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研製德國V-2導彈,開啟美國航太事業,布勞恩博士的傳奇人生

小火箭出品

本文作者:邢強博士

本文共4490字, 31圖。 預計閱讀時間:10分鐘。

要想把人類送入亞軌道, 並且讓飽覽了太空美景的人類安全返回, 需要有可靠的火箭和飛船。

美國宇航員謝潑德實現了人類首次亞軌道飛行。 那麼, 是怎樣的一枚火箭將他送入太空的呢?

說起這枚火箭, 小火箭就不得不提起大名鼎鼎的馮·布勞恩博士了。

作為德國儲蓄銀行創始人、德國農業部部長布勞恩男爵的兒子, 馮·布勞恩經歷過一個躲在車庫裡製造“火箭飛車”, 險些攤上大事的少年時代。

11歲的時候, 他用從焰火商那裡買到的6支特大煙花和一輛滑車製造了一輛“火箭飛車”。

點火後, 煙花產生的推力大大超出了他的預料, 火箭車失控了。 不過, 好在這次試驗沒有傷及旁人。

被員警抓住的布勞恩被移交給了當農業部長的父親後就獲得了釋放。 當時癡迷於製造火箭的布勞恩疏于學業, 只想在父親的車庫裡擺弄機械。

1925年, 在碰巧讀到奧伯特博士的論文之後, 13歲的馮·布勞恩猛然意識到要想造出真正的火箭, 需要有扎實的數學和物理基礎, 否則氣動設計、發動機設計和彈道計算根本無從談起。

1930年春天, 奧伯特在德國的火箭試驗取得了較大進展。 在大量好友的懇求下, 奧伯特完成了一部429頁的巨著——《通往星際之路》, 用更為詳實的推導闡述了火箭發動機和彈道動力學的奧秘。

奧伯特博士的研究已經開始指導人們向實用化的火箭穩步邁進。

就在這時候, 18歲的布勞恩經過朋友引薦, 終於得以面見奧伯特博士。 他羞赧又謙虛地向奧伯特介紹自己:“我熱愛火箭, 但是我除了充足的業餘時間和一腔熱情之外, 幾乎什麼都不會。 ”

奧伯特對這個小夥子早有耳聞, 他只說了一句話:“你馬上就來我們這裡吧!”奧伯特將布勞恩引入星際航行聯合會並悉心指導。 布勞恩很快就成了聯合會的骨幹力量。

奧伯特博士當年的那篇論文對布勞恩來說也再也不是晦澀難懂的“天書”, 而是能夠切實推動火箭從紙上概念到實際飛行的發展“路線圖”。 (詳見小火箭的公號文章:《航太先驅奧伯特博士》)

上圖右邊那個小夥兒就是剛剛加入星際航行聯合會, 正在進行火箭發射測試學習的年輕時候的布勞恩(攝於1930年, 此時, 布勞恩18歲)。 左邊那個人來頭也不小, 他就是傳說中的魯道夫·內貝爾。 二戰後, 德國火箭的研發與教學工作的恢復幾乎全要依賴內貝爾。

22歲的馮·布勞恩獲得了柏林洪堡大學博士學位。

柏林洪堡大學的師資力量還是很值得一提的:

黑格爾、費希特、叔本華和謝林曾在這裡教哲學;

馮·諾依曼在這裡教數學;

亥姆霍茲、薛定諤、愛因斯坦、韋恩、普朗克、赫茲曾在這裡教物理;

李斯特、薩維尼在這裡教過法學;

拜耳在這裡教過化學。

這張攝於1941年3月的佩內明德的照片展示了29歲的馮·布勞恩博士入主德國佩內明德研發中心,

擔任V-2導彈總設計師時的樣子。

這張照片中唯一一位不穿軍裝的人就是馮·布勞恩。 其他還有3個人, 小火箭認為一定要提一下:

照片前排最左側, 沒被照全的那個人是瓦爾特·羅伯特·多恩伯格博士。 他不僅僅是一名火箭設計師, 還是一位管理大師, 在二戰期間負責協調和組織V-1和V-2導彈的研發工作, 與布勞恩博士組成了技術和管理核心。

挨著他的是技術控弗裡德里希·奧爾布裡希特將軍。 他大力扶持有關火箭的研究, 當然他在歷史上留下姓名的主要原因不在於此, 也不在於他獲得過騎士鐵十字勳章, 而是他在1944年7月20日的刺殺希特勒的行動中擔任的重要角色。

挨著奧爾布裡希特將軍和馮·布勞恩博士站著的是海因茲‧布蘭特上校,

他對火箭技術的發展也有很大興趣。 1944年7月20日的那次會議上, 要不是布蘭特上校為了看清楚地圖, 將那個手提箱挪開的話, 刺殺希特勒的行動或許會成功, 歷史也就會被改寫。

1942年10月3日, 在佩內明德研發中心, V-2彈道導彈拔地而起。 瓦爾特·羅伯特·多恩伯格博士(就是之前照片沒照全的那位), 他沒有像其他人那樣歡呼雀躍, 而是低頭向布勞恩說道:“10月份的第3天, 這個日子永遠值得紀念。 人類從此進入了太空時代。 ”

布勞恩博士和多恩伯格博士一樣, 同樣深信火箭技術終將造福於人類, 而不是僅僅被用於眼前這場戰爭。

幾個月後, 他說過這樣一句話:

“我設計的火箭, 運行完美, 不過她落在了錯誤的星球上。 ”

1945年5月,美軍按照《奧森伯格名單》,開始系統地在德國收集科學家和工程師。包括馮·布勞恩博士在內的100多名與V-2導彈直接相關的設計人員被轉移到美軍佔領區。

在這張美軍拍攝的照片中,我們能夠看到按照“迴紋針計畫”俘獲的德國火箭工程師們。前排左側戴禮帽抽雪茄穿著時髦皮靴的淡定的中年人就是多恩伯格博士,他後來被美國貝爾飛機公司特聘為高級顧問。中間左胳膊上打著石膏的是33歲的馮·布勞恩博士。

右邊戴禮帽的是漢斯·林登伯格,最右只照上一隻手和一隻腳的,根據小火箭查到的當時的記錄來分析,應該是伯恩哈德,後面眉頭緊鎖的中分是赫伯特。他們都是火箭總體設計和制導控制方面的專家,後來在NASA工作。

到了1945年9月20日,涉及到工程技術的多個領域的700多名科學家被轉移到美國的紐卡斯爾基地。

這張攝於1946年11月1日的照片展示了躊躇滿志的馮·布勞恩博士和他的得意之作——V-2彈道導彈的部件的合影。布勞恩和V-2的合影很多,但是這張唯獨讓人感到意味深長。因為這裡是位於美國新墨西哥州的白沙導彈靶場。

1956年2月1日,美國陸軍第一個彈道導彈研發中心ABMA成立了。(ABMA是Army Ballistic Missile Agency,陸軍彈道導彈局的縮寫。)

這個研發中心位於紅石兵工廠的舊址,因此工程師們更習慣於把這裡叫做紅石研究中心。

第二次世界大戰期間,紅石兵工廠研製和批量生產了大量炮彈和炸彈。其中,最為有名的當屬專門為轟炸東京而研發的燃燒彈了。

紅石的名稱來源於這裡大片的紅色岩石和土壤。

布勞恩博士作為紅石研究中心的首席科學家,開始主導美國陸軍第一款彈道導彈的研發工作。

上圖就是紅石彈道導彈。布勞恩給導彈起名字向來比較隨意,之前在德國的時候,研究的火箭叫做A-1、A-2、A-3、A-4,A-4就是後來被德國軍方改名為V-2的導彈。在紅石研究中心研製的導彈,乾脆就叫紅石導彈得了。

紅石彈道導彈全長21.1米直徑1.8米,可攜帶一枚350萬噸TNT當量的核彈頭(或一枚50萬噸TNT當量的核彈頭),起飛重量為27.763噸,設計射程為320公里。(有關紅石導彈的彈道的詳細討論,小火箭會在下文用彈道導彈動力學模擬來說明。)

當初布勞恩博士在研發彈道導彈的時候,有人勸他在爭取高層關注的時候多動一點心思,勸說他不要只專注於技術。然而,布勞恩博士知道美國政府會找回來的。他依然專注于對紅石導彈的研究,不再理會其他的事情。

1957年4月和6月,蘇聯連續進行了兩次洲際彈道導彈試驗。這引起了美國人的恐慌。於是,為了安撫民眾,表示美國人在航太領域也並不落後,美國政府完全忘掉了當年對布勞恩博士的報告的藐視,開始用紅石導彈作為救命稻草。

當時美國能夠拿得出手的性能比較可靠的導彈或者火箭,也就只有布勞恩博士設計的紅石導彈了。

就這樣,一枚嶄新的紅石彈道導彈被運到了美國紐約中央車站的大廳中,供民眾參觀。

雖然紐約中央車站大廳的天花板非常高,但是紅石導彈的尖端還是碰觸到了天花板。在負責展覽的人員詢問能否把導彈的尖端削掉一塊的時候,布勞恩的回答很簡單:No!

於是,不得已,為了能夠讓導彈矗立起來,中央車站大廳的天花板上被鑽了一個洞。如今,導彈已經不在了,不過,那個洞還在那裡,講述著紅石導彈和布勞恩博士的種種傳奇。

西元1957年10月4日,蘇聯人在拜科努爾航太中心用R-7運載火箭將人類第一顆人造地球衛星送上了太空。(有關R-7火箭,詳見小火箭的公號文章《1863次發射!開啟人類航太時代的R-7導彈》)這下子美國人真的著急了。

於是,布勞恩博士的設計被改進後,開始執行美國第一顆人造地球衛星的發射任務。

布勞恩博士得到了重用,他不再偏居紅石導彈工廠一隅,也不再僅僅是美國陸軍彈道導彈研究中心的首席科學家。

上世紀60年代,布勞恩博士開始入主NASA馬歇爾航太中心。

根據小火箭公號文章《人類第一顆人造衛星的傳奇》的記載,美蘇兩國的太空競賽開始正式拉開帷幕。

西元1961年5月5日,協調世界時14點34分13秒,紅石-水星3號運載火箭點火成功!

謝潑德終於等來了奔向太空的時刻!

位於美國太空聖地卡納維拉爾角的水星載人工程地面指揮控制中心。

隨後,帶有純正彈道導彈血統的紅石-水星運載火箭開始程式轉彎。

謝潑德在水星飛船裡喊出了聲:可別搞砸了

此時,紅石彈道導彈的總設計師馮·布勞恩博士在距離發射場非常近的防爆控制室內,密切關注著謝潑德乘坐的火箭的彈道情況。

布勞恩博士身旁,坐在那裡記參數的,是宇航員戈爾登·庫勃。他是水星7人之一,後來也乘坐水星飛船進入了太空。今天,他被布勞恩博士叫過來熟悉彈道。

甘迺迪總統自從上臺以來,就大力支持科學技術的發展,尤其對航太領域進行了大力扶持。

上圖為時任美國總統甘迺迪與51歲的布勞恩博士在美國陸軍彈道導彈研究中心(紅石研究中心)一起散步的情形。攝於1963年5月19日,此時距離甘迺迪遇刺身亡還有6個月的時間。

準備發射阿波羅4號無人飛船的土星5號火箭

馮·布勞恩博士與土星5號火箭的合影

霸氣十足的馮·布勞恩與他的得意之作土星5號火箭的合影。注意巨大的F-1火箭發動機噴口。(噴口直徑3.76米)

1966年3月10日,馮·布勞恩博士在檢視一台土星5號火箭的彈載電腦。這電腦長76.2釐米,寬26.67釐米,高31.75釐米,重36.287千克。不知道他能不能想像得到如今的電腦是怎樣的,會不會夢到手機和互聯網+時代的出現。

用於發射天空實驗室的土星五號(第三級火箭被天空實驗室所取代),注意右側的大型液氧儲罐。攝於1973年5月4日。

雖然沒有了第三級,但是僅靠第一級和第二級把68.2噸重的天空實驗室送入近地軌道還是沒問題的。

土星5號不再發射阿波羅飛船,而是發射近地軌道的天空實驗室是不是背離了其設計初衷?小火箭認為並沒有。有馮·布勞恩博士的手稿為證:

這張由馮·布勞恩博士在1964年11月29日繪製的草稿,表明了他在那個時候就開始設想用土星5號火箭發射空間站了。

馮·布勞恩博士,29歲入主德國佩內明德研發中心,擔任V-2導彈總設計師。隨後,在二戰結束後,前往美國繼續開展彈道導彈與運載火箭的研究。為美國研製了首款地地彈道導彈。該導彈日後成為了美國首款載人火箭。然後,主導研製了美國的朱庇特、潘興等大量彈道導彈。

上世紀60年代,也就是阿波羅時代,布勞恩博士的土星5號運載火箭創造了人類運載能力最強的火箭的紀錄,至今依然沒有被打破。

熱愛導彈設計,同時也熱愛寫作的布勞恩博士,撰寫了《月球》《火星計畫》《高層大氣物理學和醫學》《航太醫學》《越過空間前沿》《征服月球》《火箭學和空間旅行史》等大量深受讀者歡迎的文章。

1977年6月16日,布勞恩博士因患腸癌在維吉尼亞州的亞歷山大醫院與世長辭。

版權聲明:

本文是邢強博士原創文章。歡迎朋友圈轉發。

微信號:小火箭

微信ID:ixiaohuojian

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1945年5月,美軍按照《奧森伯格名單》,開始系統地在德國收集科學家和工程師。包括馮·布勞恩博士在內的100多名與V-2導彈直接相關的設計人員被轉移到美軍佔領區。

在這張美軍拍攝的照片中,我們能夠看到按照“迴紋針計畫”俘獲的德國火箭工程師們。前排左側戴禮帽抽雪茄穿著時髦皮靴的淡定的中年人就是多恩伯格博士,他後來被美國貝爾飛機公司特聘為高級顧問。中間左胳膊上打著石膏的是33歲的馮·布勞恩博士。

右邊戴禮帽的是漢斯·林登伯格,最右只照上一隻手和一隻腳的,根據小火箭查到的當時的記錄來分析,應該是伯恩哈德,後面眉頭緊鎖的中分是赫伯特。他們都是火箭總體設計和制導控制方面的專家,後來在NASA工作。

到了1945年9月20日,涉及到工程技術的多個領域的700多名科學家被轉移到美國的紐卡斯爾基地。

這張攝於1946年11月1日的照片展示了躊躇滿志的馮·布勞恩博士和他的得意之作——V-2彈道導彈的部件的合影。布勞恩和V-2的合影很多,但是這張唯獨讓人感到意味深長。因為這裡是位於美國新墨西哥州的白沙導彈靶場。

1956年2月1日,美國陸軍第一個彈道導彈研發中心ABMA成立了。(ABMA是Army Ballistic Missile Agency,陸軍彈道導彈局的縮寫。)

這個研發中心位於紅石兵工廠的舊址,因此工程師們更習慣於把這裡叫做紅石研究中心。

第二次世界大戰期間,紅石兵工廠研製和批量生產了大量炮彈和炸彈。其中,最為有名的當屬專門為轟炸東京而研發的燃燒彈了。

紅石的名稱來源於這裡大片的紅色岩石和土壤。

布勞恩博士作為紅石研究中心的首席科學家,開始主導美國陸軍第一款彈道導彈的研發工作。

上圖就是紅石彈道導彈。布勞恩給導彈起名字向來比較隨意,之前在德國的時候,研究的火箭叫做A-1、A-2、A-3、A-4,A-4就是後來被德國軍方改名為V-2的導彈。在紅石研究中心研製的導彈,乾脆就叫紅石導彈得了。

紅石彈道導彈全長21.1米直徑1.8米,可攜帶一枚350萬噸TNT當量的核彈頭(或一枚50萬噸TNT當量的核彈頭),起飛重量為27.763噸,設計射程為320公里。(有關紅石導彈的彈道的詳細討論,小火箭會在下文用彈道導彈動力學模擬來說明。)

當初布勞恩博士在研發彈道導彈的時候,有人勸他在爭取高層關注的時候多動一點心思,勸說他不要只專注於技術。然而,布勞恩博士知道美國政府會找回來的。他依然專注于對紅石導彈的研究,不再理會其他的事情。

1957年4月和6月,蘇聯連續進行了兩次洲際彈道導彈試驗。這引起了美國人的恐慌。於是,為了安撫民眾,表示美國人在航太領域也並不落後,美國政府完全忘掉了當年對布勞恩博士的報告的藐視,開始用紅石導彈作為救命稻草。

當時美國能夠拿得出手的性能比較可靠的導彈或者火箭,也就只有布勞恩博士設計的紅石導彈了。

就這樣,一枚嶄新的紅石彈道導彈被運到了美國紐約中央車站的大廳中,供民眾參觀。

雖然紐約中央車站大廳的天花板非常高,但是紅石導彈的尖端還是碰觸到了天花板。在負責展覽的人員詢問能否把導彈的尖端削掉一塊的時候,布勞恩的回答很簡單:No!

於是,不得已,為了能夠讓導彈矗立起來,中央車站大廳的天花板上被鑽了一個洞。如今,導彈已經不在了,不過,那個洞還在那裡,講述著紅石導彈和布勞恩博士的種種傳奇。

西元1957年10月4日,蘇聯人在拜科努爾航太中心用R-7運載火箭將人類第一顆人造地球衛星送上了太空。(有關R-7火箭,詳見小火箭的公號文章《1863次發射!開啟人類航太時代的R-7導彈》)這下子美國人真的著急了。

於是,布勞恩博士的設計被改進後,開始執行美國第一顆人造地球衛星的發射任務。

布勞恩博士得到了重用,他不再偏居紅石導彈工廠一隅,也不再僅僅是美國陸軍彈道導彈研究中心的首席科學家。

上世紀60年代,布勞恩博士開始入主NASA馬歇爾航太中心。

根據小火箭公號文章《人類第一顆人造衛星的傳奇》的記載,美蘇兩國的太空競賽開始正式拉開帷幕。

西元1961年5月5日,協調世界時14點34分13秒,紅石-水星3號運載火箭點火成功!

謝潑德終於等來了奔向太空的時刻!

位於美國太空聖地卡納維拉爾角的水星載人工程地面指揮控制中心。

隨後,帶有純正彈道導彈血統的紅石-水星運載火箭開始程式轉彎。

謝潑德在水星飛船裡喊出了聲:可別搞砸了

此時,紅石彈道導彈的總設計師馮·布勞恩博士在距離發射場非常近的防爆控制室內,密切關注著謝潑德乘坐的火箭的彈道情況。

布勞恩博士身旁,坐在那裡記參數的,是宇航員戈爾登·庫勃。他是水星7人之一,後來也乘坐水星飛船進入了太空。今天,他被布勞恩博士叫過來熟悉彈道。

甘迺迪總統自從上臺以來,就大力支持科學技術的發展,尤其對航太領域進行了大力扶持。

上圖為時任美國總統甘迺迪與51歲的布勞恩博士在美國陸軍彈道導彈研究中心(紅石研究中心)一起散步的情形。攝於1963年5月19日,此時距離甘迺迪遇刺身亡還有6個月的時間。

準備發射阿波羅4號無人飛船的土星5號火箭

馮·布勞恩博士與土星5號火箭的合影

霸氣十足的馮·布勞恩與他的得意之作土星5號火箭的合影。注意巨大的F-1火箭發動機噴口。(噴口直徑3.76米)

1966年3月10日,馮·布勞恩博士在檢視一台土星5號火箭的彈載電腦。這電腦長76.2釐米,寬26.67釐米,高31.75釐米,重36.287千克。不知道他能不能想像得到如今的電腦是怎樣的,會不會夢到手機和互聯網+時代的出現。

用於發射天空實驗室的土星五號(第三級火箭被天空實驗室所取代),注意右側的大型液氧儲罐。攝於1973年5月4日。

雖然沒有了第三級,但是僅靠第一級和第二級把68.2噸重的天空實驗室送入近地軌道還是沒問題的。

土星5號不再發射阿波羅飛船,而是發射近地軌道的天空實驗室是不是背離了其設計初衷?小火箭認為並沒有。有馮·布勞恩博士的手稿為證:

這張由馮·布勞恩博士在1964年11月29日繪製的草稿,表明了他在那個時候就開始設想用土星5號火箭發射空間站了。

馮·布勞恩博士,29歲入主德國佩內明德研發中心,擔任V-2導彈總設計師。隨後,在二戰結束後,前往美國繼續開展彈道導彈與運載火箭的研究。為美國研製了首款地地彈道導彈。該導彈日後成為了美國首款載人火箭。然後,主導研製了美國的朱庇特、潘興等大量彈道導彈。

上世紀60年代,也就是阿波羅時代,布勞恩博士的土星5號運載火箭創造了人類運載能力最強的火箭的紀錄,至今依然沒有被打破。

熱愛導彈設計,同時也熱愛寫作的布勞恩博士,撰寫了《月球》《火星計畫》《高層大氣物理學和醫學》《航太醫學》《越過空間前沿》《征服月球》《火箭學和空間旅行史》等大量深受讀者歡迎的文章。

1977年6月16日,布勞恩博士因患腸癌在維吉尼亞州的亞歷山大醫院與世長辭。

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