接着上一篇 V-1 导弹的衍生文。本来没有计划写,但 V-2 的成就远比 V-1 伟大,跳不过。感谢各位的阅读,有问题请杠,很乐意学习。
20世纪20年代,德国兴起了一场民间业余火箭研究的热潮。赫尔曼·奥伯特从小便于交通工具十分感兴趣,他设计了很多奇怪而又新颖的火车、宇宙飞船和飞机。长大之后,他开始构思能够在太空中遨游的交通工具,经过他多次研究,“反作用力推进火箭”是可行的方案之一。
1923年,他发表了被后世称为宇宙航行学经典著作的《飞向行星际空间的火箭》,书中提出空间火箭点火的理论公式,用数学阐明火箭如何获得脱离地球引力的速度。他的著作在当时也影响了很多人,包括韦纳·冯·布劳恩。
1925年,韦纳·冯·布劳恩(以下简称布劳恩)通过当时著名的火箭研究者威利·勒的介绍,成为奥伯特的一名少年助手和学生。
布劳恩年幼时受母亲的影响,对天文十分感兴趣。而且动手能力极强,不仅自制过火箭还组装过汽车。但实践大于理论的学习方式,导致他数学和物理始终不及格。赫尔曼·奥伯特的这部著作,向他打开了新世界的大门。使他意识到只有学习好数学和物理才能读懂这本著作,才能圆他的太空梦。
初中毕业后他帮助赫尔曼·奥伯特证明了液体剂推进火箭才是实现航天梦的技术。1932年,回到柏林的他以航空工程学士学位毕业于夏洛滕堡工学院,并在两年后以22岁的年龄拿下了柏林大学的物理学博士学位。
1931年,布劳恩的团队正在计划制造更好的火箭,因此需要更多人的支持与资金。起初他出钱寻找一些商人,向他们展示初级火箭,但发射彻底失败。在没有资金的情况下,显然他什么都做不了。
时逢希特勒上台,这个野心勃勃的独裁者正打算重新武装德国,为战争做准备。1932年,德国纳粹发现了布劳恩发表的液体剂推进火箭论文的价值,并要求他试射一枚。如同上次一样,发射以失败告终。令人欣慰的是,参观发射的军官仍然决定资助他。但这项目必须作为军事用途,并作为军事机密。面对纳粹抛出的橄榄枝,布劳恩毫不犹豫的接受了。
有了军方的资助,布劳恩的研究之路便平坦了许多。一年以后,他与上司多恩博格为陆军,秘密在博尔库姆岛试射了两枚A2火箭弹。发射结果非常成功,火箭按照规定计划飞行,在飞行高度和轨迹上获得了巨大突破。但A2的成功,还远远没有达到他的目标。
1935年,布劳恩有机会见到了希特勒,并向他展示了目前所取得的成果。希特勒对研究成果很满意,表示会加大投入研究资金,并命令布劳恩选址建造研究基地。
研究基地选定在波罗海岸的佩内明德。那里布满沙丘,森林,沼泽和荒野,距离最近的镇也要50多公里。并且拥有250公里的笔直海岸线,便于观察火箭发射的状况。是个隐蔽而又广阔的地区,很适合作为火箭研究基地。
基地于1936年正式动工,为了满足研究所需的材料,测试,以及人员生活。那里建有火力发电厂,各种研究所需的化学工厂,以及世界上第一座风洞测试场所,和一些自给自足的设施。于1938年竣工并正式运作,由布劳恩完全控制。
二战爆发前夕,投入大量资金的军方人员都迫不及待的想见到火箭投入实战。布劳恩加紧脚步制造新的原型火箭,引擎的制造较为顺利,但他无法解决火箭升空后爆炸的问题。1939 年 3 月,希特勒再次与布劳恩会面,参观火箭建造基地与工程进展。出人意料的是希特勒的态度出现了转变,他仍然会投资这个项目,但对目前的进展显得兴趣寥寥。
同年9月,以德国入侵波兰为始,二战爆发。一年以后希特勒用传统部队征服了大半个西欧,这让希特勒更加确信了传统部队的可靠性,并减少了对佩内明德的军费开支。整个火箭建造计划显得岌岌可危。
布劳恩显然不是个知难而退的人,他依然领导着他的团队不停地进行研究工作。在当时的科技,没有电脑模拟,没有发射时火箭内部工作的反馈影像,没有全程跟踪拍摄的高倍摄影机。要知道研究是否成功,只有不停地进行实射。同时为了保障研究人员不被炸死,发射前得准备几周的安全防护工作。而每次失败,都会炸毁无数个造价高昂的零件,研究人员将逐一清点残留的可供研究的坏损零件。
而如此巨额的成本并没有取得太大的进展,尤其在 1942 年 夏天,火箭计划遭受了一连窜的失败。在当时主要有两大技术难题。第一是引擎因高温产生的爆炸,布劳恩设计了双层外壳的引擎,把温度较低的酒精及液态氧燃料通过导管注入夹层作为冷却液,从而维持引擎的运作。
第二是飞行的航向的稳定性,他使用陀螺仪和称为燃气舵的金属板对火箭飞行轨迹进行控制,解决了问题。
解决了这两大技术难题后,同年 10 月,在盟军完全不知情的时候,布劳恩成功发射一枚重达 11 吨,能够携带1吨高爆炸药,时速 5000 公里的火箭,并进入了大气层。
到了 1943 年,德国在西线战场停滞不前,东线战场失利。美国参战对付轴心国,各战线已处于岌岌可危的状态。希特勒这时想起了他投资中的秘密武器,于是再次会见了布劳恩,在听取他取得的研究成果后希特勒并没有高兴。这个独裁者希望火箭能携带更多的炸药,他需要更大,更具灭绝性的毁灭,以及更多的产量。显然,这大大超出了布劳恩的能力范围。
1943 年 8 月 17 日,盟军按照先前所获得的空中侦查照片,决定对佩内明德发起轰炸。当晚,轰炸机飞越佩内明德,几乎将其夷为平地。布劳恩与一部分科学家幸存,但部分研究资料被付之一炬。
由于佩内明德无法再进行研究工作,而盟军所拥有的空中优势使得基地无法在地面建立。因此,新的研究基底转入了地下,那就是位于德国哈尔茨山的密特维克废弃矿洞。这座地下研究所进行研究的同时也要进行火箭的制造。布劳恩负责继续研究火箭,生产则交给了汉斯·卡姆勒尔。这个纳粹军官的晋升,并不是因为他显赫的战功,而是因为他提高了集中营焚化炉的效率(呵呵)。因此他的手段极其残暴,被迫生产火箭的奴工,几乎全部饿死、过劳死、病死、被打死在这座“死亡工厂”。截止战争结束,约有 12000~20000 名囚犯死亡。
因其残暴的手段,火箭从 1944 年初的 50 枚月产量到同年 5 月猛增到了 467 枚。但由于工作环境恶劣,奴工都不是技术工,导致首批生产的完全不能使用。到了战争后期,希特勒仍然期望 V2 的服役,他命令月产量必须达到 900 枚。
1944 年,布劳恩的火箭正式命名为 V-2 火箭,距离发射的日期已经近在咫尺。但还差解决最后一个难题才可让火箭稳定飞行。他不明白为什么火箭到达平流层就会爆炸,在高层的施压下,他决定亲自靠近爆炸物坠落的附近用望远镜观察零件在坠落前究竟产生了什么变化。散落的零件险些让他丧命,但他观察到了火箭在到达平流层后因外壳无法承受超音速的压力而变形,从而使发生爆炸。之后,他加强了外壳的材质,问题也随之解决,研发与生产终于就位。
但汉斯·卡姆勒尔和布劳恩要解决的并不只有产能和技术问题,那就是——矿洞无法进行发射。因此,一些军官们提出小型机动的发射方式。成本小,战略性强,对于当时处于崩溃边缘的德国来说是个很靠谱的方案。但希特勒仍然执迷不悟的采取,大规模,大工程的方案。
这座大型火箭发射场位于法国的埃尔夫山区,命名为“穹顶”。他们把一部分山掏空,在内部建造发射平台、燃料加工厂、宿舍、医院等设施。一旦建成,这里将每天发射 15 枚至英国,这将是一场毁灭性的灾难。但盟军的情报人员再次发威,盟军开始对穹顶进行大规模轰炸。虽然,穹顶的确牢不可破,但周围的土层却很松软。巨大的震动导致整个建筑产生位移、下沉,再加上后勤通道被摧毁,穹顶连一枚 V2 都没有发射就瘫痪了。同时也延误了火箭发射的日期,浪费了第三帝国宝贵的人力,财力。而希特勒不知道的是,数日后就是决定第三帝国命运的D日。
穹顶的瘫痪,使纳粹无地可发射,几经周折后他们使用了一开始就提出的方案——机动平台。1944 年 9 月 8 日,经过 11 年的研发,V2 火箭终于迎来了它进行屠戮的日子。
V2 发射时先垂直上升到 24~29 千米高,再用陀螺仪和燃气舵调整至40°,倾斜上升(也可以由地面无线电对航线进行控制)。到达 48 公里的高度,速度达到时速 5796 公里时。无线电指令控制系统指令关闭发动机,火箭靠惯性继续上升到 97 公里的高度,然后以时速 3542 公里的速度大致沿一抛物线自由下落,击中目标。由于当时没有制导系统,与 V-1 飞弹一样精准度很差。
对伦敦的攻击都是在上午 7 至9时,中午 12 至 2 时,下午 6 至 7 时交通高峰进行,企图打垮英国民众的士气。可以想象到,V2 以超音速冲向目标,与 V1 巨大的嗡嗡声不同的是,V2 在击中目标前几分钟内你不会听到任何声音。等到你看到或者听到了,无论你做什么都可能为时已晚。
面对 V2 的恐怖屠戮,盟军不可能坐以待毙。一开始他们认为火箭是由无线电控制,于是对无线电进行干扰,但毫无效果。
盟军防空指挥部的弗雷德里克·阿尔弗雷德·皮尔将军提议过使用高射炮对下降中的火箭集中火力形成弹幕。但经过估算,每进行一次拦截要使用 320000 枚炮弹。而且,时机很难掌控。
盟军也估算过使用步枪进行拦截,但巨大的耗弹量,不如用于直接进攻德国。事实也是如此,随着盟军的逐步推进,V2 发射的次数逐渐变少了。换而言之,在当时无法拦截。
截止至 1945 年 3 月 27 日,纳粹德国向英国发射了 3000 枚 V2 火箭,共造成英国 31000 人丧生,但无法挽回第三帝国的败局。
盟军战胜后,美国发动“回形针行动”,其目的为:吸收有价值的德国科学家。布劳恩与他的V-2 火箭位例首位。1945 年 5 月 2 日,布劳恩携带 V2 的蓝图、研究数据,以及佩内明德的技术班底向美国投降。
1957 年冷战时期,苏联成功地发射了第一颗人造卫星,美国上下声讨技术的落后,民众一致认为苏联会随时把炸弹扔到他们头上。在肯尼迪总统的邀请下,布劳恩得以大胆的追求他的航天之梦。他以 V2 火箭作为基础,制造出了丘诺1号运载火箭。
1958 年 1 月 31 日,丘诺1号运载火箭将探索者1号送入轨道。
1961 年 5 月,肯尼迪总统就向全世界宣布“阿波罗”登月计划,10年内将人类送上月球。
1969 年 7 月 16 日 ,在全世界的瞩目中,土星5号将阿姆斯特朗送上月球。一个崭新的时代开启了,布劳恩也成就了他毕生所追求的伟大理想。
V2 火箭是航天工程的技术先驱,对现代大型火箭的发展起了承上启下的作用,是航天发展史上重要的里程碑,其意义可以与航空领域内莱特兄弟发明的飞机相提并论。
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