Наша измерительная аппаратура и дюзы Лава– ля были сконструированы в тот первый, суматошный и хлопотливый год после создания аэродинамической трубы. В то время мы конструировали трехкомпонентный балансир, с помощью которого могли получать важные данные по коэффициентам лобового сопротивления, подъема и бокового сноса. К концу 1940 года у нас был набор дюз, которые давали скорости от 1,2 до 4,4 числа Маха. Наша работа значительно облегчалась тем, что смена дюз занимала всего десять – пятнадцать минут.
Поскольку точности трехкомпонентного балансира было недостаточно для полноты данных, мы создали устройство, чтобы получать информацию о колебаниях моделей, обладавших свободой вибрации. Оценка их, полученная с помощью осцилограмм, позволила нам определить центр давления, что имело решающее значение для стабилизации.
Кроме того, мы создали и встроили в модель устройство, определявшее ее крутящий момент и уровень стабильности в полете.
И модели почти законченных ракет, как «А-4» и «А-9», и зенитная ракета с помощью нашей измерительной аппаратуры испытывались на самых разных скоростях и углах атаки. Модели шириной 4–5 сантиметров и длиной 25–40 сантиметров подвешивались на продольной оси, и изменения давления воздуха мгновенно считывались со ста десяти точек на корпусе ракеты, на крыльях и хвостовых стабилизаторах этой маленькой модели. Этот метод измерений постоянно совершенствовался, и теперь модель исследовалась самым тщательным образом, на всех возможных числах Маха и углах атаки. Этой работой две недели были заняты две смены по 35 человек в каждой. Они-то и давали конструкторам основные принципы, которые те и воплощали в чертежах.
Формы и эффективность работы стабилизаторов определялись путем постоянных измерений. Поскольку выхлоп ракетных газов на большой высоте расширялся, измерения его конуса давали возможность представить размеры стабилизаторов. Исследования влияния ракетной струи «А-4» на стабильность полета и лобовое сопротивление установили, что на скорости меньше звуковой коэффициент лобового сопротивления возрастает на 70 процентов, а центр тяжести смещается назад на длину половины калибра, то есть на один радиус ракеты. С другой стороны, на сверхзвуковой скорости коэффициент лобового сопротивления уменьшался на целых 30 процентов.
Для проведения всех этих исследований необходимо было создавать специальную измерительную аппаратуру.
И теперь доктор Херманн начал объяснять, что нам было бы желательно провести испытания на стабильность.
– Одно из основных требований к конструкции ракеты заключается в том, что она должна соблюдать достаточную, но не чрезмерную стабильность полета на всем протяжении дистанции, которую она покрывает на определенной скорости и при определенном угле атаки. Чем неизменнее стабильность, тем больший момент силы надо прикладывать, а это означает наличие более крупных стабилизаторов и более мощных сервомеханизмов.
Я согласился с его словами:
– Совершенно правильно, доктор. Законы ракетного движения не обойти. Максимальная скорость полета конечно же напрямую зависит от скорости истечения газовой струи и соотношения между массой ракеты на старте и оставшейся. Таким образом, нам желательно, чтобы вес пустой ракеты был как можно меньше. Так что вес сервомеханизмов необходимо предельно уменьшать.
– Поэтому я и думаю, что мне стоит заняться, – продолжил доктор Херманн, – аэродинамической формой ракеты, которая позволит вести ее с минимально возможной площадью рулей и самыми маленькими сервомеханизмами. Для дистанционно управляемой противовоздушной ракеты это вопрос жизни и смерти. И тут важность коэффициента лобового сопротивления отступает на второй план. Главное в том, что расположение центра тяжести будет как можно дольше оставаться неизменным при всех углах атаки и изменениях скорости на всей дистанции полета – от нуля до скорости звука и до сверхзвуковой. Как вы знаете, после тщательных исследований в нашей трубе мы создали эти условия для противовоздушной ракеты «вассерфаль», определив оптимальную форму крыльев и место крепления хвостовых стабилизаторов.
– Именно так, – согласился я. – А сегодня, доктор, я хотел бы увидеть, чего вы добились с «А-9».
Он нажал кнопку, и аппарат Шлирена, который наглядно фиксировал изменения плотности воздушного потока, выкатился по длинным, 10 метров, рельсам. На его экране ясно вырисовывалась модель и система ее поддержки. Пока все налаживалось, я спросил доктора Херманна:
– Как прошли эксперименты со звукопроводимостью? Пришло время дать отповедь тем сторонникам Фомы неверующего, которые настаивают, что тело, двигающееся на сверхзвуковой скорости, не в состоянии принимать нормальные акустические волны.
– Эксперименты оказались успешными. Ударная волна, образующаяся на сверхзвуковой скорости, не в состоянии помешать прохождению акустических волн, если правильно настроена аппаратура.
– Отлично! Значит, скорее всего, все сомнения на эту тему устранены. Когда я получу отчет? Отдел противовоздушной обороны министерства авиации не перестает запрашивать меня о результатах.
– Надеюсь, что через несколько дней.
Пока мы разговаривали, подготовка подошла к концу и можно было начинать работу. На ярко мерцающем фоне экрана был четко виден силуэт ракеты с нацеленной чуть ли не вертикально вверх носовой частью.
Аппаратура была сконструирована на заводе Цейсса в Иене после того, как прошел длительный период экспериментов в аэродинамической трубе. Она уже безупречно поработала для нас, и о лучших измерительных устройствах мы не могли и мечтать. Все изменения плотности воздуха из-за температуры или давления тут же темными или яркими линиями давали о себе знать на экране. Эта аппаратура фиксировала все, что выявлялось в ходе бесчисленных экспериментов и измерений: плотность и границы слоев воздуха, их расположение, структуру, перемещения, характер ударных волн, расширение газов после того, как на большой высоте они покидали дюзы, и так далее.
Инженер-испытатель нажал кнопку, заставлявшую открываться шторки; воздух с шипением направился через измерительную камеру в вакуумную сферу.
Модель резко переменила положение, развернувшись носом навстречу набегавшему потоку воздуха. После нескольких быстрых колебаний небольшой амплитуды она замерла, продолжая ровно висеть в воздушном потоке, скорость которого в 4,4 раза превышала скорость звука. Был ясно виден рисунок ударных волн, которые шли от носа ракеты, от кромок крыльев и от рулевого управления. Они расходились под острым углом, и их характеристики в виде линий разных степеней яркости сплетались в черно-белый рисунок. Слои воздуха, обтекавшие ракету, казались ярче над моделью и темнее под ней, и их взаимное расположение было ясно видно. Заметно было, как, оттягиваясь назад, они расширялись по мере того, как кормовая часть становилась все уже.
