量上还是数量上都有具体而严格的约束。为了避开该条约的约束,进一步发展军事力量,德国开始尝试将火箭技术用于开发新型的武器。于是在1930年底,德国陆军装备部就开始筹建了一个官方的火箭研究组织。随后由陆军军官多恩伯格将冯·布劳恩等人组建成研究小组,在柏林西南部40 km处的库默斯多夫测试和开发远程火箭。

不过万事开头难,德国前期的火箭研制工作一点也不顺利。一方面,德国军方高层因不了解火箭技术的前景,无法规划这种武器的性能和应用,因此对火箭武器的政策摇摆不定,未给予足够的支持。另一方面,对于一个新兴的东西,研究小组也没有明确的研究方向。更没多少现成的技术可供冯·布劳恩的研究小组借鉴。最终,研究小组只好从实验火箭入手,从基本原理开始解决。于是从1933 年起,他们连续设计了A-1、A-2、A-3、和A-5的实验火箭,积累了大量技术基础。直到1936年初,多恩伯格和冯·布劳恩等人才开始考虑研制大型实用化的 A-4 火箭,这就是后来命名的V-2 火箭。

四,研制历程

由于在研制V-2火箭的时候并没有什么工程经验,但是研究火箭毕竟是为了发展新式武器,从而避开《凡尔赛条约》对德国装备的大炮等各种武器的限制。那么研究的新式武器应该达到甚至超过大炮威力的水平才能达到预期的目的。于是研究人员就用了当时威力最大的德V-2导弹的基本性能参数。

“巴黎大炮“能把直径 21 厘米、装药 22 磅的炮弹发射到 125 千米,新的火箭应当携带 1 吨TNT,飞行两倍于此的距离,即 250 千米”。此外,它应符合公路、乡间道路和远距离铁路运输的条件,其最大尺寸应按照欧洲隧道和铁路的转弯曲率来确定。经初步计算,火箭包括尾翼在内的宽度应不超过 2.74 m,总长不超过 12.80 m。就这样,研究人员慢慢初步确定了V-2火箭的一系列技术指标,如火箭总重、推力、发射精度和燃料的燃烧速度等。

库默斯多夫不仅面积小,而且地理位置与保密条件都不行。1936年8月,研制小组与军方计划在波罗的海沿岸的佩内明德建设庞大的火箭研究中心,作为 V-2 等火箭的研制、试验和生产基地。这里先后建设近 70 座大型建筑和复杂设施,包括当时欧洲最大的超音速风洞实验室及大型液态氧制取工厂、装备精良的试验室和制造车间等。

V-2导弹发射

多恩伯格是 V-2 火箭计划的总负责人,冯·布劳恩领导各系统的总体协调和设计。瓦尔特·泰尔和瓦尔特·里德尔分别领导发动机的研制和导弹设计工作。1942年十月,V-2火箭实验发射成功。但是导弹毕竟是一个很复杂的系统工程,虽然首飞成功,不过距离真正实用化还有很多问题要解决。

1943年下半年时,盟军逐渐得到了德国在佩内明德研制秘密武器的消息,于是英国空军在1943年8月17日对佩内明德进行了地毯式的轰炸。直接造成733人死亡,包括火箭发动机专家瓦特尔*泰尔都被炸死了。这对V-2的研发进程造成了不小的影响。于是希特勒决定将火箭的研发、生产、与试验分开来放在多个地区进行,避免被一盟军锅端了。于是又建立了波兰火箭试验场与密特尔维克地下火箭工厂。

1944年,尽管V-2导弹并没有研制成熟,可靠性与打击精度都很低,但是此时德军在战场上已经节节败退,甚至盟军已经打到德国本土了。为扭转战局,V-2还是被用作了轰炸伦敦与西欧的重要目标。一共发射了4000枚左右,给英国造成了很大的伤亡。

五、结局

二战后,美国与苏联从德国搜刮了大量的V-2的研制人员、技术资料、以及研制设备。其中V-2设计负责人布劳恩投奔美国 ,直接成为了美国运载火箭设计的领军人物。苏联也在此基础上仿制出了V-2导弹,然后才又进一步发展出了自己的P-2导弹。

在V-2的基础上美、苏两国才逐步形成了自己的航天工业体系,直到今天,各种类型的导弹武器相继问世。可以说V-2导弹正是现代运载火箭技术的典范,它的出现将世界火箭技术推向新的高度。

 

posted @ 2020-03-18 09:07  ndyswo  阅读(323)  评论(0编辑  收藏  举报