昔日紅色帝國的重錘--蘇聯早期的彈道飛彈綜述

2021-01-11 中國網
R-1 到 R-5

  1946年至1953年間蘇聯孕育的蘇聯和德國飛彈設計競爭

  1967年,世界上第一個洲際彈道飛彈R-7的真實結構在其首次試驗後的第10年才被披露。同樣,蘇聯的N1探月火箭在1981年也就是其首次發射後第21年才揭開神秘的面紗。而其它的蘇聯彈道飛彈早早地就公布於世了,甚至在它們服役之前就例行公事地接受了世界媒體鏡頭的檢閱。蘇聯領導層對這些Korolev所設計產品過分的敏感的原因可能要歸根於這些設計是源自Groettrup德國火箭工程團隊的事實。

  蘇聯官方的記述和歷史記錄掩蓋了德國對蘇聯早期火箭技術做的貢獻。事實上,在蘇聯遠程火箭開發的早期階段,科羅列夫團隊和德國團隊就在飛彈設計上展開了競爭。德國團隊的各項設計方案都優於科羅列夫團隊。德國團隊空氣動力學分析報告中提出的獨一無二的錐形火箭結構以及他們建議的如整合推進箱、將液氧燃料箱安裝在燃料箱前方等基本特徵都被科羅列夫應用到R-7和N-1上。同時,蘇聯第一代彈道飛彈採用了德國團隊開發的精確無線引導技術。德國研製的發動機也作為一個主要組成被Glushko使用到其它相同類型的飛彈中。在其中一些案例中,德國的設計圖子甚至沒有經過任何改動就被使用,只是將德文譯成了俄文。

  幾年來,通過德勒斯登科技大學Olaf Przybilski博士的研究,蘇聯對德國團隊依賴的事實變得越來越明顯。Olaf Przybilski博士同德國團體健在的人員對蘇聯案卷進行了一次新的基礎研究。研究報告中描述的事實與蘇聯報導的大相逕庭。

  1944年7月13日,邱吉爾寫信給史達林表達了對一種作戰武器V-2的迫切需求。蘇聯開始正式知道德國遠程飛彈的研究。同年9月,蘇聯紅軍佔領了位于波蘭Dembidze的A4研究基地,並修復了第一枚V-2殘骸。1945年3月,一個RNII-1飛彈專家組被派往波蘭。在波蘭抵抗組織成員的幫助下,V-2部件被驗證並裝載上了Li-2飛機上。飛機在基輔附近墜毀。只有部分V-2部件被運到莫斯科。不過,這些剩下來的部件對V F Bolkovitinov屬下十名專家組成的團隊第一次重造V-2飛彈已經足夠了。

  為了復原從德國獲取的液態火箭技術,1945年4月19日國防委員會頒布了第8204號決議成立中央設計一局(TsKB-1)。5月24日,第一批中央設計一局工作人員抵達柏林(蓋杜柯夫將軍是負責人。成員包括謝米諾夫, Mriykin, Pobedonsotetsev, VS Budnik, Shaprior, Timofeyev, Chertok和Volfovich)。一個星期之後,史達林頒布命令接管所有德國的蘇聯佔領區中的火箭機構並恢復研究工作。

  6月1日,研究小組抵達Peenemuende工廠。他們驚訝於眼前各種各樣的火箭和試驗平臺。工廠裡不僅有V-2,還有萊茵女兒,萊茵使者,瀑布和颱風飛彈。德國的「自願」技工部分組裝了10枚V-2,並放在了蘇聯安全部隊包圍的地域。顯然,德國技術發展十分迅猛,以至於蘇聯不得不再從莫斯科調來更多的自動動力和電力工業部門的專家。

  1947年7月,美軍從德國東部地區撤出。後來德國東部地區在雅爾達會議上被分配給了蘇聯。其中包括位於諾德豪森的地下V-2勞工生產工廠。雖然美國弄走了部分V-2部件,只留給蘇聯一些「殘羹冷炙」。但實際上剩下的東西比記載所描述的重要得多。

  8月份,V-2重建工程開始。工程由Bleicherode的Chertok和Isayev領導的150名德國專家實施。8月9日,又從蘇聯過去一支284名專家組成的新團隊,其中包括Korolev, Glushko, Pilyugin, Barmin, and Mishin。

  Mishin被指派接管一列用於支持V-2發射試驗的專列。蘇聯人找到了大多數但不是全部的V-2設計圖子。因而蘇聯在Bleicherode建立了一個辦公室來完整地重構飛彈的技術圖子。隨後就開始為蘇聯紅軍的製造V-2飛彈。

  徵召人員在蘇聯佔領地區徹底地搜尋了德國火箭工程師。Hermann Groettrup是被考慮可能為蘇聯工作的最佳人選。接下來就是在美國佔領區域徵召。Chertok主持了兩個談判。Groettrup最終接受了每月5000馬克的薪金另加一套別墅,並將妻子和兩個孩子帶到Bleicherode的條件。Chertok還考慮過綁架Wernher Von Braun,但最終沒有實施。因為這次的猶豫,他在24年後還被同事指責。其中一些指責帶有嘲笑的口氣,稱其為「man that lost the moon race」。

  德國人複製了他們在布雷克羅德「Institut Rabe」工廠的設備。他們告訴蘇聯這些設備支持火箭的生產和發展的('Raketenbau und Entwicklung')。蘇聯後來才明白「Rabe」的含義。隨後,他們指示將名字改成更無傷大雅的「核心工廠」(Zentralwerke)。Barmin領導另一個類似的小組「Berliner Institut」。這個小組致力於籌劃小型德國飛彈的蘇聯生產,如Wasserfall, Schmetterling, Taifun等。

  8月份,Zentralwerke的V-2發動機的靜態試驗臺重新投入使用。1945年12月底,600名德國和蘇聯專家開始在Zentralwerke工作。1946年3月,首批兩枚完成的V-2準備試驗。在發動機試驗臺上,德國和蘇聯專家將標準的V-2發動機調整到良好的推動力和性能。1946年6月至9月間共進行了40次點火試驗,用來調整混合推進頭和各種混合比率。標準V-2發動機的推動力從25噸增加到30噸。

  在那個夏天,整個蘇聯佔領區有5000名工人致力於V-2的製造。軍購人員被派往西部佔領區和法國去從原始製造商手中購買了一些必要的部件。這些部件被毫不費力地走私到了Zentralwerke。1946年9月,首批10組新型的V-2完工。其中5組用於大氣測量,5組用於無線引導測試。

  不過蘇聯準備將飛彈製造工作轉移到本國腹地,以遠離西方國家的監視。1946年5月13日,一個秘密指令要求在蘇聯本土建立一批新的研究機構來全面開發德國火箭技術。烏斯蒂諾夫被任命為整體負責人。新的研究機構包括:

  •  NII-88, 地點Podlipki, 總指揮Gonor將軍, 總設計師Korolev, 研究內容為飛彈設計。

  •  OKB-46, 位於卡希梅基, 總設計師Glushko, 研究內容為仿造V-2引擎。

  •  NII-885, 總設計師Ryanskiy, 研究內容為制導系統。

  •  NII-885,位於Monino, 總設計師Pilyugin, 研究內容為控制系統。

  •  NII-10, 總設計師V I Kuzentsov, 研究內容為陀螺儀。

  •  GSKB, 總設計師Barmin, 研究內容為發射裝置。

  •  General Vosnyuk, 總指揮, 蘇聯飛彈試驗射程(地點待定)。

  經過幾個月的準備,1946年11月22號晚上,蘇聯秘密警察發動了攻勢,為234名德國專家組織了一個大型的聚會。聚會上提供了大量俄羅斯傳統烤麵包,以此來讓這些專家進入狀態。第二天早上4點鐘德國專家就被紅軍重重的敲門聲從醉夢中叫醒。他們被要求立科同意自願在蘇聯進行5年的研究工作。第二天早晨,這些專家連同他們的家屬和財產被送上了開往蘇聯的火車。

  抵達蘇聯後,這些德國專家被指派到Khimki, Monino, and Podlipki與蘇聯專家一起工作。不過後來他們被慢慢轉移到了Gorodomlya。Gorodomlya是一個上世紀三十年代蘇聯用於進行動物疾病(可能是生物戰)研究的島嶼。截至1948年5月整個德國團隊到達那裡。蘇聯實際上要利用他們的設計做什麼以及他們做到什麼程度已不再是什麼秘密。第一個V-2試驗場建立在克裡米亞半島,使用的裝備來自Peenemuende。後來研究工作被轉移到靠近Glushko主要工廠的扎戈爾斯克市。

  1947年5月22日,234名專家中的第一批被調往Gordodomlya。蘇聯要求他們設計600公裡射程的火箭(G-1/R-10)。雖然這個設計在德國已經進行過,但是在蘇聯還是遇到了一些問題。首先是項目的技術文檔不知什麼原因還在從Zentralwerke送往Gordodomlya的途中。第二個障礙是蘇聯的製造技術只相當於德國上世界30年代初的水平。不過,這個專家團隊還是在1948年12月28日完成了G-1的草案並證明了方案的有效性。

  與此同時,蘇聯還準備在卡普斯金亞爾秘密試驗N系列德國製造的V-2的新射程。為了在 「十月革命」30周年紀念之前進行首次發射,試驗場在1947年9月建成。然而,由於電子啟動裝置的接線錯誤,蘇聯工程師不能讓火箭點火裝置工作。正絕望時,13名德國技術人員在9月13號被裝進火車,並於9月28號到達了這個秘密試驗基地。但是這個線路問題還是直到10月15號才被解決。第一枚火箭在10月18號成功發射,雖然它再發射後瞬間就偏離了方向。蘇聯懷疑德國人有「蓄意破壞」的行為。不過11枚火箭還是在11月13號前全部發射了。12月9號,德國團隊返回Gordomlya,再次與計劃隔離。他們從來沒有聽說過R-1(V-2的蘇聯複製品)的生產,也不知道R-1在1948年9月開始的一系列首射試驗。

  同時,在卡希梅基的德國團隊製造了十臺KS-59「小人國」內部氧化物型號的引擎。這種引擎採用了一種新型改進的具有60個大氣壓的平面推進燃燒間。第一臺引擎於1948年底完工。這些引擎都是為了驗證針對G-4/R-14所進行的設計。從1949年夏天到1950年4月,對這種引擎進行了100次試驗,使用了多種燃料,包括稀有的氟化物以及被禁用的氫氧化鈹。試驗證明,「Lilliput」可以使用這些燃料。

  經過一系列的試驗,蘇聯人逐漸接管了試驗工作。德國技術團隊甚至不知道試驗在1948年底以後還在繼續。在沒有德國技術人員的幫助下,Glushko還是在1951年構建出了德國為第二代引擎所做的設計。這個設計就是具有7噸推動力的ED-140。在未來15年裡,ED-140結構成為了Glushko開發的火箭引擎的基礎。

  對於Korolev的R-3,Glushko建議仿造V-2的方式,採用這些7噸的燃燒室中的19個作為「提前燃燒室」來給主要混合燃燒室提供能量。通過這種方式就能夠得到一個產生100噸以上推力的高性能引擎。但是,在製造過程中混合燃燒室的穩定性問題不能得到解決。因此,他們首先嘗試了將R-7的RD-105/RD-106引擎的推力驟減到65噸。但還是沒有成功。於是Glushko在每個RD-107/RD-108引擎中安裝了四個推力為25噸的燃燒室。每個燃燒室的推動力相當於一個V-2。的推力雖然這種方法很新,但效果很好。

  當決定用Groettrup的G-4/R-14結構來取代Korolev的R-3時,首席設計師還是最後屈服了,熱情地採用了德國空氣動力的解決方案。雖然他不想R-3淘汰,但還是在後來的R-7洲際彈道飛彈中採用了德國設計。當Korolev構想了一個延長的核心啟動階段時,「G-4族」(可能是神秘的G-5 / R-15)就變成了R-7。這一構想就是使所有發動機在發射臺上點火。這樣不僅解決了在初期的250噸的兩階段設計中關於空氣啟動的問題(如同美國的太陽神或Groettrup的R-12A),也在技術上解決了3到4個推進器複雜的丟棄問題(如同美國的阿特拉斯和Groettrup的R-12K)。

  19世紀50年代後期進入了N1時代。Korolev再次轉入研究德國人的工作。N1是Groettrup設計的G-2和G-4的空氣動力學派生型。N1集成了Groettrup設計的所有主要特性,包括85°傾角的錐形體,圓柱形的前部彈體和尖的鼻子以及與小型發射體相同的圓錐運載體的上部使用。由於蘇聯製造技術的限制,Korolev不得不採用N1的球形油箱來取代Groettrup運載火箭的整體通用防水油箱。

  德國團隊對蘇聯後來的這些研究工作一無所知。1951年4月3號,一些成員被遣返回國。1951年10月,他們被完全隔離並基本上停止了工作。最後一名德國團隊成員於1953年11月22號返回德國。Groettrup將在蘇聯工作的資料送往了西德,並於1957年向中央情報局匯報了試驗結果。但是匯報中存在一些錯誤信息,並為了避免蘇聯的報復輕描淡寫了德國人員工作的重要性。完整的經過直到上世紀末才被完全公布。

R-1飛彈
SS-1B

  R-1飛彈

  R-1是蘇聯仿造德國V-2製造的。儘管蘇聯秘密警察頭目Beria和德國火箭工程師助手對項目的脅迫性監管,蘇聯還是耗時八年才完全掌握德國的技術並應用到飛彈生產中。這些困難證明了德國對蘇聯工業技術落後德國15年的評價是完全正確的。

  主要性能指標:

  有效載荷815公斤,射程270公裡,最大射高77公裡,飛行時間5分鐘,最大發射速度1465米/秒,縱向精度8公裡,橫向精度4公裡。

  除了現役的飛彈型號,其他變型被用於了技術和科研試驗。從第五枚R-1A起,飛彈都裝配了可拋棄側向油箱和一個利用生物(狗和兔子)仿真原理製造的彈頭。其他部件被暴露在零下的低溫,高度在100公裡的環境下。

  •  R-1A是用於試驗將來的彈道飛彈(R-2和R-3)上使用的分離式彈頭。最後兩次發射採用了科學的垂直飛行試圖進入上層空間。

  •  R-1B和R-1V用於宇宙射線,太陽輻射,可重獲的生物載荷以及通過營救降落傘重獲整個飛彈的研究。

  •  R-1D用於大氣的研究,高速和高空條件下試驗外形的空氣動力學研究,上層空間的風力測試,電離層的測試以及可重獲的生物和設備載荷的研究。

  R-1Ye用於大氣,太陽射線,氣動力,上層空間的風力、電離層、臭氧層、可重獲的生物種類以及通過救生傘重獲整個飛彈的研究。

  第一次"飛毛腿(Scud)"這個詞是北約將R-11彈道飛彈稱為SS-1b 飛毛腿-A型。更早的R-1飛彈被北約稱為SS-1 Scunner不過是一個非常不一樣的設計,幾乎直接是德國 V-2的翻版。R-11同樣採用了V-2的技術,但它是一個全新的設計,更小,與V-2和R-1的形狀不一樣。R-11是由en:Makeyev OKB 設計並在1957年服役的。R-11最有革命性的創新是A.M. Isaev設計的引擎,比V-2的多室設計(multi-chamber design)遠為簡單,並且用防震蕩折流板(anti-oscillation baffle)防止間歇燃燒。這是俄國太空火箭所使用的更大的引擎的設計先驅。

  後來發展的變種有1961年的R-300 Elbrus / SS-1c 飛毛腿Scud-B和1965年的SS-1d 飛毛腿Scud-C,這兩種都可以攜帶5-80千噸的常規高爆的核武器或化學武器(加厚的en:VX)彈頭。1980年代發展的SS-1e 飛毛腿Scud-D變體可以攜帶一個常規高爆彈頭,一個空氣作為氧化劑(參見en:fuel-air explosive)的彈頭,40個機場路道破壞彈(參見en:sub-munitions)或者100個5千克的人員殺傷性小炸彈。

  所有型號都是11.25米長(除了 飛毛腿Scud-A,短了一米) 直徑0.88米。推動引擎是用煤油en:kerosene和硝酸的單引擎(飛毛腿Scud-A)或者用UDMH和RFNA(Russian SG-02 Tonka 250)的引擎(別的型號)。

  其他研製

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