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投入实战的V-2导弹

2014-01-06黄昏晨钟

太空探索 2014年9期
关键词:研制火箭工厂

□ 黄昏晨钟

1944年6月6日6时30分,美国、英国、加拿大等国组成的盟军发起代号“霸王行动”的登陆战役,百万盟军强行在法国诺曼底登陆成功,给德国军队以沉重打击。

可是一个星期后,不甘心覆灭的法西斯就开始了疯狂报复。6月13日凌晨,他们首先用V-1导弹空袭伦敦。三个月后的9月8日,又再次发起报复性攻击。这次德军改用了另一种武器,造成人员、财产严重损失,引起当地居民的极大恐慌。因这次使用的武器来无踪影,英国防空体系对其防不胜防,甚至一时搞不清它究竟是个什么东西。后来,经过详细侦察才得知德军是把又一种导弹投入了实战。

这种新式导弹名叫V-2,今年也是它首次投入实战70年。

原名A-4

V-2导弹的问世得益于德国科学家对现代火箭技术的深入研究。早在1923年,赫尔曼•奥伯特就在其论文《飞向星际空间的火箭》中提出了火箭结构的设想。后来,德国的火箭爱好者又成立了宇宙旅行协会,在液体火箭方面进行了大量开拓性工作,包括成功制造出小型液体推进剂火箭。

就像许多科学技术发明后被首先用于战争一样,现代火箭技术也难逃被用于战争的命运。1932年,为了寻求火箭研制资金,冯•布劳恩等火箭专家成为德国陆军火箭技术部门的成员,开始用军方提供的经费研究液体火箭。在布劳恩看来,“陆军的资金和设备,似乎是通向真正的宇宙航行的唯一切实可行的途径”。

经过布劳恩等人的不懈努力,A-2、A-5火箭先后研制成功。1936年,又在这两种火箭的基础上开始研制更先进的火箭A-4。

A-4的技术指标参照了问世于第一次世界大战的巴黎大炮。巴黎大炮能把直径21厘米、装药11.25千克的炮弹发射到125千米以外,而A-4的最初设想是射程要达到巴黎大炮的两倍,能发射一吨重的弹头,命中误差两至三米,并能沿铁路或公路运到德国境内的任何地方。

1936年底,为了增强火箭的研制能力,德国军方投资3亿马克,按照布劳恩的选址,在柏林北方乌瑟多姆岛上兴建了佩内明德火箭研制中心。新研制中心建成后,研制人员陆续从原来的库默斯多夫火箭研制基地迁入,至1943年8月人数达1.7万人。

出于未来战争的考虑,德国元首希特勒也对火箭研制表现出极大兴趣。1939年3月23日,他参观了库默斯多夫火箭研制基地,认真听取了布劳恩讲解的火箭知识,观看了发动机试车,提出了各种技术问题,最后说了一句简短评语:“好极了。”时隔不到半年,9月1日德国军队入侵波兰,第二次世界大战爆发了。9月19日,希特勒在演讲中宣布德国正在研制一种新型秘密武器,有人明白元首指的就是火箭。

不过,当时A-4还不能马上成为投入战争的武器,因为它还只是一个试制品,技术上还有许多问题需要解决。其中火箭发动机就是一个最大难题。在瓦尔特•蒂尔博士主持下,研制人员进行了深入研究和设计,包括改良混合燃料,设计新的燃烧室和喷注器,以使推进剂充分雾化和高效燃烧;为了冷却喷嘴,首次采用了薄膜冷却法。

涡轮驱动是另一个大问题。在一家水泵工厂里,布劳恩从正在生产的消防水泵上找到了解决问题的答案,决定用过氧化氢与高锰盐酸溶液混合生成高温高压蒸气的方法驱动涡轮,进而成功制造出了第一台气体发生器。此外,还进一步解决了制导和控制问题,包括首次应用惯性陀螺平台,开创了现代惯性导航的先河;利用超音速空气动力学研究成果,解决了以前因气动外形产生的稳定问题。

起竖V-2导弹

V-2导弹发动机

火箭研制由布劳恩牵头并负责各系统之间的协调。许多大学和研究所参加了研究、设计、制造和试验。

成功来之不易

所有技术问题解决后,第一枚A-4火箭诞生了。

A-4的外形为流线型,箭体全长14.03米,最大直径1.66米,包括稳定尾翼在内最大宽度3.56米。全弹净重4吨,起飞重量12.9吨。锥形弹头长2.01米,装药980千克。仪器舱长1.41米,装有陀螺仪、加速度表等控制仪器。推进剂贮箱总长6.21米,上端为氧化剂箱,下端为燃烧剂箱,它们和箱体结构分离安装,可装载8吨推进剂。贮箱下面是一台推力245千牛的液体火箭发动机,最长工作时间68秒。尾段对称安装四片稳定翼。全弹近9万个零件都是人工打造的。到大批量生产时,共经过了6万次设计修改。

A-4最大射程320千米,最大飞行高度80至100千米,最大飞行速度每秒1600米,飞行300千米约8分钟。击中目标时的速度为每秒750米,比多数来复枪的子弹还快,所以用肉 眼发现它是不可能的。可以说,A-4堪称20世纪40年代火箭最新技术的结晶。

1942年6月13日,第一枚A-4火箭进行了首次发射试验。德国三军主帅和军火生产部长阿尔伯特•施佩尔等赶到现场观看。可是发动机点火后,火箭仅上升了一秒钟就因推进剂供给系统发生故障坠落下来,在巨大的爆炸中炸得粉碎。8月16日进行的第二次发射又因为仪器舱外壳过于脆弱,飞行45秒后在空中解体。由于前两次发射均以失败告终,第三次发射尤其事关重大,成败将关系到整个工程能否继续搞下去。好在这次发射取得了巨大成功,火箭发射后直冲蓝天,54秒钟后发动机正常关机,上升到85千米高度。

A-4火箭第三次发射成功后,德军将领向研制人员表示祝贺(后排穿深色西服者为冯·布劳恩)

这次发射成功是人类火箭技术和航天史上一个具有重要意义的事件。望着远去的火箭,佩内明德研制中心的领导人多恩伯格激动得流下了眼泪,他和佩内明德火箭中心的负责人相互拥抱,孩子似地大声呼喊。

当晚,多恩伯格在庆祝酒会上兴奋地发表了演说:“今天,1942年10月3日是人类太空飞行新时代的第一天。我们的火箭进入了太空,证明它可以用于太空旅行。”话题一转,他又明确提出:“利用火箭进行太空旅行将是和平时期的任务。战争仍在进行,我们的当务之急是尽快将它变为武器,成功用于军事。”

多恩伯格的演说表达了德国高层领导人的意图。1942年12月22日,希特勒下令大批量生产A-4火箭,1943年7月7日,又观看了发射A-4的影片。第一次看到火箭发射升空后,身心疲惫的希特勒精神为之大振。他后来对施佩尔说:“这种武器是决定这场战争的关键。如果我们用火箭攻击英军,将是对德军前线的一大鼓舞。”

按照希特勒的要求和大批量生产A-4的需要,德国参谋本部在人力和物资供应方面都给予了最高级优先权,同时专门成立了一个直接由军械和军工生产部管辖的特别委员会,并建立了强有力的生产机构,包括佩内明德南部一个生产零部件和装配的大型工厂,以及位于维也纳新城、柏林北郊和腓特烈港的三座装配工厂。

V-2导弹结构示意图

1942年10月3日,A-4火箭第三次发射获得成功

将缴获的V-2导弹运往美国

中心工厂内的发动机装配现场

正当A-4即将大规模生产时,盟军谍报部门获得了德国秘密研制和生产火箭武器的情报。1943年8月17日,英国皇家空军的571架轰炸机,对佩内明德实施了毁灭性轰炸。为了完成这次任务,40架飞机和机上的240位飞行员献出了生命。

这次大规模轰炸非常成功。轰炸后佩内明德一片火海,几乎被夷为平地,布劳恩办公室所在建筑物的屋顶被炸塌,其他建筑物也被大火烧得漆黑,一根根钢梁扭曲得如同麻花。位于三个不同地方的三家大批量生产厂也都成了废墟。轰炸中有735人丧生,其中178人是德国技术人员,包括刚搬到佩内明德的发动机设计师瓦尔特•蒂尔。因所住的房子被炸毁,他和全家在睡梦中丧生。死亡的其他人员大多为俄国战俘和波兰劳工。皇家空军始料不及的是,轰炸中布劳恩和其他人员从火海中抢救出了许多珍贵图纸和大部分重要文件,为A-4后来恢复生产创造了条件。

死亡工厂

大空袭之后,德军高层将领意识到,高度机密的A-4研制计划已经走露风声,不能在佩内明德继续研制火箭。于是,他们将佩内明德遗留的所有研制设备疏散到各地。同时,为将批量生产全部转入地下,建成了一座秘密地下工厂。

地下工厂名为中心工厂(也称米特尔工厂),位于柏林与法兰克福之间的哈茨山南部,靠近诺德豪森市,是用一座废弃油库改建成的。为了建造这座当时德国最大的地下工厂,党卫队将军汉斯·卡姆勒强迫附近集中营的囚犯从事惨无人道的苦役。完工后,德军把空袭中炸毁的三家工厂中保留下来的部分设备搬进隧道。后来,由于全国5000家负责生产零部件的工厂因不断遭到盟军轰炸经常停工,越来越多的生产加工也转移到中心工厂进行。

中心工厂的生产条件十分恶劣,隧道内阴冷潮湿,空气恶浊。在这种环境里,囚犯们每天在德国工程师和技术人员的监督下进行A-4装配。由于过度劳累,加上营养不良,肺炎、伤寒、痢疾和结核等疾病肆意蔓延。这种状况就连A-4的上层领导都感到触目惊心,施佩尔就认为是“野蛮的”,他写道“哈茨山山洞里的状况骇人听闻”。到过中心工厂多次的布劳恩也认为那里的工作环境很恐怖,活像地狱,他因此深感愧疚。

1944年,中心工厂约有一万名囚犯参与生产装配,后来约三分之一死于非命。当盟军找到他们时,没有掩埋的尸体堆在一起,其中许多早已腐烂不堪。

最后的疯狂

1943年冬,中心工厂制造的第一枚A-4出厂。到1944年春,生产速度达到每月300枚,但是离希特勒制定的生产计划还相去甚远,他的计划是每月900枚。后来,这个目标虽然达到了,却不是每天如此。希特勒的另一个要求是生产30000枚A-4,可是到战争结束前才制造了6900多枚。由于形成大批量生产,生产一枚A-4需要12950个工时,造价约38000德国马克,与一架50万马克的战斗机相比,算是一种便宜武器。

早在1943年多恩伯格就开始筹建火箭发射部队,包括机动营和固定营两种。机动营每天能发射27枚A-4。德国宣传部长戈培尔发挥自己的想象力,将火箭命名为“复仇武器”,A-4火箭从此更名为V-2导弹。

1944年9月8日6时30分后,德军从荷兰海牙郊外发射了第一枚实战的V-2导弹。不到六分钟,导弹在距离伦敦很近的泰晤士河畔爆炸,造成严重破坏。接下来的十天中,德军又向伦敦发射了26枚V-2导弹。几天后,戈培尔通过电台向德国公众宣布,元首批准的秘密武器已经投入对英作战。攻击成功后,火箭专家们用香槟酒庆祝成功,借此宣泄复仇情绪,他们没有忘记盟军的大空袭曾使佩内明德的许多人丧生。

美国白沙试验场上的V-2导弹

美国“中途岛”号航空母舰上的V-2导弹

1950年7月24日,美国首次从卡纳维拉尔角发射V-2导弹

9月8日对伦敦的攻击比希特勒要求的期限晚了10个月,按照他的设想,1943年10月底就要让伦敦尝尝这种武器的滋味。倘若希特勒的愿望如期实现,V-2将对整个二次世界大战产生严重的负面影响。盟军总司令德怀特·艾森豪威尔将军曾认为:“如果德国人提早六个月完善并使用这些新式武器,我们要侵入欧洲将是极端困难的,甚至是不可能的。”

截止1945年3月27日4点45分向肯特郡奥尔平顿进行的最后一枚发射,德军先后发射了4320枚V-2导弹,虽然有些没有击中目标,却仍给英国、法国和比利时等国家造成了巨大损失。击中伦敦的1050枚导弹使2511人丧生,重伤6000余人;在比利时的最大港口和重要工业城市安特卫普,一枚导弹就夺去271条生命。导弹还摧毁了数以千计的民宅和建筑物。

“土星”5号火箭如同V-2导弹的放大版

然而,法西斯的导弹没有吓倒英法人民。丘吉尔曾蔑视道:“即使德国人能坚持每天发射120枚V-1或V-2,结果只能相当于每周在一平方英里(约2.6平方千米)的范围内发射两或三枚一吨的炸弹。”丘吉尔的科学顾问彻韦尔勋爵也认为V-2导弹不过是虚张声势。

V-2投入实战后,佩内明德火箭中心又开始研制射程约370英里的A-9火箭,并在1945年1月24日试验成功。A-9是一种带有超音速翼的V-2,射程增加近两倍,有可能成为突破音障的第一种有翼导弹。

可惜的是,A-9连同其他更宏大的设想都只能停留在绘图板上了。正当盟军节节胜利,德国面临彻底失败时,布劳恩率领佩内明德的导弹专家们集体向美军投降。投降前,他们没有执行党卫队关于销毁一切导弹秘密文件的命令,却将其用炸药封闭在哈茨山附近的一座废弃矿坑里。

前世今生

V-2导弹的研制和它在战争中的应用早就引起了同盟国的密切注意,他们理所当然地把它列入缴获装备清单之首。1945年3月初,苏军占领佩内明德,3月20日美军则占领了哈茨山和中心工厂。一个月后,美军找到那个矿坑,挖出藏有导弹资料的箱子,并抢在向苏军移交中心工厂前,将装满300节车箱的V-2零部件运到安特卫普,之后又用16艘自由轮运到新奥尔良,最后运到美国新墨西哥州的白沙导弹试验场。不久,美军又把包括布劳恩在内的118名德国火箭专家送往美国。

V-2导弹的问世如同飞机的发明一样,既可以促进科学技术的发展,造福人类,又可以用于战争,给人类带来巨大灾难。作为首次投入战争的导弹,V-2在二次世界大战中犯下了深重罪孽,而后来却为人类发展航天技术奠定了技术基础。

二次世界大战结束后,苏联和美国分别在V-2导弹的基础上发展本国导弹技术。1947年10月30日,苏联利用被俘的德国技术人员发射成功了第一枚德国制造的V-2导弹,不久又成功地仿制出了V-2导弹,命名为P-1。接着,苏联在V-2的基础上加以改进,成功地研制出P-2导弹。1957年8月21日,苏联成功发射了世界上第一枚洲际导弹P-7。在此基础上又研制出“卫星”号火箭,成功地发射了第一颗人造地球卫星。美国当然不甘落后,1946年4月16日,在德国火箭专家的帮助下,第一次成功发射了在美国组装的V-2,并很快在此基础上研制出本国的第一种导弹“下士”1号。之后又相继研制成功了“宇宙神”、“大力神”等洲际导弹和运载火箭。

二战期间,V-2导弹首次袭击伦敦后,布劳恩等人曾感到非常懊悔,因为它原本是为月球飞行研制的,却被迫为残酷的战争服务。直到1969年7月,“阿波罗”11号载人飞船成功抵达月球后,他们才实现了当年的梦想,因为“土星”5号火箭如同V-2导弹的放大版。

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