WAC Corporal

«Вак Ко́рпорэл» (англ. WAC Corporal, в русскоязычных источниках традиционно употребляется наименование по значению слова «Капрал») — американская исследовательская ракета, разработанная вскоре после окончания Второй мировой войны. Первая военная жидкостная ракета, разработанная и построенная в США. Использовалась в исследовательских целях для исследования особенностей полёта жидкостных ракет и изучения верхних слоев атмосферы. Стала элементом ряда других исследовательских программ. На её основе в 1950-х была разработана первая в мире ядерная баллистическая ракета MGM-5 Corporal.

Вокруг расшифровки аббревиатуры «WAC» до сих пор идут споры, так как в американском английском она имеет несколько значений применительно к военному делу и означает: «Women’s Army Corps» (женский армейский корпус), «without any control» (неуправляемая — синоним слова «rocket» в отличие от управляемой ракеты — «missile»), «without attitude control» (отсутствие контроля высоты).^[1]

История

После успешного завершения экспериментов с твердотопливной ракетой Private, лаборатория реактивного движения JPL (англ. Jet Propulsion Laboratory) Калифорнийского Технологического Института сочла возможным приступить к разработке более совершенных ракет. Успешное применение немцами баллистических ракет Фау-2 по Лондону, хотя и не дало значительного военного эффекта, тем не менее позволило сделать вывод о гораздо большем потенциале жидкостных ракет. Изготовление опытных моделей и другие производственные вопросы решались сначала Douglas Aircraft Company, а затем Firestone Defense Products Division.

Основной целью программы ORDCIT была разработка тактической боевой жидкосной ракеты, по характеристикам сравнимой с Фау-2. Эта программа в конечном итоге завершилась созданием в 1950-х MGM-5 Corporal. Но, в 1945 году, инженеры США не имели еще никакого опыта в постройке больших жидкостных ракет и очень мало информации о строении верхних слоев атмосферы, необходимой для реализации проекта.

Чтобы решить многочисленные встающие технические проблемы, JPL инициировала разработку сравнительно небольшой жидкостной ракеты, предназначенной для отработки технических особенностей проекта. В рамках требований было установлено, что ракета должна иметь возможность доставить 11 кг полезной нагрузки (исследовательской аппаратуры) на высоту до 30 км. Ракета получила официальное обозначение WAC Corporal (производственное — RTV-G-1).

Конструкция

Первая военная жидкостная ракета, разработанная в США, и вторая в мире жидкостная баллистическая ракета после Фау-2, WAC Corporal была сравнительно небольшой ракетой, существенно уступающей в размерах своей немецкой предшественнице. Простой цилиндрический корпус ракеты, диаметром в 305 мм, имел длину 4,39 м. Снизу к нему крепился стартовый ускоритель длиной 2,41 м.

Устойчивость в полёте ракете придавали три хвостовых стабилизатора, размахом в 610 мм. Какая-либо система управления отсутствовала.

Старт ракеты осуществлялся с помощью порохового ускорителя, взятого от артиллерийской неуправляемой ракеты «Tiny Tim», диаметром 29 см. Ускоритель развивал тягу в 222 Кн продолжительностью в 0,5 секунды.

Дальнейшее движение ракеты обеспечивалось разработанным фирмой Aerojet жидкостным ракетным двигателем, работавшим на азотной кислоте в качестве окислителя и смеси анилина со спиртом в качестве горючего. Реактивная тяга двигателя достигала 6,7 кН, продолжительность работы — 47 секунд.

Запуск ракеты выполнялся через шахту в центре трехопорной решетчатой стартовой башни, выполняющей начальную стабилизацию ракеты. Как только ракета оказывалась в воздухе, ускоритель отбрасывался^[как?] и включался ЖРД.

Важной особенностью конструкции WAC Corporal была отделяемая носовая часть, автоматически отстреливающаяся после прекращения работы двигателя и спускающаяся на землю на парашюте. Она позволяла мягко опускать с высоты записывающие приборы и оборудование.^[2]

История применения

Первый успешный пуск WAC Corporal состоялся 30 октября 1945 года, после целой серии бросковых испытаний. Ракета превзошла ожидания экспериментаторов, поднявшись на высоту 70 км, но из-за технической неполадки, парашют спускаемой носовой части не раскрылся и мягко приземлить её не удалось. Последующие испытания предпринимались в 1946 году, в основном с целью исследования верхних слоев атмосферы. В целом, ракета показала себя простой и надёжной в эксплуатации, хотя проблемы с парашютной системой продолжались.

В 1946 году, когда запас оригинальных WAC Corporal был исчерпан, появилась вторая модификация ракеты, WAC-B с более лёгким двигателем. Основным её отличием было наличие телеметрической система передачи данных, позволяющей получать информацию от бортовых приборов ракеты непосредственно в ходе полёта, без необходимости дожидаться её приземления, тем более с риском потерять данные в случае его неудачного течения. Ещё восемь ракет были запущены в 1946-1947-х годах, прежде чем основная программа WAC Corporal была успешно завершена. Пуски трофейных германских ракет Фау-2 в ходе программы «Гермес» и новая геофизическая ракета Aerojet Aerobee сменили WAC-Corporal как основную исследовательскую ракету США.

Наработки по программе WAC-Corporal были использованы при создании тактической ракеты MGM-5 Corporal.

Программа Bumper

В феврале 1946 года, после первых успешных американских запусков трофейной Фау-2, лаборатория реактивного движения JPL предложила идею двухступенчатой исследовательской ракеты, состоящей из связки Фау-2 и WAC Corporal. Значительная тяговооружённость Фау-2 позволяла без особых проблем поднять сравнительно легкую WAC-Corporal на большую высоту. По расчётам, такая «связка» могла бы добраться до сверхбольших высот, недосягаемых для одноступенчатых суборбитальных ракет.

В октябре 1946 года, армия согласилась профинансировать программу в рамках проекта Hermes. Программа имела две основные цели: исследовать вопросы конструирования двухступенчатых жидкостных ракет (зажигание двигателей на большой высоте) и изучить верхние слои атмосферы и космическое пространство.

Для экспериментов, была использована немного доработанный вариант трофейной германской ракеты Фау-2. Основным отличием от базовой модели была носовая часть, переделанная для закрепления WAC-Corporal. Ракета WAC-Corporal, используемая в эксперименте, была модифицирована более значительно: её модификация получила название Bumper WAC.

В отличие от основной модели WAC Corporal, Bumper WAC имела не три а четыре стабилизатора, увеличенных для обеспечения устойчивости ракеты в разрежённой атмосфере на высоте более 40 км. Помимо основного двигателя, на ракете были смонтированы два небольших твердотопливных двигателя раскрутки, для обеспечения стабилизации в космосе за счёт гироскопического эффекта. Ракета размещалась в носовой части Фау-2, при этом стабилизаторы Bumper WAC располагались в прорезях носовой оконечности трофейной ракеты.

Предполагалось, что ракета Фау-2 поднимет Bumper WAC на значительную высоту, где, при помощи запального шнура, произойдет запуск двигателей второй ступени, стабилизаторы Bumper WAC выскользнут из прорезей, и ракета отправится в полёт.

В 1948 году программе Bumper было присвоено обозначение RTV-G-4, и в мае того же года прототип Bumper (с инертной второй ступенью, имевшей лишь небольшой твердотопливный ускоритель для отработки разделения ступеней на высоте) был запущен.

Первым полномасштабным запуском Bumper стал третий в серии, выполненный 30 сентября 1948 года. Первая ступень — Фау-2, сработала нормально, но в момент разделения произошел взрыв двигателя Bumper WAC, разрушивший ракету. Тем не менее, бортовая аппаратура передала на землю телеметрию полёта, что позволило быстро выявить и исправить недостатки. Вторая попытка запустить систему была предпринята в ноябре, но на этот раз подвела первая ступень.

Первый успешный полет Bumper состоялся 24 февраля 1949 года. На этот раз все сработало отлично: первая ступень разогнала систему до требуемой скорости, на высоте порядка 100 км произошло их разделение и включившийся двигатель забросил WAC Corporal на высоту 393 км, установив новый мировой рекорд.

Программа предусматривала ещё три запуска, но после аварии в шестом пуске — снова подвела Фау-2, цель программы изменили с исследования космического пространства на изучение баллистики скоростных ракет. С этой целью, Bumper запускали почти горизонтально, под небольшим углом к горизонту над океаном. В качестве основной площадки был выбран Мыс Канаверал. Первый опыт завершился неудачей из-за сбоя WAC Corporal, но последний, восьмой пуск по программе Bumper прошел успешно, поставив новый мировой рекорд скорости — 5260 км/ч.

В 1951 году, в связи с исчерпанием запаса трофейных германских ракет и появлением новых, более совершенных исследовательских ракет, программа Bumper закрыта.

Сравнительная характеристика

Основные сведения и технические характеристики иностранных ракет с жидкостными ракетными двигателями
Наименование ракеты и страна производства				Двигатель				Массо-габаритные характеристики					Лётно-технические характеристики			Другое
Оригинал	Русское	Страна	Ступени	Топливо	Система подачи	Тяга на земле, кгc	Время работы, с	Длина, м	Диаметр, м	Полная масса, кг	Масса топлива, кг	Масса полезной нагрузки, кг	Скорость макс., м/с	Высота макс. или по траектории, км	Дальность, км	Серийное производство	Примечание
Дальние ракеты типа «земля — земля»
V-2 (A-4)	«Фау-2»			Жидкий кислород + 75% этиловый спирт	Насосная	25000	65	14	1,65	3000	9000	1000	1500	80	до 300	Да	Устарелая конструкция. Послужила прототипом многих ракет
WAC Corporal	«Корпорэл»			Азотная кислота + анилин	Вытеснительная	9070	—	12,2	0,762	5440	—	600 ÷ 800	1000 ÷ 14501	80	120 ÷ 240	Да	Разбег дальностей и скоростей достигается за счёт установки боевой части различного веса
PGM-11 Redstone	«Редстоун»			Жидкий кислород + спирт	Насосная	31880	—	18,3	1,52	20000	—	—	1800	—	320(800)	Да	Стала прототипом для разработки ракет с дальностью до 2400 км
SM-65 Atlas	«Атлас»		Первая ступень	Жидкий кислород + диметил-гидразин	Насосная	2×45360 (2×54000)	—	—	—	100000 ÷ 110000	—	—	6700	1280	8000	Да	При старте работают все три двигателя
			Вторая ступень	Жидкий кислород	—	61000	—	24 ÷ 30	2,4 ÷ 3	225000	—
Ракеты для исследования верхних слоёв атмосферы
General Electric RTV-G-4 Bumper	«Бампер»		Первая ступень типа А-4			(см. данные ракеты А-4)						26 кг (вес приборов)	3000	420	—	Изготовлено несколько экземпляров ↓	Использовалась для исследовательских целей
			Вторая ступень WAC Corporal	Азотная кислота + анилин	Вытеснительная	680	45	5,8	0,3	300	—
RTV-N-12 Viking	«Викинг»		№ 11	Жидкий кислород + спирт	Насосная	9070	—	12,7	1,2	7500	—	320	1920	254	—	Выпущено 12 шт. в различных вариантах	Специальная исследовательская ракета. Имеет отделяющуюся головку
			№ 12		Насосная	9225	105	12,7	1,14	6800	2950 ÷ 2500	450	1800	232	—
Aerobee	«Аэроби»		Первая ступень	Порох	—	—	2,5	1,9	—	265	117	68,4	1380	100 ÷ 145	—	Выпущено около 100 шт. различных вариантов
			Вторая ступень	Азотная кислота + анилин	Баллонная	1140	45	6,1	0,38	485	283
Aerobee 150	«Аэроби»		Первая ступень	Порох	—	—	—	—	—	265	—	55 — 91	2150	325 ÷ 270	—	Да
			Вторая ступень	Азотная кислота + (анилин + спирт)	ЖАД	800	53	6,37	0,38	—	500
Veronica AGI	«Вероника»			Азотная кислота + керосин	ЖАД	4000	32 ÷ 35	6,0	0,55	1000	700	57	1400	120	240	Опытные образцы
Зенитные управляемые ракеты
Wasserfall	«Вассерфаль»			Азотная кислота + визоль	Баллонная	8000	40	7,835	0,88	3800	1815	600 ÷ 100	750	20	40	Не была окончательно доведена
MIM-3 Nike Ajax	«Найк»		Первая ступень	Порох	—	—	—	3,9	—	550	—	до 140 кг	670	18	30	Да	Состояла на вооружении в системе противовоздушной обороны США
			Вторая ступень	Азотная кислота + анилин	Баллонная	1180 (на высоте 3000 м)	35	6,1	0,300	450	136
Matra SE 4100	«Матра»			—	Баллонная	1250	14	4,6	0,400	400	110	—	500	4,0	—	Опытные образцы
Oerlikon RSC-51	«Эрликон»			Азотная кислота + керосин	Баллонная	500	52	4,88	0,37	250	130	20	750	15	20	Да
Источник информации: Синярев Г. Б., Добровольский М. В. Жидкостные ракетные двигатели. Теория и проектирование. — 2-е изд. перераб. и доп. — М. : Гос. издательство оборонной промышленности, 1957. — С. 60—63 — 580 с.

См. также

• Convair RTV-A-2 Hiroc

Примечания

Литература

• Peter Alway. Rockets of the World. — Saturn Press, 1999.
• Frederick I. Ordway III, Ronald C. Wakeford. International Missile and Spacecraft Guide. — McGraw-Hill, 1960.
• «Army Ordnance Department Guided Missiles Program», U.S. Army Ordnance Department, 1948