Základní technické informace o A-4/V-2

Raketa V-2 byla jednostupňová balistická raketa na kapalné pohonné hmoty, vytvořená pro dopravu nálože o hmotnosti 1 t na vzálenost cca 300 km.

Raketa se skládala z těchto hlavních komponent :

a, Hlavice

b, Řídící úsek

c, Centrální část s nádržemi

d, Generátor a turbočerpadlový agregát

e, Spalovací komora s tryskou

f, Ocasní část se stabilizátory

 

Hlavice

 

Hlavice měla tvar zaostřeného kužele vyrobeného z ocelového plátu uvnitř vyztuženého. Zadní částí je přišroubovaná k řídícímu úseku. Centrem prochází trubice zakončená na obou koncích elektrickými roznětkami. Spínače roznětek mají takovou konstrukci, že sepnutí nezávisí na úhlu dopadu.

 

Řídící úsek

 

Řídící úsek má tvar komolého kužele rozděleného překližkou na 4 části (sektory). Sektory jsou situovány tak, že stabilizátory procházejí centrem úseku. Podle stabilizátorů mají také příslušná čísla. Sektory 1 a 3 jsou uzavřeny dveřmi, aby byl snadný přístup k přístrojům. Sektory 2 a 4 jsou překryty jednoduchými kovovými deskami v dřevěných rámech, protože tvoří antény dopplerovského systému sledování. 

V jednotlivých sektorech jsou následující přístroje :

1, Rádiový přístroj pro měření rychlosti  (Doppler) (Ortler nebo Verdoppler)

    Rádiový přístroj pro vypínací signál (Honef nebo Kommandoempsfaenger)

    Bezpečnostní vypínač (NotBrennschluss)

    Dvě 16 V baterie (Bordbatterie)

2, Hlavní rozvodná deska (Hauptverteiler) a programátor (Bordautomat)

    2 pozemní elektrické přípojky (Stotz Stecker)

3, Blokovač roznětky (Sterg)

    2 gyroskopické přístroje, (Vertikant a Horizont ) na desce ( Richtgeberplatte)

    Integrátor osového zrychlení (I-Geraet)

    Časový spínač (Zeitschaltwerke)

    Přeobrazovač signálu (Mischgeraet)
    50 V H.T. nikl železné baterie (Kommandogeberbatterie)

    Alternátor s regulátorem frekvence (Umformer mit Regler)

    Tankovací vstup alkoholu, manometr, uzavírací ventil

4, Přístroje boční korekce (Leitstrahl)

    3 láhve na stlačený vzduch (Zusatzbelunftung)

    2 alternátory s regulátory frekvence

    vysokotlaký ventil (Hochdruckventil)

 

Jako zdroje energie pro raketu sloužily olověné akumulátory schopné dodat 3300 W po dobu cca 5 minut. Jako zdroje střídavého proudu sloužily 3 generátory  (40 V, 500 Hz) poháněné elektromotory o výkonu cca 180 W, každý generátor měl vlastní regulátor frekvence. Pro účely řízení se používala speciální 50 V baterie.

Signál snímaný z gyroskopů byl předáván do přeobrazovače signálu. Toto zařízení bylo velice kompaktní a důmyslné. Skládalo se z desky, na které byly z obou stran umístěny bloky součástek pod pěti plechovými kryty. Signál nejprve vstupoval do R-C obvodu, kde byl dvojnásobně derivován podle času, poté byl modulován podle amplitudy a fázován podle polarity vstupního signálu. Následně byl zesílen a opět demodulován. Výsledný signál byl přiváděn na polarizované relé servopohonu plynových kormidel. Podle polarity se kormidlo začalo otáčet na příslušnou stranu (za 6.5 s o 24°). Servopohony neměly žádný mechanismus pro nastavení kormidla na určitý úhel ! Tj. v řídícím systému nebyla zpětná vazba. Nezáleželo tedy na velikosti proudu předávaného na polarizované relé, to mělo jenom 3 pracovní polohy- neutrální a dvě extrémní výchylky. Klíčovým prvkem pro zajištění utlumení výchylky rakety byla derivace signálu.

Základem servopohonu bylo šroubové olejové čerpadlo poháněné elektromotorem. Olej proudil přes dvě šoupátka a paralelně k němu byl připojen válec s pístem. Pokud signál na polarizovaném relé byl vyrovnaný, byl také tlak na obou stranách pístu stejný a kormidlo drželo ve svislé poloze. Po objevení signálu se jedno šoupátko přivřelo a tlak oleje na jedné straně pístu vzrostl a kormidlo se začalo otáčet.K pohonu vnějších kormidel se navíc používaly i elektromotory spojené řetězovým převodem přes tříčtvrteční segment ozubeného kola na vnější kormidla (2 a 4), vnější kormidla 1 a 3 byla spojena přímo řetězovým převodem se servomechanismy. Maximální výchylka vnějších kormidel byla 12°.

 Ke zjišťování rychlosti rakety sloužil nejprve gyroskopický integrátor osových zrychlení. Jeho princip spočíval v precesním pohybu klece ve které byl umístěn kolmo svou osou k podélné ose rakety. Precesní pohyb směřoval k vyrovnání odchylky (poklesu nesymetrického závěsu) vyvolané přetížením akcelerující rakety. Rychlost rakety byla úměrná určitému úhlu otočení gyroskopu. Používal se také elektrolytický integrátor.

K programování činností uvnitř rakety sloužil krokový programátor, což byla vačka poháněná krokovým motorkem s nevlečenými eliptickými trny, které spínaly příslušné obvody. Na palubě rakety byl také rádiový vysílač umožňující havarijní zastavení motoru a přijímající signály pro přístroje boční korekce.

 

Centrální část s nádržemi

 

Skořepina kolem nádrží je vytvořena ze dvou polovin a vyztužena podélníky a obvodovými bočníky. Materiálem je ocel a povrch je také pokryt ocelovým plechem 1.5 mm v místech největšího namáhání má raketa dvě vrstvy ocelového plechu. Povrch ale nepřenáší tah. Konstrukce rakety byla předimenzovaná vzhledem k namáhání na aktivním úseku dráhy. Nádrž na alkohol je vyrobena z lehké slitiny a zužuje se směrem ke konci rakety. Nádrž je zavěšena na horní nosné obrubě rakety. Nádrž na kapalný kyslík má podobnou konstrukci až na válcovitý tvar a je upevněna tlačně na dolní nosné obrubě. Středem nádrže prochází trubice pro alkohol a drenážní trubka pro odvzdušňování nádrže.

 

Generátor

 

Účelem parokyslíkového generátoru bylo dodávat pracovní směs pro turbínu pohánějící hlavní čerpadla alkoholu a kyslíku. Pára se získávala v reaktoru rozkladem 80% peroxidu vodíku za přítomnosti katalyzátoru vodného roztoku manganistanu sodného nebo vápenatého 27%. Tyto dvě látky byly do reaktoru vytlačovány stlačeným vzduchem o tlaku 3.2 MPa. Peroxid byl umístěn v elipsoidní nádrži a manganistan v menší válcové. Celý generátor s množstvím obslužných ventilů tvořil jeden vyjímatelný celek a nacházel se na boční straně motoru.

 

Spalovací komora a čerpadla

 

Základem motoru je spalovací komora vyrobená z lisovaných ocelových profilů navzájem precizně svařených a závěrem je celá komora zahřáta na 800° a po dvou hodinách pomalu vychlazena. Palivo je do ní přiváděno 6 přívody do kruhové manžety v dolní části. Odtud alkohol stoupá dvojitou stěnou a regenerativně chladí vnitřní stěnu. V horní části komory se nachází mírně elipsoidně vypouklé dno také s dvojitou stěnou uprostřed které je hlavní ventil alkoholu. Až se pneumaticky ovládaný ventil otevře může alkohol vstoupit do horní mezistěny, odkud se již může dostat do 18 mísících šálkovitých předkomor pomocí přímých i odstředivých vstřikovačů. V horní části každé předkomory je přívod kapalného kyslíku do jakési kropičky. Z jejích jednotlivých otvorů proudí kyslík ve směru proti vstřikovačům alkoholu. Z horní mezistěny se také část alkoholu odvádí trubičkami po vnějším plášti směrem dolů. Cestou je několik odboček do okruhu vnitřního chlazení- alkohol je rozprašován malými otvory přímo do komory a tvoří clonu před žárem uvnitř. Díky tomuto systému získal plamen rakety V-2 charakteristickou délku i svítivost. Na spalovací komoře byl nasazen tahový rám ze čtyř ocelových trubek, spojených napříč obručí a ocelovými výztužemi. V horní části tahového rámu byl instalován na čtyřech výčnělcích turbočerpadlový agregát, skládající-se ze dvou čerpadel a plynové turbíny, jejichž rotory se nacházeli na jedné ose. TČA byl poměrně jednoduchý, kompaktní a přitom robustní. Jeho karter byl odlit z lehkého kovu o síle cca 3 cm a turbína měla dvě řady lopatek. Turbína byla poháněna parokyslíkovou směsí o tlaku 2.1 MPa a teplotě cca 390 °C , která se přiváděla do generátoru izolovanou trubkou.Stlačený vzduch byl umístěn v 7 lahvích, každá o objemu 7 litrů, složených do typické kazety. Celý parokyslíkový generátor byl zavěšen na nádrži peroxidu na dvou navzájem kolmých ocelových lištách ( na jejich dolní části byla nádrž s manganistanem) a na plechu ve tvaru trojúhelníku, ve kterém byly zabudovány dva manometry. Vlastní generátor byl tvořen množstvím elektropneumatických a pneumatických ventilů pro jeho ovládání. Pod nádrží peroxidu se nacházela hlavní kabelová přípojka pohonné jednotky. Příslušná zástrčka vedla k hlavnímu děliči signálů, což byla krabice vedle tankovacího vstupu kyslíku, do které ústilo množství dalších kabelů ze servopohonů apod. Pod TČA se nacházel rozdělovač kyslíku a alkoholu. Rozdělovač kyslíku byla šestihranná krabice uvnitř s pneumaticky ovládaným ventilem. Z šesti ploch vycházely trubky, které se okamžitě roztrojovaly a výsledných 18 trubek bylo vedeno ke vstřikovačům kyslíku. Vedení těchto trubek bylo opět velmi charakteristické: nejprve kolmo na osu motoru, potom směrem kolmo dolů a na úrovni spalovací komory kolmo směrem k příslušnému vstřikovači. Toto vedení mělo utlumit mohutné vibrace šířící se ze spalovací komory a zvýšit spolehlivost spojů. Podobně byly vedeny i trubky s alkoholem: pod TČA se rozdvojovala a trubky vedly šikmo dolů, u horní části spalovací komory se každá roztrojovala a uprostřed spalovací komory začaly obtáčet její stěnu až k příslušnému přívodu. TČA byl spojen s trubkami, které do něho přiváděli palivo a okysličovadlo z nádrží pomocí krátkých pružných hadic ve tvaru harmoniky.

Výkon rakety V-2

Maximální použitelný dolet rakety byl kolem 295 km se 100% zónou dopadu o ploměru 35 km. Pochopitelně bylo možné dosáhnout i vzdálenosti 330 km, ale neůměrně se zvyšoval počet raket, které vyčerpaly palivo aniž dosáhly požadované rychlosti. Maximální efektivní dolet rakety byl 260 km. Minimální kolem 80 km, byl limitován časovým spínačem, který zakazoval vypnutí motoru pod 45 s. Uvedné informace se netýkají raket se speciální úpravou.

Přesnost zásahu

Po odpálení mohlo dojít k tomuto:

a, Havárie při startu

b, Havárie v průběhu letu

c, Dopad v oblasti cíle

 

V případě ostřelování Antverp prosinec 1944 - březen 1945 jednotlivé kategorie byly:

a-17%, b-18%, c-65%

Přesnost zásahu 65% raket:

TYP  KONTROLY                                                              PRŮMĚRNÁ ODCHYLKA (km)
   Vzdálenost            Směr                                                      Vzdálenost            Směr

Mechanická           Mechanická                                             3.4+-0.2                4.6+-0.3

Mechanická           Rádiová                                                   2.9+-0.3                0.4+-0.1

Rádiová                 Rádiová                                                   6.7+-0.8                0.4+-0.1

 

Rakety byly vyráběny v podzemní továrně Mittelwerk u Nordhausenu. Na výrobě se podílela celá řada subdodavatelů. Rakety byly po zkompletování vztyčeny v hale 41 do vertikální polohy a podrobeny intenzivním testům, následně byly vyexpedovány. Na místo startu se dopravovaly železnicí a to tak, že na třech vagónech byly umístěny 2 rakety proti sobě a na prostředním vagónu se nacházely dvě hlavice, baterie a kanystry s roztokem manganistanu. Po dopravení na místo startu byly rakety přeloženy na přívěs Vidalwagen a dopraveny na místo skladování raket. Zde se na volném prostranství skladovalo až 30 raket najednou. Odtud rakety putovaly do budovy horizontálních testů. Byla to jednoduchá stavba obklopená obslužnými vozidly. Hlavním vozidlem byl přívěs s testovacími přístroji. Raketa byla propojena pneumaticky a elektricky s testovacími panely a podrobena intenzivním testům. Pokud splnila požadavky byla odeslána do sekce, kde jí byla připevněna hlavice. Pokud nevyhověla, tak putovala zpět do opravárenského úseku, nebo  v případě složitější poruchy do centrálních opraven eventuálně do Mittelwerku.

Po osazení hlavicí byla raketa přeložena na přívěs Meillerwagen a odeslána do palebného postavení. Zde po vztyčení do vertikální polohy byla opět podrobena testům, zvláště řídícího systému.

Obsluha rozdělená do několika skupin podle specializace na jednotlivé systémy provedla jejich kontrolu a nastavení ovládacích prvků. Pak následovalo tankování paliva, které trvalo asi 20 minut. Po celou dobu je raketa spojena s pozemním stanovištěm pomocí  kabelové přípojky. V okamžiku startu se zažehne pyropatrona umístěná ve spalovací komoře a zároveň se odpojí přívod tlakového vzduchu do hlavního ventilu paliva umístěného uprostřed horní části spalovací komory a do hlavního ventilu okysličovadla umístěném v jeho rozdělovači. Tyto ventily se pootevřou, protože jsou omezovány již jen vnitřními pružinami a okysličovadlo začne proudit do vstřikovačů, palivo začne proudit do komory "horní cestou" a mezistěna komory se odvzdušní. Po proniknutí do spalovací komory se pohonné látky okamžitě zažehnou a nastane tzv. předběžné nebo také malé stádium chodu motoru. Pohonné látky proudí do komory jen samospádem a tak je tah pouze nepatrný. Dále je možné přistoupit k hlavnímu nebo také velkému stádiu. Signálem se otevře hlavní elektropneumatický ventil a dojde k natlakování nádrží peroxidu a manganistanu poté, co se uzavřou jejich odvzdušňovací ventily. Roztok manganistanu začne být okamžitě vytlačován do generátoru a těsně před vstupem do něho sepne tlakové relé, které otevře hlavní ventil peroxidu. Generátor začne pracovat a turbína se začíná otáčet. Během 1 s vzroste výkon motoru na 250 kN a raketa se odpoutá od stolu. V okamžiku přerušení kontaktu se stolem se odaretují všechny řídící mechanismy. První čtyři sekundy raketa stoupá svisle a poté se spustí program dráhy. Raketa se postupně odklání od svislice až o 47 ° . V okamžiku kdy se začne blížit  okamžik dosažení naprogramované rychlosti, první elektrolytický prvek integrátoru změní svoje napětí asi o 1 V a to je signálem k vypnutí velkého ventilu peroxidu. Peroxid proudí jen ventilem pomocným a motor přechází na konečný stupeň, tj. počet otáček čerpadla klesá až na 30 % a motor má tah jen 70 kN. Tím klesá i akcelerace a v okamžiku dosažení programové rychlosti (cca.1500 m/s) vydá signál i druhý elektrolytický prvek a v okamžiku se uzavřou všechny hlavní ventily. To je ve výšce asi 20 km a ve vzdálenosti 25 km od startu. Dále pokračuje raketa v letu jen setrvačností a na cíl dopadá zhruba 6 min po startu rychlostí 800 m/s.

 

Problém paliva

 

V některých publikacích se píše o použití ethylalkoholu v raketě jinde o methanolu. Obě tvrzení jsou  v podstatě správná. Používala se jednak směs 75% ethylalkoholu  také směs obsahující 45% etanolu 30% metanolu a 25% vody. Směs pouze s etanolem způsobovala vyšší výtokovou rychlost a větší dolet. Směs s metanolem byla levnější, protože nemusela být čištěna destilací. Bylo nutné ale brát v úvahu různé nastavení pracovního tlaku. V případě střelby na vzdálenost do 250 km se vpřípadě obou směsí nastavoval redukční ventil na 3.2 MPa. Pro větší vzdálenosti se  u směsi s metanolem nastavoval tlak stále na 3.2 MPa, ale u etanolu na 3.6 MPa.

Rozměry:
celková délka 14.3 m
délka hlavice 2.285 m
přístrojová sekce 1.4 m
sekce nádrží 6.225 m
ocasní část 4.395 m
délka stabilizátorů 3.935 m
průměr těla uprostřed 1.65 m
průměr kolem stabilizátorů 3.555 m

Hmotnosti:
hlavice 975 kg  (amatol 750 kg)
přístrojová část 480 kg
sekce nádrží 742 kg
motor 931 kg
ocasní část se stabilizátory 855 kg
palivo 8800 kg
ethylalkohol 75% 3900 kg
kapalný kyslík 4900 kg
peroxid vodíku 80% 175 kg = 131 l 
manganistan vápenatý 27? % 16? kg = 11 l
suchá hmotnost 4008 kg
vzletová hmotnost 12805 kg

Výkony:

Turbína:
průměr lopatek 47 cm
pracovní tlak 21 atm
otáčky 5000 rpm
výkon 496 kW
spotřeba páry 1.68 kg/s

Kyslíkové čerpadlo:
průměr oběžného kola 27 cm
otáčky 5000 rpm
výkon 239 kW
pracovní výkon 75 kg/s
pracovní tlak 24 atm

 Alkoholové čerpadlo:
průměr oběžného kola 34 cm
otáčky 5000 rpm
výkon 265 kW
pracovní výkon 50 kg/s
pracovní tlak 25 atm

Motor:
délka spalovací  komory 1.725 m
průměr spalovací komory 0.94 m
průměr kritického průřezu 0.405 m
průměr konce trysky 0.735 m
spotřeba paliva 125 kg/s
doba chodu 68 s
výtoková rychlost 2000 m/s
teplota v komoře 2000 °C
tlak v komoře 14.5 atm
tah na zemi 27 t  tj. 250 kN
tah ve výšce 40 km 32 t  tj. 315 kN
akcelerace 1 --- 6 g
maximální rychlost 1700 m/s
operační dosah 290-306 km
maximální zaznamenaný dolet 354 km
vrchol dráhy při operačním letu 97 km
vrchol dráhy při vertikálním letu 180 km

 

Gamblingplanet - Your No.1 Source for Discovering Online Casinos!

We review the best online casinos and offer rules and strategies of most casino games such as online poker (especially texas holdem), backgammon and bingo! Visit us now! Try your luck at our online casino related website and get the best online gambling bonus.