Воздух снаружи через воронку со специальными створками, которые моментально закрывались по окончании испытаний, засасывался в огромную сферическую вакуумную камеру. Предварительно из нее выкачивалось 98 процентов содержавшегося в ней воздуха, чему способствовали три двойных насоса общей мощностью 1000 лошадиных сил. Вакуумная камера имела объем 990 кубических метров, диаметр ее составлял 12 метров, а толщина стенок – 1,7 сантиметра. Аэродинамическая труба была открыта с одного конца и работала с перерывами. Между испытаниями, которые длились примерно по двадцать секунд, возникали паузы от трех до пяти минут, пока восстанавливался вакуум.
Планируя строительство в Пенемюнде, я не хотел ставить тут ни воздушный туннель для академических исследований, ни экспериментальную аэродинамическую трубу. Нам была нужна конструкция, отвечавшая нашим специфическим задачам. И она появилась – в самое короткое время, отвечающая всем необходимым требованиям, в основе которых лежали тщательные и длительные испытания ракет и снарядов различных форм и очертаний, над которыми в то время уже работали конструкторы. Для этих испытаний необходимо было провести некоторые базовые исследования, и я выделил на эти цели 30 процентов времени работы трубы. С самого начала я поставил условие, что данные, поступающие с пультов управления аэродинамической трубой к конструкторам, расчетчикам траекторий и тем, кто конструирует аппаратуру управления, должны быть понятны и тем, кто профессионально не занимается аэродинамикой.
На меня не производили впечатления чрезмерно мудреные трактаты или отчеты, перегруженные цифрами и совершенно непонятные простым смертным. Мы не хотели гореть священным огнем высокой науки. Нам были нужны данные для нашей работы. Нас волновало не столько "почему", сколько "как", что в военное время и было решающим фактором. Теории, которые проистекали из этих отчетов, интересовали нас лишь в малой мере. Нам были нужны лишь четко изложенные и понятно истолкованные факты.
Команда, работавшая на аэродинамической трубе, как и остальные коллективы в Пенемюнде, была подобрана под определенного человека из числа ученых, который и руководил ею. Я рассчитывал, что он будет нести полную ответственность за этот участок. Он должен был управлять им и в административном плане, и, советуясь со своими коллегами, в научном. Так, путем коллективной работы всех, задействованных в данной области, мы достигали нужных результатов – а руководитель правильно влиял на своих сотрудников и направлял их. Начальники отделов, которые просто ставили свои имена под проделанной работой, долго на этом месте не засиживались.
Я прошел вместе с доктором Херманном по звуконепроницаемому коридору, по одну сторону которого размещались насосы, большая вакуумная камера и отдел измерений, а по другую – конструкторский отдел и административный, и очутился в зале основных испытаний. Здесь меня встретили доктор Курцвег, руководивший исследованиями, главный инженер Гесспер, конструктор аэродинамической трубы, балансиров и моделей, и инженер Рамм, отвечавший за всю измерительную технику.
Доктор Херманн хотел познакомить меня с характеристиками стабильности новой модели образца "А-9", то есть "А-4" с крыльями. Она в 4,4 раза превышала скорость звука или, иными словами, достигала скорости 5600 километров в час.
В сопровождении доктора Херманна я миновал первый сектор отдела измерений, пока нас не остановили толстые двойные стеклянные панели, из-за которых открывался вид на дюзы Лаваля и измерительную камеру.
Стеклянные панели с нашей стороны были раздвинуты. Воздушный поток, вылетающий из дюз Лаваля, имел размеры в поперечнике 40 на 40 сантиметров и в этом помещении был сходен с тем, который обтекал тело ракеты в свободном полете. Но только здесь, в этом пространстве, можно было снимать показания, столь важные для нашей работы. Они снимались с подвешенной модели, которая вращалась вокруг оси, проведенной через центр тяжести, – маленькой модели, точной копии "А-4", если не считать, что у нее были два очень тонких, как лезвие, оттянутых назад крыла. Модель покачивалась от малейшего прикосновения. Доктор Херманн закрыл внутреннюю стеклянную панель, которая превратилась в боковую стенку, прикрывавшую дюзы, затем внешнюю, полностью изолировав таким образом измерительную камеру. Сегодня мы намеревались провести измерения колебаний, прикинуть, в какой мере на них влияет форма крыльев и можно ли добиться стабильности полета на столь высокой сверхзвуковой скорости – то есть будет ли конструкция держаться носом по воздушному потоку, сохраняя направление полета, затухнут ли колебания после нескольких циклов, что докажет способность конструкции противостоять силам аэродинамики.
Наша измерительная аппаратура и дюзы Лаваля 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 осциллограмм, 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 по звукопроводимости? 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.