德国V－2火箭
德国V－2火箭
战争对武器的需要促进了火箭技术的发展，其中德国制造的V－2火箭(即V－2导弹)达到了划时代的技术水平，为世界航天时代的到来奠定了基础。
作为第一次世界大战战败国的德国，凡尔赛条约限制其发展作战飞机、坦克、大炮和机枪等军事装备。事隔几年，盟国在凡尔赛条约的某些条款上有了松动。1922年，盟国允许德国生产一定数量的民用飞机，允许有一定规模的飞机工业。于是，德国开始大规模建立飞行俱乐部、航空企业、民航航线以及训练地勤人员，德国航空技术迅速发展，为发展军用飞机积蓄了力量。为了扩充军备，发展陆军武器系统，德国陆军开始注意火箭武器的制造，陆军炮兵局研究与发展部开始探索喷气推进以及运载炸药的可能性，负责具体事宜的是军官多恩伯格。20世纪20年代，德国星际航行协会中活跃着一批火箭爱好者，取得了液体火箭研究的一些试验成果。1932年，多恩伯格从星际航行会员中选出以冯·布劳恩为代表的4位火箭专家，充实军方的研究机构，发展德国液体火箭的军事应用技术。
图3－3 冯·布劳恩
1933年，布劳恩领导研制的第一代试验火箭问世，取名“集合体1”号，即A－1。A－1质量150千克，直径0．3米，发动机推力3000牛顿，用酒精和液氧作推进剂。由于头部过重，点火0．5秒后即发生爆炸，试验失败了。布劳恩对火箭的旋转部分进行了改进，很快制出A－2火箭，发射后顺利升空，飞行高度达到2．4千米。
1937年，布劳恩领导进行了多次A－3火箭试验。A－3火箭安装了一台推力为15千牛、工作时间45秒的火箭发动机。在A－3火箭中第一次采用陀螺仪控制燃气舵，达到了稳定飞行的目的，可以不要发射架就能在低速下稳定飞行。为了收集试验数据，在火箭头部还装了探测仪和回收降落伞。在A－4基础上，改进控制系统，扩大燃气舵面积，又制成了A－5火箭。它在试验飞行时，成功地上升到12．9千米。1939—1940年，A－5进行了25次发射，试验了3种制导系统，取得了很大的成功，为A－4设计提供了重要依据。
A－4是一个大型研制计划，早在1936年，德国陆军的首脑们参观布劳恩领导的火箭实验后就拟定了A－4的研制计划，并曾经作为国家级计划。为了引起决策人物的注意，A－4的参数定为:发射弹头的重量为炮弹的10倍以上，即至少1吨;射程至少是大炮的2倍，即250千米;精度要远远高于大炮;A－4的重量还要远低于大炮，以便于布置和机动。为了实现这些参数，A－4火箭的技术性能要远远超过A－3和A－5。
1939年9月1日，德军向波兰发动袭击，3日，英、法对德宣战，第二次世界大战爆发。为了战争的需要，A－4火箭被命名为V－2火箭，V是德语“复仇”一词的第一个字母。德国对V－2火箭的研制投入了巨大的人力和财力。V－2火箭的重大技术进步是制导和控制系统，核心是安装在弹头和贮箱之间的惯性陀螺平台。V－2火箭的发动机推力也实现了一个大的飞跃，从15千牛提高到250千牛。完整的V－2火箭是一个庞然大物，是20世纪40年代高新技术的结晶。
V－2火箭的主要组成和构造
弹头:装有烈性炸药。
仪器舱:装有对导弹飞行进行导引和控制的仪器，如垂直陀螺仪、加速度积分仪等。
燃料箱和壳体:全长14米，直径1．65米，包括酒精槽和液氧槽等。
液体火箭发动机:包括燃烧室、泵和发动机固定支架。
飞行稳定装置:4个喷流尾翼。
图3－4 V－2火箭外观
V－2的主要性能数据
有效载荷质量:1150千克。
燃料质量(液氧和酒精):8750千克。
起飞质量:12980千克。
发动机推力:270千牛。
射程:270～300千米。
最大飞行速度:1．5千米每秒。
V－2的主要特点
V－2采用了液体火箭发动机，燃料能量密度高;采用涡轮泵输送燃料，减轻了结构质量;飞行速度快，射程远，当时的大炮只能将20～30千克的炮弹送出20千米;V－2垂直发射，程序转弯，是弹道式导弹，它有一套有效的操纵控制系统和横偏矫正系统，能够自动控制导弹的飞行，提高命中率。
1942年10月V－2火箭试验发射成功。火箭点火后，发动机推力开始增加，直到把V－2推离地面，上升41秒后，速度达到2千米每秒;54秒后火箭发动机按照程序停车，火箭达到最大时速5600千米每小时。最后，火箭上升最大高度85千米，飞行距离190千米，离目标距离4千米。
这是火箭和航天技术历史上的重要事件。多恩伯格说:“我们在火箭史上第一次把自动控制的导弹送上大气层的边缘，直到没有空气的太空间。我们为此工作了10年。”“可以认为，我们已经把火箭送入了宇宙空间，并且首次利用宇宙空间为地球上的两点架造了一座桥梁。我们已经证明火箭推进对宇宙航行是切实可行的，这在科学技术史上有着决定性的意义。”
3－5 V－2火箭的构造图3
1944年9月6日傍晚，德国向英国第一次发射了两枚V－2导弹，但都因故失败。9月8日，德国向英国伦敦发射了一枚V－2导弹，炸弹在伦敦市区爆炸，当即死伤10余人。这是V－2导弹首次成功袭击英国本土，在伦敦引起了很大的恐慌。
1944年9月6日到1945年3月27日，德国共向盟国各地发射了3000余枚V－2导弹，其中主要攻击目标是英国伦敦和美英联军在比利时境内的供应基地——安特卫普。由于V－2导弹飞行速度高达4倍音速，当时还没有有效的防御手段，它在当时确实是一种令人恐怖的武器。
V－2没有能够挽救德军战败的命运，第二次世界大战刚一结束，大量整装待发的V－1和V－2导弹武器装备，以及成千上万的火箭技术人员都成了美国和前苏联两国的战利品。美国首先控制不伦瑞克空军研究所，获得了成套的仪器设备和重达1500吨的研究资料，以火箭研究专家布劳恩为首的高级设计人员100余人全部投降美国。美国还占领了生产V型导弹的诺德豪森地下工厂，将工厂的设备和资料整整装了300个火车皮，再通过海运全部运往美国。前苏联则于1945年攻占了佩内明德火箭基地。大约在1938年，德国秘密建成了这个基地，投资约3亿马克。此后，基地规模不断扩大，工作人数最多时达到1．7万余人。苏军在攻占时，这个基地已遭英军轰炸，百孔千疮，苏军组织被俘的科技人员和基地工人，先将基地按原样进行修复，然后将修好的基地，连同技术人员和设备一起搬往前苏联内地。
从某种意义上讲，美国和前苏联两国在战后大力发展航天技术并取得飞速进展，在很大程度上得益于德国已经取得的火箭技术的成就和火箭技术人员的进一步研究工作。