V2火箭

V2火箭

V2火箭是一種全新的遠程武器,是納粹德國在二戰中佩愉明德研究中心的韋恩赫·馮·布勞恩博士帶領下研製的,是第一枚大型火箭導彈,也是世界上最早投入實戰使用的彈道導彈。

簡介


V2火箭空襲倫敦
V2火箭空襲倫敦
V-2火箭是第二次世界大戰時德國的彈道導彈。它是第一種超聲速火箭,為現代航天運載火箭和遠程導彈的先驅。1936年開始研製,1944年是日首次向巴黎發射。兩天後開始襲擊英國,共發射1千3百多枚。比利時幾乎遭受同樣沉重的打擊。V-2火箭長47英尺,起飛重量2.8至2.9萬磅,可產生約6萬磅推力。推進劑為酒精和液氧,有效載荷為約2000磅的烈性炸藥,水平射程為200英里,最大高度通常可達60英里。

歷史


V2火箭
V2火箭
V2工程開始於1940年。第二次世界大戰期間,正是德國的V2火箭曾給英國帶來巨大災難,當時又叫“飛彈”。V2工程起始於A系列火箭研究,由馮·布勞恩主持,是1936年後在佩內明德新建火箭研究中心的重點項目。A系列火箭經過許多新的改進,性能大大提高。是世界上第一種實用的彈道導彈。"V"來源於德文Vergeltung,意即報復手段,這是納粹在遭到盟國集中轟炸后表示要進行報復的意思。V1和V2表示這兩種型號僅僅是整個系列的恐怖武器的先驅。
V2長13.5米,發射全重13噸,能把1噸重的彈頭送到322千米以外的距離。火箭由液體火箭發動機推動,燃燒工質為液氧和甲醇。發射時火箭先垂直上升到24-29千米高,然後按照彈上陀螺儀的控制,在噴口燃氣舵的作用下以40度的傾角彈道上升,也可由地面控制站向彈上接收機發射無線電指令控制。一分鐘后,火箭已飛到48千米的高度,速度已達每小時5796千米。此時,無線電指令控制系統指令關閉發動機,火箭靠慣性繼續上升到97千米的高度,然後以每小時大約3542千米的速度大致沿一拋物線自由下落,擊中目標。由於當時制導系統的精度所限,誤差較大。

承載重量


V2工程的目標是擴大容積和承載重量,以容納自控、導航系統和戰鬥部。1942年10月3日,V2試驗成功,年底定型投產。從投產到德國戰敗,前德國共製造了6000枚V2,其中4300枚用於襲擊英國和荷蘭。
1943年初按盟國情報人員的情報,盟國發現這一計劃,並由對佩內明德的空中偵查得到證實。1943年8月17日夜,英國皇家空軍對佩內明德進行了一次著名的大規模空襲,毀傷了V2的地面設施。為預防重蹈8月17日災難,納粹將V2工廠遷到德國山區的山洞工廠,這個過程耽誤了預期的火箭攻勢。
當年實驗基地
當年實驗基地
1944年6月13日(諾曼底登陸后六天)V2開始攻擊倫敦,9月份第一枚V2落到倫敦。火箭攻擊造成了嚴重的平民傷亡和財產損失。如果在六個月前對登陸部隊集結地進行集中攻擊而不是倫敦的話,即如艾森豪威爾將軍所說,盟國將遭到難以克服的困難。對倫敦的攻擊都是在上午7至9時,中午12至2時,下午6至7時交通高峰期進行的,企圖嚇垮英國的民心士氣。可是,對經過1940年空襲的英國人民,在全面勝利已如此接近時,這種新的恐怖算不了什麼。在諾曼底前線的英國士兵更盡了最大努力用最快速度向威脅他們家庭的火箭發射地挺進。除了向倫敦發射外,在盟軍9月4日佔領安特衛普港后,納粹向安特衛普港進行了大規模導彈攻擊。
1945年德國投降前夕,布勞恩和400餘名火箭專家向美軍投降,後到美國,成為美國火箭技術和空間技術的奠基人之一;蘇聯也繳獲了大量V2的成品和部件,並俘虜了一些火箭專家,以此為起點,開始自己的火箭和空間計劃。
V2是單級液體火箭,全長14米,重13噸,直徑1.65米,最大射程320千米,射高96千米,彈頭重1噸。V2採用較先進的程序和陀螺雙重控制系統,推力方向由耐高溫石墨舵片操縱執行。V2在工程技術上實現了宇航先驅的技術設想,對現代大型火箭的發展起了承上啟下的作用。成為航天發展史上一個重要的里程碑。

結構與技術


V2火箭引擎
V2火箭引擎
V2發動機總成V2可負載1,000kg的高能炸藥彈頭並射向300km遠的目標。詳細資料如下:
結構:一體式液態火箭(彈體彈頭不分開)
全長:約14m
直徑:約1.7m
離陸時質量:12,800~13,000kg
離陸時推力:27,000kgf
最大飛行高度:約為100km左右
最大飛行速度:4.8馬赫
推進方式:以乙醇(酒精)與液態氧當作燃料,兩種燃料則會以一定比例通過管線引入燃燒室點火推進。管線特別設置在燃燒室壁旁,目的在於冷卻降溫,以免發生燃燒室過熱甚至融化的狀況。在V2火箭的尾端,亦安置了被稱為燃氣舵的金屬板,主要是為了改變氣流,誘導火箭朝正確的方向前進,也可以用來改變火箭前進的路線。
導引方式則是傳統的慣性導引:當火箭點火后,液態燃料推進器將會把V2推送到一定高度與速度,待燃料燒完之後,導彈大多會在拋物線的頂點(80~100km)。接著便會受慣性沿著拋物線繼續射向目標。然而這也意味著命中準度常會因氣流、天候不佳等因素而大減;雖然後期的V2引用了電波導引方式,然誤差亦高達公里計。
由於彈道導彈在終端速度極快(約4馬赫以上的超音速),遠超過當時同盟國空防的反應所需時速,因此防不勝防。基本上當時英軍只能靠聲音與雷達約略測量預估彈道后,在導彈尚未擊中目標前,以高射炮發射高爆彈藥射擊彈道企圖攔截之。另外,在二戰中V2也廣泛採用迷彩塗裝,以避免遭到空軍辨識空襲,在二戰末期更全面採用橄欖綠作為迷彩。不過在試驗中,V2則是用黑白相間的塗裝作為辨識。
從1944年6月13日到1945年3月的短短十個月間,德軍共發射了15000枚V1導彈與3000枚V2導彈,共造成英國31000人喪生。V型彈道導彈的出現,亦拉開了新式作戰的序幕,V2的出現意味著各種新型彈道導彈的戰略、戰術運用。在歷史上,美蘇兩大強國亦在彈道導彈著力深厚,並發展了各式彈道導彈,以及冷戰鐵幕的相互對立形態。

生產製造


秘密軍工廠

V2火箭
V2火箭
在德國中部的哈爾茨山有一個在地下60米處挖掘的坑道網,潮濕、腐爛引起的惡臭瀰漫在地獄般的坑道里。二戰時期,這裡曾經是納粹頭目希特勒製造“復仇武器2號”——V2火箭的秘密軍工廠。近2萬法國人、比利時人、蘇聯人和波蘭人就葬身於此。他們多半是猶太人,被納粹從布痕瓦爾德集中營押送到這裡。飢餓、疾病、苦役和肉體上的折磨奪去了他們的生命。
如果不是納粹攝影師瓦爾特·弗朗茨的兒子在酒窖里找到他父親當年的一些遺物,人們可能永遠見不到這些殉難者的照片。他們是希特勒準備製造的秘密武器V2的第一批受害者。V2火箭是現代導彈的前身,希特勒曾經指望用它來摧毀英國倫敦,進而贏得戰爭,但是他的美夢最終破滅了。
哈爾茨山的悲劇可以追溯到1937年波羅的海沿岸的佩訥明德。當時,德國納粹政府只是想發明一種可以躲開 《凡爾賽條約》限制的火箭。第一次世界大戰結束后,《凡爾賽條約》對德國擁有大炮的數量和規格都有限制。五年之後的1942年10月,希特勒的目的可就不那麼簡單了。當德國國防軍在東線和北非戰場開始失利之後,最初還有點遲疑不決的希特勒終於下決心要研製“特殊武器”。

成立科研小組

一個科研小組就這樣成立了。與此同時,德國空軍也在精心部署一項研製飛行炸彈V1的計劃。但這種武器並不十分令人滿意:飛行速度太慢,飛行高度太低,躲不過盟軍飛機的攔截。總之,不是希特勒所希望的能為他奪取勝利的“神奇武器”。所以馮·布勞恩率領的科研小組繼續研究新型武器。這就是“復仇武器2號”——V2。這是一種恐怖的武器,可以晝夜不停地襲擊市政目標,以打垮對手的精神並摧毀整個倫敦。

研究和試驗

納粹把V2看作是一種革命性武器。1942年10月30日,V2的第三次試驗證明它的電磁導向系統準確度很高。這種長14米的火箭,射程為300公里,裝載950公斤的炸藥,飛行高度96公里,時速高達5800公里。因此不容易被探測到,能夠出其不意打擊目標。雖然發射火箭需要燃燒掉4噸乙醇和5噸液態氧,可是希特勒認為,要想勝利,就得付出這個代價。

下令製造

經過一年的研究和試驗,希特勒於1943年10月下令製造1.2萬枚V2火箭。就是從這時候開始,關押在集中營里的6萬多名犯人被德國當作戰爭奴隸開始了在秘密軍工廠里做苦役的艱難歲月。

建造新工廠

由於佩訥明德1943年8月被英國皇家空軍的轟炸機夷為平地,德國打算建造新的秘密軍工廠,專門製造V2火箭。廠址選在遠離邊境、但是靠近布痕瓦爾德的哈爾茨山。
V2計劃由德國黨衛隊負責實施。犯人們每天勞動12個小時,用兩個月的時間挖掘了兩條兩公里長、200米寬的地下通道。兩條通道之間有43個銜接點。這就是“死亡工廠”。

投入生產

發射中的V2火箭
發射中的V2火箭
1944年1月V2火箭開始投入生產,但是每個火箭有2.2萬個零件,組裝起來很費時間。犯人們都已經筋疲力盡、虛弱不堪了。另外還必須把每個重達14噸的彈頭運送到1944年在法國英吉利海峽沿岸建好的發射地。9月5日進行了第一次發射試驗。三天後德軍開始轟炸英國的倫敦和諾里奇,然後又轟炸了比利時的安特衛普。轟炸中使用了1539枚V2火箭(已經製造出6000枚),它們襲擊目標的準確性雖然很令人失望,但是火箭發射的巨大衝擊波和爆炸前幾秒鐘特有的刺耳的呼嘯聲著實引起轟炸地老百姓不小的恐慌。德國納粹的狂轟濫炸使近1萬平民喪生,受傷人數還要多一倍。不過,對納粹來說,一切都已經太晚了。“復仇武器2號”也不能挽救他們失敗的命運。1945年3月,V2被迫停產,哈爾茨山體下工廠的部分設備被撤走。4月11日美國士兵發現了這座秘密工廠。一名軍官在報告中寫道:“一進去我們就看到屍橫遍地,瘦得皮包骨的犯人們餓死在地上。”
美國士兵總共抬出約3000具屍體。另外,他們還沒有忽視堆在坑道中的軍事設備,帶走了100多枚組裝好的完整的V2火箭。馮·布勞恩5月2日向盟軍投降。他透露了V2火箭的全部秘密,然後用自己的知識為美國效勞。因意外獲得這些材料而大喜過望的美國人便對馮·布勞恩的過去睜一隻眼,閉一隻眼,利用他的本事開始了征服宇宙空間的探索。

研製人物


韋納·馮·布勞恩(1912年——1977年),德國工程師,在火箭技術和太空探測等方面都有光輝的成就。他先後為著名的V-1?V-2火箭的誕生?美國第一顆衛星的發射成功,以及第一艘載人飛船“阿波羅11號”登上月球作出突出貢獻,而美國太空梭的研製也是自他手中發端。
1912年3月23日,韋納·馮·布勞恩出生於德國維爾西茨的一個貴族家庭,后隨全家移居柏林。馮?布勞恩的母親是一位出色的業餘天文學愛好者。她循循善誘地培養小韋納的好奇心。她送給兒子的一架望遠鏡,激發了布勞恩對宇宙空間的興趣,成了一個大科學家成長曆程的開端。學生時代的韋納就表現出與眾不同的探險精神。13歲時,他在柏林豪華的使館區進行了他的第一次火箭實驗,也因此被警察抓住,但這並未影響年輕的韋納對火箭發射的興趣。他的好奇心使他不斷地實驗自製火箭。然而也因此耽誤了複習功課,使他在一次考試中,數學?物理都不及格。一天,韋納讀到一本名為《通向星際空間之路》的書,正是這本書,使他毫不猶豫地選定了自己的終身事業:為人類征服宇宙空間貢獻一切力量。也正是這個遠大的理想,使頑皮的韋納開始專心刻苦地學習數學?物理等一切有助於達到目標的功課。不久,他便成了班上功課最好的學生。後來,他考入了夏洛滕堡工學院,再後來,布勞恩轉入柏林大學繼續學習,同時在那裡建立起了自己的實驗小組。1934年,這位22歲的學生科學家以物理學博士學位畢業。他寫的畢業論文論述了液體推進劑火箭發動機理論和實驗的各個方面。柏林大學把這篇論文評為最高等級——特優。這雖只是一篇畢業論文,但它對航天事業的發展意義重大。甚至在大約30年後,德國宇宙飛行協會還將該文作為其正式期刊的特刊重新出版。就這樣,馮?布勞恩為自己的學生時代畫上了一個閃光的句號,並開始迎接嶄新的工作歷程。
飛向宇宙是布勞恩畢生的理想。他為之所做的第一步努力就是研製大功率的液體推進劑V-2型火箭。工程是巨大的,難題堆積如山,亟待解決。馮?布勞恩以其對獨創性工程的巨大熱情,領導他的技術班子,最終使V-2成為現實。V-2誕生的意義可以與航空領域內萊特兄弟發明的飛機相提並論。