Фа́у-1 [нем. V-1 – Vergeltungswaffe Eins – оружие возмездия – 1; другие наименования: самолёт-снаряд A-2 (Agregat-2), Fi-103 (Fieseler-103), Flakzielgerät FZG 76], крылатая ракета (КР) дальностью полёта до 400 км, состоявшая на вооружении армии нацистской Германии в период Второй мировой войны. Считается первой в мире управляемой боевой ракетой большой дальности, обладавшей обликом современной крылатой ракеты.

Разработка проекта

Разработка проекта осуществлялась в рамках программы Фау-1, реализуемой по инициативе и при поддержке военно-воздушных сил и министерства авиации Германии. В окончательном виде проект был представлен 5 июня 1942 г. компанией Fieseler в министерство авиации Германии, получил одобрение и официальное обозначение Fi-103.

Первый полёт ракеты Фау-1 (модификация Fi-103 V7) был выполнен 10 декабря 1942 г. после её сброса с тяжёлого четырёхмоторного самолёта Focke-Wulf Fw 200 Condor. В течение 1943 г. проводились лётные испытания Фау-1 в пилотируемом варианте для проверки устойчивости в полёте на разных режимах. Экспериментальные пуски выполнялись с самолёта-носителя. Был выявлен ряд существенных дефектов, потребовавших совершенствования конструкции ракеты. Тем не менее и в последующем, в ходе боевого применения, имели место многочисленные отказы бортовых систем (прежде всего двигателей) и оборудования, в результате порядка 20 % запущенных ракет не дошли до цели.

Краткое описание конструкции

КР Фау-1 построена по самолётной аэродинамической схеме типа среднеплан. Фюзеляж – веретенообразное тело длиной 6,58 м и максимальным диаметром 0,823 м – выполнен в основном из тонких стальных листов, соединённых сваркой. Крыло размахом 5,4 м (у более поздних модификаций 5,7 м) выполнялось также из листовой стали либо из фанеры. Над фюзеляжем крепился маршевый двигатель длиной 3,25 м. Внутри фюзеляжа устанавливались: неотделяемая головная часть (имевшая в своём составе компас, боеголовку с нижним и осевым главным детонаторами), топливные баки, баллоны со сжатым воздухом, счётчик пройденной дистанции, регулятор подачи топлива, гироскоп автопилота.

Система управления

Система управления полётом ракеты – автономная, магнитно-гироскопическая, обеспечивала выход на заданную высоту, горизонтальный полёт по заданным курсу и высоте с необходимой скоростью и перевод в пикирование на цель. Автопилот удерживал заданные при старте курс и высоту в течение всего полёта. Стабилизация по курсу и тангажу обеспечивалась на основе 3-степенного гироскопа с учётом данных по тангажу и показаний барометрического датчика высоты, а также с учётом значений угловых скоростей, измеряемых двумя 2-степенными гироскопами (для демпфирования колебаний ракеты вокруг собственного центра масс). Управление по крену отсутствовало – аэродинамические характеристики ракеты обеспечивали ей достаточную устойчивость относительно продольной оси.

Управление дальностью полёта осуществлялось с помощью механического счётчика, на котором перед стартом устанавливалась величина требуемой дальности, а лопастной анемометр, размещённый на носу снаряда и вращаемый набегающим потоком воздуха, скручивал счётчик до нуля по достижении требуемой дальности (с точностью ±6 км). При этом разблокировались ударные взрыватели боевой части и выдавалась команда на пикирование (с отсечением подачи воздуха в машинку руля высоты).

Наведение на цель выполнялось перед стартом по магнитному компасу, который входил в состав системы управления. В полёте при отклонении от заданного курса электромагнитный механизм коррекции воздействовал на рамку тангажа главного гироскопа, что заставляло его прецессировать по курсу в направлении уменьшения рассогласования с ним по компасу, и система стабилизации приводила ракету к заданному курсу.

Краткое описание двигателя

Ракета оснащалась пульсирующим воздушно-реактивным двигателем (ПуВРД) «Аргус» (Argus) As 014 тягой 2,9 кН (296 кГс), разработанным в конце 1930-х гг. немецким конструктором Паулем Шмидтом. Топливо – низкооктановый бензин или керосин. Образец двигателя (Argus-Schmidtrohr, As109-014) был построен компанией Argus Motoren в 1938 г.

Цикл работы ПуВРД включал четыре фазы: 1) клапаны открываются, воздух и топливо поступают в камеру сгорания, образуя горючую смесь; 2) смесь поджигается с помощью искры свечи зажигания; 3) образовавшееся избыточное давление закрывает клапан; 4) горячие продукты сгорания выходят через сопло и создают реактивную тягу.

Выбор этого типа двигателя был продиктован главным образом простотой его конструкции и, как следствие, малыми трудозатратами на изготовление, что было оправданно при массовом производстве во время войны. Конструкция двигателя была проста в сборке и не требовала квалифицированной рабочей силы или сложного оборудования.

Двигатели Фау-1 отличались низкой надёжностью. В ходе боевого применения они часто отказывали в полёте задолго до достижения цели, их вибрация выводила ракету из строя.

Система наземного старта

Около 85 % боевых пусков ракет Фау-1 были выполнены с наземной установки (катапульты), которая сообщала ракете начальную скорость около 250 км/ч.

Катапульта представляла собой массивную стальную конструкцию длиной 49 м (длина пути разгона ракеты 45 м) и монтировалась из 9 секций. Наклон катапульты к горизонту устанавливался на угол возвышения + 6°. На рабочей стороне катапульты располагались направляющие, по которым ракета двигалась при разгоне. Внутри катапульты по всей её длине проходила труба диаметром 292 мм, выполнявшая роль цилиндра парового двигателя. В трубе свободно перемещался поршень, который перед стартом сцеплялся с бугелем на нижней части фюзеляжа ракеты. Поршень приводился в движение давлением (57 бар) парогазовой смеси, подающейся в цилиндр из специального реактора, в котором происходило разложение концентрированной перекиси водорода под воздействием перманганата калия.

Время разгона составляло порядка 1 с. После схода ракеты с катапульты поршень вылетал из цилиндра и уже в полёте отцеплялся от ракеты.

Система воздушного старта

Начиная с июля 1944 г., помимо запуска с наземных площадок, практиковались также пуски ракет Фау-1 с самолёта-носителя. В этом качестве обычно использовались бомбардировщики Heinkel He 111 H-22. Ракета закреплялась под крылом самолёта, причём её двигатель выступал над верхней поверхностью крыла. Воздушные пуски ракет позволили частично компенсировать потери пусковых площадок в Па-де-Кале, захваченных в ходе наступления западных союзников. Кроме того, самолёты могли осуществлять пуски ракет с различных направлений, затрудняя действия противовоздушной обороны Великобритании.

Послевоенные исследования оценивают в 40 % потери Фау-1 при запуске с самолётов-носителей, которые сами также несли потери – и от атак истребителей противника, и от факела двигателя Фау-1, в зоне воздействия которого на несколько секунд после пуска оказывался самолёт.

Производство ракет и разработка модификаций

Производство ракет Фау-1 было начато в конце 1942 г. на о. Узедом (в Балтийском море, напротив устья реки Одер). Во время 2-й мировой войны на этом острове размещался концлагерь, заключённые которого использовались на предприятиях по производству ракет. Всего к концу войны было изготовлено порядка 25 тыс. ракет типа Фау-1.

Существует информация о нескольких модификациях КР Фау-1, большинство из которых остались на этапе начальных разработок.

Fi-103 A-1 – базовая модификация. Штатный заряд боевой части (БЧ) – аммотол (иногда триален – смесь взрывчатых веществ, усиленных алюминиевой пудрой).

Fi-103 B-1 – упрощённая модификация. Использовалась до начала массового производства Фау-1. Имела деревянное крыло вместо стального, носовой обтекатель – фанерный, масса по сравнению с базовой версией меньше на 38 кг.

Fi-103 B-2 – модификация B-1 с усовершенствованным взрывателем. Штатный заряд БЧ – триален.

Fi-103 С-1 – модификация с заменой БЧ на авиабомбу SC 800. В основном были сохранены особенности модификации B-1. За счёт использования авиабомбы дальность стрельбы ракеты увеличилась.

Fi-103 D-1 – модификация с химическим отравляющим зарядом (зарин или табун). Представляла собой вариант модификации B-1 с БЧ уменьшенной массы. Серийно не строилась.

Fi-103 E-1 – первая «дальнобойная» модификация. Предназначалась для стрельбы по Лондону со стартовых позиций в Голландии. Для увеличения дальности стрельбы масса БЧ была уменьшена, стальную обшивку отсека заменили на фанерную. Это позволило увеличить объём бака горючего до 810 л. Не удалось установить, производилась ли эта модификация серийно и применялась ли она в боевых действиях. Возможно, работы над Е-1 не вышли за стадию прототипов, поскольку увеличение запаса горючего едва ли могло обеспечить эффективный обстрел Лондона с имеющихся стартовых позиций.

Fi-103 F-1 – итоговая «дальнобойная» серийная модификация. Предназначалась для стрельбы по Лондону со стартовых позиций в Голландии. Имела деревянное крыло, наружную обшивку которого покрывали тонкими листами металла. Головной обтекатель и отсек БЧ были изготовлены из фанеры. Масса БЧ была уменьшена до 530 кг, штатный заряд – триален. Сэкономленная масса позволила увеличить запас горючего до 1025 л (что почти вдвое больше, чем у исходной модификации A-1). ПуВРД Argus As 109-14 заменили более мощной модификацией As 109-44. Все эти меры позволили увеличить дальность стрельбы до 345–370 км.

КР модификации F-1 применялись в феврале – марте 1945 г. Первоначальные планы предусматривали накопление нескольких тысяч КР и начало стрельб одновременно с контрнаступлением немцев в Арденнах, но бомбардировки союзников, нехватка горючего и материалов и общий коллапс германской промышленности затянули начало операции. Только 13 из 275 запущенных КР достигли Лондона. В апреле 1945 г. войска США заняли территорию Голландии и ракетные атаки прекратились. Практиковались пуски КР этой модификации с самолётов-носителей He 111 H-22.

Fi-103 G – прорабатываемая модификация начала 1945 г. Наиболее близкая к реализации версия была известна как «500-километровая версия» и, вероятно, должна была получить буквенное обозначение Fi-103 G. Объём бака горючего предполагалось довести до 1200 л. Использование более эффективного топлива типа E-2 и двигателя As 109-44 позволили бы обеспечить дальность стрельбы 450–470 км, что давало возможность обстреливать Лондон с территории Германии. Модификация не была готова к концу войны и не поступила в серийное производство. Незавершённый прототип был захвачен союзными войсками на фабрике «Миттельверк» (Mittelwerke).

Fi-103, FGZ 76B – модификация с улучшенными характеристиками за счёт установки турбореактивного двигателя (ТРД). ТРД «Порше» (Porsche) 109-005 при тяге 4,9 кН должен был обеспечить дальность стрельбы до 700 км (что позволило бы бомбардировать Лондон с удалённых стартовых позиций) и скорость полёта около 900 км/ч (это делало невозможным перехват силами истребителей с поршневыми двигателями). Для улучшения точности предполагалось использовать систему радиокомандного управления, отслеживая полет КР по сигналам транспондера. Тем не менее, хотя ТРД был изготовлен и испытан, работы над FGZ 76B не вышли за рамки эскизного проектирования.

Fi-103 Reichenberg (R-I, R-II, R-III, R-IV, R-V) – пилотируемые модификации. Разрабатывались для применения против бомбардировщиков союзников.

R-I – одноместный учебный планер, R-II – двухместный учебный вариант с двигателем, R-III – испытательный вариант с имитацией БЧ массой 850 кг. Кабина пилота находилась в задней части фюзеляжа ракеты, перед диффузором двигателя. Пилот должен был направить ракету на цель и затем выброситься с парашютом. Всего заводом Henschel было построено 175 экз. пилотируемых ракет семейства Фау-1.

R-IV – противокорабельная пилотируемая КР для запуска с самолёта-носителя He 111 H-22. Кабина оборудовалась устройством наведения на цель, которое позволяло пилоту определять осадку судна-цели в воде и определить, на каком расстоянии от корабля КР должна коснуться воды, чтобы БЧ прошла под его килем, где она должна была взорваться с помощью взрывателя, установленного на подрыв в задаваемое время. Стартовая масса КР при использовании ПуВРД Argus As 109-14 предполагалась 2180 кг, скорость полёта до 649 км/ч, продолжительность автономного полёта до 20 мин, длина КР 8,00 м, размах крыла 5,72 м, масса БЧ – 850 кг.

R-V – силовой тренажёр с укороченной носовой частью, предназначался для подготовки пилотов к полётам на КР, доставляемым в область цели на подвеске к самолёту-носителю.

Модификация КР для использования в качестве оружия-камикадзе. Было подготовлено 200 пилотов-смертников. Но сведений об их участии в боевых действиях не имеется.

Помимо перечисленных выше программ, также прорабатывалась возможность использования самолёта-снаряда в качестве буксируемого топливного бака для реактивных истребителей. Лишённый двигателя и боеголовки снаряд (бак с крыльями и автопилотом) должен был буксироваться за истребителем Me-262 и сбрасываться по исчерпании запаса топлива в нём. Опытный образец прошёл несколько испытаний буксировкой за тяжёлым бомбардировщиком He-177, но сообщений о его практическом применении не последовало.

Предлагалось разработать модификацию КР Фау-1 для запуска с реактивных бомбардировщиков «Арадо» (Arado) Ar 234 Blitz. Но эти планы не были реализованы.

Боевое применение

Развёртывание ракет Фау-1 началось в 1943 г. Во Франции планировалось оборудовать 4 хорошо защищённые «тяжёлые» позиции (железобетонные стартовые комплексы – бункеры «Сиракур» и «Брекоэрт») и 96 рассредоточенных «лёгких» (незащищённых) позиций. Фактически ни одна «тяжёлая» позиция не была завершена, и все пуски Фау-1 осуществлялись с «лёгких» позиций. С одной катапульты планировалось запускать до 15 ракет в день, на практике это достигалось не всегда. Рекорд составил 18 запусков в день. Около 20 % всех пусков с катапульт были аварийными.

Первое боевое применение ракет Фау-1 состоялось 13 июня 1944 г. – удар наносился по Лондону. Одновременно было запущено 10 ракет, из которых 5 упали сразу после старта или во время полёта. До Англии долетели 4 ракеты, на Лондон упала только одна. При её падении в восточной части города (East End), в районе Бетнал-Грин (Bethnal Green) в составе округа (боро) Тауэр-Хамлетс (Tower Hamlets), погибли 6 человек, ещё 9 получили ранения. В дальнейшем выполнялось до 40 пусков ежедневно, а к концу августа 1944 г. темп пусков увеличился до почти 100 ракет в сутки.

После высадки союзников в Нормандии, захвата или уничтожения ими большей части наземных установок количество пусков Фау-1 значительно уменьшилось и только в декабре 1944 г. вновь стало превышать 40 пусков в сутки. С января 1945 г. количество пусков Фау-1 по Англии снижалось, последний был осуществлён 29 марта 1945 г.

Всего по Англии было запущено 10 492 крылатых ракет Фау-1, из которых 3200 упали на территории Англии, причём 2419 достигли Лондона, где вызвали значительные потери (убитыми – 6184 человек, ранеными – 17 981). В Лондоне было разрушено около 23 тыс. зданий и до 100 тыс. получили различные повреждения. Атакам ракет Фау-1 подвергались также Портсмут, Саутгемптон, Манчестер и ряд других британских городов. После войны в Великобритании были опубликованы данные, согласно которым Англию атаковали 7547 ракет Фау-1, из которых 1847 были уничтожены истребителями, 1866 – зенитной артиллерией, 232 – аэростатами заграждения и 12 – артиллерией кораблей Королевского ВМФ.

В конце войны немцы наносили многочисленные удары с использованием Фау-1 по Льежу, Антверпену, Брюсселю и Парижу.

Несмотря на то что КР Фау-1 имела низкую надёжность, сравнительно легко сбивалась английскими истребителями и зенитной артиллерией, плохо преодолевала воздушные заграждения, она явилась первой в мире управляемой ракетой большой дальности, обладавшей обликом современной крылатой ракеты. Среди преимуществ КР Фау-1 можно отметить её высокую боевую живучесть. Британским истребителям, чтобы сбить Фау-1, в среднем требовалось выполнить залп длительностью 7,36 с, тогда как для уничтожения немецкого истребителя аналогичный показатель составлял 6,06 с.

Использование опыта создания Фау-1 в США и СССР

Применение немцами КР Фау-1 произвело большое впечатление на западных союзников. В 1944–1945 гг. в США создали несколько аналогов таких ракет, которые запускались с наземных пусковых установок, а также с самолётов-носителей В-17 и В-29. Был создан морской вариант ракеты, получивший обозначение KUW-1 Loon («Гагара»). В конце 1949 г. в носители крылатых ракет KUW-1 Loon были переоборудованы две подводные лодки: «Карбонеро» (SS-337 Carbonero) и «Каск» (SS-348 Cask). Каждая из них несла по одной ракете. KUW-1 Loon была принята на вооружение и использовалась для оснащения этих подводных лодок вплоть до начала 1950-х гг.

В СССР Приказом Наркомата авиационной промышленности от 19 сентября 1944 г. коллективу завода № 51 было поручено создать отечественный аналог ракеты Фау-1. Для работ с крылатыми ракетами на этом заводе было организовано особое конструкторское бюро (ОКБ-51). 19 октября 1944 г. главным конструктором завода № 51 был назначен В. Н. Челомей. В соответствии с постановлением Государственного комитета обороны от 18 января 1945 г. заводу № 51 было поручено спроектировать и построить ракету по типу Фау-1 и в феврале – апреле 1945 г. совместно с Лётно-исследовательским институтом (ныне ЛИИ имени М. М. Громова) провести её лётные испытания. Изделию был присвоен индекс 10Х. Как и Фау-1, КР 10Х изготавливалась в вариантах «земля – земля» и «воздух – земля». Работы над авиационным вариантом опережали работы над вариантом с наземным пуском. Для испытаний КР 10Х были переоборудованы три бомбардировщика Пе-8. С апреля по сентябрь 1945 г. на полигоне в Голодной степи (между Ташкентом и Сырдарьёй) было запущено 63 КР 10Х. Только 30 % из этих пусков оказались удачными. В 1946 г. в самолёты-носители для КР 10Х переоборудовали ещё два бомбардировщика Пе-8. С 15 по 20 декабря 1948 г. провели дополнительно 73 пуска КР 10Х воздушного базирования.

В последующем коллективом ОКБ-51 под руководством Челомея выполнялись разработки аналогичных проектов 10ХН и 16Х, но в декабре 1952 г. решением Совета Министров СССР продолжение работ ОКБ-51 по созданию крылатых неуправляемых ракет с ПуВРД было объявлено неперспективными ввиду малых точностей и ограниченных скоростей, обеспечиваемых этими ракетами. С марта 1953 г. ОКБ-51 и его завод № 51 были ориентированы на выполнение других задач.

9 июня 1954 г. приказом Министра авиационной промышленности СССР была создана специальная конструкторская группа п/я 010 под руководством Челомея, которая размещалась в корпусах завода № 500, расположенного в Тушине. На этом предприятии (ныне Военно-промышленная корпорация «НПО машиностроения») были реализованы проекты крылатых ракет П-5, П-6, П-7, П-35, С-5 и др., созданных с учётом опыта работ по КР Фау-1, а также послевоенных разработок, выполненных в СССР.