|
|
Kierowany przeciwlotniczy pocisk rakietowy.
Wzrost siły nalotów alianckich z biegiem wojny sprawił, że lufowa artyleria przeciwlotnicza zaczynała stawać się niewystarczająca, dlatego też 9 września 1942 General der Flakartillerie, gen. Walther von Axthelm, wydał na podstawie zaakceptowanego 1 września przez Hermanna Göringa memorandum, polecenie rozpoczęcia prac nad rakietowymi pociskami przeciwlotniczymi, Fla-Raketen, które rozesłano 18 września do odpowiednich firm i instytucji. W końcu 1942 roku (2 listopada?) RLM podpisało z Flakversuchsantstalt (Placówka badawcza OPL) w Karlshagen k. Peenemünde kontrakt na budowę pocisku przeciwlotniczego C-2 Wasserfall. Prace prowadzono w ramach Heeres Versuchsantstalt Peenemünde (HVP lub HAP, Ośrodek badawczy wojsk lądowych Peenemünde) pod kierunkiem dr inż. Haase i technicznym zwierzchnictwem Wernhera von Brauna a nazwę placówki zmieniono na Flak-Versuchkommando Nord (Jednostka badawcza OPL Północ). Od 1943 roku ośrodek w Peenemünde działał pod kryptonimem Elektromechanische Werke - EMW.
Wstępne założenia projektowe określały, że pocisk ma startować punktowo, osiągać pułap 20 km z prędkością końcową 2860 km/h, mieć zasięg lotu sterowanego 50 km i manewrowość wystarczającą do naprowadzenia na samolot lecący z prędkością 870 km/h. Aerodynamikę pocisku oparto na rakiecie A4 (Vergeltungswaffe-2), jako już sprawdzonej w lotach z prędkościami do Mach 5, zakładając dla konstrukcji dopuszczalne przeciążenie 12 g. W celu zwiększenia zwrotności pocisk pierwszej wersji, Wasserfall W-1, otrzymał niewielkie trapezowe skrzydła umieszczone w pobliżu środka ciężkości, który jednak przemieszczał się wraz ze zużyciem paliwa.
Prace nad silnikiem rozpoczął dr Walter Thiel, zaangażowany także w opracowanie silnika dla pocisku A4, i próby doświadczalnych silników oznaczonych P.IX rozpoczęły się na Prüfstand II w marcu 1943, próby dopracowanej konstrukcji kontynuowano na Prüfstand VI w lipcu. Po śmierci dr Thiela, który zginął wraz z rodziną w schronie trafionym przez bombę lotniczą podczas nalotu RAF na Peenemünde w nocy 17/18 sierpnia, pracami nad silnikiem kierował dr M. Schilling. Ze względu na konieczność utrzymywania gotowego do startu pocisku przez długi okres czasu, nawet do pół roku, niemożliwe stało się zastosowanie użytej w A4 kombinacji paliwowej alkoholu i ciekłego tlenu. Po serii prób zdecydowano się na węglowodorowe paliwo Visol i utleniacz Salbei, przy czym zbiorniki miały pojemność większą od wymaganej, aby zrekompensować potencjalne straty podczas przechowywania pocisku.
Pierwsze loty Wasserfalla miały odbyć się jeszcze w roku 1943, jednak program uległ opóźnieniu ze względu na redukcję personelu, przesuniętego do mającego wyższy priorytet programu A4 von Brauna, który powodował też trudności materiałowe w budowie pocisku przeciwlotniczego. Zaważyła na tym decyzja Hitlera z 7 lipca 1943, przyznająca atakom rakietowym na Anglię najwyższy priorytet, wbrew racjonalnym przesłankom i kalkulacjom. Albert Speer, minister uzbrojenia i produkcji wojennej, który zresztą popierał wówczas tą koncepcję, napisał w swych wspomnieniach: "(...) Był to prawdopodobnie jeden z moich najpoważniejszych błędów. Byłoby dużo lepiej, gdybyśmy skupili wysiłki na produkcji defensywnej rakiety ziemia-powietrze. Była ona już opracowana w 1942 roku, pod kryptonimem Wasserfall, do takiego stadium, że wkrótce można by rozpocząć produkcję seryjną, gdybyśmy tylko wykorzystali umiejętności techników i naukowców zajętych w Peenemünde, pod kierownictwem von Brauna, opracowywaniem pocisków rakietowych. Długi na około 7,5 metra Wasserfall mógł przenieść około 300 kg materiału wybuchowego w radiowej wiązce kierunkowej na wysokość do 15 000 m i trafiać nieprzyjacielskie bombowce z wielką precyzją. Nie wpływał na to dzień, ani noc, chmury i mgła. Jeśli byliśmy później w stanie wytwarzać miesięcznie 900 dużych rakiet ofensywnych [A4 - przyp. GP], moglibyśmy z pewnością wyprodukować w ciągu miesiąca kilka tysięcy tych mniejszych i tańszych rakiet. Do dziś myślę, że ta rakieta, w połączeniu z myśliwcami odrzutowymi odparłaby aliancką ofensywę lotniczą wymierzoną od wiosny 1944 w nasz przemysł. (...)". Problem leżał też w ambicjach i konflikcie interesów Luftwaffe i Heer, wskutek czego pocisk przeciwlotniczy będący w gestii Luftwaffe z trudnością torował sobie drogę do ośrodka badawczego wojsk lądowych, jakim był HVP. Wasserfall mógł być opracowany znacznie wcześniej, gdyby w porę przeznaczono dla niego potencjał ośrodka w Peenemünde. Jeszcze 1 stycznia 1945 nad projektami pocisków A4 i A9 pracowało w HVP 2210 naukowców i inżynierów, podczas gdy nad Wasserfallem zaledwie 220 i tylko 135 nad Taifunem.
Pierwsza próba startu Wasserfalla, 8 stycznia 1944, zakończyła się wybuchem, udana była druga próba 29 lutego, w trakcie której wystrzelony z P.IX pocisk osiągnął prędkość 2772 km/h, później m.in. 28 września 1944 odpalony na Greifswalder Oie Wasserfall osiągnął pułap 7 km, 8 marca 1945 kolejny prototyp wzniósł się na 18-20 km z prędkością 2660 km/h. Próby ciągle modyfikowanej konstrukcji kontynuowano, przeprowadzając ogółem około 35-50 startów pocisków różnych wersji, z czego tylko około 12-15 było udanych. Druga wersja, W-5, była nieco większa i posiadała skrzydła o mniejszym wydłużeniu, ustawione w linii ze statecznikami. Wersja W-10 zachowując układ poprzedniczki charakteryzowała się zmniejszonymi wymiarami, co podyktowane było materiałochłonnością produkcji. Od marca 1944 prowadzono próby podzespołów i układu kierowania Wasserfalla, używając do tego celu zmodyfikowanych pocisków A4.
Po uzyskaniu wyników prób realizowanych w ramach programu Fla-Rakete pocisków Wasserfall, Schmetterling, Enzian i Rheintochter dwa pierwsze wybrano dla przeciwlotniczej obrony terytorialnej w ramach planu Vesuv (Wezuwiusz), zakładającego budowę 4 pasów obrony plot z 1200 bateriami po 80 Wasserfalli i 1300 bateriami Schmetterlingów, dodatkowe 870 baterii Wasserfalli stanowić miało ochronę szczególnie zagrożonych rejonów. Produkcję Wasserfalla planowano ulokować w podziemnej fabryce Zement koło Ebensee w Austrii i w olbrzymiej podziemnej fabryce koło Bleicherode, której ostatecznie nawet nie zaczęto budować, od października 1945 wytwarzając 50 pocisków miesięcznie, osiągając stopniowo 900 miesięcznie w marcu 1946 - przynajmniej według założeń. Pierwsze pozycje Wasserfalli miały być gotowe około listopada 1945, w marcu 1946 miało ich być około 20, z zapasem 100 pocisków na każdą. Cenę seryjnego Wasserfalla ustalono na 7000 - 10 000 RM, co w przybliżeniu dawało wg szacunków 14 000 RM za każdy zestrzelony samolot nieprzyjacielski, w porównaniu do statystycznie potrzebnych do uzyskania tego samego efektu 4000 pocisków artyleryjskich kosztujących 400 000 RM. Program Wasserfall doświadczał jednak ciągłych trudności i chociaż rozkaz SS-Gruppenführera Hansa Kammlera z 6 lutego 1945 określający zakres prac nad broniami przeciwlotniczymi i odwetowymi zalicza go do projektów, które mają być rozwijane dalej, został on ostatecznie wstrzymany 26 lutego. Zamiast niego do jednostek miał trafić pocisk niekierowany Taifun. Wbrew pojawiający się gdzieniegdzie informacjom ani jeden Wasserfall nie został użyty bojowo.
Po wojnie skonstruowano w USA, przy udziale von Brauna i na podstawie doświadczenia zdobytego w programie Wasserfall, pocisk przeciwlotniczy Nike, Wasserfall stał się też protoplastą opracowanego w 1950 roku i produkowanego w niewielkich ilościach szkolno-doświadczalnego pocisku rakietowego ziemia-ziemia General Electric Hermes A-1. W ZSRR Wasserfall badany był na podstawie zdobytych prototypów i dokumentacji, pod oznaczeniem R-101. Pierwsze próby dały obiecujące wyniki, choć ujawniły też szereg niedostatków, zwłaszcza związanych z ręcznym kierowaniem. Przekonstruowana wersja z mocniejszym silnikiem otrzymała oznaczenie R-102, jednakże osiągi obciążonej dodatkowym wyposażeniem rakiety uległy pogorszeniu i projekt został ostatecznie zakończony. I taki był koniec pocisku, o którym 29 czerwca 1943, jeszcze przed podjęciem decyzji o skoncentrowaniu prac nad broniami odwetowymi, pisał w swym piśmie do Alberta Speera prof. C. Krauch, przemysłowiec i pełnomocnik d/s produkcji chemicznej, analizując rakietowe ataki odwetowe i ich możliwy wpływ na alianckie naloty: "Wynika z tego konieczność znacznego skoncentrowania się na broni przeciwlotniczej, na urządzeniu C-2 Wasserfall. (...) Musimy być w stanie użyć go natychmiast i na dużą skalę. (...) Innymi słowy, każdy fachowiec, każdy robotnik, każda roboczogodzina poświęcona na przyśpieszenie tego programu zaowocuje dla wygrania wojny wkładem dużo większym niż te same zasoby zainwestowane w jakikolwiek inny program. Opóźnianie takiego projektu może wyznaczać granicę pomiędzy zwycięstwem a klęską".
Pocisk posiadał wrzecionowaty kadłub konstrukcji metalowej pokryty blachą stalową, o przekroju kołowym, w którego przedniej części mieściła się głowica bojowa ze 145 (150?) kg materiału wybuchowego a dalej w kolejności zbiornik sprężonego azotu, zawory pirotechniczne i reduktor ciśnienia azotu, zbiornik paliwa, zbiornik utleniacza, przedział wyposażenia elektronicznego, mieszczący odbiornik radiowy układu kierowania, żyroskop i serwomechanizmy, i na końcu kadłuba silnik. Cztery krótkie skrzydła, w wersji W-1 przekręcone o 45 stopni w stosunku do stateczników, aby zapobiec oddziaływaniu strumienia zaskrzydłowego na powierzchnie sterowe, w późniejszych wersjach W-5 i W-10 ustawione w linii ze statecznikami, miały obrys trapezowy a ich kształt ulegał zmianom w trakcie opracowywania pocisku (zmniejszono rozpiętość i zwiększono cięciwę). W tylnej części kadłuba umieszczone były cztery trapezowe stateczniki z dużymi sterami aerodynamicznymi poruszanymi serwomotorami, za pomocą popychaczy.
Napęd stanowił opracowany specjalnie dla Wasserfalla silnik rakietowy P.IX o ciągu 8000 kg przez 40-45 sekund, na ciekłe materiały pędne, paliwo Visol (85% eteru winyloizobutylowego lub winyloetylowego i 15 % aniliny jako katalizator) i utleniacz Sv-Stoff Salbei (90% kwasu azotowego i 10% kwasu siarkowego). Ze względu na uproszczenie konstrukcji i redukcję wymiarów zrezygnowano z pomp paliwowych - materiały pędne dostarczane były do silnika za pomocą 65-70 kg sprężonego do 20 MPa azotu wtłaczanego do zbiorników, za pomocą umieszczonych w zbiornikach obrotowych rur, które pod wpływem przeciążeń, jakim podlegał pocisk w locie, przemieszczały się razem z paliwem, co pozwalało także na jego oszczędniejsze wykorzystanie. W chwili uruchomienia silnika zawór pirotechniczny otwierał zbiorniki sprężonego azotu, który przepływał przez zawór redukcyjny zmniejszający ciśnienie do 1,5 MPa, przerywał membrany na przewodach i dostawał się do zbiorników materiałów pędnych, które z kolei po przerwaniu kolejnych membran trafiały do przewodów paliwowych, którymi dostawały się do wtryskiwaczy silnika, przy czym utleniacz chłodził uprzednio silnik. Reakcja spalania zachodziła samorzutnie po około 5 sekundach od uruchomienia zaworu azotu, przy czym membrana na przewodzie paliwowym utleniacza pękała wcześniej niż na przewodzie paliwa, co miało zapobiec gwałtownej eksplozji w komorze spalania spowodowanej przez zbyt bogatą mieszankę, ponadto zawór azotu można było awaryjnie zamknąć pirotechnicznie w przypadku stwierdzenia nieprawidłowości w pracy silnika przed startem. Ze względu na agresywne właściwości utleniacza eksperymentowano z różnymi konstrukcjami zbiorników paliwowych np. ze stali manganowej, z miękkiej stali chromoniklowej lub z miękkiej stali pokrytej warstwą aluminium. W celu zbadania odporności podzespołów pocisku na długotrwałe przechowywanie umieszczano je na 24 godziny w zbiorniku z czystym tlenem o ciśnieniu 25 at, co odpowiadało rocznemu składowaniu.
W ciągu pierwszych 15 (6?) s lotu, przed osiągnięciem prędkości niezbędnej dla sterów aerodynamicznych, używane były grafitowe stery gazodynamiczne umieszczone za dyszą silnika, podobnie jak w A4. Jednakże priorytet A4 w dostawie deficytowego grafitu sprawił, że dla Wasserfalla musiano szukać innych rozwiązań, takich jak stery z węglanu krzemu albo stery odstrzeliwane, aby zdeformowane pod wpływem wysokiej temperatury nie powodowały niestateczności. Wasserfall W-10 w ogóle nie posiadał już sterów gazodynamicznych.
Pierwotnie zakładano, że pocisk stać będzie na wyrzutni zamocowany za pomocą czterech sworzni wybuchowych, jednak w czasie prób sworznie kilkakrotnie zawiodły i ostatecznie Wasserfall stał na wyrzutni swobodnie, co jak się okazało było dopuszczalne przy wiatrach o prędkości do 60 km/h.
Pierwotnej metody naprowadzania z użyciem jednego radiolokatora oświetlającego cel nie udało się zrealizować i w efekcie pocisk kierowany był komendowo ręcznie drogą radiową za pomocą systemu Rheinland i naprowadzany metodą trzech punktów, z wykorzystaniem dwóch radarów, Flaksichtgerät śledzącego cel i Flakfluggerät śledzącego pocisk z pomocą umieszczonego w rakiecie nadajnika sygnałów rozpoznawczych, różnice pomiędzy ich namiarami służyły wypracowaniu, ukazywanych na ekranie oscyloskopu, wskazań dla operatora obsługującego joystick sterowy. Ze względu na opóźnienie w opracowaniu systemu śledzenia radarowego w praktyce zastosowano śledzenie optyczne (wzrokowe), sygnały przesyłane były do pocisku za pomocą stosowanego powszechnie w pociskach kierowanych systemu Kehl/Strassburg.
Głowica bojowa według pierwotnych założeń miała zawierać 235 kg materiału wybuchowego, być może ciekłego, lecz później wydzielono z niej 90 kg ładunek samozniszczeniowy mający rozbić niecelną rakietę na jak najmniejsze kawałki, tak aby spadając na ziemię stanowiły jak najmniejsze zagrożenie. Głowica detonowana miała być zdalnie komendowo, lub za pomocą zapalnika zbliżeniowego - przewidywano m.in. aktywny radiowy Marabu (Marabut) o zasięgu do 40 m i pasywny działający w podczerwieni Paplitz opracowany przez firmę Electroacustic (Elac) z Namslau (Namysłowa), o zasięgu 12-20 m, który jednak, działając poprawnie w nocy, nie sprawdził się w dzień, będąc oślepianym przez słońce. Przewidywano też docelowo zastosowanie pasywnej głowicy samonaprowadzającej w podczerwieni.
|
|
do
góry