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| R-1 到 R-5 |
1946年至1953年间苏联孕育的苏联和德国导弹设计竞争
1967年,世界上第一个洲际弹道导弹R-7的真实结构在其首次试验后的第10年才被披露。同样,苏联的N1探月火箭在1981年也就是其首次发射后第21年才揭开神秘的面纱。而其它的苏联弹道导弹早早地就公布于世了,甚至在它们服役之前就例行公事地接受了世界媒体镜头的检阅。苏联领导层对这些Korolev所设计产品过分的敏感的原因可能要归根于这些设计是源自Groettrup德国火箭工程团队的事实。
苏联官方的记述和历史记录掩盖了德国对苏联早期火箭技术做的贡献。事实上,在苏联远程火箭开发的早期阶段,科罗列夫团队和德国团队就在导弹设计上展开了竞争。德国团队的各项设计方案都优于科罗列夫团队。德国团队空气动力学分析报告中提出的独一无二的锥形火箭结构以及他们建议的如整合推进箱、将液氧燃料箱安装在燃料箱前方等基本特征都被科罗列夫应用到R-7和N-1上。同时,苏联第一代弹道导弹采用了德国团队开发的精确无线引导技术。德国研制的发动机也作为一个主要组成被Glushko使用到其它相同类型的导弹中。在其中一些案例中,德国的设计图子甚至没有经过任何改动就被使用,只是将德文译成了俄文。
几年来,通过德累斯顿科技大学Olaf Przybilski博士的研究,苏联对德国团队依赖的事实变得越来越明显。Olaf Przybilski博士同德国团体健在的人员对苏联案卷进行了一次新的基础研究。研究报告中描述的事实与苏联报道的大相径庭。
1944年7月13日,邱吉尔写信给斯大林表达了对一种作战武器V-2的迫切需求。苏联开始正式知道德国远程导弹的研究。同年9月,苏联红军占领了位于波兰Dembidze的A4研究基地,并修复了第一枚V-2残骸。1945年3月,一个RNII-1导弹专家组被派往波兰。在波兰抵抗组织成员的帮助下,V-2部件被验证并装载上了Li-2飞机上。飞机在基辅附近坠毁。只有部分V-2部件被运到莫斯科。不过,这些剩下来的部件对V F Bolkovitinov属下十名专家组成的团队第一次重造V-2导弹已经足够了。
为了复原从德国获取的液态火箭技术,1945年4月19日国防委员会颁布了第8204号决议成立中央设计一局(TsKB-1)。5月24日,第一批中央设计一局工作人员抵达柏林(盖杜柯夫将军是负责人。成员包括谢米诺夫, Mriykin, Pobedonsotetsev, VS Budnik, Shaprior, Timofeyev, Chertok和Volfovich)。一个星期之后,斯大林颁布命令接管所有德国的苏联占领区中的火箭机构并恢复研究工作。
6月1日,研究小组抵达Peenemuende工厂。他们惊讶于眼前各种各样的火箭和试验平台。工厂里不仅有V-2,还有莱茵女儿,莱茵使者,瀑布和台风导弹。德国的“自愿”技工部分组装了10枚V-2,并放在了苏联安全部队包围的地域。显然,德国技术发展十分迅猛,以至于苏联不得不再从莫斯科调来更多的自动动力和电力工业部门的专家。
1947年7月,美军从德国东部地区撤出。后来德国东部地区在雅尔塔会议上被分配给了苏联。其中包括位于诺德豪森的地下V-2劳工生产工厂。虽然美国弄走了部分V-2部件,只留给苏联一些“残羹冷炙”。但实际上剩下的东西比记载所描述的重要得多。
8月份,V-2重建工程开始。工程由Bleicherode的Chertok和Isayev领导的150名德国专家实施。8月9日,又从苏联过去一支284名专家组成的新团队,其中包括Korolev, Glushko, Pilyugin, Barmin, and Mishin。
Mishin被指派接管一列用于支持V-2发射试验的专列。苏联人找到了大多数但不是全部的V-2设计图子。因而苏联在Bleicherode建立了一个办公室来完整地重构导弹的技术图子。随后就开始为苏联红军的制造V-2导弹。
征召人员在苏联占领地区彻底地搜寻了德国火箭工程师。Hermann Groettrup是被考虑可能为苏联工作的最佳人选。接下来就是在美国占领区域征召。Chertok主持了两个谈判。Groettrup最终接受了每月5000马克的薪金另加一套别墅,并将妻子和两个孩子带到Bleicherode的条件。Chertok还考虑过绑架Wernher Von Braun,但最终没有实施。因为这次的犹豫,他在24年后还被同事指责。其中一些指责带有嘲笑的口气,称其为“man that lost the moon race”。
德国人复制了他们在布雷克罗德“Institut Rabe”工厂的设备。他们告诉苏联这些设备支持火箭的生产和发展的('Raketenbau und Entwicklung')。苏联后来才明白“Rabe”的含义。随后,他们指示将名字改成更无伤大雅的“核心工厂”(Zentralwerke)。Barmin领导另一个类似的小组“Berliner Institut”。这个小组致力于筹划小型德国导弹的苏联生产,如Wasserfall, Schmetterling, Taifun等。
8月份,Zentralwerke的V-2发动机的静态试验台重新投入使用。1945年12月底,600名德国和苏联专家开始在Zentralwerke工作。1946年3月,首批两枚完成的V-2准备试验。在发动机试验台上,德国和苏联专家将标准的V-2发动机调整到良好的推动力和性能。1946年6月至9月间共进行了40次点火试验,用来调整混合推进头和各种混合比率。标准V-2发动机的推动力从25吨增加到30吨。
在那个夏天,整个苏联占领区有5000名工人致力于V-2的制造。军购人员被派往西部占领区和法国去从原始制造商手中购买了一些必要的部件。这些部件被毫不费力地走私到了Zentralwerke。1946年9月,首批10组新型的V-2完工。其中5组用于大气测量,5组用于无线引导测试。
不过苏联准备将导弹制造工作转移到本国腹地,以远离西方国家的监视。1946年5月13日,一个秘密指令要求在苏联本土建立一批新的研究机构来全面开发德国火箭技术。乌斯蒂诺夫被任命为整体负责人。新的研究机构包括:
• NII-88, 地点Podlipki, 总指挥Gonor将军, 总设计师Korolev, 研究内容为导弹设计。
• OKB-46, 位于卡希梅基, 总设计师Glushko, 研究内容为仿造V-2引擎。
• NII-885, 总设计师Ryanskiy, 研究内容为制导系统。
• NII-885,位于Monino, 总设计师Pilyugin, 研究内容为控制系统。
• NII-10, 总设计师V I Kuzentsov, 研究内容为陀螺仪。
• GSKB, 总设计师Barmin, 研究内容为发射装置。
• General Vosnyuk, 总指挥, 苏联导弹试验射程(地点待定)。
经过几个月的准备,1946年11月22号晚上,苏联秘密警察发动了攻势,为234名德国专家组织了一个大型的聚会。聚会上提供了大量俄罗斯传统烤面包,以此来让这些专家进入状态。第二天早上4点钟德国专家就被红军重重的敲门声从醉梦中叫醒。他们被要求立科同意自愿在苏联进行5年的研究工作。第二天早晨,这些专家连同他们的家属和财产被送上了开往苏联的火车。
抵达苏联后,这些德国专家被指派到Khimki, Monino, and Podlipki与苏联专家一起工作。不过后来他们被慢慢转移到了Gorodomlya。Gorodomlya是一个上世纪三十年代苏联用于进行动物疾病(可能是生物战)研究的岛屿。截至1948年5月整个德国团队到达那里。苏联实际上要利用他们的设计做什么以及他们做到什么程度已不再是什么秘密。第一个V-2试验场建立在克里米亚半岛,使用的装备来自Peenemuende。后来研究工作被转移到靠近Glushko主要工厂的扎戈尔斯克市。
1947年5月22日,234名专家中的第一批被调往Gordodomlya。苏联要求他们设计600公里射程的火箭(G-1/R-10)。虽然这个设计在德国已经进行过,但是在苏联还是遇到了一些问题。首先是项目的技术文档不知什么原因还在从Zentralwerke送往Gordodomlya的途中。第二个障碍是苏联的制造技术只相当于德国上世界30年代初的水平。不过,这个专家团队还是在1948年12月28日完成了G-1的草案并证明了方案的有效性。
与此同时,苏联还准备在卡普斯金亚尔秘密试验N系列德国制造的V-2的新射程。为了在 “十月革命”30周年纪念之前进行首次发射,试验场在1947年9月建成。然而,由于电子启动装置的接线错误,苏联工程师不能让火箭点火装置工作。正绝望时,13名德国技术人员在9月13号被装进火车,并于9月28号到达了这个秘密试验基地。但是这个线路问题还是直到10月15号才被解决。第一枚火箭在10月18号成功发射,虽然它再发射后瞬间就偏离了方向。苏联怀疑德国人有“蓄意破坏”的行为。不过11枚火箭还是在11月13号前全部发射了。12月9号,德国团队返回Gordomlya,再次与计划隔离。他们从来没有听说过R-1(V-2的苏联复制品)的生产,也不知道R-1在1948年9月开始的一系列首射试验。
同时,在卡希梅基的德国团队制造了十台KS-59“小人国”内部氧化物型号的引擎。这种引擎采用了一种新型改进的具有60个大气压的平面推进燃烧间。第一台引擎于1948年底完工。这些引擎都是为了验证针对G-4/R-14所进行的设计。从1949年夏天到1950年4月,对这种引擎进行了100次试验,使用了多种燃料,包括稀有的氟化物以及被禁用的氢氧化铍。试验证明,“Lilliput”可以使用这些燃料。
经过一系列的试验,苏联人逐渐接管了试验工作。德国技术团队甚至不知道试验在1948年底以后还在继续。在没有德国技术人员的帮助下,Glushko还是在1951年构建出了德国为第二代引擎所做的设计。这个设计就是具有7吨推动力的ED-140。在未来15年里,ED-140结构成为了Glushko开发的火箭引擎的基础。
对于Korolev的R-3,Glushko建议仿造V-2的方式,采用这些7吨的燃烧室中的19个作为“提前燃烧室”来给主要混合燃烧室提供能量。通过这种方式就能够得到一个产生100吨以上推力的高性能引擎。但是,在制造过程中混合燃烧室的稳定性问题不能得到解决。因此,他们首先尝试了将R-7的RD-105/RD-106引擎的推力骤减到65吨。但还是没有成功。于是Glushko在每个RD-107/RD-108引擎中安装了四个推力为25吨的燃烧室。每个燃烧室的推动力相当于一个V-2。的推力虽然这种方法很新,但效果很好。
当决定用Groettrup的G-4/R-14结构来取代Korolev的R-3时,首席设计师还是最后屈服了,热情地采用了德国空气动力的解决方案。虽然他不想R-3淘汰,但还是在后来的R-7洲际弹道导弹中采用了德国设计。当Korolev构想了一个延长的核心启动阶段时,“G-4族”(可能是神秘的G-5 / R-15)就变成了R-7。这一构想就是使所有发动机在发射台上点火。这样不仅解决了在初期的250吨的两阶段设计中关于空气启动的问题(如同美国的太阳神或Groettrup的R-12A),也在技术上解决了3到4个推进器复杂的丢弃问题(如同美国的阿特拉斯和Groettrup的R-12K)。
19世纪50年代后期进入了N1时代。Korolev再次转入研究德国人的工作。N1是Groettrup设计的G-2和G-4的空气动力学派生型。N1集成了Groettrup设计的所有主要特性,包括85°倾角的锥形体,圆柱形的前部弹体和尖的鼻子以及与小型发射体相同的圆锥运载体的上部使用。由于苏联制造技术的限制,Korolev不得不采用N1的球形油箱来取代Groettrup运载火箭的整体通用防水油箱。
德国团队对苏联后来的这些研究工作一无所知。1951年4月3号,一些成员被遣返回国。1951年10月,他们被完全隔离并基本上停止了工作。最后一名德国团队成员于1953年11月22号返回德国。Groettrup将在苏联工作的资料送往了西德,并于1957年向中央情报局汇报了试验结果。但是汇报中存在一些错误信息,并为了避免苏联的报复轻描淡写了德国人员工作的重要性。完整的经过直到上世纪末才被完全公布。
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| R-1导弹 |
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| SS-1B |
R-1导弹
R-1是苏联仿造德国V-2制造的。尽管苏联秘密警察头目Beria和德国火箭工程师助手对项目的胁迫性监管,苏联还是耗时八年才完全掌握德国的技术并应用到导弹生产中。这些困难证明了德国对苏联工业技术落后德国15年的评价是完全正确的。
主要性能指标:
有效载荷815公斤,射程270公里,最大射高77公里,飞行时间5分钟,最大发射速度1465米/秒,纵向精度8公里,横向精度4公里。
除了现役的导弹型号,其他变型被用于了技术和科研试验。从第五枚R-1A起,导弹都装配了可抛弃侧向油箱和一个利用生物(狗和兔子)仿真原理制造的弹头。其他部件被暴露在零下的低温,高度在100公里的环境下。
• R-1A是用于试验将来的弹道导弹(R-2和R-3)上使用的分离式弹头。最后两次发射采用了科学的垂直飞行试图进入上层空间。
• R-1B和R-1V用于宇宙射线,太阳辐射,可重获的生物载荷以及通过营救降落伞重获整个导弹的研究。
• R-1D用于大气的研究,高速和高空条件下试验外形的空气动力学研究,上层空间的风力测试,电离层的测试以及可重获的生物和设备载荷的研究。
R-1Ye用于大气,太阳射线,气动力,上层空间的风力、电离层、臭氧层、可重获的生物种类以及通过救生伞重获整个导弹的研究。
第一次"飞毛腿(Scud)"这个词是北约将R-11弹道导弹称为SS-1b 飞毛腿-A型。更早的R-1导弹被北约称为SS-1 Scunner不过是一个非常不一样的设计,几乎直接是德国 V-2的翻版。R-11同样采用了V-2的技术,但它是一个全新的设计,更小,与V-2和R-1的形状不一样。R-11是由en:Makeyev OKB 设计并在1957年服役的。R-11最有革命性的创新是A.M. Isaev设计的引擎,比V-2的多室设计(multi-chamber design)远为简单,并且用防震荡折流板(anti-oscillation baffle)防止间歇燃烧。这是俄国太空火箭所使用的更大的引擎的设计先驱。
后来发展的变种有1961年的R-300 Elbrus / SS-1c 飞毛腿Scud-B和1965年的SS-1d 飞毛腿Scud-C,这两种都可以携带5-80千吨的常规高爆的核武器或化学武器(加厚的en:VX)弹头。1980年代发展的SS-1e 飞毛腿Scud-D变体可以携带一个常规高爆弹头,一个空气作为氧化剂(参见en:fuel-air explosive)的弹头,40个机场路道破坏弹(参见en:sub-munitions)或者100个5千克的人员杀伤性小炸弹。
所有型号都是11.25米长(除了 飞毛腿Scud-A,短了一米) 直径0.88米。推动引擎是用煤油en:kerosene和硝酸的单引擎(飞毛腿Scud-A)或者用UDMH和RFNA(Russian SG-02 Tonka 250)的引擎(别的型号)。
其他研制
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