В 20—30-х годах XIX века ракеты как оружие находят признание среди специалистов многих стран. В работах того периода отмечались преимущества и недостатки ракетной артиллерии, обсуждались вопросы тактического применения ракет, обосновывалось их место среди других видов оружия, высказывалась необходимость дальнейшего повышения дальности полета ракет и уменьшения их рассеивания.

Повышение дальности и уменьшение рассеивания боевых ракет осуществлялось в основном выбором сечения и длины направляющей, увеличением устойчивости пускового станка и некоторыми другими усовершенствованиями ПУ. Однако такие предложения, как придание ракете начальной скорости движения за счет энергии ПУ (1826), сообщение ракете угловой скорости вращения перед ее сходом с направляющей (1835), использование автоматических устройств для осуществления пуска и др., свидетельствуют о поисках принципиально новых по тому времени способов пуска и конструкций пусковых станков.

Выдвижение этих идей и попытки их реализации означали зарождение нового этапа в развитии техники пуска ракет — этапа, характерной особенностью которого являлось стремление улучшить тактико-технические данные ракет путем применения активных ПУ.

2.1. ПУСКОВЫЕ УСТРОЙСТВА, СООБЩАЮЩИЕ РАКЕТЕ НАЧАЛЬНУЮ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

С 20-х годов XIX века получил развитие способ пуска, характеризующийся использованием пусковых приспособлений для сообщения ракете относительно большой скорости начального движения за счет энергии наземных устройств, — активно-реактивный способ пуска ракет. Появление этого способа увеличивало дальность полета ракет, уменьшало рассеивание и позволило отказаться от ракетного штока, значительно ухудшающего эксплуатационные и боевые качества ракеты.

В 1826 году Ф. Макирони предложил способ, благодаря которому обыкновенную ракету Конгрева (со снятым хвостом) можно будет запускать из гаубицы или мортиры с точностью ружейной пули и на одну треть дальше, чем без использования этого способа.

В 30-х годах XIX века Макирони практически подтвердил свой замысел, успешно осуществив пуски полуфунтовых ракет предложенным способом. Недостатком этого способа были большие перегрузки, действующие на ракету при движении ее в канале ствола мортиры.

Им было предложено приспособление (рис. 14), позволяющее, по его мнению, производить пуск ракет всех существовавших в то время калибров из артиллерийского орудия.

Во второй половине XIX в. предлагались различные технические решения, улучшавшие конструкции ракет, пускаемых с сообщением начальной скорости, и наземных устройств для пуска таких ракет, способы запуска двигателя ракеты. При этом стремились уменьшить силовые воздействия на ракету.

Отличительной особенностью проектов пуска ракет в этот период было использование в качестве ПУ технически сложных механизмов, предназначенных для выполнения других задач: артиллерийских орудий, емкостей для сжатого воздуха, паровых машин, парораспределительных устройств и т. д., причем в качестве рабочего агента предполагалось использовать пороховые газы, водяной или другие пары, сжатый воздух, жидкости.

Предлагаемые конструкции, в случае реализации этих проектов, имели бы значительную массу. По всей вероятности, авторы не выполняли расчетов по их техническому обоснованию.

Рис. 14. Ракета для пуска из артиллерийского орудия (30-е гг. XIX в., опытная разработка): 1 — ракета; 2 — стабилизирующее устройство; 3 — ракета со стабилизирующим устройством в защитном корпусе с присоединенным поддоном перед установкой в ствол артиллерийского орудия; 4 — ракета со стабилизирующим устройством в полете непосредственно после выхода из ствола орудия (корпус и поддон отсоединились, двигатель еще не работает); 5 — устройство для пуска двигателя в полете; 6 — поддон

Однако было бы неправильно считать, что в XIX в. в области техники пуска боевых ракет выдвигались только идеи. Так, в 1890 году шведский артиллерист В. Т. Унге предложил проект ракеты (воздушной торпеды) для пуска из артиллерийского орудия с целью увеличить дальность полета и улучшить кучность падения. Хотя его предложение не являлось оригинальным, работы В. Т. Унге в области техники пуска заслуживают внимания тем, что они были доведены до стадии экспериментальных пусков, причем пускаемые ракеты имели относительно большую стартовую массу. При пусках из мортиры ракеты приобретали начальную скорость полета около 50 м/с. Такая относительно небольшая начальная скорость, как показали испытания, незначительно влияла на уменьшение рассеивания ракет. Увеличить же начальную скорость не представлялось возможным из-за возрастания силовых нагрузок на ракету при движении ее в канале ствола орудия.

В последующие годы от пуска ракет Унге из мортиры отказались и стали использовать пусковые станки с трубчатой направляющей. Они разрабатывались применительно к каждой модели ракеты. Несмотря на значительную длину направляющих, доходившую до 7 м, получить удовлетворительную кучность падения все же не удавалось, и работы над ракетами и пусковыми станками Унге в конце первого десятилетия XX в. были прекращены.

Пуски ракет Унге осуществлялись не только с земли, но и с дирижабля (1908).

2.2. ПУСКОВЫЕ УСТРОЙСТВА, СООБЩАЮЩИЕ РАКЕТЕ УГЛОВУЮ СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ПРИ ПУСКЕ

В XIX веке большое внимание было уделено способу пуска ракет с сообщением им определенной угловой скорости вращения относительно продольной оси. Такое вращение, по мнению авторов, должно было сохранять неизменным положение продольной оси ракеты в полете.

Такой способ пуска давал возможность отказаться от ракетного штока и повысить кучность падения ракет. По сравнению с другими возможными методами стабилизации ракеты в полете сообщение ей вращательного движения на направляющих перед пуском могло привести и к увеличению дальности полета, так как при этом топливо ракеты не расходовалось для стабилизации.

Предложенные в XIX веке способы сообщения вращательного движения с помощью пусковых станков можно разделить на две группы: вращение ракеты совместно с пусковой трубой станка механизмом наземного устройства; вращение ракеты за счет винтообразного паза на внутренней поверхности пусковой трубы, в который помещался выступ корпуса ракеты.

Рис. 15. Пусковой станок для раскручивания ракеты вместе с пусковой трубой (Россия, середина XIX в., опытная разработка): 1 — цилиндрические валики; 2 — ракета в цилиндрической направляющей; 3 — станина; 4 — зубчатые колеса; 5 — рукоятка для раскручивания направляющей вместе с ракетой

Оба способа были предложены в 30-х гг. XIX в. В 1835 году Макентош запатентовал первый из названных способов. Позднее были предложены различные варианты механизмов раскрутки направляющих: мускульной силой человека, пружиной, электромотором.

В 50-х годах XIX века такие станки были созданы. Одни из них — пусковой станок Монтандра состоял из цилиндрической трубы, раскручиваемой человеком с помощью рукоятки и системы зубчатых колес (рис. 15). Ракета (без штока) помещалась в пусковую трубу, которой придавались необходимое возвышение и направление, после чего она вместе с ракетой приводилась во вращение. При достижении требуемой (или максимально возможной) скорости вращения производился пуск ракеты. Однако проведенные опыты не дали положительных результатов. Отмечалось, что вращательное движение, сообщаемое ракете таким способом, «недостаточно сильно, чтобы придать оси ракеты правильное положение и необходимую устойчивость, правильность полета ракет с хвостом несравненно превосходит правильность полета ракет, спущенных с таких пусковых станков».

Французский артиллерист М. Тиру (вторая треть XIX в.) создал станок, пусковая труба которого имела на внутренней поверхности винтовую нарезку. Однако испытания по пуску ракет из направляющей с нарезкой не оправдали надежд. Предположения о возможности использования такого метода раскручивания ракеты высказывались и в дальнейшем, но из-за существенных недостатков он не получил развития. Кроме того, что на придание вращения ракете расходовалось топливо, требовалась длинная пусковая труба, чтобы ракета сделала несколько оборотов, а наращивание тяги было бы быстрым для сообщения ракете необходимой скорости вращения.

Таким образом, идея стабилизации ракеты в полете ее вращением, так же как и идея сообщения начальной скорости, не нашла практического воплощения в XIX — начале XX в.

В заключение отметим, что для пуска ракет В. Геля, предложенных в 1845 г., в середине XIX в. было разработано значительное количество различных по конструкции пусковых станков. Наиболее удачный из них состоял из пусковой трубы, угол возвышения которой обеспечивался закреплением ее переднего конца в специальной раме. С точки зрения техники пуска эти станки интересны тем, что они были просты по конструкции, обеспечивали пуск ракет под любым требуемым углом и имели при этом хорошую устойчивость.

2.3. РАЗВИТИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ПУСКА РАКЕТ

В первой трети XIX века намечается тенденция использования механизмов и приспособлений для автоматического пуска ракет как в целях улучшения тактико-технических данных ракет, так и упрощения предпусковых операций.

Первая попытка автоматизировать пуск ракет связана с применением фейерверочных ракет, когда надо было произвести пуск нескольких сот или тысяч ракет в определенной последовательности или одновременно.

Автоматизация пуска этих ракет, как и в китайских установках контейнерного типа (XVI—XVII), позволявших осуществлять одновременный пуск до 200 боевых ракет, сводилась к применению порохового шнура, соединявшего заряды ракет.

С рубежа XVIII—XIX веков в пусковых установках начинают применяться механические автоматические устройства. Выполнение части операций пуска ракет механизмами повышало эффективность использования ракет. Одной из первых проблем, при разрешении которой возникла необходимость применения автоматических механизмов, была подача троса вслед за летящей спасательной ракетой. Значительная скорость полета такой ракеты (около 200 м/мин) исключала возможность эффективной подачи троса иным способом. В 1799 году, как упоминалось в гл. 1, Дукарн-Бланжи разработал пусковую систему, в которой предусматривалось автоматическое сматывание троса со специальной конструкции, причем для этого использовалась энергия ракеты.

Другим автоматическим устройством, нашедшим применение в начале XIX в., был механизм закрывания крышки морской пусковой установки, которая предохраняла элементы установки и корпус судна от воздействия газовой струи ракетного двигателя. Для закрывания крышки использовалось давление истекающей газовой струи.

С появлением идеи использования энергии наземных устройств для сообщения ракете начальной скорости движения (с начала второй четверти XIX в.) были предложены проекты различных автоматических устройств для отделения силового корпуса и бандажа, необходимых для выброса ракеты из ствола артиллерийского орудия, за счет сопротивления встречного воздуха.

В это же время выдвигается идея и производятся эксперименты по сообщению огня зарядам ракет с помощью электричества. Одним из первых подобный эксперимент провел К. Л. Шильдер в 30-х гг. XIX в.

С середины XIX века большое внимание уделяется развитию автоматических устройств для обеспечения высокой скорости схода ракет с направляющих и ее постоянства при пусках, что должно было, по замыслу авторов, уменьшить рассеивание.

Имеющиеся сведения позволяют заключить, что предложенные методы регулирования начальной скорости схода предполагали использовать устройства, основанные на следующих двух принципах: удержание ракеты с работающим двигателем до достижения силы тяги определенной величины, после чего срабатывал механизм, удерживающий ракету на направляющих; сообщение ракете добавочной скорости при ее движении на направляющей пускового станка.

Исполнительные механизмы, осуществляющие автоматический сход по принципу удержания, выполнялись и функционировали в соответствии с одним из следующих способов:

— ракета насаживалась на винтовой шток, который после запуска двигателя ракеты вместе с ней выдвигался из направляющей на определенное расстояние; затем ракета отделялась от штока;

— ракета укреплялась в секторе, зафиксированном в определенном положении пружиной; при определенной тяге сектор поворачивался, ракета освобождалась от упоров и сходила с направляющих;

— ракета удерживалась в пусковой трубе до достижения определенной силы тяги, причем для регулирования необходимой силы удержания использовалась сила тяжести груза регулятора.

Регулирование начальной скорости полета по принципу удержания не нашло широкого применения, так как при удержании ракеты на направляющих до срабатывания механизмов удержания расходовалось топливо ракеты, что приводило к уменьшению дальности полета ракеты.

Более перспективным являлся принцип сообщения ракете добавочной начальной скорости движения. В этом случае автоматические устройства выполняли различные предпусковые операции: отсоединение ракеты от механизма пусковой установки, сообщающего ракете начальную скорость движения; переключение рабочего тела, используемого в механизме сообщения начальной скорости; запуск двигателя ракеты при движении по направляющим и др.

В начале XX века автоматические устройства предлагали также использовать для пуска ракет с самолета (в зависимости от числа оборотов двигателя самолета), с плавающей морской пусковой установки (при замыкании ее электроконтактов, например от соприкосновения с кораблем).

Таким образом, до 20-х гг. XX в. было высказано значительное количество идей в области автоматизации пуска ракет. Наиболее широкое применение в рассматриваемый период нашли автоматические механические устройства.

2.4. РАБОТЫ ПО ТЕХНИКЕ ПУСКА РАКЕТ, СТАБИЛИЗИРУЕМЫХ РАКЕТНЫМ ШТОКОМ, В КОНЦЕ XIX- НАЧАЛЕ XX в.

В конце XIX века в связи с развитием нарезной артиллерии интерес к боевым ракетам со стороны артиллеристов значительно уменьшился. Специалисты также убедились, что технические возможности не позволяли изготовлять приемлемые для практики конструкции ПУ, использующие активно-реактивный способ пуска.

В то же время находят широкое применение осветительные, сигнальные, спасательные ракеты и ракеты другого назначения, которые, как правило, стабилизировались штоком. Хотя для пуска этих ракет использовались установки, требования к конструкциям которых сложились до середины XIX в., конструкторы все же искали пути совершенствования техники пуска. В связи с этим намечается тенденция упрощения конструктивных форм пусковых станков, отказа от применения в их конструкции паровых машин и узлов, различных агрегатов для отключения и распределения энергии и т. д.

Примером таких поисков могут служить работы Николаевского ракетного завода по созданию станка дли пуска осветительных ракет. Особенностью станка была изготовленная из листовой стали направляющая, имевшая квадратное сечение и состоявшая из двух половинок, из которых верхняя отбрасывалась на шарнирах, чем достигалось удобство заряжания. Из других работ того периода заслуживает внимания конструкция ПУ в виде телескопической системы, позволявшей выдвигать установку за борт корабля и тем самым предохранять элементы судна от воздействия реактивной струи.

Предусматривалось размещение ПУ на несамоходном шасси. Много внимания уделялось также наведению ПУ, автоматизации пуска, удобству обращения.

Созданные в последней трети XIX в. станки для пуска осветительных ракет удовлетворяли предъявленным требованиям, что способствовало их широкому применению. Осветительные ракеты использовались во время русско-японской войны 1904—1905 гг. как на суше, так и на море. Станки описанной выше конструкции для пуска осветительных ракет применялись во время первой мировой войны. Для удобства пользования они снабжались инструкциями.

Кроме осветительных ракет в первой мировой войне применялись ракеты для прорыва проволочных заграждений. Для этой цели использовались ракеты, связанные с местом пуска тросом, и станки, подобные созданным ранее для пуска спасательных ракет.

Техника пуска ракет, стабилизируемых штоком, развивалась не только по пути усовершенствования пусковых станков. В начале XX века разрабатывались и применялись принципиально новые способы пуска.

В 1902 году русский артиллерист Иванов предложил производить пуск сигнальных ракет без использования пусковых станков. Одним из основных преимуществ этого способа пуска был экономический эффект, так как отпадала необходимость в пусковых средствах.

Как следует из работы Иванова, этот способ успешно применялся им в течение нескольких лет для пуска ракет. Роль ракетного штока выполняли три деревянные пластины, которые располагались по окружности корпуса ракеты через 120° и укреплялись при подготовке к пуску. Затем ракета устанавливалась на грунт на нижние торцы пластин и стартовала вертикально, что отличало этот способ пуска от пуска ползуном (гл. 1). В полете эти пластины стабилизировали положение ракеты.

В первые десятилетия XX века выдвигались многочисленные предложения по использованию ракет, стабилизируемых штоком, для борьбы с воздушными целями. Анализ проведенных работ в области техники их пуска будет дан в следующем разделе.

Установки для пуска ракет, стабилизируемых в полете штоком, существовали на вооружении европейских армий до начала 30-х гг. XX в. Так, в СССР от их использования отказались в 1930 г. *, причем на 1 октября 1929 г. их насчитывалось 143 и около 18 тыс. ракет.

Таким образом, ракеты, стабилизируемые штоком, и устройства для их пуска использовались и усовершенствовались около семисот лет (XIII—XX).

2.5. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИКИ ПУСКА РАКЕТ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПОРАЖЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙ. ПУСКОВЫЕ УСТАНОВКИ ПЕРВОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ

Предложения по применению ракет для поражения воздушных целей с земли и наземных целей с самолета расширяли сферу применения ракет. Одним из первых официальных документов, в котором упоминается о возможной конструкции ракетной ПУ на самолете, является патент, зарегистрированный в 1910 г.

В то время большая часть патентных разработок была связана с применением артиллерийского вооружения па самолете и установкой спасательного оборудования. При этом предполагалось, что самолеты также можно вооружать ракетами. Однако указаний по конкретному расположению ПУ на самолете в этих патентах не было. В начале XX века выдвигаются предложения в области техники пуска зенитных ракет, причем большая работа в этом направлении проводилась в России. Однако в то время еще не были сформулированы требования к их пусковому оборудованию, что послужило одной из причин появления большого числа технически незрелых проектов.

Состояние дел в области пуска зенитных ракет видно из работы того периода (1908): «Не менее гадателен вопрос о снаряде, который мог бы с земли направляться на значительную высоту для разрушения дирижабля. Может это будет выпускаемая с легко переносимого станка зажигательная ракета... и французские опыты производятся именно в этом направлении» **.

* В связи с этим В. А. Артемьев писал: «Громоздкость ракетного стайка, неудобство поджигания ракеты палительной или ударной свечой, укрепленной на длинной палке... послужили причиной отрицательного заключения» (см.: В. А. Артемьев. Создание первых ракет на бездымном порохе и краткая история деятельности ГДЛ за время с 1928 г. по конец 1933 г. Архив АН СССР, разр. 4, оп. 14, д. 148, л. 2).

** Глазков, Стрельба по управляемым аэростатам. «Сведения из области военного дела за границей». Варшава, 1908, № 14, с. 111.

В связи с этим заслуживает внимания идея русского инженера М. М. Поморцева, который в 1909 г. высказал «желание применять ракеты для использования по самолетам», причем предлагал «для борьбы с воздухоплавательными целями устанавливать пусковые станки на автомобили» *.

* Архив ВИМАИВВС, ф. 5, оп. 39/3, д. 349, л. 373.

Из проектов того времени представляет интерес проект Н. А. Сытенко, выдвинутый им в 1909—1910 гг. Сытенко предлагал использовать аэроракету для поражения дирижаблей и самолетов противника (аэроракета должна была состоять, по мысли автора, из пяти-шести соединенных друг с другом ракет Конгрева, имевших один трубчатый шток). Пусковой станок предлагалось выполнить в виде направляющей, установленной на вертикальной стойке, смонтированной на массивном основании. С точки зрения развития техники пуска эти проекты были одними из первых свидетельств зарождения техники пуска зенитных ракет.

В апреле 1912 г. другой русский специалист в области ракетной техники — И. В. Воловский представил в военное министерство России вместе с проектом боевой ракеты проекты двух «метательных аппаратов»: для пуска ракет с аэроплана и с автомобиля, причем проектом предусматривалось применение ракет для поражения кавалерии и летательных аппаратов противника.

При этом интересно отметить попытку Воловского создать станок для одновременного пуска нескольких ракет. Им были разработаны проекты ракетной батареи для установки на автомобиле и ракетной метральезы — на самолетах. Ракетная батарея состояла из нескольких направляющих трубчатого типа, расположенных правильными рядами в общей оболочке квадратной формы.

Каждая направляющая имела два контакта, соединенные проводниками с источником энергии. При помещении ракет в направляющие (зарядке пусковой установки) электроконтакты, находящиеся на передней части ракет, замыкали контакты направляющих, а на контрольном аппарате, расположенном на станине пусковой установки, загоралась соответствующая лампочка. После пуска ракеты контакты размыкались и лампочка гасла. Такое устройство давало возможность в любое время определять, сколько ракет готовы к пуску.

В 1909 году России близ г. Сестрорецка проводились практические опытные пуски таких ракет. Хотя дли этого использовались экспериментальные пусковые станки, однако опыты позволяли сделать вывод о возможности практического создания устройств для пуска зенитных ракет.

Рис. 16. 8-зарядиая авиационная пусковая установка (первая мировая война): 1 — пусковая труба; 2 — ракеты (со штоком)

Применение ракет с самолетов в первой мировой войне имело место во французской, немецкой и английской армиях. Для этой цели не разрабатывались специальные ракеты. Например, во Франции на биплане Ньюпора устанавливалась спасательная ракета. Ракеты запускались с помощью цилиндрических направляющих, в которые изводились штоки ракет (рис. 16). Направляющие под фиксированным углом кренились к силовым стойкам, соединяющим верхнюю и нижнюю плоскости биплана. Такая установка ракет на самолете значительно увеличивала сопротивление при полете и не обеспечивала наведение ракет и защиту их от неблагоприятных климатических воздействий.

Если во время первой мировой воины пуски ракет с самолета не вышли за рамки эксперимента, то зенитные ракеты уже применялись с успехом. Так, в начале 1916 г. французскими ракетами, запускаемыми с земли, был сбит немецкий дирижабль. Вот как об этом пишет немецкий летчик: «Мы сделали новый заход (на дирижабле) и только собирались нанести второй удар по станции, как увидели несколько неуклюжих желтых ракет, медленно летевших по направлению к нам... я успел заметить, что зажигательные ракеты запускались с шоссе близ железнодорожной станции и что пусковыми установками служили автомашины, которые двигались вдоль шоссе».

Предлагаемые в конце XIX - начале XX в. проекты в области техники пуска ракет лишь в небольшой степени способствовали применению боевых ракет, так как энерговооруженность ракет того времени была недостаточной. Дымный порох не обеспечивал быстрый набор скорости движения ракет на направляющих, выбор длины которых был ограничен эксплуатационными требованиями, и рассеивание ракет было большим.

С появлением бездымного пироксилинового пороха возникли технические предпосылки создания пороховых ракет с высокой энерговооруженностью.

Ракета с зарядом бездымного (пироксилино-тротилового) пороха была создана в нашей стране в 20-х гг. XX в. Высокая скорость схода такой ракеты с направляющей позволила увеличить дальность полета, уменьшить рассеивание и применить сравнительно небольшие по длине направляющие пускового станка. В связи с этим в 20-х гг. XX в. проблемам непосредственного создания активных установок для пуска боевых ракет практически перестали уделять внимание. Однако в 30-х гг. идея создания активных ПУ снова привлекла внимание специалистов, но уже при изучении возможностей пуска ракет для космических исследований.

В те же годы удалось создать ряд боевых неуправляемых снарядов с небольшой дальностью полета, но уменьшить рассеивание выбором их конструктивных параметров не удалось. Поиск решения этой проблемы пошел по пути создания многозарядных ПУ, что предопределило новый этап в развитии техники пуска ракет — этап совершенствования многозарядных ПУ.

В заключение отметим, что рассмотренный период в развитии техники пуска ракет, который окончился в первые десятилетия XX в., являлся периодом наименьших практических результатов; работы по созданию ПУ носили экспериментальный характер.