Aggregate to zbiorcza nazwa rakiet oraz pocisków rakietowych, które zostały zaprojektowane w Niemczech przez zespół Wernhera von Brauna w latach 1933-1945. Poszczególne wersje nosiły oznaczenia od A-1 do A-12. Prace koncepcyjne kontynuowane były w latach 1946-1952 w Stanach Zjednoczonych, co doprowadziło do pierwszych startów rakiety Bumper WAC, opartej na A-4. Wkład w rozwój rakiet Aggregate miał kluczowe znaczenie dla realizacji programów kosmicznych zarówno w USA, jak i ZSRR, gdzie po II wojnie światowej znalazły się osoby z niemieckich zespołów konstrukcyjnych oraz zdobyte rakiety i ich części.
Dane techniczne
¹) dane jednej z wersji, dla pozostałych zbliżone ; ²) dane oszacowane;
Wersje
A-1
Rakieta A-1 była pierwszym projektem w serii Aggregate, zaprojektowanym w 1933 roku przez Wernhera von Brauna. Prace były prowadzone pod kierownictwem Waltera Dornbergera w ośrodku badawczym Wehrmachtu w Kummersdorfie. Silnik rakietowy, działający na mieszance 75% etanolu i tlenu, został opracowany przez Arthura Rudolpha. Stabilność lotu miało zapewniać koło zamachowe umieszczone w przedniej części rakiety, ale to rozwiązanie w połączeniu z płynnym paliwem w zbiornikach powodowało liczne problemy. Mimo pomyślnych testów silnika, pierwszy test rakiety zakończył się niepowodzeniem i eksplozją na stanowisku startowym. Problemy ze stabilnością skutkowały wstrzymaniem prac nad tą wersją i rozpoczęciem budowy A-2.
A-2
Konstrukcja
Wersja A-2 była pierwszym udanym projektem w serii Aggregate. Zbudowano dwa egzemplarze, nazwane Max i Moritz. Silnik miał podobną konstrukcję do tego zastosowanego w A-1. Ciśnienie początkowe w zbiornikach paliwa wynosiło 1,8 MPa, a na końcu pracy silnika spadało do 1,4 MPa. Ciąg silnika zmieniał się od 3 kN do 2,25 kN. Stabilizujące koło zamachowe przeniesiono niżej, pomiędzy zbiorniki ciekłego tlenu i etanolu, co poprawiło parametry rakiety.
Chronologia
1934, 19 grudnia: O godzinie 11.15 GMT z wyspy Borkum na Morzu Północnym wystrzelono pierwszą rakietę, Maxa. Rakieta osiągnęła pułap 2200 m (silnik zakończył pracę na wysokości 1700 m), spadając następnie 800 m od miejsca startu.
1934, 20 grudnia: Druga rakieta, Moritz, została wystrzelona o godzinie 6.52 GMT z tego samego miejsca. Osiągnęła wyższy pułap 3500 m (silnik zakończył pracę na wysokości 1800 m), upadając 500 m od miejsca startu.
2004: W Dreźnie (w 70-lecie skonstruowania pierwszych rakiet A-2) stworzono replikę, nazwaną Maria.
A-3
Konstrukcja
Rakieta A-3 była pierwszą większą konstrukcją w serii Aggregate. Wyposażono ją w system naprowadzania z trzema żyroskopami (sterującymi wolframowymi elementami kierunkowymi) oraz dwoma zintegrowanymi przyspieszeniomierzami. Była to pomniejszona wersja projektowanej A-4, mająca na celu badania napędu i systemu sterowania. Użyto silnika napędzanego mieszanką 75% etanolu i tlenu, w zbiornikach pod ciśnieniem około 2 MPa. Prędkość gazów wylotowych wynosiła 1900 m/s. Nowością było zastosowanie zbiornika z ciekłym azotem, podgrzewanego elektrycznie, który miał podtrzymywać ciśnienie paliwa w trakcie lotu. Zbiornik ten był umieszczony wewnątrz zbiornika z ciekłym tlenem. W nosie rakiety umieszczono małą kamerę filmową, rejestrującą wskazania instrumentów. Rakiety te wyposażono w spadochrony. Na potrzeby testów zbudowano nowe stanowiska startowe na wyspie Greifswalder Oie, blisko nowego ośrodka w Peenemünde. Testy zakończyły się jednak niepowodzeniem, co skłoniło do przejścia do projektu A-5.
Chronologia
1936, luty: Pierwsze testy rakiety A-3.
1936, lipiec: Testy w tunelu aerodynamicznym ujawniły niestabilność lotu. Podjęto decyzję o ustaleniu właściwego profilu metodą prób i błędów. Do czasu jego opracowania wstrzymano prace nad pełnowymiarową wersją A-4.
1937, 4 grudnia: Przeprowadzono pierwszy start rakiety A-3 z wyspy Greifswalder Oie. Przedwczesne (3 s po starcie) wyrzucenie spadochronu oraz przerwanie pracy silnika (po 6,5 s) spowodowały upadek i eksplozję rakiety 300 m od miejsca startu.
1937, 6 grudnia: Z tego samego miejsca wystrzelono drugą rakietę A-3. Test również zakończył się niepowodzeniem; rakieta odwróciła się o 90° po osiągnięciu jedynie 100 m, a następnie spadła do morza.
1937, 8 grudnia: Wystrzelono trzecią rakietę A-3, która osiągnęła 100 m, lecz silnik przedwcześnie przerwał pracę, co spowodowało jej upadek do morza.
1937, 11 grudnia: Ostatni start A-3, bez spadochronu, który sprawił problemy w dwóch pierwszych próbach. Rakieta osiągnęła pułap 800-1000 m (z powodu mgły określono go w przybliżeniu). Następnie odwróciła się i uderzyła w morze. Analizy wykazały, że stateczniki były zbyt małe, aby działały prawidłowo przy wietrze o prędkości 8 m/s, który wiał w momencie startu. Ustalono, że przy stosunkowo niskiej prędkości początkowej rakiety powierzchnie stabilizujące powinny być około 10 razy większe. W wyniku tego postanowiono zaprzestać prac nad A-3 i rozpocząć budowę A-5.
1939, 23 marca: Podczas wizyty Adolfa Hitlera w ośrodku w Kummersdorfie zaprezentowano m.in. przekrój rakiety A-3.
A-4
Pocisk rakietowy A-4 powstał na podstawie wcześniejszych prac nad serią Aggregate i stanowił bezpośredni rozwój pocisku A-5. Był wykorzystywany bojowo pod nazwą Vergeltungswaffe-2.
A-5
Konstrukcja
Rakieta A-5 była pomniejszonym modelem pocisku A-4, skonstruowanym w celu badań aerodynamiki i systemu sterowania, lecz wyposażonym w silnik zastosowany w A-3. Dodatkowo umieszczono dwa spadochrony: hamujący i główny. Wystrzelono 25 tych rakiet, niektóre z nich wielokrotnie. Stworzono także kilka mniejszych modeli o tej samej sylwetce aerodynamicznej, lecz z uproszczonym silnikiem lub całkowicie go pozbawionych, przeznaczonych do testowych zrzutów z bombowców.
Chronologia
1938, wiosna: Pierwsze modele pocisków A-5 dostarczono do ośrodka w Peenemünde. Były to pomniejszone egzemplarze przeznaczone do testowych zrzutów w celu ustalenia właściwej sylwetki aerodynamicznej. Planowano produkcję 10 sztuk miesięcznie, a pierwszym celem było przekroczenie bariery dźwięku. Testy w tunelu aerodynamicznym wykazały, że dotychczasowa konfiguracja stateczników była nieodpowiednia dla lotu naddźwiękowego, co skutkowało ich oderwaniem. Dlatego zdecydowano się na testy modeli o masie 250 kg, długości 1,6 m i średnicy 0,2 m (pozbawione silnika), które miały być zrzucane z dużej wysokości, aby w swobodnym spadku przekraczać prędkość dźwięku.
1938, lato: Odbyły się 4 starty rakiet A-5 z stanowisk na wyspie Greifswalder Oie. Pierwsza z nich osiągnęła wysokość 8000 m, zbliżając się do bariery dźwięku. Maksymalny pułap w tej serii wyniósł 12000 m.
1938, wrzesień: Przeprowadzono pierwszy zrzut modelu (pomniejszonego i uproszczonego) rakiety A-5 z wysokości 7000 m, wyniesionego przez bombowiec He 111. Model przekroczył barierę dźwięku na wysokości 1000 m, osiągając prędkość 360 m/s. Podczas spadku stateczniki utrzymały model w pozycji nie przekraczającej 5° od pionu. Spadochron hamujący spowolnił opadanie do 100 m/s, a główny do 5 m/s, z jaką model wpadł do morza.
1939, wrzesień: Aby przeprowadzić więcej testów systemów stabilizacyjnych pocisku A-5, zamówiono w firmie Walter z Kilonii dużą liczbę modeli o gabarytach identycznych do tych, które zrzucano z bombowców, ale o masie startowej wynoszącej tylko 47 kg (27 kg bez paliwa). Jako paliwo silniki wykorzystywały 85% nadtlenku wodoru z nadmanganianem wapnia jako katalizatorem. Silnik pracował przez 15 s, generując ciąg około 1,2 kN przy prędkości wylotowej gazów wynoszącej 1000 m/s. Rozwiązanie to miało na celu stworzenie prostego modelu do licznych testów „metodą prób i błędów” przy minimalnych kosztach. W wyniku tych prób skrócono i poszerzono stateczniki (w porównaniu do A-3), a ich profil znacznie różnił się od podobnych konstrukcji w ówczesnych samolotach, które nie sprostałyby prędkościom naddźwiękowym. Mimo wprowadzonych poprawek, stateczniki wciąż były wrażliwe na podmuchy wiatru, co powodowało tendencję rakiety do obrotu podczas wznoszenia.
1939, październik: Po wybudowaniu nowych, betonowych stanowisk startowych na wyspie Greifswalder Oie przeprowadzono starty rakiet A-5 z nowym żyroskopowym systemem sterowania produkcji Siemensa. W pierwszym pionowym starcie rakieta osiągnęła (po 45 s lotu) wysokość 7000 m. Spadochrony zadziałały prawidłowo, a rakieta opadła do morza. Została wyłowiona po 30 minutach. Drugi start zakończył się podobnymi osiągami, a wszystkie systemy działały poprawnie, rakietę także wyłowiono. W trzecim wystrzeleniu przeprowadzono manewr wprowadzenia rakiety na tor balistyczny (po pionowym starcie), niezbędny do prawidłowego funkcjonowania rakiety A-4. Po 4 s lotu rakieta osiągnęła wysokość 4000 m, wykonała zaplanowany zwrot, a po oddaleniu się na 6000 m od miejsca startu wyrzucone spadochrony umożliwiły jej łagodne opadnięcie do morza. Także ten pocisk udało się odzyskać, a start uznano za udany, mimo że rakieta nie przekroczyła bariery dźwięku. Kolejne starty rakiet A-5 również zakończyły się sukcesem. Osiągnięto maksymalny pułap 12000 m i zasięg 18000 m.
A-6
Początkowo oznaczenie A-6 nadano projektowi analogicznemu do A-5, ale używającemu innego paliwa. W późniejszym czasie nazwą tą nazwano projekt samolotu rozpoznawczego, opartego na pocisku A-4. Zaproponowany projekt został jednak odrzucony przez niemieckie władze. Podobna koncepcja została jednak zrealizowana w USA i ZSRR (z udziałem tych samych naukowców, którzy pracowali m.in. nad A-6). Dzięki pracom nad A-6 powstały pionierskie konstrukcje, takie jak amerykański pocisk SM-64 Navaho.
Konstrukcja
Pilotowaną wersję A-6 planowano wyposażyć w silnik strumieniowy w celu zwiększenia zasięgu. Silnik rakietowy (analogiczny do zastosowanego w A-4) miał przyspieszać pojazd do prędkości naddźwiękowej oraz umożliwiać osiągnięcie pułapu 95000 m. Po powrocie do atmosfery A-6 wchodziłby w fazę lotu ślizgowego (z prędkością naddźwiękową), w której uruchamiano by silnik strumieniowy, umieszczony w dolnej części kadłuba. Napęd spalający syntetyczną benzynę lub pył węglowy miał zapewniać 15-20 minutowy lot z prędkością 2900 km/h, co umożliwiłoby powrót do bazy. Samolot planowano wyposażyć w hermetyczną kabinę pilota oraz chowane podwozie, co pozwalałoby na lądowanie na lotnisku, jak w przypadku konwencjonalnych samolotów.
A-7
Pocisk rakietowy A-7 był pomniejszoną wersją pocisku A-4b (A-9). Konstrukcyjnie oparty był na rakiecie A-5, ale miał skrzydła o powierzchni 1,612 m² i skosie 52°.
A-8
Symbol A-8 oznaczał projekt przedłużonej wersji rakiety A-4. Nigdy nie wszedł w fazę konstrukcyjną, jednak po wojnie kontynuowano badania nad nim we Francji jako Super-V2.
A-9 (A-4b)
Rakieta A-9 była rozwinięciem pocisku balistycznego A-4, zakładającym, że będzie pilotowana i umożliwi lot międzykontynentalny (do USA) przy wykorzystaniu pierwszego stopnia – A-10. Projekt A-9 został później przemianowany na A-4b.
A-10
Symbol A-10 odnosił się do projektu pierwszego stopnia międzykontynentalnego pocisku balistycznego, którego drugim stopniem była rakieta A-9.
A-11
Projekt A-11 dotyczył pierwszego stopnia planowanej rakiety orbitalnej. Drugim stopniem miał być A-10, a trzecim A-9. Planowano zastosowanie 6 silników podobnych do tych w A-10, ale ich działanie miało być wydłużone do 70 s. Według ówczesnych obliczeń, pozwoliłoby to wynieść ładunek 500 kg (w rzeczywistości jedynie około 100 kg) na niską orbitę okołoziemską – 300 km. Badania nad tym projektem kontynuował zespół Wernhera von Brauna już w USA.
A-12
W ramach rozwoju planów dotyczących podróży kosmicznych, von Braun planował opracowanie czterostopniowej rakiety, której pierwszym stopniem miała być A-12, a pozostałymi A-11, A-10 i A-9. Rozwijając wcześniejsze koncepcje budowy wielostopniowych rakiet, konstrukcja ta miałaby zdolność wynoszenia ładunku o masie około 10000 kg na niską orbitę okołoziemską. Podobnie jak w przypadku A-11, prace kontynuowane w USA przyczyniły się do rozwoju amerykańskiego programu kosmicznego.
Bibliografia / Źródła
Juergen Michels, Olaf Przybilski, 1997, Peenemuende und seine Erben in Ost und West, Bonn, Bernard & Graefe, ISBN 3-7637-5960-3.
Walter Dornberger, 1985, Peenemünde, Berlin, Moewig, ISBN 3-8118-4341-9.