Страница 75 из 98
Первой системой, разработанной согласно этому проекту, была ракета «Прайвит-А» («Private-А»), имевшая длину около 2,4 метра. Она была сконструирована для полета со сверхзвуковой скоростью и поэтому имела заостренный носовой конус. В нижней части ракеты были смонтированы четыре пера стабилизатора, причем каждое из них выступало из корпуса двигательного отсека на 30 сантиметров. Полный вес ракеты составлял более 225 килограммов, включая полезную нагрузку в 27 килограммов. Снабженная двигательной установкой на твердом топливе фирмы «Аэроджет» («Aerojet»), ракета создавала тягу порядка 450 килограммов в течение более 30 секунд.
Для ранних разработок Лаборатории реактивного движения характерно наличие ускорителя старта — особого комплекса, позволяющего заметно увеличить тяговооруженность в момент старта. Ускоритель старта для ракет «Прайвит-А» представлял собой стальной корпус с четырьмя 114-миллиметровыми артиллерийскими ракетами, запускаемыми одновременно. Снабженный отверстием в центре для прохода струи газов маршевого двигателя ракеты ускоритель создавал дополнительную тягу при взлете свыше 9700 килограммов. На пусковой установке были предусмотрены приспособления, препятствующие вращению как ракеты, так и ускорителя. Для предотвращения чрезмерной перегрузки, которая неизбежно могла возникнуть, если запуск ускорителя происходил после запуска маршевого двигателя, ускоритель крепился на ракете с помощью срезной шпильки.
Пусковая установка была выполнена в виде прямоугольной стальной фермы длиной 11 метров с четырьмя направляющими рельсами внутри. Ферма устанавливалась на стальном основании, с которым она соединялась посредством шарниров, что обеспечивало возможность наводки в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Ферма предназначалась, во-первых, для поддержания ракеты и направления ее по траектории до тех пор, пока она не разовьет скорость, достаточную для приобретения аэродинамической устойчивости, а во-вторых, для обеспечения полного выгорания топлива ускорителя и его отсоединения от ракеты «Прайвит», прежде чем та покинет пусковую установку.
Пусковые испытания ракеты «Прайвит-А» проводились с 1 по 16 декабря 1944 года в Лич-Спринге близ Барстоу (Калифорния). Всего было произведено 24 пуска. Средняя дальность составила примерно 16 километров, максимальная — 18 километров.
Вслед за ракетой «Прайвит-А» была подготовлена к испытаниям опытная ракета «Прайвит-Ф» («Private F»). Она была построена для исследования влияния несущих поверхностей на полет управляемого снаряда и по существу мало чем отличалась от ракеты «Прайвит-А». Однако вместо четырех симметричных перьев стабилизатора в хвостовой части она несла только одно перо и две горизонтальные несущие поверхности с размахом до 1,5 метра. В головной части снаряда для создания аэродинамического равновесия были установлены два тупых крыла с размахом в 1 метр.
Ускоритель старта ракеты «Прайвит-Ф» почти целиком повторял конструкцию ускорителя старта ракеты «Прайвит-А», однако наличие крыльев и несущих поверхностей на ракете потребовало переделки пусковой установки. Новая установка имела ажурную конструкцию, выполненную из стали, с двумя рельсами снаружи вместо прежних четырех внутри.
Летные испытания ракеты состоялись с 1 по 13 апреля 1945 года на полигоне Гуеко в форте Блис (Техас). Полигон был оборудован радиолокатором наблюдения за траекторией полета ракет и кинокамерами для съемки начального участка траектории. Всего было запущено 17 ракет.
Как «Прайвит-А», так и «Прайвит-Ф» были опытными ракетами; они предназначались только для изучения конструкции ракет. Приборы, которые на них устанавливались, должны были давать сведения о поведении ракеты в полете. Однако вскоре из Управления артиллерийско-технического снабжения поступило задание создать ракету для исследования верхних слоев атмосферы, которая могла бы поднять полезный груз на высоту до 30 километров. Этот заказ предопределил совершенно новый этап в развитии американской космонавтики.
«WAC–Corporal»: полет в историю
Новая ракета Лаборатории реактивного движения, созданная по заказу Управления артиллерийско-технического снабжения и получившая название «ВАК-Корпорал» («WAC–Corporal»), была сконструирована как ракета с ЖРД, причем в качестве горючего использовалась экзотичная по тем временам смесь анилина с 20 %-ной добавкой фурфурилового спирта, а в качестве окислителя — азотная кислота.
Еще до окончания отработки ракеты «ВАК-Корпорал» понадобилось установить экспериментальным путем несколько основных характеристик ракеты. Для этого была создана модель (в одну пятую натуральной величины) ракеты, получившая название «Бэби-ВАК» («Baby-WAC»). Опытные запуски модели производились на полигоне Голдстоун с 3 по 5 июля 1945 года. Они подтвердили правильность выбора трех стабилизаторов вместо обычных четырех и обоснованность конструкции стартового ускорителя на твердом топливе.
В окончательном виде ракета «ВАК-Корпорал» представляла собой трубу с длинной конической носовой частью и тремя стабилизаторами; общая длина ракеты составляла 4,93 метра, а диаметр — 31 сантиметр. Стартовый вес ракеты без ускорителя — 302 килограмма, полезная нагрузка — 11 килограммов. Двигатель ракеты создавал на протяжении 45 секунд работы тягу порядка 680 килограммов.
Система подачи компонентов топлива в камеру сгорания было вытеснительным, давление создавалось сжатым воздухом, а не азотом, как это делалось раньше. Такая замена позволила значительно упростить эксплуатацию ракеты в полевых условиях.
Двигательная установка ракеты включалась с помощью особого инерционного клапана Когда ускоритель сообщал ракете скорость, достаточную для отрыва от пусковой установки, клапан под действием силы инерции автоматически открывался и сжатый воздух одновременно устремлялся в топливные баки и к приводному поршню главного топливного клапана.
Вместе с метеорологическими приборами в носовой части ракеты «ВАК-Корпорал» размещались парашют и автоматические устройства для сбрасывания носового конуса и раскрытия парашюта.
Первоначально выбранный ускоритель старта оказался недостаточно эффективным, поэтому он был заменен одним из вариантов морской ракеты, известной под названием «Тайни Тим», для чего была увеличена тяга ее двигателя, а также подвергнуты изменению стабилизаторы и головная часть. В первом варианте ракета «Тайни Тим» имела двигатель, обеспечивавший тягу примерно в 13500 килограммов в течение 1 секунды, но после изменения конструкции двигатель ее стал развивать тягу до 22700 килограммов за время немногим больше полсекунды.
Однако расчеты показывали, что за это время ускоритель и ракета поднимутся на высоту 65 метров. Разумеется, построить такую пусковую вышку не представлялось возможным. Поэтому было решено сохранить прежнюю высоту вышки — 30 метров. Следовательно, разгон ракеты должен был продолжаться и на начальном участке траектории, вне пределов пусковой вышки.
Опыт отработки ракеты «Прайвит-А» дал много ценного в вопросе связи ракеты и ускорителя во время разгона и автоматического их разъединения после окончания работы последнего. Эксперименты с ракетой «Бэби-ВАК» показали надежность конструкции разъединяющего устройства и подтвердили правильность сохранения невысокой вышки.
Новая стальная пусковая вышка представляла собой прямоугольную башню высотой 30 метров с тремя направляющими рельсами, установленными в вершинах равностороннего треугольника. Длина рабочей части рельсов несколько превышала 24 метра. К пусковой башне были подведены трубы, через которые осуществлялась заправка ракеты топливом и сжатым воздухом.
Новые ракеты требовали и нового полигона. И такой полигон был создан в одном из районов штата Нью-Мексико, известном под названием Уайт Сандс (White Sands — Белые Пески). Этот район был облюбован специалистами в области ракет по тем же соображениям, которыми руководствовались ученые Манхэттенского проекта, выбравшие это место для взрыва первой урановой бомбы: большие открытые участки местности с плохими почвами и малочисленным населением создавали благоприятные условия для проведения здесь любых крупномасштабных испытаний.