Enciclopedia Armelor: V-2 sageata de la Peenemunde

Episodul XXVIII: Partea a II-a – Epoca Von Braun

 

 

Cercetarile lui von Braun (interesant este faptul ca acesta era inregistrat in certificatul de nastere sub numele de Maximilian Freiherr von Braun) erau considerate de catre militari ca fiind Strict Secrete, spre exemplu, teza sa de doctorat din anul 1934 intitulata “Contributie teoretica, constructive si experimentala privind construirea rachetelor cu combustie lichida” n-a fost publicata si prezentata lumii stiintifice decat dupa razboi. Armata a interzis cu desavarsire aceasta, din motive de secret militar –oricum, Germania ajunsese departe cu cercetarea in domeniul rachetelor fata de Aliati, si nu se cadea ca acestia sa afle despre ele, cu atat mai mult cu cat intelegerile de la Versailles erau inca in vigoare. Deocamdata!

Datorita sprijinului financiar masiv din partea Armatei si a resurselor materiale si tehnice allocate, dezvoltarea rachetelor avea sa aduca rezultate in curand chiar daca numarul esecurilor n-a fost tocmai mic (germanii au invatat insa vazand si facand si, toata lumea stiintifica stie asta –“Stiinta cere sacrificii”). Iata cateva exemple:

-prima camera de ardere din duraluminiu alimentata cu alcool si oxigen, a explodat in cursul primului test efectuat pe data de 21 decembrie 1932, fara a face victime omenesti;

-cea de-a doua camera de ardere testate pe data de 12 ianuarie 1933 a explodat si ea. Expertii au constatat ca materialele folosite la realizarea ei nu erau corespunzatoare, acestea nerezistand la temperature imensa degajata in urma arderii, aceasta ajungand lejer la 3000º C;

-in martie 1934 a fost testat pentru prima data in lume un nou amestec combustibil, format din peroxid de hidrogen (Hydrogen peroxide/H2O2 -acest compus este de fapt banala apa oxigenata) si alcool de mare puritate. Acest test s-a terminat tragic, in urma exploziei produse au murit 3 specialisti, unul dintre acestia fiind, doctor-inginer Karl Wahmke, un reputat cercetator german si unul dintre principalii colaboratori ai lui von Braun;

Racheta A2 schita

-decembrie 1934 s-a ridicat de la sol prima racheta reusita din ceea ce va deveni seria A, numita A-2. Inaintea acesteia a fost A-1, prima racheta cu combustibil lichid dezvoltata de catre von Braun, Georg von Tiesenhausen si echipa la Kummersdorf, ea cantarind doar 85 kg fiind dotata cu giroscop pentru stabilizarea in zbor –n-avea sa zboare niciodata, acest prototip explodand in cursul unui test static (21 decembrie 1932) dar a fost un bun inceput pentru cele ce i-au urmat. A avut urmatoarele caracteristici: greutate 150 kg; lungime 1,40 m; diametrul rachetei 30,4 cm; combustibil LOX-alcool (in concentratie de 75%); tractiune 300 kg; timp de ardere 16 secunde.

A-2/AGGREGAT-2, a fost o mica racheta ce a zburat pentru prima data in decembrie 1934, ridicandu-se la numai 2200 m inaltime, fiind propulsata de un amestec combustibil format din etanol (este cunoscut si ca alcool etilic, avand formula moleculara C2H5OH) si oxigen lichid (LOX/LIQUID OXIGEN -se obtine prin racirea aerului la temperature de -140,7ºC si mentinerea acestuia la presiunea de aproximativ 38,4 atmosfere). Racheta avea urmatoarele caracteristici: greutate: gol 72 kg/gata de lansare 107 kg; lungime 1,61 m; diametrul rachetei 31,4 cm; combustibil LOX-etanol; tractiune 320 kg/3,14 kN; timp de ardere 16 secunde. A fost lansata de pe insula Borkum din nord-vestul Germaniei, de 30,74 km/patrati (vezi anexa 1).

A-3 gata de lansare

  A-3/AGGREGAT-3, a fost o racheta deosebit de reusita, stramos direct al celebrei V-2. Ea se afla deja in dezvoltare la momentul testarii A-2, dar germanii aveau planuri indraznete de dezvoltare a acestor rachete exeperimentale. Se gandeau deja la realizarea unei rachete balistice cu tractiunea de 25 de tone, capabila sa transporte o tona de exploziv cu viteza de minim 1500 m/s. Ca urmare, A-3 va deveni modelul precursor al unei astfel de rachete, dar se impunea crearea unui motor mult mai puternic decat cele existente, lucru nu tocmai usor de facut. Acesta a fost unul dintre motivele pentru care A-3 a necesitat o perioada lunga de dezvoltare, dupa cum urmeaza:

–1934, debuteaza proiectul A-3;

–primavara lui 1936, au loc primele incercari statice cu A-3, acestea desfasurandu-se la Kummersdorf;

–iulie 1936, se desfasoara testele in tunelul aerodinamic cu racheta A-3;

–septembrie 1936, se desfosoara teste in tunelul aerodinamic cu varianta nr.3 a rachetei A-3. Toate aceste teste au dus la rezolvarea problemelor de aerodinamica, control si stabilitate;

A-3 dupa lansare

–septembrie 1937, are loc primul test static cu racheta A-3;
–noiembrie 1937, are loc transportul cu feribotul la poligonul Greifswalder OIE (o mica insula din Marea Baltica, in apropierea coastei germane, de aproximativ 1,6 km lungime, 19 m inaltime deasupra apei si 570 m latime. Aici s-au desfasurat inclusiv teste cu rachete A-4/5 pana in anul 1945) a patru rachete A-3;
–4 decembrie 1937, are loc prima lansare a unei rachete A-3. S-a dovedit un esec fiindca dupa numai 5 secunde de zbor racheta a luat-o razna prabusindu-se in mare. Unele surse mentioneaza ca ar fi explodat la doar 300 m de rampa de lansare. Insa faptul ca racheta a cazut in mare a reprezentat un mare handicap pentru cercetatori, datorita faptului ca neputand fi recuperata, ei n-au putut decat sa banuie cauza/cauzele dezastrului. S-au bazat pe observatiile martorilor, inclusiv pe cele ale marinarilor de pe navele Kriegsmarine ce pazeau locul, aflate in largul insulei;

A-3 in teste la  KUMMERSDORF

–6 decembrie 1937, are loc lansarea celei de-a doua rachete A-3, si aceasta fiind un esec. Racheta s-a prabusit la doar 5 m de tarm, imediat dupa lansare, dar, din fericire, a putut fi recuperata;
–8 decembrie 1937, are loc lansarea celei de-a treia rachete A-3. Racheta, la 4 secunde de la lansare a luat o traiectorie orizontala si s-a prabusit la 2 km de tarm. A fost insa clara defectiunea –duzele de evacuare si sistemul de control al carmelor. Si giroscoapele au fost revizuite;
–11 decembrie 1937, are loc lansarea, de aceasta data cu succes relativ, a celei de-a patra rachete A-3, ea ridicandu-se la doar 2500-3000 m inaltime. Aceasta era dotata cu un giroscop cu trei axe, carme dispuse in interiorul jetului de ardere realizate din grafit, precum si carme dispuse in exteriorul duzei de evacuare –solutie ce va fi adoptata si la V-2/A-4. Racheta avea un compartiment etans ce continea instrumente de masura si control, precum un barograf, un termograf si un mic aparat foto ce avea in obiectiv instrumentele mentionate anterior (termograful si barograful). De asemenea, racheta era dotata cu senzori ce masurau si inregistrau temperatura carcasei, presiunea in camera de ardere si, deosebit de interesant, un sistem de oprire de urgenta radio-comandat, printre primele din lume de acest gen (sursele germane il dau ca primul produs vreodata in lume), ce era activat atunci cand racheta o lua razna in timpul zborului, motorul fiind oprit (vezi anexa 2); tractiune 1,5 tone; timp de ardere 45 secunde; altitudine maxima prevazuta 20-50 km; altitudine maxima atinsa la teste, 400-900 m.

Desi racheta A-3 n-a intrat niciodata in productie de serie, ea a reprezentat o importanta evolutie in realizarea rachetelor militare, tragandu-se din testarea acesteia invataminte importante ce-au dus ulterior la realizari de exceptie in privinta mecanicii, aerodinamicii, termodinamicii, rezistentei materialelor etc, precum:

-camera de ardere cu injectoare centrifugale cu volum redus de la 2m la numai 30 cm. Datorita accelerarii timpului de ardere a LOX-alcool, viteza gazelor de ardere a crescut la 200 m/s;

-s-a imbunatatit racirea peretilor camerei de ardere prin pulverizarea alcoolului pe peretii camerei de ardere prin intermediul a catorva mii de mici duze –acest procedeu este opera lui Hermann Oberth si, daca m-am documentat bine, i se spune „racire voalata sau in pelicula” (iertata sa-mi fie nestiinta tehnica in domeniu de catre cei care se pricep. Sper doar sa nu fi gresit!). Acest procedeu inovator va fi folosit ulterior la racheta A-4/V-2;

-au fost create comenzi gazodinamice, ce foloseau eleroane din grafit, un material extrem de rezistent la temperaturi inalte, acestea fiind dispuse in jetul de gaze arse. Solutia se va regasi la rachetele ce i-au urmat, precum A-4/5/9;

Peenemunde harta

-in aceasta perioada si poligonul de la Peenemunde s-a modernizat. Aici a fost realizata o suflerie supersonica extrem de moderna ce a costat, dupa unele surse, cam un milion de marci, aici putandu-se simula viteze cuprinse intre 1-4,4 Mach, sufleria semanand cu un patrat avand latura de 40 cm. Posibil sa fi fost cea mai mare suflerie din lume la acea data, dar cert este faptul ca in anul 1943 germanii dadusera in functiune la Peenemunde un tunel aerodinamic in care se putea testa chiar si viteze de 10 Mach –unele surse mentioneaza faptul ca aici se puteau simula viteze ce ajungeau la cel putin 18000 km/h, ceea ce, daca intr-adevar a fost o realitate, este absolut fantastic. Oricum, sufleria era absolut necesara daca se dorea realizarea unor rachete balistice cu raza lunga de actiune, iar von Braun si echipa sa aveau deja pe planseta unele capabile sa zboare cel putin 175 km la o altitudine maxima de 80 km, putand duce o sarcina utila de aproximativ o tona. Printre acestea s-a numarat A-4, urmasa directa a A-3.

 

A-4, a fost una dintre cele mai reusite rachete germane. Initial, pentru aceasta, se aveau in vedere urmatoarele cerinte: capabila sa duca 10 kg de explozibil la maxim 125 km distanta (un proiectil de artilerie cu bataie foarte mare, cel mai probabil la sugestia Apararii Antiaeriene, ce a alocat si o suma mare de bani in acest sens); dimensiuni reduse care sa permita transportul rachetei cu mijloace auto sau feroviare (ideea a fost pana la urma adoptata de catre Wehrmacht, rachetele fiind, de obicei, lansate din paduri si de pe drumuri izolate). Ca urmare a acestor cerinte, von Braun s-a gandit la o racheta cu lungimea de 13 m; diametrul 1,6 m; greutate maxima 12 tone; tractiune 25 tone; viteza de evacuare a gazelor 2100 m/s. Asa cum le sta bine germanilor, si A-4 a avut mai multe variante, unele realizate, altele ramase doar pe hartie, insa toate sunt absolut uimitoare. Iata cateva dintre aceste variante de A-4, ce ulterior, la debutul productiei de serie in anul 1943, la ordinul lui Hitler si insistentele lui Goebbels (acesta conducea Ministerul Propagandei, adica gasca de latrai si pupincuristi ai regimului nazist), a fost numita V-2/Vergeltungswaffe -2/Arma de Represalii-2.

 Prima lansare V-2

A-4/V-2 a fost un proiect ce a avut mai multe prototipuri, dar, cu certitudine, a reprezentat prima racheta balistica din lume. Varianta V-2 care pe data de 8 septembrie 1944 ora 18.43, a cazut in Marea Britanie ucigand 3 oameni si ranind alti 17-20, avea urmatoarele caracteristici: o singura treapta si motor racheta LOX (oxidant)-alcool metilic (carburant). Era prevazut cu o turbopompa de mare capacitate ce absorbea 8750 kg de combustibil in doar 65 secunde, putere 650 CP/5000 rpm; camera de ardere din tabla de otel, prevazuta cu 18 injectoare, viteza de evacuare a gazelor fiind de 2100 m/s; lungimea rachetei 14 m; diametrul rachetei 1,65 m; greutate: 12500/12980 kg (vezi anexa 3); 2 giroscoape+acumulatorii de alimentare a acestora de 28 V/60 A, sisteme hidraulice, etc -300 kg; 8750 kg –carburantul LOX stocat la temperatura de -183º (oxigenul lichid apare in evidentele germane drept A-Stoff. Era foarte volatil, astfel incat cisterna de alimentare cu capacitatea de 6,40 tone, pierdea pe drumul statia de incarcare-racheta cel putin 1,5 tone din incarcatura, prin evaporare)-alcool metilic (acesta apare in evidentele germane ca B-Stoff, fiind in proportie de 75% alcool etilic si 25% apa); doua rezervoare de combustibil ce masurau impreuna cam 6,1 m –unul de 5250 kg, continand LOX, iar celalalt, de 3500 kg, continand alcool metilic. Ambele rezervoare erau realizate din aluminiu, putand rezista la presiuni de 14 atmosfere (pentru presurizarea rezervorului de alcool metilic se folosea azotul, iar pentru presurizarea celui de LOX se folosea oxigenul). Primul zbor al rachetei V-2 a avut loc la Peenemunde in data de 13 iunie 1942.

   Interesant este si modul de functionare al turbopompei compusa din doua pompe rotative, actionate de catre o turbina cu abur (vezi anexa 4). Isi incepea coborarea spre pamant cel mai probabil la altitudinea de 97 km, viteza de impact fiind de 3240-3600 km/h, CEP 7-17 km, daca racheta era lansata impotriva unor tinte apropiate, de pe lansatoare mobile (de-a dreptul impresionant, fara cuvinte!)

Realizarea unei singure rachete V-2 era deosebit de costisitoare, pretul ridicandu-se la 4500 RM (Reichmark, marca nazista. Unele surse rusesti mentioneaza o suma cu mult mai mare, de peste 112000 RM –foarte probabil ca acesta sa fie costul real, per bucata) la nivelul anului 1944. Mai mult decat atat, o singura racheta necesita 3112 kg de tabla de aluminiu de diferite grosimi, si daca luam in considerare explozivii si dispozitivele speciale, acestea mai adaugau inca 3855 kg de materii prime. Cu toate acestea germanii au folosit pe scara larga racheta V-2 in bombardamente asupra Marii Britanii, incepand cu data de 8 septembrie 1944 (vezi anexa 5). Pana in martie 1945 cand atacurile au incetat datorita bombardamentelor Aliate si a pierderii facilitatilor de lansare, 5000 de V-2 fusesera lansate in directia Londra, dintre acestea doar 1100 (vezi anexa 6).

Diagrama traiectorie V-2

A fost un adevarat soc pentru expertii militari britanici si apararea AA, care reusisera sa anihileze amenintarea „bombelor zburatoare” V-1 (despre acestea intr-un articol viitor). Rachetei V-2 n-aveau ce sa-i faca datorita vitezei sale supersonice si a faptului ca „pica” din cer, dar unii s-au chinuit sa faca calcule –avea sa-i doara capul, iesindu-le un necesar de 300000 de proiectile AA ce-ar fi trebuit, in teorie, trase, pentru a se putea distruge o singura V-2, o idee idioata fiindca, in realitate, aceasta se putea dovedi chiar mai periculoasa decat racheta in sine, si asta deoarece proiectilele trase ar fi cazut inevitabil la sol…S-ar fi bombardat singuri, dar sa incerci a face ceva, fie si o idee traznita, atunci cand stii ca nu poti face nimic, este revigorant pentru moral, si-atat! Totusi, trecand peste socul initial si apeland la luciditate, expertii britanici au ajuns la singura solutie viabila si posibila pe care o aveau, bombardarea unui teritoriu cu raza de 320 km situat in vecinatatea teritoriului insular –ceea ce-au si facut asa cum vom vedea in cele ce urmeaza.

 A-4/V-2 in culori de camuflaj

 -Va urma-

WW

 Enciclopedia Armelor: Episodul XXIX – Logistica

Anexe

 

[1] germanii devenisera constienti de faptul ca au nevoie de spatiu de testare suficient pentru a realiza rachete cu raza mare de actiune. Poligonul de la Kummersdorf devenise “neincapator” pentru noile proiecte pe care le aveau in derulare si, un factor deloc neglijabil, era expus privirilor indiscrete. Mai mult decat atat, rachetele prototip ar fi pus in pericol siguranta cetatenilor Berlinului, o asemenea perspectiva fiind de neacceptat pentru conducerea nazista din motive de imagine, bineanteles -cum ar fi fost ca o asemenea racheta scapata de sub control sa fi cazut in Berlin? N-ar fi dat deloc bine! Ca urmare, expertii considerau ca au nevoie de un loc izolat cu raza de cel putin 250 km pentru a putea testa in siguranta si discret noile rachete militare. Initial s-au gandit la campiile din Mecklemburg, loc de bastina al lui von Braun, o regiune de coasta la Marea Baltica. Pana la urma s-au hotarat asupra unui vast domeniu impadurit de circa 3500 hectare, acesta fiind in administrarea orasului Wolgast din Pomerania Inferioara. Era situat pe insula Usedom si avea cam 53 km/patrati, fiind izolat de continent de catre lacul Stettinerhaff, gura de varsare a raului Peene la vest si de Oder la est. In data de 2 aprilie 1936 insula a fost cumparata de catre Armata de la orasul Wolgast prin eforturile generalului Kesserling, care se pare ca n-a achitat-o totusi integral, dupa unele surse, ci doar pe jumatate. Oricum ar fi fost, s-a nascut Centrul de Cercetari al Armatei de la Peenemunde, aici ajungand in anul 1937 peste 80 dintre cercetatorii de la Kummersdorf, printre acestia numarandu-se Walther Dornberger, Georg von Tiesenhausen si von Braun. Nici vechiul centru de testare de la Kummersdorf n-a fost abandonat, aici continuand a se dezvolta noi sisteme de propulsie pana in vara anului 1940 –cel mai probabil

[2] daca racheta se inclina mai mult de 30º fata de orizont, atunci se activa sistemul de siguranta motorul fiind oprit, urmand deschiderea automata a parasutei de recuperare. Containerul parasutei era dispus sub rezervorul de oxigen, dupa acesta urmand rezervorul de carburant –ambele rezervoare fiind facute din aliaje usoare fiind proiectate sa contina 1000 kg de carburanti si sa reziste la o presiune interna de 294 kg/cm patrat. Racheta era prevazuta cu un nas conic in care dispuse bateriile electrice si, deosebit de important pentru ceea ce va urma, un sistem lichid de presurizare a azotului. Dupa toate aceste teste a inceput o munca laborioasa ce a durat 18 luni de revizuire a intregului proiect, munca ce va duce la A-4. A-3, ultima varianta, avea urmatoarele caracteristici: greutate: gol 740/750 kg/gata de lansare 1000 kg; lungime 6,74 m; diametrul rachetei 67,3/76 cm; combustibil LOX-alcool, in concentratie de 75%. LOX era oxidantul, iar alcoolul combustibilul

[3] dupa unele surse, dar probabil ca aceasta este greutatea corecta. Oricum, conform surselor germane, componentele rachetei cantareau: ogiva 980 kg, avand incarcatura exploziva formata din amatol –un explozibil cu mare putere de distrugere, rezultat in urma amestecului de TNT si nitrat de amoniu, ce apare in evidentele germane sub denumirea de Fp60/40, incarcatura exploziva cantarind 738 kg, suficient pentru a rade de pe suprafata pamantului o cladire de dimensiuni medii/mari in Londra. Ogiva masura 1,73 m; fuselajul rachetei 1750 kg, de forma fusiforma, aerodinamica,realizat din aluminiu; turbopompa 450 kg; camera de ardere (temperatura aici ajungea la 2700º C) si ajutajul de evacuare al gazelor arse 550 kg (in interiorul ajutajului erau dispuse 4 carme din grafit -1 si 3 controlau oscilatia rachetei si pozitia acesteia in miscarea laterala/2 si 4 controlau oscilatia rachetei si pozitia acesteia in miscarea pe verticala. Toate cele 4 carme erau controlate de catre giroscop

[4] aceasta era capabila de 5000 rpm, functionand pe baza amestecului de peroxid de hidrogen 80%, permanganat de sodiu 66% si apa 33%. Acesti compusi erau injectati cu ajutorul unor duze speciale, astfel: alcool metilic la presiunea de 23 bar, cu ajutorul a 1224 de duze capabile sa pulverizeze 58 kg/sec; LOX la presiunea de 17,5 bar, cu ajutorul a 2160 de duze capabile sa pulverizeze 72 kg/sec. Intregul amestec se aprindea la temperatura de 2500ºC). Tot acest sistem foarte avansat pe atunci de propulsie genera 55000 kgf la decolarea rachetei, si 160000 kgf la atingerea vitezei maxime, arderea durand 60 de secunde, racheta fiind impinsa cu o forta de aproximativ 4400 tf/secunda (cam 1341 m/sec). In timpul zborului racheta se inalta pana la 83-93 km altitudine, raza maxima de actiune era de 550 km, insa, in realitate, ea n-a depasit niciodata 321/330/362 km. Cu toate acestea, dupa doar 65-70 de secunde de zbor, racheta ajungea la impresionanta altitudine de 35 km (la aceasta altitudine mai cantarea probabil 4040 kg

[5] racheta a cazut la ora 18.43 la Brentford, in Londra, ucigand 3 persoane si ranind alte 17, facand una cu pamantul 8 case, alte 50 fiind avariate mai mult sau mai putin grav. Nu numai Londra si Marea Britanie erau vizate, ci si orase din Belgia si Olanda, precum Anvers, ritmul lansarilor de V-2 ajungand in luna octombrie 1944 astfel: 25 de rachete in 24 ore spre Londra/10 rachete in 24 de ore spre Anvers –aici, dupa toate probabilitatile, au cazut 1265 de V-2, dar numarul acestora difera in functie de surse

[6] numarul acestora difera in functie de surse. Pot fi mai multe sau mai putine, asa cum vom vedea in cursul articolului) reusind sa ajunga pe teritoriul insular (surse britanice mentioneaza: 500-517 rachete V-2 care au cazut in Londra/537 rachete V-2 ce-au cazut pe teritoriul Marii Britanii/61 de rachete V-2 care au cazut in largul coastelor britanice, in Canalul Manecii. Chiar daca sursele dau numere diferite, un lucru este cert, numarul victimelor si cel al pagubelor materiale: 400000 de locuinte distruse sau avariate, 2745-2800 de civili ucisi si 6500-6523 raniti

 

 

SURSE DATE SI POZE: Wikipedia-Enciclopedia Libera, Internet.

militaryhistory.about.com/od/…/p/v2rocket.htm‎

www.astronautix.com

www.russianspaceweb.com

www.v2rocket.com

www.allworldwars.com/Technical-Data-on-the-

www.v2rocket.com/start/chapters/mittel.html‎

www.modelfoxbrianza.it

weebau.com/history/opel-rak.htm‎

www.luft46.com/missile/wasserfl.html‎

www.b14643.de/Spacerockets_1/…/Al-Kaher/‎

Series Navigation

<< Enciclopedia Armelor: V-2 sageta de la PeenemundeEnciclopedia Armelor – V-2 Sageata din Peenemunde >>