Р-2

Продолжаем наш экскурс по загородной базе МГТУ им. Баумана в Орево.
Р-2, она же 8Ж38, еще не бабочка, но уже и не гусеница. Хотя в ней еще осталось  наследство от Р-1 и Фау-2, некоторые конструктивные решения были применены впервые и присутствуют и в современных ракетах. Хотя тогда, в начале ракетной эры, многое было впервые. В 1948 году начали проектирование Р-2, и в том же году в МВТУ им. Баумана была основана первая "ракетная" кафедра - М1.

В отличие от Р-1 и Фау-2, Р-2 была оснащена отделяемой головной частью. Хотя у ее предшественников к взрыву боевой части (БЧ) добавлялся эффект от взрыва оставшегося в баках топлива, выгода в дальности заброса одной БЧ по сравнению с полетом всего корпуса ракеты с лихвой его перевесила. Дальность повышается, во-первых, потому что не надо тащить по всей траектории тяжелый корпус, во-вторых, этот самый корпус не надо было рассчитывать на аэродинамические нагрузки, возникающие при входе в атмосферу и усиливать его для этого.
Здесь пристыковывается БЧ.
Отделение головной части (ГЧ) в конце активного участка происходит при помощи пружинного толкателя. Не самый лучший способ отделения ГЧ, т.к. даже при очень деликатном толчке, ГЧ получит возмущение. Толкатель - это черненький кружочек, на который опирается красная крестовина. Эта крестовина стоит в середине стабилизирующей юбки головной части и разделение происходит по шпангоуту, рядом с которым нарисована цифра 34. Таким образом от ракеты отделялся "воланчик" - тяжелая боевая часть с легкой юбкой, "оттягивающей" центр давления (точку, через которую проходит результирующая сила от аэродинамических нагрузок) за центр масс. Головная часть получается статически устойчивой, т.е. угловые отклонения в продольных плоскостях компенсируются аэродинамическими силами.
На юбке виден патрубок, соединяющий подъюбочное пространство с атмосферой. А так как он направлен по полету, то воздух поступал туда под давлением скоростного напора.
Бак горючего.
В качестве горючего использовался 92% спирт. В отличие от Фау-2, где спирт был 76%. Это не потому, что немцы не могли гнать крепкий спирт, просто были плохо решены проблемы охлаждения камеры двигателя.
Еще одно отличие от Фау-2 и Р-1: бак горючего выполнен несущим. При использовании отделяемой ГЧ на него будут действовать только небольшие аэродинамические нагрузки на активном участке. Это сейчас все баки делаются именно так, а тогда это было в новинку.

На верхнем днище бака виден черный технологический люк, за которым находится пружинный толкатель головной части, снизу, похожий на ключик, ограничитель заправки горючим. Там же находится предохранительный клапан, клапаны наддува, дренажная труба. Наддув бака осуществляется сначала скоростным напором воздуха из-под юбки головной части. Когда высота становится большой, а атмосфера разряженной, клапан атмосферного наддува закрывается и наддув происходит из баллона со сжатым воздухом.
Нижнее днище бака горючего.

Ничего особенно интересного. Заборное устройство и дренажная труба с присоединенной к ней трубой от баллона со сжатым воздухом.
Межбаковый отсек с торовым баллоном со сжатым воздухом.

Хорошо виден силовой набор из стрингеров и шпангоутов, к которым внутри подвешен бак окислителя - жидкого кислорода. Белая тряпочка, свисающая из пространства между баком и обшивкой корпуса - теплоизоляция. Скорее из-за необходимости теплоизоляции кислородного бака, его не сделали несущим.
Верхнее днище бака окислителя.

Обрезанная тоннельная труба магистрали горючего с сильфоном и дренажная труба. Заправка окислителем осуществлялась до тех пор, пока кислород не начнет переливаться через дренажную трубу. Наддув бака окислителя осуществлялся через дренажную трубу тем же кислородом, прошедшим испаритель в двигателе и превратившимся в пар.
Нижнее днище бака окислителя.

Те же дренажная и тоннельная труба, за ними угадывается заборное устройство.
Стенка бака и несущий корпус.

Приборный отсек. За ним двигательный.

В отличие от Р-1 приборный отсек перенесен из носовой части ракеты в хвостовую, для обеспечения удобства проведения предстартовых работ. Не самое лучшее место с точки зрения динамики.
На двигательном отсеке установлены хорошо развитые стабилизаторы. В нижнем внешнем углу нижнего стабилизатора виден небольшой аэродинамический руль.
Рама двигателя и черный торовый бак с перекисью водорода.

Вытесняемая воздухом, поступающим из торового бака в межбаковом отсеке, перекись поступает в турбонасосный агрегат, где в присутствии марганцовки разлагается, образуя рабочее тело для турбины турбонасосного агрегата. После турбины парогаз проходит в испаритель, где испаряет кислород для наддува бака окислителя, и затем выбрасывается за борт.
Двигатель РД-101

Завитки труб подводят кислород сверху к форкамерам, спирт подается в центральную двигателя через главный спиртовой клапан, проходит по рубашке охлаждения и потом разводится по форкамерам.
Вид на двигатель сзади. Красными заглушками закрыты форкамеры. За заваренным кружком в центре расположен главный спиртовой клапан.

Двигатель РД-101 разработан хоть и с улучшениями, но все-таки очень сильно на основе двигателя Фау-2. А тот, как мы помним, создавался во время войны, когда не было ни времени, ни опыта на серьезную отработку больших двигателей. Столкнувшись с проблемами смешения и горения компонентов топлива, температурных режимов, вибраций и прочими неприятностями в большой камере сгорания, немецкие инженеры отработали процессы на относительно небольшом двигателе, а потом, отрезав лишнее, установили 18 таких двигателей в качестве форкамер на двигателе Фау-2.
Ну и чтобы закончить с двигателем. Как известно из курса школьной химии, смесь кислорода со спиртом сама не воспламеняется. Поэтому было придумано хитрое спиртовое зажигательное устройство, устанавливаемое в камеру сгорания двигателя, которое поджигало кислород со спиртом.
Газоструйные рули.

Хотя на стабилизаторах и установлены газодинамические рули, но во-первых, они неэффективны, пока ракета не набрала скорость, а во-вторых, они неэффективны, когда ракета скорость набрала, но уже вышла в разряженную атмосферу. Поэтому основными рабочими органами управления являются все-таки газоструйные рули. Находясь в струе газов, истекающих из двигателя, они подвергаются большим температурным нагрузкам и, несмотря на то, что сделаны из графита, сильно выгорают за время работы двигателя. Поэтому, чтобы сохранить шарнирный момент на всем протяжении активного участка, они сделаны в форме сапожка. (Шарнирный момент - момент от газодинамических сил, действующих на руль, что в свою очередь действует на вал рулевой машинки .. Ну и т.д.)  Но кроме полезной функции управления, даже не отклоняясь, газоструйные рули весьма значительно тормозят поток газов из двигателя и, следовательно, уменьшают дальность полета.
Несмотря на улучшение боевых характеристик по сравнению с Фау-2, из-за использования кислорода в качестве окислителя, ограничивающего время нахождения в заправленном состоянии до 15 минут, Р-2, хотя тоже и была принята на вооружение, но не стала грозным оружием. Позже на ее базе была разработана геофизическая ракета Р-2А.
Головная часть Р-2А (та, на которой написано 34/1)

Кстати, кому интересно взглянуть на Р-2, можете посмотреть на нее на Ярославском шоссе по правой стороне, как ехать из Москвы, на въезде в Королев.

Еще оттуда же: Р-7