Городомля. Немецкие исследователи ракет в России

Альбринг Вернер

Как для американцев, так и для англичан применение газовой турбины в качестве двигателя в самолете не было новостью, однако они сами во время Второй Мировой войны таких разработок не проводили. Но теперь, после окончания войны они могли использовать готовые к использованию реактивные двигатели. И, наконец, ни одна страна антигитлеровской коалиции не занималась разработкой больших жидкостных ракет — таких, какие были созданы в Пенемюнде.

Советское руководство заметило, что американцы и англичане сразу по окончании войны стали собирать ведущих немецких техников и ученых из этих передовых областей и транспортировать их в свои страны для дальнейшей работы. В этих обстоятельствах советское руководство, со своей стороны, чтобы не потерять темпа развития военной промышленности по сравнению с американцами и англичанами, было вынуждено также ввозить к себе немецких специалистов

для оценки и дальнейшего усовершенствования немецких систем вооружения.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ В ГОРОДОМЛЕ И ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ СТРЕЛЬБЫ В КАЗАХСТАНЕ

Короткое посещение Парижа весной 1942 года, задолго до нашего пребывания в России. Я был приглашен в научно-исследовательский институт «Bassind'Essayc des Care'nes» посмотреть установку для измерения сил и моментов на модели судна при ее движении по кругу. Вместе с инженером из торпедного научно-исследовательского института в Эллунфёрде я должен был проверить, возможно ли с помощью этой установки измерять силы и моменты на погруженной модели торпеды при ее круговом движении, и если это возможно, то определить, какой специальный инструментарий для этого мог бы потребоваться.

В просторном многопрофильном научно-исследовательском институте судостроения нам показали введенную в строй установку. Мы увидели весьма импозантное техническое сооружение. Это был большой водный бассейн круглой формы семидесяти метров в диаметре и глубиной в несколько метров. В середине бассейна находился круглый бетонный остров. К этому острову от наружного края вел стальной мост с фермами. С моста в воду погружалась модель судна примерно в три метра длиной. Мост, приводимый в движение электромотором, мог объезжать бассейн так, как стрелка часов обходит циферблат — он передвигался на колесиках по рельсам, проложенным по краю бассейна, вращаясь вокруг вертикальной оси, установленной на острове.

Этот незначительный эпизод моей жизни впоследствии сыграл большую роль в наших экспериментах в Блайхероде и Городомле. А тогда в Париже мы оба — я и инженер из торпедного института (его звали Франц Рюбзам, и мы с ним были однолетками) доложили о своем прибытии в военно-морском министерстве на Площади Согласия, Place de la Concorde. Офицер, осведомленный о нашем интересе к экспериментам в водных каналах, знал об опытном стенде в небольшом институте аэронавтики. Он сказал: «Если Вы этим интересуетесь, я мог бы отвезти Вас туда на своем автомобиле». И несколько удлинил поездку, чтобы немного показать нам Париж.

Был изумительно теплый мартовский день. Вдоль длинных бульваров уже цвели каштаны. Офицер свернул на крутую узкую улицу. По обеим сторонам высились каменные фасады старых домов, с которых осыпалась штукатурка. Однако все было живописно приукрашено солнечным светом. Приехав на холм, который называется Монмартр, мы увидели большую церковь. Ее византийские купола сверкали белизной. Это была базилика Сакре-Кер. Ее стиль необычен для римско-католических культовых сооружений Западной Европы. Церковь старая и достойная уважения, но она всего на один год старше меня, если считать от 1913 года — времени ее завершения. Строительство, разумеется, началось гораздо раньше — в восьмидесятые годы 19-го столетия. С холма просматривается панорама тянущегося до самого горизонта города, пересеченного светлой рекой, через которую натянуто много мостов. Затем все внимание притягивает Эйфелева башня. Высотой в триста метров, она была построена для Всемирной выставки 1889 года. Ее конструктор Эйфель был не только неутомимым инженером-строителем, но и пионером аэродинамики. Сопротивление воздуха он определял опытным путем, бросая с башни тяжелые шары. Позднее он построил первую аэродинамическую трубу, и первый же написал книгу о систематических измерениях на моделях крыльев самолетов.

Вот мы уже снова сидим в автомобиле и проезжаем мимо Триумфальной арки — Arc de Trioumphe, величественного монумента, напоминающего сооружения римских форумов. Ее постройка началась в 1806 году по воле Наполеона Бонапарта, тогда еще непобедимого французского императора, владыки всей континентальной Европы. Каким гигантски возвышенным чувством жизни должен воспламениться человек, чтобы увековечить себя и свои успехи в таком монументе!

Мы прибыли в институт и сотрудник руководителя моей диссертации Пауля Рудена, работающего теперь в Аинринге, в научно-исследовательском институте аэронавтики в Австрии показал нам плоский водный канал. По плоской горизонтальной прямоугольной

поверхности равномерной струей течет вода. Она омывает объект исследования — поперечное сечение крыла. Сопровождающий нас специалист просит внимательно посмотреть на воду на выпуклой стороне профиля при увеличении скорости воды. Для этого медленно повышается число оборотов насоса, подающего поток.

Сначала, при малой скорости обтекающего потока, я не вижу ничего особенного — вода плавно обтекает профиль, на выпуклой стороне его на поверхности воды образуется небольшая впадина. С увеличением скорости потока воды впадина становится глубже. Затем происходит нечто особенное. Вода со дна впадины выпрыгивает на высоту общего уровня потока слегка вспененной и с крутым передним фронтом. Впадина становится несимметричной. Поперек крыла внутрь свободной воды вдается узкий крутой фронт, растягивающийся на довольно далекое от крыла расстояние. Сопровождающий спрашивает: «Не напоминает ли Вам эта волновая картина то, что Вы уже знаете?» Я раздумываю. Это обтекание крыла плоским потоком было довольно необычным экспериментом, и я, определенно, такого еще не видел. Но тогда скачкообразное уплотнение воздуха на крыльях, на выпуклой стороне которых достигалась сверхзвуковая скорость, часто наблюдали, и фотографировали с помощью мерцающей скользящей оптики — интерференционный метод. И так называемый скачок уплотнения на фотографии отображался как четкая черная линия на фоне белого окружения выпуклой стороны крыла. Ударная волна обтекает профиль со сверхзвуковой скоростью, в скачке же поток тормозится и имеет дозвуковую скорость.

Я спросил сопровождающего о связи скачкообразного уплотнения воздуха на крыльях самолета с его экспериментом. Он кивнул: «Да, течение в плоской воде аналогично потоку газа. Местная глубина воды соответствует плотности газа, прыжок воды — это скачок уплотнения в газе». Я быстро понял, что это не случайное подобие явлений, а аналогия, полученная из сходства соответствующих дифференциальных уравнений аэрогидродинамики.

Все эксперименты в газовом потоке очень дорогостоящие. Мощность привода, необходимая для аэродинамической трубы (которая должна продуваться с высокой дозвуковой скоростью) очень большая, и она будет еще больше для сверхзвуковой аэродинамической трубы. «С помощью таких простых экспериментов очень полезно проводить предварительные опыты» — сказал экспериментатор в заключение. «Здесь инициатором таких экспериментов, — услышал я, — стал старейший сотрудник нашего института господин Рябушинский, русский эмигрант, выехавший из России после 1917 года». Я был представлен этому добродушному несколько полноватому старому господину. Мечтательные глаза за тонкими стеклами очков, редкие тонкие волосы, длинная заостренная бородка. Рябушинский рассказал мне, что в юные годы он был ассистентом знаменитого аэродинамика Циолковского. Циолковский первым предложил изучать поведение летающих тел с помощью сравнительных экспериментов в плоском водном потоке.

Господин Рябушинский дополнительно показал мне ряд экспериментов, которые свидетельствовали, что плоскую водную аналогию можно использовать не только для изучения полета с дозвуковой скоростью, но и при сверхзвуковых скоростях. Я увидел, что волны воды, проходя через сопло Лаваля, формируются точно так же, как линии чисел Маха в газовом потоке. Соплом Лаваля называется канал, который после сужения опять расширяется. Мне рассказали, что в Технической высшей школе в Цюрихе аспирант профессора Аккерета по фамилии Прайсверк защитил диссертацию по теории и практике плоской водной аналогии. Вернувшись в Ганновер, я заказал себе эту работу. В 1942 году это стало для меня настоящим событием.

В Блайхероде, когда мне понадобились знания об аэродинамических давлениях, силах и моментах на корпусе ракеты при высоких дозвуковых скоростях, я вспомнил о парижских опытах. Небольшой плоский канал мы смогли для себя построить даже при наших тогдашних весьма ограниченных возможностях. Добыть материал даже для такого маленького экспериментального стенда тогда, в 1946 году, было очень трудно. Ловкий мастер выискивал среди металлолома металлические уголки и листы жести и из всего этого смастерил канал. Источником служил поток воды из обычного водопровода, который сначала проходил через так называемый успокоительный участок. Мастер выточил из металла очень точную модель крыльев, а также копию корпуса ракеты. Измеренная высота воды позволила рассчитать давление, плотность и скорость, соответствующие газовому потоку. По этим направлениям работы специализировался доктор Иоханнес Шмидель, опытный экспериментатор. Он написал очень обстоятельный и подробный отчет о своих измерениях.