Первые ракеты использовались в качестве двигательных систем для стрел и, возможно, появились еще в X веке в Китае во времена династии Сун . Однако более веские документальные свидетельства появляются только в XIII веке. Вероятно, эта технология распространилась по всей Евразии в результате монгольских нашествий середины XIII века. Использование ракет в качестве оружия до появления современной ракетной техники засвидетельствовано в Китае , Корее , Индии и Европе . Одной из первых зарегистрированных ракетных установок является установка для запуска огненных стрел «Осиное гнездо», произведенная династией Мин в 1380 году. В Европе ракеты также использовались в том же году в битве при Кьодже . Королевство Чосон в Корее использовало тип мобильной многоствольной ракетной установки, известной как «Мунджонг Хвача », к 1451 году.
Ракеты с железным корпусом использовались Королевством Майсур ( майсурские ракеты ) и маратхами [1] в середине 18-го века, [2] [3] и позднее были модифицированы и использовались британцами . Более поздние модели и усовершенствования были известны как ракеты Конгрива и использовались в Наполеоновских войнах .
Самый ранний известный пример устройства, демонстрирующего «принципы, необходимые для полета ракеты», относится к 400 г. до н. э., когда Архит , греческий пифагореец , запустил деревянную птицу по подвешенным проводам, используя пар в качестве топлива. Деревянный голубь был привязан к шесту проводом. Когда пробка, содержащая пар, была выпущена, пар заставлял голубя кружить вокруг шеста. Примерно 300 лет спустя Герон Александрийский создал похожее «ракетоподобное устройство», известное как эолипил , которое использовало пар в качестве движителя. Сфера была установлена наверху водного бассейна, который нагревался огнем, превращая воду в пар, который поступал в сферу по трубам. Пар выходил через две Г-образные трубки на противоположных сторонах, заставляя сферу вращаться. [4] [5] [6] Эти устройства были описаны как «паровые ракеты», «протореакеты» и использовали «принципы, необходимые для полета ракеты» и «принцип действия-противодействия», который предшествовал настоящим ракетам. [5] [6]
Датировка изобретения первой пороховой ракеты, также известной как огненная стрела , приводимая в движение порохом , является спорной. История Сун приписывает изобретение двум разным людям в разное время, Фэн Чжишэну в 969 году и Тан Фу в 1000 году. Однако Джозеф Нидхэм утверждает, что ракеты не могли существовать до 12-го века, поскольку формулы пороха, перечисленные в Уцзин Цзунъяо, не подходят в качестве ракетного топлива . [7]
Ракеты могли использоваться еще в 1232 году, когда появились сообщения, описывающие огненные стрелы и «железные горшки», которые можно было услышать на расстоянии 5 лиг (25 км или 15 миль), когда они взрывались при ударе, вызывая опустошение в радиусе 600 метров (2000 футов), по-видимому, из-за шрапнели . [8] «Летающие огненные копья», которые имели многоразовые стволы, также упоминались как использовавшиеся династией Цзинь (1115–1234) . [9] Зарегистрировано, что ракеты использовались флотом Сун в военных учениях, датированных 1245 годом. Двигатель внутреннего сгорания упоминается в ссылке на 1264 год, где записано, что «земляная крыса», тип фейерверка , напугала императрицу-мать Гуншэн на пиру, устроенном в ее честь ее сыном императором Лицзуном . [10]
Впоследствии ракеты были включены в военный трактат Хуолунцзин , также известный как «Руководство по огненному дракону», написанный китайским артиллерийским офицером Цзяо Юем в середине XIV века. В этом тексте упоминается первая известная многоступенчатая ракета , «огненный дракон, выходящий из воды» (huo long chu shui) , которая, как полагают, использовалась китайским флотом. [11]
Ракетные установки, известные как «осиные гнезда», были заказаны армией Мин в 1380 году. [12] В 1400 году сторонник Мин Ли Цзинлун использовал ракетные установки против армии Чжу Ди ( императора Юнлэ ). [12]
Американский историк Фрэнк Х. Винтер в «Трудах двадцатого и двадцать первого исторических симпозиумов Международной академии астронавтики» предположил , что южный Китай и лаосские общественные фестивали ракет могли сыграть ключевую роль в последующем распространении ракетной техники на Востоке. [13]
Китайская огненная стрела была принята монголами в северном Китае, которые использовали китайских экспертов по ракетам в качестве наемников в монгольской армии. Считается, что ракеты распространились через монгольские вторжения в другие районы Евразии в середине 13-го века. [14]
Сообщается, что ракетное оружие использовалось в битве при Мохи в 1241 году. [15]
Между 1270 и 1280 годами Хасан ар-Раммах написал свою книгу «Аль-фурусийя ва аль-манасиб аль-харбийя» ( «Книга о военном искусстве верховой езды и изобретательных военных устройствах »), в которую вошло 107 рецептов пороха, 22 из которых предназначены для ракет. [16] По словам Ахмада И Хассана , рецепты ар-Раммаха были более взрывоопасными, чем ракеты, используемые в то время в Китае. [17] [18] Терминология, используемая ар-Раммахом, указывает на китайское происхождение порохового оружия, о котором он писал, такого как ракеты и огненные копья. [19] Ибн аль-Байтар , араб из Испании, иммигрировавший в Египет, описывал селитру как «снег Китая» ( араб . ثلج الصين thalj al-ṣīn ). Аль-Байтар умер в 1248 году. [20] [21] Ранние арабские историки называли селитру «китайским снегом» и «китайской солью». [22] [23] Арабы использовали название «китайские стрелы» для обозначения ракет. [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] Арабы называли фейерверки «китайскими цветами». [19] В то время как арабы называли селитру «китайским снегом», иранцы называли ее «китайской солью» ( персидский : نمک چینی namak-i čīnī ), [31] [32] [33] [34] [35] или «солью из китайских болот» ( namak shūra chīnī персидский : نمک شوره چيني ). [36] [37]
На индийском субконтиненте наемники, как известно, использовали ручные ракеты в 1300 году. [38] К середине XIV века индийские армии также использовали ракеты в военных действиях. [39]
В империи Великих Моголов во время правления Акбара в XVI веке артиллерийские ракеты Моголов начали использовать металлический корпус, что делало их более устойчивыми к погодным условиям и позволяло использовать большее количество пороха, увеличивая их разрушительную силу. [40] : 48 Железные ракеты Моголов были описаны европейскими посетителями, включая Франсуа Бернье , который был свидетелем битвы при Самугархе в 1658 году между братьями Аурангзебом и Дара Шикохом . [41] : 133
Королевство Майсур использовало ракеты в XVIII веке во время англо-майсурских войн .
В 1792 году ракеты в железном корпусе были успешно использованы Типу Султаном — правителем королевства Майсур (в Индии ) против более крупных сил Британской Ост-Индской компании во время англо-майсурских войн . [43] Затем британцы проявили активный интерес к этой технологии и развили ее дальше в течение 19 века. Использование железных трубок для хранения топлива позволило увеличить тягу и дальность полета ракеты (до 2 км).
После поражения Типу в Четвертой англо-майсурской войне и захвата железных ракет Майсура они оказали влияние на развитие британских ракет, вдохновив на создание ракеты Конгрива , которая вскоре была введена в эксплуатацию в Наполеоновских войнах . [44]
По словам Джеймса Форбса, маратхи также использовали в своих боях ракеты в железной оболочке. [1]
Корейское королевство Чосон начало производить порох в 1374 году [45], а к 1377 году уже производило пушки и ракеты. [46] [47] Однако повозки для запуска ракет, известные как «Мунджонг хвачха », появились только в 1451 году. [48]
В Европе Роджер Бэкон упоминает порох в своем труде Opus Majus 1267 года . [49]
Однако ракеты не использовались в европейских войнах до битвы при Кьодже в 1380 году . [50] По словам историка XVIII века Людовико Антонио Муратори , ракеты использовались в войне между Генуэзской и Венецианской республиками в Кьодже в 1380 году. Неясно, был ли Муратори прав в своей интерпретации, поскольку ссылка могла также быть на бомбардировку , но Муратори является источником широко распространенного утверждения о том, что самое раннее зарегистрированное европейское использование ракетной артиллерии датируется 1380 годом. [51]
У Жана Фруассара (ок. 1337 – ок. 1405) была идея запускать ракеты через трубы, чтобы они могли совершать более точные полеты. Идея Фруассара является предшественницей современной реактивной гранаты . [15]
Конрад Кейзер описал ракеты в своем знаменитом военном трактате «Беллифортис», написанном около 1405 года. [52] Кейзер описывает три типа ракет: плавающие, свободнолетающие и плененные .
Жоанес де Фонтана в своей книге «Bellicorum instrumentorum liber» (ок. 1420 г.) описал летающие ракеты в форме голубей, бегущие ракеты в форме зайцев и большую машину, приводимую в движение тремя ракетами, а также большую ракетную торпеду с головой морского чудовища.
В середине XVI века Конрад Хаас написал книгу, в которой описывалась ракетная технология, сочетающая в себе фейерверки и оружейные технологии. Эта рукопись была обнаружена в 1961 году в публичных записях Сибиу (Sibiu public records Varia II 374 ) . Его работа касалась теории движения многоступенчатых ракет, различных топливных смесей с использованием жидкого топлива , а также представила дельтаобразные ребра и колоколообразные сопла . [53]
Название Rocket происходит от итальянского rocchetta , что означает «шпулька» или «маленькое веретено», [54] данное из-за сходства по форме с шпулькой или катушкой, используемой для удержания нити, подаваемой на прялку. Итальянский термин был принят в немецкий язык в середине 16 века Леонардом Фроншпергером в книге о ракетной артиллерии, опубликованной в 1557 году, с использованием написания rogete , и Конрадом Хаасом как rackette ; принятие в английский язык датируется примерно 1610 годом. [55] Иоганн Шмидлап , немецкий производитель фейерверков, как полагают, экспериментировал с постановкой в 1590 году.
Лагари Хасан Челеби был легендарным османским летчиком, который, согласно отчету, написанному Эвлией Челеби , совершил успешный полет на ракете с пилотом . Эвлия Челеби утверждал, что в 1633 году Лагари запустил ракету с семью крыльями, используя 50 окка (63,5 кг или 140 фунтов) пороха из Сарайбурну , точки под дворцом Топкапы в Стамбуле .
« Artis Magnae Artilleriae pars prima » («Великое искусство артиллерии, часть первая», также известное как «Полное искусство артиллерии»), впервые напечатанное в Амстердаме в 1650 году, было переведено на французский язык в 1651 году, на немецкий в 1676 году, на английский и голландский в 1729 году и на польский в 1963 году. На протяжении более двух столетий эта работа дворянина Речи Посполитой Казимежа Семеновича [56] использовалась в Европе в качестве основного артиллерийского руководства. В книге были представлены стандартные конструкции для создания ракет, огненных шаров и других пиротехнических устройств. Она содержала большую главу о калибре, конструкции, производстве и свойствах ракет (как военного, так и гражданского назначения), включая многоступенчатые ракеты, батареи ракет и ракеты со стабилизаторами в виде дельта-крыла (вместо обычных направляющих стержней).
В своей работе 1696 года «Изготовление ракет. В двух частях. Первая часть содержит изготовление ракет для самой низкой мощности. Другая часть — изготовление ракет с помощью двойного предложения, весом до 1000 фунтов или выше», Роберт Андерсон предложил строить ракеты из «куска ствола ружья», металлическая оболочка которого намного прочнее картона или дерева. [57] [58]
Уильям Конгрив (1772–1828), сын контролера Королевского арсенала, Вулвич, Лондон, стал крупной фигурой в этой области. С 1801 года Конгрив исследовал оригинальный дизайн ракет Майсура и начал энергичную программу развития в лаборатории арсенала. [59] Конгрив подготовил новую топливную смесь и разработал ракетный двигатель с прочной железной трубой с коническим носом. Эта ранняя ракета Конгрива весила около 32 фунтов (14,5 килограммов). Первая демонстрация твердотопливных ракет Королевского арсенала состоялась в 1805 году. Ракеты эффективно использовались во время Наполеоновских войн и войны 1812 года . Конгрив опубликовал три книги по ракетной технике. [60]
Впоследствии использование военных ракет распространилось по всему западному миру. В битве при Балтиморе в 1814 году ракеты, выпущенные по Форту Макгенри ракетным судном HMS Erebus , стали источником красного свечения ракет, описанного Фрэнсисом Скоттом Ки в « Знамени, усеянном звездами ». [61] Ракеты также использовались в битве при Ватерлоо в 1815 году. [62]
Ранние ракеты были очень неточными. Без использования вращения или какой-либо управляющей обратной связи они имели сильную тенденцию резко отклоняться от своего предполагаемого курса. Ранние майсорские ракеты и их преемники британские ракеты Конгрива [59] несколько уменьшили отклонение, прикрепив длинную палку к концу ракеты (похожую на современные бутылочные ракеты ), чтобы ракете было сложнее изменить курс. Самой большой из ракет Конгрива была 32-фунтовая (14,5 кг) Carcass, которая имела палку длиной 15 футов (4,6 м). Первоначально палки устанавливались по бокам, но позже это было изменено на установку их в центре ракеты, что уменьшало сопротивление и позволяло более точно запускать ракету из сегмента трубы.
В 1815 году Александр Дмитриевич Засядко (1779–1837) начал работу по созданию боевых пороховых ракет. Он построил ракетные пусковые платформы (позволявшие стрелять ракетами залпами — по 6 ракет одновременно) и наводящие устройства. Засядко разработал тактику боевого применения ракетного оружия. В 1820 году Засядко был назначен начальником Петербургской оружейной палаты, Охтенского порохового завода, пиротехнической лаборатории и первой в России Высшей артиллерийской школы . Он организовал производство ракет в специальной ракетной мастерской и сформировал первое ракетное подразделение в Российской императорской армии . [63]
Капитан артиллерии Юзеф Бем (1794–1850) из Королевства Польского начал эксперименты с тем, что тогда по-польски называлось raca kongrewska . Кульминацией этого стал его отчет 1819 года Notes sur les fuses incendiares (немецкое издание: Erfahrungen über die Congrevischen Brand-Raketen bis zum Jahre 1819 in der Königlichen Polnischen Artillerie gesammelt , Weimar 1820). Исследования проходили в Варшавском арсенале , где капитан Юзеф Косинский также разработал реактивные системы залпового огня, адаптированные к лафету конной артиллерии . 1-й ракетный корпус сформирован в 1822 году; Впервые он участвовал в боях во время польско-российской войны 1830–1831 годов . [64]
Точность значительно улучшилась в 1844 году, когда Уильям Хейл модифицировал конструкцию ракеты таким образом, что тяга была слегка направлена , заставляя ракету вращаться вокруг своей оси движения, как пуля. [65] Ракета Хейла устранила необходимость в ракетной палке, летела дальше из-за уменьшенного сопротивления воздуха и была гораздо точнее.
В 1865 году британский полковник Эдвард Мунье Боксер построил усовершенствованную версию ракеты Конгрива, поместив две ракеты в одну трубу, одну за другой. [66]
В начале 20-го века произошел всплеск научных исследований в области межпланетных путешествий, подпитываемый творчеством таких писателей-фантастов, как Жюль Верн и Герберт Уэллс, а также философскими течениями , такими как русский космизм . [67] Ученые ухватились за ракету как за технологию, которая могла бы достичь этого в реальной жизни, возможность, впервые признанная в 1861 году Уильямом Лейтчем . [68]
В 1903 году учитель математики в средней школе Константин Циолковский (1857–1935), вдохновленный Верном и космизмом , опубликовал «Исследование космического пространства с помощью реактивных устройств» [69] , первую серьезную научную работу о космических путешествиях. Ракетное уравнение Циолковского — принцип, управляющий ракетным движением, — названо в его честь (хотя оно было открыто ранее, Циолковский удостоен чести быть первым, кто применил его к вопросу о том, могут ли ракеты достигать скоростей, необходимых для космических путешествий). [70] Он также выступал за использование жидкого водорода и кислорода в качестве топлива, вычисляя их максимальную скорость истечения. Его работа была по существу неизвестна за пределами Советского Союза, но внутри страны она вдохновила на дальнейшие исследования, эксперименты и создание Общества по изучению межпланетных путешествий в 1924 году.
В 1912 году Роберт Эсно-Пельтери опубликовал лекцию [71] о теории ракет и межпланетных путешествиях. Он независимо вывел уравнение ракеты Циолковского, провел основные расчеты энергии, необходимой для полетов на Луну и планеты, и предложил использовать атомную энергию (т. е. радий) для питания реактивного двигателя.
В 1912 году Роберт Годдард , вдохновленный с раннего возраста Гербертом Уэллсом и своим личным интересом к науке, начал серьезный анализ ракет, придя к выводу, что обычные твердотопливные ракеты необходимо улучшить тремя способами. Во-первых, топливо должно сжигаться в небольшой камере сгорания, вместо того, чтобы строить целый топливный контейнер, чтобы выдерживать высокое давление. Во-вторых, ракеты можно было бы размещать поэтапно. Наконец, скорость истечения (и, следовательно, эффективность) можно было бы значительно увеличить до скорости звука, используя сопло Де Лаваля . Он запатентовал эти концепции в 1914 году . [72] Он также независимо разработал математику полета ракеты. Годдард работал над разработкой твердотопливных ракет с 1914 года и продемонстрировал легкую боевую ракету Корпусу связи армии США всего за пять дней до подписания перемирия , положившего конец Первой мировой войне . Он также начал разрабатывать жидкотопливные ракеты в 1921 году, однако общественность не воспринимала его всерьез. [73] Тем не менее, Годдард в уединении разработал и запустил небольшую жидкостную ракету. Он разработал технологию для 214 патентов, 212 из которых его жена опубликовала после его смерти.
Во время Первой мировой войны французский морской офицер Ив Ле Приер (позже изобретший новаторский аппарат для подводного плавания ) разработал твердотопливные ракеты Le Prieur класса «воздух-воздух » , которые использовались для уничтожения прикованных наблюдательных аэростатов (называемых saucisses — «колбаски» по-французски или Drachen — «драконы» по-немецки), использовавшихся немецкими артиллерийскими корректировщиками . Довольно грубые зажигательные ракеты с черным порохом и стальным наконечником, изготовленные фирмой Ruggieri [74], были впервые испытаны с самолета Voisin , прикреплены к крылу на быстром спортивном автомобиле Picard Pictet , а затем использовались в бою на настоящих самолетах с мая 1916 года. Типичная схема включала восемь электрически запускаемых ракет Le Prieur, установленных на межплоскостных стойках самолета Nieuport . При запуске с достаточно короткого расстояния разброс ракет Le Prieur оказался довольно смертоносным. Бельгийский ас Вилли Коппенс [75] записал на свой счет десятки уничтоженных «Драхенов» во время Первой мировой войны.
В 1920 году Годдард опубликовал свои идеи и экспериментальные результаты в книге «Метод достижения экстремальных высот» . [76] В работе содержались замечания об отправке ракеты на твердом топливе на Луну, что привлекло внимание всего мира и было одновременно восхвалено и высмеяно. В редакционной статье New York Times , ссылаясь на Третий закон Ньютона , говорилось :
Что профессор Годдард, с его «кафедрой» в Кларк-колледже и поддержкой Смитсоновского института, не знает отношения действия к противодействию и необходимости иметь что-то лучшее, чем вакуум, против которого можно было бы реагировать, — утверждать это было бы абсурдно. Конечно, ему просто не хватает знаний, которые ежедневно выдают в старших классах».
— New York Times , 13 января 1920 г. [77]
В действительности, согласно третьему закону Ньютона, ракета «отталкивается» от своих выхлопных газов, поэтому отсутствие окружающего воздуха не имеет значения.
В 1923 году Герман Оберт (1894–1989) опубликовал Die Rakete zu den Planetenräumen («Ракета в планетарное пространство»), версию своей докторской диссертации, после того как Мюнхенский университет отклонил ее. [78] В 1929 году он опубликовал книгу Wege zur Raumschiffahrt («Пути к космическим полетам») и в течение короткого времени запускал в статическом режиме неохлаждаемый жидкостный ракетный двигатель. [79]
В 1924 году Циолковский также писал о многоступенчатых ракетах в «Космических ракетных поездах». [80]
Современные ракеты появились в США, когда Роберт Годдард прикрепил сверхзвуковое ( де Лаваля ) сопло к камере сгорания жидкостного ракетного двигателя. Это превратило горячий газ камеры сгорания в более холодную, остронаправленную гиперзвуковую струю газа, более чем удвоив тягу и повысив эффективность двигателя с 2% до 64%. [81] [82] 16 марта 1926 года Годдард запустил первую в мире жидкостную ракету в Оберне , штат Массачусетс.
В 1920-х годах по всему миру появилось несколько организаций, занимающихся ракетными исследованиями. Ракетостроение в Советском Союзе началось в 1921 году с обширной работы в Газодинамической лаборатории (ГДЛ), где в марте 1928 года был проведен первый испытательный запуск твердотопливной ракеты, которая пролетела около 1300 метров [83] В 1931 году первое в мире успешное использование ракет для помощи взлету самолетов было осуществлено на У-1, советское обозначение учебного самолета Avro 504 , который достиг около ста успешных вспомогательных взлетов. [84] [85] Дальнейшие разработки в начале 1930-х годов включали запуски ракет с самолетов и с земли. В 1932 году успешно прошли испытательные пуски в воздухе ракет РС-82 с самолета Туполев И-4, вооруженного шестью пусковыми установками. [86] В сентябре 1931 года была сформирована Группа по изучению реактивного движения (ГИРД), которая отвечала за запуск первой советской жидкостной ракеты ГИРД-9 17 августа 1933 года, которая достигла высоты 400 метров (1300 футов). [87]
В 1933 году ГДЛ и ГИРД были объединены в Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) [88] , и разработки были продолжены, включая проектирование нескольких вариантов для боя земля-воздух, земля-земля, воздух-земля и воздух-воздух. Ракеты РС-82 несли истребители Поликарпова И-15 , И-16 и И-153 , разведывательный самолет Поликарпова Р-5 и самолет непосредственной авиационной поддержки Ил-2 , в то время как более тяжелые ракеты РС-132 могли нести бомбардировщики. [89] Многие малые корабли советского флота также были оснащены ракетами РС-82, включая малый сторожевой корабль класса МО . [90] Самое раннее известное применение советскими ВВС неуправляемых зенитных ракет, запускаемых с самолета , в бою против самолетов тяжелее воздуха имело место в августе 1939 года во время битвы за Халхин-Гол . [90] Группа истребителей Поликарпова И-16 под командованием капитана Н. Звонарева использовала ракеты РС-82 против японских самолетов, сбив в общей сложности 16 истребителей и 3 бомбардировщика. [91] Шесть бомбардировщиков Туполева СБ также использовали РС-132 для атаки наземных целей во время Зимней войны . РНИИ также построил более 100 экспериментальных ракетных двигателей под руководством Валентина Глушко . Конструкторские работы включали регенеративное охлаждение , гиперголическое воспламенение топлива, а также вихревые и двухкомпонентные смешивающие топливные форсунки . Однако арест Глушко во время сталинской Большой чистки в 1938 году свернул разработки.
В 1927 году немецкий производитель автомобилей Opel начал публичные демонстрации ракетных транспортных средств совместно с Максом Валье и создателем твердотопливных ракет Фридрихом Вильгельмом Зандером, названных Opel-RAK под руководством Фрица фон Опеля . [92] [93] В 1928 году Фриц фон Опель управлял ракетным автомобилем Opel RAK.1 на гоночной трассе Opel в Рюссельсхайме, Германия, а позже — специализированным ракетным автомобилем RAK2 на автодроме AVUS в Берлине. В 1928 году Опель, Валье и Зандер оснастили планер Lippisch Ente , который купил Opel, ракетной тягой и запустили пилотируемый планер. «Ente» был разрушен во время своего второго полета. В конце концов, пионеру планеров Юлиусу Хатри было поручено фон Опелем построить специальный планер, снова названный Opel-RAK.1, для его ракетной программы. 30 сентября 1929 года фон Опель сам пилотировал RAK.1, первый в мире публичный пилотируемый полет с ракетным двигателем из аэропорта Франкфурт-Ребшток, но потерпел жесткую посадку. Программа Opel-RAK и публичные демонстрации наземных и воздушных транспортных средств привлекли большие толпы и вызвали общественное волнение в Германии, известное как «ракетный грохот». [94] [95]
Группа любителей ракет VfR , соучредителем которой был Макс Валье , включала Вернера фон Брауна , который в конечном итоге стал главой армейской исследовательской станции, которая разработала ракетное оружие V-2 для нацистов. Когда частная ракетная инженерия была запрещена в Германии, Зандер был арестован гестапо в 1935 году, признан виновным в измене, приговорен к 5 годам тюрьмы и вынужден был продать свою компанию. Он умер в 1938 году.
Подполковник Карл Эмиль Беккер , глава Отдела баллистики и боеприпасов немецкой армии, собрал небольшую группу инженеров, в которую входили Вальтер Дорнбергер и Лео Занссен, чтобы выяснить, как использовать ракеты в качестве дальнобойной артиллерии , чтобы обойти запрет Версальского договора на исследования и разработку дальнобойных пушек . [96] Вернер фон Браун , молодой инженер-вундеркинд, который в восемнадцатилетнем возрасте помогал Герману Оберту строить его жидкостный ракетный двигатель, [79] был завербован Беккером и Дорнбергером для присоединения к их секретной армейской программе в Куммерсдорф-Вест в 1932 году. [97] Фон Браун мечтал покорить космос с помощью ракет и изначально не видел военной ценности в ракетных технологиях. [98]
В 1927 году группа немецких инженеров-ракетчиков, включая Макса Валье из Opel RAK , сформировала Verein für Raumschiffahrt (Общество космических путешествий, или VfR) и в 1931 году запустила жидкостную ракету (использующую кислород и бензин ). [99]
Аналогичную работу с 1932 года проводил австрийский профессор Ойген Зенгер , который в 1936 году переехал в Германию и работал над ракетными космопланами, такими как Silbervogel (иногда называемый «антиподальным» бомбардировщиком). [100]
12 ноября 1932 года на ферме в Стоктоне, штат Нью-Джерси, попытка Американского межпланетного общества провести статический запуск своей первой ракеты (основанной на проектах Немецкого ракетного общества) потерпела неудачу из-за пожара. [101]
В 1936 году британская исследовательская программа, базирующаяся в Форт-Холстеде в Кенте под руководством доктора Элвина Кроу, начала работу над серией неуправляемых твердотопливных ракет , которые могли бы использоваться в качестве зенитного оружия . В 1939 году ряд испытательных пусков был проведен в британской колонии Ямайка на специально построенном полигоне. [102]
В 1930-х годах немецкий Рейхсвер (который в 1935 году стал Вермахтом ) начал проявлять интерес к ракетной технике. [103] Артиллерийские ограничения, наложенные Версальским договором 1919 года , ограничили доступ Германии к оружию дальнего действия. Увидев возможность использования ракет в качестве артиллерийского огня дальнего действия, Вермахт изначально финансировал команду VfR, но поскольку их внимание было строго научным, создал свою собственную исследовательскую группу. По просьбе военных лидеров Вернер фон Браун , в то время молодой начинающий ракетчик , присоединился к военным (за ним последовали два бывших члена VfR) и разработал оружие дальнего действия для использования во Второй мировой войне нацистской Германией . [104]
В июне 1938 года Советский реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ) начал разработку реактивной системы залпового огня на основе ракеты РС-132 . [105] В августе 1939 года была завершена ракета БМ-13 / Катюша (БМ означает боевая машина (транслит. « боевая машина ») для ракет М-13). [106] К концу 1938 года состоялись первые значительные масштабные испытания ракетных установок, было использовано 233 ракеты различных типов. Залп ракет мог полностью покрыть цель на расстоянии 5500 метров (3,4 мили). Различные ракетные испытания проводились до 1940 года, и БМ-13-16 с пусковыми рельсами для шестнадцати ракет была разрешена к производству. Всего было построено сорок пусковых установок до вторжения Германии в Советский Союз в июне 1941 года. [106]
В начале войны британцы оснастили свои военные корабли невращающимися неуправляемыми зенитными ракетами, а к 1940 году немцы разработали реактивную систему залпового огня класса «земля-земля » Nebelwerfer .
Советские ракетные установки «Катюша» были совершенно секретными в начале Второй мировой войны. Для их эксплуатации было сформировано специальное подразделение войск НКВД . [106] 14 июля 1941 года экспериментальная артиллерийская батарея из семи пусковых установок была впервые использована в бою в Рудне в Смоленской области России под командованием капитана Ивана Флёрова , уничтожив сосредоточение немецких войск с танками, бронетехникой и грузовиками на рыночной площади, что привело к огромным потерям немецкой армии и ее отступлению из города в панике. [107] [108] [109] После их успеха в первый месяц войны было заказано массовое производство, и разработка других моделей продолжилась. «Катюша» была недорогой и могла производиться на легких промышленных предприятиях, которые не имели тяжелого оборудования для производства обычных артиллерийских стволов. [106] К концу 1942 года было построено 3237 пусковых установок «Катюша» всех типов, а к концу войны общее производство достигло около 10 000. [106] При этом для советских вооруженных сил было произведено 12 миллионов ракет типа РС. [89]
Во время Второй мировой войны генерал-майор Дорнбергер был военным руководителем ракетной программы армии, Занссен стал комендантом ракетного центра армии Пенемюнде , а фон Браун был техническим директором программы баллистических ракет . [110] Они возглавляли команду, которая построила ракету Агрегат-4 (А-4) , которая стала первым транспортным средством, достигшим космоса во время своей программы испытательных полетов в 1942 и 1943 годах. [111] К 1943 году Германия начала массовое производство А-4 как Vergeltungswaffe 2 («Оружие возмездия» 2, или чаще V2), баллистической ракеты с дальностью полета 320 километров (200 миль), несущей 1130-килограммовую (2490 фунтов) боеголовку со скоростью 4000 километров в час (2500 миль в час). [112] Его сверхзвуковая скорость означала, что против него не было никакой защиты, а обнаружение радаром давало мало предупреждений. [113] Германия использовала это оружие для бомбардировки южной Англии и частей освобожденной союзниками Западной Европы с 1944 по 1945 год. [114] После войны V-2 стала основой ранних американских и советских ракетных конструкций. [115] [116]
В 1943 году в Германии началось производство ракеты V-2 . Она имела дальность полета 300 км (190 миль) и несла боеголовку массой 1000 кг (2200 фунтов) с зарядом взрывчатого вещества аматол . Обычно она достигала максимальной рабочей высоты около 90 км (56 миль), но могла достигать 206 км (128 миль) при вертикальном запуске. Ракета была похожа на большинство современных ракет, с турбонасосами , инерционным наведением и многими другими функциями. Тысячи ракет были выпущены по различным странам -союзникам , в основном по Бельгии, а также по Англии и Франции. Хотя их нельзя было перехватить, конструкция их системы наведения и одна обычная боеголовка означали, что они были недостаточно точны против военных целей. В общей сложности 2754 человека в Англии были убиты, а 6523 получили ранения до окончания кампании по запуску. Также было 20 000 смертей от рабского труда во время строительства V-2. Хотя это не оказало существенного влияния на ход войны, V-2 стала смертоносной демонстрацией потенциала управляемых ракет как оружия. [117] [118]
Параллельно с программой управляемых ракет в нацистской Германии , ракеты также использовались на самолетах, либо для помощи в горизонтальном взлете ( RATO ), вертикальном взлете ( Bachem Ba 349 "Natter") или для их питания ( Me 163 , [119] и т. д.). Во время войны Германия также разработала несколько управляемых и неуправляемых ракет класса "воздух-воздух", "земля-воздух" и "земля-земля" (см. список управляемых ракет Германии времен Второй мировой войны ).
В конце Второй мировой войны соревнующиеся русские, британские и американские военные и научные команды гонялись за захватом технологий и обученного персонала из немецкой ракетной программы в Пенемюнде . Россия и Великобритания добились определенного успеха, но Соединенные Штаты извлекли наибольшую выгоду. США захватили большое количество немецких ученых-ракетчиков, включая фон Брауна, и привезли их в Соединенные Штаты в рамках операции «Скрепка» . [67] [120] В Америке те же ракеты, которые были разработаны для обрушения на Британию, использовались учеными в качестве исследовательских аппаратов для дальнейшего развития новой технологии. V-2 превратилась в американскую ракету Redstone , использовавшуюся в ранней космической программе. [121]
После войны ракеты использовались для изучения условий на большой высоте, радиотелеметрии температуры и давления атмосферы, обнаружения космических лучей и дальнейших исследований; в частности, Bell X-1 , первый пилотируемый аппарат, преодолевший звуковой барьер. Это продолжалось в США под руководством фон Брауна и других, которым суждено было стать частью научного сообщества США.
Независимо от этого, в космической программе Советского Союза исследования продолжались под руководством главного конструктора Сергея Королева . [122] С помощью немецких техников V-2 был запущен и продублирован как ракета R-1 . Немецкие разработки были заброшены в конце 1940-х годов, а иностранные рабочие были отправлены домой. [123] Новая серия двигателей, построенных Глушко и основанных на изобретениях Алексея Михайловича Исаева, легла в основу первой МБР, R-7 . [124] R-7 вывела на орбиту первый спутник, Спутник-1 , а позже Юрия Гагарина , первого человека в космосе, и первые лунные и планетарные зонды. Эта ракета используется и сегодня. Эти престижные события привлекли внимание ведущих политиков, а также дополнительные средства для дальнейших исследований.
Одной из нерешенных проблем был вход в атмосферу . Было показано, что у орбитального аппарата было достаточно кинетической энергии, чтобы испариться, и все же было известно, что метеориты могут упасть на землю. Загадка была решена в США в 1951 году, когда Х. Джулиан Аллен и А. Дж. Эггерс-младший из Национального консультативного комитета по аэронавтике (NACA) сделали противоречащее интуиции открытие, что тупая форма (высокое сопротивление) допускает наиболее эффективный тепловой экран. При таком типе формы около 99% энергии уходит в воздух, а не в аппарат, и это позволяло безопасно возвращать орбитальные аппараты. [125]
Открытие Аллена и Эггерса, первоначально считавшееся военной тайной, в конечном итоге было опубликовано в 1958 году. [126] Теория тупого тела сделала возможными конструкции теплозащитного экрана, которые были воплощены в космических капсулах Mercury , Gemini , Apollo и Soyuz , что позволило астронавтам и космонавтам пережить огненный вход в атмосферу Земли. Некоторые космические самолеты, такие как Space Shuttle, использовали ту же теорию. Во время разработки STS Максим Фаже , директор по инжинирингу и разработкам в Центре пилотируемых космических аппаратов , не был удовлетворен чисто подъемным методом входа в атмосферу (как предлагалось для отмененного X-20 "Dyna-Soar" ). [127] Он спроектировал космический челнок, который действовал как тупое тело, входя в атмосферу под чрезвычайно большим углом атаки 40° [128] с нижней стороной, обращенной к направлению полета, создавая большую ударную волну , которая отражала большую часть тепла вокруг транспортного средства, а не в него. [129] Космический челнок использовал комбинацию баллистического входа (теория тупого тела) и аэродинамического повторного входа; на высоте около 122 000 м (400 000 футов) атмосфера становится достаточно плотной для начала аэродинамической фазы повторного входа. Во время повторного входа челнок вращался, чтобы изменить направление подъемной силы предписанным образом, сохраняя максимальное замедление значительно ниже 2 g . Эти маневры вращения позволили челноку использовать свою подъемную силу для управления в сторону взлетно-посадочной полосы. [130]
Ракеты приобрели чрезвычайно важное военное значение в качестве современных межконтинентальных баллистических ракет (МБР), когда стало ясно, что ядерное оружие, перевозимое на ракетном носителе, практически невозможно остановить существующими системами обороны после запуска, и такие ракеты-носители, как Р-7, Атлас и Титан, стали платформами доставки этого оружия.
Подпитываемые отчасти холодной войной , 1960-е годы стали десятилетием быстрого развития ракетных технологий, особенно в Советском Союзе ( Восток , Союз , Протон ) и в Соединенных Штатах (например, самолеты X-15 [132] и X-20 Dyna-Soar [133] ). Существенные исследования проводились также в других странах, таких как Франция, Великобритания, Япония, Австралия и т. д., и все большее использование ракет для исследования космоса , с фотографиями, полученными с обратной стороны Луны , и беспилотными полетами для исследования Марса .
В Америке программы пилотируемых космических полетов, проект «Меркурий» , проект «Джемини» , а позднее программа «Аполлон» , достигли своей кульминации в 1969 году, когда была осуществлена первая высадка экипажа на Луну с использованием ракеты «Сатурн-5» , в результате чего газета New York Times была вынуждена отозвать свою более раннюю редакционную статью 1920 года, в которой говорилось, что космические полеты невозможны:
Дальнейшие исследования и эксперименты подтвердили выводы Исаака Ньютона в 17 веке, и теперь точно установлено, что ракета может функционировать как в вакууме, так и в атмосфере. The Times сожалеет об ошибке.
— New York Times , 17 июня 1969 г. — Исправление [134]
В 1970-х годах Соединенные Штаты совершили еще пять посадок на Луну, прежде чем отменить программу «Аполлон» в 1975 году. Заменяющий корабль, частично многоразовый Space Shuttle , должен был быть дешевле, [135] но большого снижения затрат достичь не удалось. Тем временем, в 1973 году началась программа одноразового использования Ariane , пусковая установка, которая к 2000 году захватила большую часть рынка геоспутников . [136]
С начала 2010-х годов появились новые частные варианты получения услуг по космическим полетам, что привело к существенной рыночной конкуренции в существующем бизнесе поставщиков услуг по запуску . Первоначально эти рыночные силы проявились через конкурентную динамику среди возможностей транспортировки полезной нагрузки по разным ценам, оказывая большее влияние на покупку запуска ракеты, чем традиционные политические соображения страны-производителя или конкретного национального субъекта, использующего, регулирующего или лицензирующего услугу запуска. [137] [138] [139] [140]
После появления космических технологий в конце 1950-х годов появились услуги по запуску космических аппаратов, исключительно в рамках национальных программ. Позже, в 20 веке, коммерческие операторы стали значимыми клиентами поставщиков услуг по запуску. Международная конкуренция за подмножество полезных нагрузок спутников связи на рынке запусков все больше влияла на коммерческие соображения. Однако даже в этот период, как для коммерческих, так и для государственных спутников связи , поставщики услуг по запуску для этих полезных нагрузок использовали ракеты-носители, построенные в соответствии с государственными спецификациями, и исключительно с государственным финансированием разработки.
В начале 2010-х годов появились частные системы запуска и предложения услуг по запуску космических аппаратов. Теперь компании столкнулись с экономическими стимулами, а не с преимущественно политическими стимулами предыдущих десятилетий. Бизнес космических запусков испытал резкое снижение цен за единицу вместе с добавлением совершенно новых возможностей, что привело к новой фазе конкуренции на рынке космических запусков. [140] [137] [139]
ракета, используемая маратхами, которая очень часто раздражала нас, состоит из железной трубки длиной восемь или десять дюймов и диаметром около двух дюймов. Это разрушительное оружие иногда крепится к железному пруту, иногда к прямому обоюдоострому мечу, но чаще всего к крепкой бамбуковой трости длиной четыре или пять футов с железным шипом, выступающим за пределы трубки к этому пруту или посоху, трубка заполнена горючими материалами
Около 1240 года арабы получили знания о селитре («китайский снег») с Востока, возможно, через Индию. Вскоре после этого они узнали о порохе. Они также узнали о фейерверках («китайские цветы») и ракетах («китайские стрелы»). Арабские воины приобрели огненные копья к 1280 году. Примерно в том же году сириец по имени Хасан аль-Раммах написал книгу, которая, как он выразился, «трактует о машинах огня, которые можно использовать для развлечения или для полезных целей». Он говорил о ракетах, фейерверках, огненных копьях и других зажигательных средствах, используя термины, которые предполагали, что он получил свои знания из китайских источников. Он дал инструкции по очистке селитры и рецепты для изготовления различных видов пороха.
Первое определенное упоминание селитры в арабском труде содержится в аль-Байтаре (ум. 1248), написанном в конце его жизни, где она названа «снегом Китая». Аль-Байтар был испанским арабом, хотя он много путешествовал и некоторое время жил в Египте.
Все это побудило европейцев более пристально следить за событиями далеко на востоке. Спустя четыре года после вторжения 1241 года папа отправил посла в столицу Великого хана в Монголию. Позже последовали и другие путешественники, из которых самым интересным был Вильгельм Рубрук (или Рейсбрук). Он вернулся в 1257 году, и в следующем году появились сообщения об экспериментах с порохом и ракетами в Кельне. Затем друг Вильгельма Рубрука, Роджер Бэкон, дал первый отчет о порохе и его использовании в фейерверках, который был написан в Европе. Одна из форм пороха была известна в Китае еще до 900 года нашей эры, и, как упоминалось ранее... Большая часть этих знаний к тому времени достигла исламских стран, и селитру, используемую для изготовления пороха там, иногда называли, что знаменательно, «китайским снегом».
Огнестрельное оружие можно определить как сосуды — любой формы — используемые для метания дроби, снаряда или пуль на большее или меньшее расстояние под действием взрывающегося в них пороха. Распространенное мнение о том, что порох был изобретением монаха Бэкона, а пушки впервые применил Эдуард III. из Англии, должно быть немедленно отвергнуто. Несомненно, что порох ничем не отличался от хриплых огней византийских императоров или от земного грома Китая и Индии, где он был известен за много столетий до того, как рыцарство Европы начало падать под его уравновешивающей силой. Селитра является естественным и повседневным продуктом Китая и Индии; и там, соответственно, знание пороха, кажется, является современником самых отдаленных исторических событий. Ранние арабские историки называют селитру «китайским снегом» и «китайской солью»; и самые древние записи самого Китая показывают, что фейерверки были хорошо известны за несколько сотен лет до христианской эры. Из этих и других обстоятельств несомненно, что порох использовался китайцами как взрывчатое вещество в доисторические времена; когда они впервые обнаружили или применили его силу в качестве метательного вещества, определить сложнее. Каменные мортиры, метательные снаряды весом 12 фунтов. на расстоянии 800 шагов, упоминаются как использованные в 767 году нашей эры армией Танга; и в 1282 году нашей эры неоспоримо, что китайцы, осажденные в Кайфонг-фу, использовали пушки против своих монгольских врагов. Таким образом, китайцам следует позволить обосновать свои претензии на ранние практические знания пороха и его эффектов.
Огнестрельное оружие можно определить как сосуды — любой формы — используемые для метания дроби, снаряда или пуль на большее или меньшее расстояние под действием пороха, взорванного внутри них. Распространенное мнение о том, что порох был изобретением монаха Бэкона, и что пушки впервые применил Эдуард III из Англии, должно быть немедленно отвергнуто. Несомненно, что порох ничем не отличался от греческого огня византийских императоров или от земного пороха азиатских стран, где он был известен за много столетий до того, как рыцарство Европы начало падать под его уравновешивающей силой. Селитра является естественным и ежедневным продуктом Китая и Индии; и там, соответственно, знание пороха, кажется, является современником самых отдаленных исторических событий. Ранние арабские историки называют селитру «китайским снегом» и «китайской солью j», а самые древние записи самого Китая показывают, что фейерверки были хорошо известны за несколько сотен лет до христианской эры. Из этих и других обстоятельств несомненно, что порох использовался китайцами как взрывчатое вещество в доисторические времена; когда они впервые обнаружили или применили его силу в качестве метательного вещества, определить сложнее. Каменные мортиры, метавшие снаряды весом 12 фунтов на расстояние 300 шагов, упоминаются как использовавшиеся в 757 году нашей эры армией Тауга; а в 1232 году нашей эры неоспоримо, что китайцы, осажденные в Кайфонг-фу, использовали пушки против своих монгольских врагов. Таким образом, китайцам следует предоставить возможность заявить о своих ранних практических знаниях о порохе и его действии.
теперь точно известно, но, как и в случае со многими другими товарами, монгольские походы послужили одним из каналов. Арабы узнали о селитре примерно в конце тринадцатого века, когда они познакомились с ней как с «китайским снегом» и начали использовать ракеты, которые они называли «китайскими стрелами».
киданей, а затем в войнах против вторгшихся чжурчжэней в 1125-27 и 1161-62 годах. После монгольского завоевания большей части Азии арабы познакомились с селитрой где-то до конца тринадцатого века. Они называли ее китайским снегом, как и ракету китайской стрелой. Роджер Бэкон (ок. 1214 - ок. 1294) был первым европейским писателем, упомянувшим порох, хотя узнал ли он о нем из своего изучения
Порох появился в Европе в тринадцатом веке. Арабы узнали о порохе в этом веке и назвали селитру «китайским снегом», а ракету — «китайской стрелой». Роджер Бэкон был первым европейцем, упомянувшим порох, и он, возможно, узнал об этом от арабов или от своего коллеги-францисканца, брата Вильгельма Рубрука. Брат Вильгельм был в Монголии в
Порох появился в Европе в тринадцатом веке. Арабы узнали о порохе в этом веке и назвали селитру «китайским снегом», а ракету — «китайской стрелой». Роджер Бэкон был первым европейцем, упомянувшим порох, и он, возможно, узнал об этом от арабов или от своего коллеги-францисканца, брата Вильгельма Рубрука. Брат Вильгельм был в Монголии в 1254 году, и Роджер Бэкон был лично знаком с ним после его возвращения
Когда впервые начали использовать эти гранаты, до сих пор неясно. По-видимому, они использовались в битвах 1161 и 1162 годов, а затем северными китайцами против монголов в 1232 году. Арабы познакомились с селитрой незадолго до конца тринадцатого века и называли ее «китайским снегом», как и ракету «китайской стрелой». Роджер Бэкон (ок. 1214 — ок. 1294) — первый европейский писатель, упомянувший порох, хотя узнал ли он о нем.
Однако первое арабское упоминание о селитре относится к концу тринадцатого века, когда ее называют «китайским снегом». В любом случае, порох стал известен в Европе вскоре после того, как его начали использовать в войне в Китае.
После завоевания монголами большей части Азии арабы познакомились с селитрой где-то до конца тринадцатого века. Они называли ее китайским снегом, как и ракету — китайской стрелой.
Первое использование металлической трубки в этом контексте произошло около 1280 года в войнах между Сун и монголами, где был изобретен новый термин, чонг, для описания нового ужаса... Как и бумага, она попала на Запад через мусульман, в данном случае через труды андалузского ботаника Ибн аль-Байтара, который умер в Дамаске в 1248 году. Арабское название селитры — «китайский снег», в то время как персидское — «китайская соль».28
В любом случае, есть лингвистические свидетельства китайского происхождения технологии: в Дамаске арабы называли селитру, используемую для изготовления пороха, «китайским снегом», а в Иране ее называли «китайской солью». Каким бы ни был маршрут миграции
Китайцы, конечно, были знакомы с селитрой, основным ингредиентом пороха. Они называли ее китайским снегом и использовали ее в начале христианской эры при изготовлении фейерверков и ракет.
Китайцы, несомненно, были знакомы с селитрой, основным ингредиентом пороха. Они называли ее китайским снегом и использовали ее в начале христианской эры при изготовлении фейерверков и ракет.
Китайцы, конечно, были знакомы с селитрой, основным ингредиентом пороха. Они называли ее китайским снегом и использовали ее в начале христианской эры при изготовлении фейерверков и ракет.
августа 1822 г. в польской армии Царства Конгресса было создано первое подразделение реактивной артиллерии. Предшественником использования сигнальных ракет был артиллерист капитан Йозеф Бем. 1-й Польский ракетный корпус был создан по приказу русского князя Константина, несмотря на это, ракетчики внесли наибольшие заслуги в борьбу с Россией во время Ноябрьского восстания.
Бельгийский ас Вилли Коппенс также использовал ракеты Le Prieur.
-минутный документальный фильм о программе Opel RAK
Статья в Opel Post о 90-летии публичной демонстрации ракеты Opel RAK2 на AVUS Berlin
«В прошлом году аэрокосмические гиганты [Boeing Co. и Lockheed Martin Corp.] разделили почти 500 миллионов долларов прибыли от акционерного капитала предприятия по производству ракет, когда оно еще обладало монополией на бизнес по выводу на орбиту важнейших спутников Пентагона. Но с тех пор «они держали нас на очень коротком поводке», — сказал Тори Бруно, генеральный директор United Launch».
монополия правительства на космические путешествия закончилась