Problem 1: motoren
Tyskerne mangler motorkraft
Ingen motor på planeten hadde kraft nok til å løfte den 13 tonn tunge raketten, så nazistene måtte utvikle sin egen.
Fiendens byer lå hundrevis av kilometer unna, og den tidens spede rakettmotorer hadde ikke nok kraft til å frakte nesten 1000 kilo med høyeksplosiver så langt.
Til nazistenes hell har fysikeren Robert H. Goddard allerede i 1926 funnet opp en rakett drevet av flytende drivstoff i stedet for det mer vanlige faste drivstoffet. Det gir en høy og stabil yteevne, men krever til gjengjeld en langt mer komplisert motor – særlig i en så stor og tung rakett som det V2 er. Det er mange problemer. Enten brenner drivstoffblandingen av etyl og flytende oksygen gjennom veggene på brennkammeret, eller så er trykket i motoren for lavt til å skape nok løftekraft.
Nazistene eksperimenterer lenge før de utvikler et sterkt, tønneformet brennkammer med dobbeltvegger fylt med alkohol som kjøler dem ned. Samtidig vrir de ekstra kraft ut av motoren med to turbopumper som sprøyter drivstoff og oksygen inn i brennkammeret med uhørte 125 liter i sekundet.
Alt i alt får nazistene 25 tonn skyvekraft ut av V2 – 17 ganger mer enn noen annen rakett den gangen.
LØSNINGER:
En rekke nyvinninger gir V2-raketten nok løftekraft:
- ny brennstofftype
- turbopumper
- endret motorform
- mer eksos
1 Drivstoff øker framdriften
Flytende oksygen og etyl i to separate tanker gjør raketten mer effektiv, siden den produserer mer kraft per kilo drivstoff enn faststoffraketter.
2 Pumper setter turbo på motoren
To dampdrevne turbopumper øker trykket under drivstofftilførselen, slik at langt mer oksygen og etyl blir presset inn i brennkammeret. Det tidobler motorens skyvekraft.
3 Ny form temmer forbrenningen
Brennkammeret får en ny avrundet tønneform som sørger for en effektiv blanding av oksygen og etyl og gjør veggene i stand til å tåle temperaturer på 2600 °C.
4 Dyse reduserer friksjon
Eksosdysens helning endres fra 10 til 30 grader. Dermed reduserer tyskerne friksjonen mellom stål og eksosgasser, og det øker framdriften.
Problem 2: aerodynamikk
Overlydsfart flerrer opp skroget
V2-raketten flyr, som den første noen gang, raskere enn lyden, men med den farten fører den minste slingring til katastrofale sammenbrudd.
V2 er den første farkosten som går raskere enn lyden (om lag 1200 km/t) . Den tyske raketten blåser av sted med fire og en halv ganger den hastigheten, og det stiller helt nye krav til den aerodynamiske stabiliteten.
Problemet er særlig nedstigningen mot målet: Når V2-raketten farer ned gjennom atmosfærens nederste lag i opp mot 5700 km/t, øker tettheten i
lufta, og den økte motstanden river og sliter i raketten. Det skjer altfor ofte at den eksploderer mens den er i lufta.
FÅ HELE HISTOREN – Kom tett på mennene bak Nazi-Tysklands rakettprogram:
Tyskerne setter alle krefter inn for å utvikle en strømlinjeformet og sterk konstruksjon. De fire rakettvingene får en ny tilbakestrøket form – som styrefjæren på en pil – fordi forsøk i noen av verdens første vindtunneler viser at det reduserer turbulens og luftmotstand når rakettene bryter lydmuren.
Rakettens ytre dekke blir også konstruert etter nye metoder. Vindtunnelforsøk med varmesensorer viser at rakettens overflate blir varmet opp til 805 °C ved overlydshastigheter, da friksjonen stiger. De tyske aerodynamikerne brukte denne kunnskapen til å kle V2-raketten med den ideelle typen stål for å unngå sammenbrudd i lufta.
LØSNINGER:
Tyskerne gjør V2-raketten mer stabil med
- fjærformede rakettvinger
- lav vekt
- blikkforsterkninger
- ny prosjektilform
1 Styrevinger motvirker kollbøtter
Styrevinger tvinger rakettens trykkpunkt lenger tilbake og hindrer at den tumler forover selv om den holder høy fart.
2 Treskjelett deler styrerom
Rakettens «hjerne» er et 1,4 meter langt styrekammer delt opp i fire skillerom av tynne plater av kryssfiner. Trekonstruksjonen holder rakettens vekt nede og skiller blant annet styreinstrumenter, batterier og radioutstyr.
3 Blikk holder snuten sammen
Raketten blir forsterket med et belte av tynt jernblikk, de såkalte tinnbuksene. Det skal hindre at raketten brytes opp i flere deler i lufta på grunn av oppvarming.
4 Prosjektilform sikrer stabil flyvning
Raketten er formet som det tyske infanteriets «S»-riflekule. Nazistenes eksperter har oppdaget at nettopp det prosjektilet flyr stabilt uten å snu seg – selv ved overlydshastigheter.
Problem 3: presisjon
Raketter flyr med vinden
Tidens raketter flyr i stort sett tilfeldig retning. Hvis nazistene skal treffe fienden presist, må de utvikle et splitter nytt styringssystem.
Rakettstyring på 1930-tallet og 1940-tallet går grovt sagt ut på å rette en rakett i riktig retning og håpe på det beste. Det kan ikke nazistene bruke til noe når de planlegger å la terroren hagle ned over mål som London og Paris flere hundre kilometer unna.
Løsningen blir et automatisk styringssystem der to gyroskoper hele tiden holder rakettens kurs, mens et akselerometer overvåker farten, slik at raketten kan skru av motoren på akkurat riktig tidspunkt for å treffe målet nazistene hadde siktet seg inn på.
Systemet var det mest presise som var utviklet, og gjorde raketten i stand til å treffe innen en radius på fem kilometer av målområdet etter 200 kilometer i lufta – når alt gikk bra.
Feilinnstillinger og konstruksjonsfeil senker imidlertid rakettens pålitelighet, og av om lag 1200 raketter avfyrt mot London, treffer bare 517 blink.
LØSNINGER:
Ingeniørene utvikler et enestående presist styringssystem som omfatter
- vingefinner
- dysefinner
- gyroskoper
1 Vingefinner gir flygende start
En finne på hver av de fire vingene motvirker rulling og vertikal dreiing – særlig like etter start. Vingefinnene virker sammen med de såkalte dysefinnene.
2 Dysefinner tar over i høyden
Ved eksosdysen sitter fire grafittfinner som styrer raketten via drivgassene. Det er praktisk høyt oppe i atmosfæren, der trykket faller og vingefinnene har liten effekt.
3 Styreboks holder kursen
To gyroskoper sporer avvik i den planlagte helningsgraden og kursen. Et signal sendes til to elektromotorer som overfører endringer i kursen til de i alt åtte styrefinnene.