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Die Wasserfallrakete

Die "Wasserfall" ist eines dieser typischen Projekte des Dritten Reichs - nebenbei, eine Bezeichnung die nach 1939 nicht mehr offiziell verwendet wurde - in der Endphase des Krieges. Man zersplitterte die Ressourcen auf viele Entwicklungen, anstatt einige wenige vielversprechende zur Serienreife zu bekommen. Die Entwicklung der Wasserfall wurde denn auch später zugunsten der V-2 eingestellt, weil dieser weiter in der Entwicklung war, obwohl sicher die Wasserfall kriegswichtiger war.

Die Wasserfall entstand nach der V-2, relativ spät als Antwort auf die Bombardierung Deutschlands durch alliierte Bomberflotten. Sie war eines von verschiedenen Projekten von Luftabwehrraketen. Daneben wurde noch die Taifun als ungelenkte Rakete und die Enzian als radargelenkte Rakete entwickelt. Alle drei Projekte kamen nie zur Serienreife.

Die Grundform des Rumpfes war Anfang 1943 ausgearbeitet und entsprach im Wesentlichen der Form der größeren Rakete A-4 (V-2). Dr. Thiel, der den Raketenmotor der A-4 entwickelt hatte, entwarf auch den Antrieb der Wasserfall, und frühe Testmodelle davon waren im März 1943 einsatzbereit, eine weiterentwickelte Version wurde später im Juli 1943 getestet. Unglücklicherweise für das Programm kam Dr. Thiel während der britischen Bombardierung von Peenemünde am 12. August 1943 ums Leben. Innerhalb von Peenemünde war die Wasserfall ein eigenes Projekt, sie wurde nicht zusammen mit der A4 entwickelt. Sie entstand in Peenemünde-West wo auch die V-1 entwickelt wurde. Die A-4 wurde in Peenemünde-Ost entwickelt.

Es gibt drei Versionen genannt Wasserfall W-1, W-5 und W-10. Da insgesamt nur 25 Starts erfolgten ist es wahrscheinlich, dass die Zahlen für die Seriennummern der ersten Raketen der Version stehen. Die W-1 hatte je vier aerodynamische Flossen am Heck und vier breite Tragflächen, da man meinte, man benötige sie für die Steuerung, wenn der Raketenmotor abgeschaltet ist. Flossen am Heck und Flügel waren um 45 Grad versetzt, sodass sie von oben acht Flügel/Fins hatte. Versuche im Windkanal ergaben, dass der Versatz nicht nötig war und die Fläche kleiner sein konnte, so hatte das nächste Modell W-5 verkleinerte Flossen und verkleinerte und stärker gepfeilte Flügel, die nun auch direkt über den unteren Finnen im 90 Grad Winkel zueinander angeordnet waren. Das letzte Modell W-10 ähnelte dem W-5 in den relativen Abmessungen, war aber um 27 Prozent kleiner. Hier eine Übersicht der Daten nach einer Quelle. Ich habe sie etwas ergänzt, halte aber nur die Daten über Abmessungen für vertrauenswürdig.

Die Wasserfall sollte anfangs unabhängig von einer externen Steuerung arbeiten, dazu wurde die Steuerungstechnologie der A-4 übernommen, aber andere Gerätschaften eingesetzt. Vor dem Start wurde der Endwinkel in die Steuerung einprogrammiert. Der Start erfolgte immer senkrecht. Die Rakete neigte sich dann nach einer senkrechten Aufstiegsphase programmgesteuert bis zum Endwinkel. Gestartet wurde sie, wenn sich die Bahnen der Rakete und die der Bomber überschnitten, dazu gab es damals schon analoge Rechenanlagen die dies vorausberechneten. Bei Erreichen der Bomber sollte eine Änderung des Magnetfelds durch die metallenen Flugzeuge den Sprengkropf zünden. Dies war eine Luftmine, die man auch von Abfangjägern damals abwarf. Sie zersplitterte in zahlreiche Schrapnelle, welche die umliegenden Flugzüge schwer beschädigen sollten. Das erwieß sich als relativ ineffizient, auch bei dem Einsatz von Flugzeugen aus. Die Zündung musste in der richtigen Höhe erfolgen und es zeigte sich das die gegnerischen Flugzeuge relativ viel aushielten. Frühzeitig wurde daher die Größe der Luftmine von 100 auf 306 kg erhöht. Doch das reichte nicht aus, um einen Abschuss wahrscheinlich zu machen.

So experimentierte man mit einer Steuerung vom Boden aus, wo ein Soldat mit einem Fernrohr die Rakete verfolgte und einer Art Steuerknüppel nachjustieren konnte. Die Rakete hatte Gyroskope an Bord, die sie ohne Aktion des Steuerknüppels in den drei Raumachsen stabil hielten, sie fing also nicht an sich zu drehen oder neigen. Mit dem Steuerknüppel konnte man, solange das Triebwerk lief, Strahlruder betätigen, die den Schub zur Seite ablenkten. Später setzte man dazu die Flossen an, die wie Luftruder funktionierten. Ein FuG-23 betrug die Signale zu der Rakete. Das funktionierte recht gut. 24 von 25 gestarteten Wasserfall hatten eine solche Steuerung.

Technik

Das Raketentriebwerk stammte von Walther, die schon die Raketentreibwerke für die ME-163 entwickelt hatten. Anders als bei diesen Triebwerken wurde aber ein neuer Treibstoff eingesetzt. Die Walther Triebwerke des Raktenjägers Me-163 basierten auf Wasserstoffperoxid als Oxidator und einer Mischung aus Hydrazinhydrat und Methanol als Treibstoff. Wasserstoffperoxid ist nicht lange lagerbar, es zersetzt sich, wobei es zu Verpuffungen kommen kann. Das Hydrazinhydrat griff Gummidichtungen an. Der Treibstoff sollte aber wochenlang in den Tanks verbleiben können, die Raketen sollten startbereit auf den Lafetten verbleiben.

Das Triebwerk hatte den vierfachen Schub des WK 109-509, das in der ME-163 eingesetzt wurde. Viel mehr gibt es sonst nicht über das Triebwerk an Informationen. Es ist ein druckgefördertes Triebwerk, das war neu, denn die bedien schon im Einsatz befindlichen Triebwerke der A-4 und Me-163 hatten einen eigenen Gasgenerator, der die Turbopumpe antrieb. Für den nötigen Tankdruck befand sich eine Druckgasflasche mit einem Anfangsdruck von 250 Atmosphären für die Tanks an Bord. Nicht zuletzt spricht das relativ hohe Leergewicht von etwa 50 Prozent des Startgewichts (A-4: nur etwa 25 Prozent) für recht schwere Tanks und das Zusatzgewicht der Druckgasflasche.

Druckgeförderte Triebwerke sind robuster als Triebwerke mit aktiver Förderung da ein komplexes System, der Gasgenerator entfällt. Mit knapp 80 kN Schub hatte es einen für diese Triebwerksklasse recht hohen Schub. Heute wechselt man ab 40 kN Schub zur Turbopumpenförderung. Anders als die A-4 setzte die Wasserfall erstmals eine Brennkammer mit einem Injektor ein, die A-4 hatte 18 Vorzerstäubungskammern, welche das Triebwerk schwer machten.

Der eigentliche Rumpf entspricht einer verkleinerten A-4. Er gibt der Rakete ein aerodynamisches , "schnittiges" Aussehen. Da die Rakete in der unteren Atmosphäre Brennschluss hat, gibt es relativ große Seitenflächen zur Stabilisierung. Die Steuerung soll aus einem einfacheren Kursrechner bestanden haben, der auch für Torpedos eingesetzt wurde. Er kompensiert durch die Flügel eingehende Störkräfte. Die Stabilisierung erfolgte durch Gyroskope, die bei Störkräften ein Drehmoment abgaben, das elektrisch verstärkt an die Strahlruder bzw. Luftruder weitergegeben wurde. Der Bodenoperator konnte den Azimut und die Neigung zur Horizontalen durch Betätigung der Ruder im Gas der Brennkammer verändern. Bei hohen Geschwindigkeiten konnten auch aerodynamische Ruder in den unteren Finnen zum Einsatz kommen. Nach Brennschluss waren Sie die einzige Steuermöglichkeit. Allerdings hatte die Rakete Brennschluss erst nach etwa 12 bis 15 km Flugstrecke, sodass dies wahrscheinlich in der Praxis keine Rolle spielte

In das Startverfahren wurden mehrere Sicherheitsfunktionen integriert. Eine davon war, dass die Berstscheibe in der Oxidatiorleitung niedriger angebracht war, als die in der Kraftstoffleitung, um sicherzustellen, dass sich zunächst ein Überschuss an Oxidationsmittel in der Brennkammer befand, wodurch eine brennstoffreiche Explosion verhindert wurde. Ein weiteres Sicherheitsmerkmal war, dass im unter Druck stehenden Stickstofftank ein Sprengstartventil eingebaut war, das durch eine Explosion geschlossen wurde, um den Stickstoff in die Atmosphäre entweichen zu lassen, falls beim Zünden keine Verbrennung stattfand. Dann blieb der Treibstofffluss aus und die Verbrennung erlosch, bzw. bei Atmosphärendruck würde der Durchsatz auf ein 25-stel der normalen Menge zurückgehen.

Es gab auch den Vorschlag eines Radarkontrollsystems namens "Rheinland" , das aus einem Radargerät, einem Peilgerät, einem Vergleichscomputer und einem Steuersender bestand. Das Radargerät sollte die Ziele verfolgen und dann einen Transponder an Bord der Wasserfallrakete anpeilen. Das Signal des Transponders würde dann vom Peilgerät empfangen und so Azimut und Höhe der Rakete festgelegt werden. Die Informationen würden dann in den analogen Vergleichscomputer eingespeist und dort mit den vom Radar erhaltenen Zielinformationen verglichen werden. An diesem Punkt wurden die notwendigen Korrekturen berechnet und dann an den Steuersender übermittelt, um die Rakete in den Radarstrahl zu bringen. Sobald sie im Strahl war, würde die Wasserfall-Rakete auf diesem zum Ziel gleiten. Diese Beschreibung, die ich übernommen habe, entspricht einer bodengebundenen Anlage, die die Bomber anpeilt. Der Regelkreis sorgt dafür das die Rakete in der Mitte dieses Strahls bleibt. Dieser Peilstrahl steuert sie in zwei Richtungen (Winkel zur Horizontalen und Vertikalen) zum Ziel.

Eine andere vorgeschlagene Methode bestand darin, zwei Radargeräte mit rotierenden Dipolen zu verwenden, die kegelförmige Abtastungen erzeugten, sodass die Rakete, falls sie vom Kurs abkam, ein moduliertes Signal erhielt, um sie wieder auf das Ziel zu bringen. Dieses Verfahren ähnelt dem bei der A-4 erprobten Funkleitverfahren, bei dem zwei Sender mit einem kleinen Versatz und unterschiedlicher Frequenz zwei Funkkegel aufspannen. In der Mitte beider Kegel ist die Signalstärke beider Sender gleich groß und auf diesen Punkt wird geregelt. Bei der A-4 gelang es bei Kriegsende nicht das Verfahren operativ zu bekommen, obwohl man lange an ihm experimentierte. Die Dämpfung der Signale durch die ionisierten Abgase des Antriebs und die hohe Geschwindigkeit der Rakete die eine schnelle Reaktion bei Abweichungen nötig machen, erwiesen sich als die beiden Hauptprobleme. Diese Radiolenkung war erst rund 10 Jahre nach Kriegsende in den USA soweit weiter entwickelt worden, das sie einsatzbereit war.

Man war der Ansicht, dass beide Radarsysteme wegen der Überschallgeschwindigkeit der Wasserfall-Rakete nicht ausreichen würden, um die Rakete zu steuern, wenn sie sich dem Ziel bis auf wenige Meilen näherte. Daher sollte gegen Ende des Fluges ein Annäherungs- oder Infrarot-Zielsuchsystem übernehmen.

Entwicklung

Das dritte Reich wusste trotz Propaganda, dass die vorhandene Luftverteidigung nicht ausreichte um deutsche Städte vor britischen und später auch US-Bomberverbänden zu schützen. So entwickelte man schon vor der Wasserfall bodengestützte Luftabwehrraketen. Die erste war die Henschel HS-117, deren Entwicklung schon 1941 begann. Man stellte das Programm jedoch wie die Wasserfall (und alle anderen Raketenprogramme außer der V-2) im Januar 1945 ein. Von 59 Startversuchen scheiterten 34. Es folgte die Rheintochter die in mehreren Versionen ab März 1942 entwickelt wurde. Deutlich größer als diese beiden Raketen, die rund 300 bis 500 kg wogen war die Konrad Enzian die zeitgleich mit der Wasserfall entwickelt wurde und die ein verkleinerter Me-163 Abfangjäger war. Sie hatte ihren Erstflug im August 1944 und wog 1,8 t.

Wir sehen eine Verlagerung der Entwicklung: HS-177 und Rheintochter waren feststoffgetriebene Raketen, die man nicht zur Serienreife brachte und die hohe Ausfallraten bei den Tests hatten. Daneben zeigte sich, dass diese Raketen wohl zu wenig Sprengstoff mitführen konnten und die Enzian und Wasserfall als Nachfolgemuster wogen 1,8 bzw. 3,6 t um einen wesentlich schwereren Sprengkopf zu transportieren. Parallel, aber noch später in der Entwicklung, untersuchte man leichte, ungelenkte Raketen mit der Taifun. Man sieht an der Vielzahl der Projekte das man sich der Bedrohung klar war, aber in der kurzen Zeit und dem Stand der Raketentechnik, deren wissenschaftliche Erforschung erst vor wenigen Jahren begonnen hatte, keine Lösung hatte, die vor Kriegsende einsatzbereit war. Die beiden vielversprechendsten Projekte waren die Taifun und Wasserfall. Die Taifun war ungelenkt, flüssigkeitsangetrieben, mit einer extrem hohen Beschleunigung, sodass sie in weniger als 10 Sekunden die Höhe erreichte, in der die Bomber flogen. Sie hatte aber einen Kontaktzünder, explodierte also nur bei einem direkten Treffer. Um die Trefferwahrscheinlichkeit zu erhöhen, sollten sie in Massen (48 Stück pro Lafette) gestartet werden. Meine Beurteilung, dass es die beiden besten Projekten - obwohl keines der Projekte je zum Einsatz kam - waren, orientiert sich an der Nachkriegsgeschichte: Die Siegermächte evaluierten die Technologie des dritten Reichs und bauten auf ihr auf bzw. Geräte sogar nach. Das geschah bei der Taifun aus der die US-Rakete Loki hervorgehen sollte, deren Weiterentwicklung schließlich die Oberstufen der Jupiter-C stellte, die den ersten US-Satelliten ins All brachte. Die Wasserfall wurde in noch mehr Versionen von vier Nationen nachgebaut.

Der erste Start einer Wasserfall fand am 28.2.1944 statt. Die Rakete erreichte nur eine Höhe von 7 km. Andere Quellen sprechen von einer Explosion auf dem Startgelände. Der zweite Start, der senkrecht erfolgte, erreichte eine Spitzengeschwindigkeit von 770 m/s. Bis zur Einstellung im Februar 1945 wurden 25 Raketen gestartet, davon 24 mit Radiolenkung. Es scheiterten 10 Starts, eine für die damalige Zeit durchaus typische Zahl. Gebaut wurden bis zum Februar 1945 insgesamt 40 Prototypen. Danach wurde das Projekt wie alle anderen Raketenentwicklungen zugunsten der A-4 (V-2) eingestellt.

Zuletzt war die Wasserfall eines der wichtigsten Projekte in Peenemünde. Als die Rote Armee immer näher rückte musste Peenemünde evakuiert werden und am 3. Februar 1956 wurde eine "Inventur" gemacht wer wo arbeitete und wer eine "IA" Einstufung bekam und bei der Räumung dann nicht in die Wehrmacht eingezogen wurde:

Nach der A-4 arbeiteten die meisten Personen an der Wasserfall.

Anforderung

Die Ansprüche an die Rakete waren relativ hoch: sie sollte Flugzeuge, die bis zu 864 km/h schnell waren in einer Höhe von 5 bis maximal 19 km bekämpfen und eine Querreichweite von 48 km aufweisen. Die erste Anforderung ist noch technisch erklärbar: So schnell waren die ersten Düsenjäger, die Me-262, den Deutschland ab 1942 entwickelte. Man rechnete damit das auch die Alliierten solche Flugzeuge entwickelten, was auch der Fall war, sie waren aber erst nach Kriegsende einsatzbereit. Da allerdings Bomber etwa 150 bis 200 km/h langsamer als Jäger waren, hätte auch eine niedrige Geschwindigkeit ausgereicht. Die meisten Bomber die zu bekämpfen waren, flogen in 6.000 bis 7.300 m Höhe in mehreren Linien. Schon diese Höhe war ein Schutz vor deutschen Jägern mit Kolbenmotoren, die als sie konzipiert wurden, für einen Luftkampf in niedriger Höhe auslegt waren und in dieser Höhe verloren die Motoren schon deutlich an Leistung. Das Serienflugzeug mit der höchsten Dienstgipfelhöhe im Zweiten Weltkrieg, war die Ju 388 mit 13 km Maximalhöhe. Verständlich ist dagegen die hohe Querreichweite von 48 km. Sie verkleinert die Zahl der Batterien, die man für die Überwachung von Deutschland brauchte - man wusste ja nie wo ein Angriff erfolgen würde. Gerade diese Querreichweite ist aber schwer zu erreichen, zumal beim Abfangen die Rakete dann immer noch in 7 km Höhe sein muss. Realistisch halte ich einen Kreis, der sich aus der angetriebenen Phase ergibt, das ist ein Radius von etwa 7 bis 8 km.

Für die Steuerung ist das grundlegende Problem, dass sobald der Raketenmotor aus ist, die Rakete in eine Wurfparabel übergeht. Damit kann sie weder visuell von einem Operator nach Intuition gesteuert werden, noch kann man den Punkt wo sie die Zielroute kreuzt, einfach durch Extrapolation der bisher zurückgelegten Strecke berechnen. Realistisch würde ich annehmen kann man die Rakete so lange einsetzen, bis der Antrieb den Treibstoff verbraucht hat, oder vielleicht noch einige Sekunden lang. bevor die Bahn zu sehr von einer Gerade abweicht. Die Zahl der stationierten Batterien lässt ebenfalls den Schluss zu, dass man die Rakete nur in der aktiv angetriebenen Phase steuert.

Treibstoffe

Da die Rakete längere Zeit - Ziel mehrere Monate - auf der Lafette aufgetankt startbereit sein sollte kam flüssiger Sauerstoff wie bei der A-4 als Treibstoff nicht infrage. Verwendet wurde als Oxidator SV-Stoff. Die Bezeichnung von Stoffen bei der Raketentechnik ist so eine Besonderheit des dritten Reichs. Der SV Stoff bestand aus 90 Prozent konzentrierter Salpetersäure und 10 Prozent Schwefelsäure. Einem Chemiker wird die Mixtur bekannt vorkommen: Das damals auch "Salbei" genannte Gemisch ist eine Nitriersäure, die man benötigt um Stickoxidgruppen in organische Verbindungen einzubringen, wie bei der Herstellung von Nitrogylcerin und Nitrocellulose. Die Zumischung von Schwefelsäure erhöhte die Säurestärke und zudem spaltet sie die Salpetersäure in Wasser und Stickstoffdioxid das der reaktive Teil der Säure ist.

Als Treibstoff wurde die noch ungewöhnlichere Mischung von Visol, eine Mischung aus Vinylisobutylether und Anilin eingesetzt. Sie fiel bei der Kohleverflüssigung als Nebenprodukt bei der Synthese künstlicher Kraftstoffe an. Zumindest das Anilin reagiert mit der Salpetersäure hypergol, das Triebwerk ist also selbstentzündend. Bei der angegeben Dichte von 0,9 müsste die Mischung zu je 50 Prozent aus Anilin und Isobutylvinlyether bestehen. Andere Infos geben die Zusammensetzung mit 40 % Optol, 10 % Anillin und 50 % Visol an. Was sich unter "Optol" verbirgt, konnte ich nicht in Erfahrung bringen, doch da sich unter "Visol" der Vinylether verbirgt, würde ich auf einen anderen Ether tippen. Die Mischung hat eine Dichte von 0,9 und einen spezifischen Impuls von 1.795 m/s, was fast der gleiche Impuls wie bei der Anilin/Ethermischung ist. Optol müsste dann eine Dichte von 0,83 haben, etwas mehr als die von Vinylether (0,77). 1-Octanol hat genau diese Dichte und "passt" zu der Nomenklatur.

Experimente zeugten das eine Salpetersäure mit "Visol" oder "Optolen" einen spezifischen Impuls von 2.100 m/s bei einer Mischung von 4:1 ergaben. Er sank auf 2.000 m/s ab, wenn Nitriersäure anstatt reiner Salpetersäure genutzt wurde.

Die Wahl der Triebstoffe ist relativ typisch für diese Zeit: abgeschnitten von dem Import von Erdöl nahm man, was man hatte, auch wenn es nicht optimal war. Die Salpetersäure im Oxidator hat zum Beispiel für die Verbrennung keinen Nutzen, ebenso wäre ein Kohlenwasserstoff wie Heizöl, Diesel oder Benzin als Treibstoff eine bessere Wahl. Doch da die Rakete keine so hohe Geschwindigkeit wie eine A-4 erreichen sollte, reichte die Kombination aus.

Während der kurzen Zeit der Raketenentwicklung im Nazireich wurden alleine bei BMW 3.000 Treibstoffkombinationen untersucht. Genommen wurden meist "praktikable" Lösungen. So hätte die A-4 mit reinem Alkohol eine um 100 m/s höhere Ausströmgeschwindigkeit und 5 % mehr Schub aufgewiesen. Ebenso ist die zugemischte Schwefelsäure bei der Wasserfall nicht für die Verbrennung nötig. Reiner Alkohol (A-4) oder reine Salpetersäure (Wasserfall) gab es aber nicht in den benötigten Mengen). Es wurde durchaus auch besseren Treibstoffen experimentiert, so erreichte man in einer wassergekühlten Brennkammer mit Diesel / Sauerstoff einen spezifischen Impuls von 2.423 m/s und nahm an in einem echten Raketenantrieb wäre der spezifische Impuls sogar noch höher.

Neben der begrenzten Verfügbarkeit von Kohlenwasserstoffen wie Benzin, Diesel oder Kerosin die für die Panzer, U-Boote und Jagdflugzeuge vordringlich benötigt wurden, gab es auch andere Erwägungen für den Einsatz. Viele der Mischungen wurden so komplex, um Probleme beim Antrieb wie Verbrennungsinstabilitäten oder Detonationen bei der Zündung zu vermeiden. Daneben war eine kriegsbedingte Einschränkung das es keine hochlegierten Spezialstähle für diese Waffen gab. Bei der Wasserfall wurde untersucht, inwieweit die Wahl von "qualitativ besseren" Komponenten sich auf den Herstellungspreis auswirkte. Er würde dann von 7.000 bis 10.000 Reichsmark auf 14.000 Reichsmark pro Stück steigen. Ich denke auch die kurzen Düsen, welche die A-4 und auch die Wasserfall nach den Abbildungen haben, ist dem Mangel an Hochtemperaturstahl geschuldet: Die kurzen Düsen werden aktiv gekühlt, sie müssen mit steigender Fläche dünner werden damit ihr Gewicht nicht zu groß ist. Moderner Hochtemperaturstahl wird daher für diese ungekühlten Verlängerungen genutzt, er kann sich bis zur Rotglut erhitzen und erweicht nicht. Mit einfachem Stahl wie er für diese "Wegwerfwaffen" vorgesehen war, war dies nicht möglich. Die kurzen Düsen beschränkten so die auch den Anteil der Energie, die man aus dem Treibstoff herausholen konnte. Bei der A-4 experimentierte man sogar damit die Tanks aus Stoffplanen herzustellen, um Material einzusparen. Bei Verwendung adäquater Materialien und Kohlenwasserstoffe als Treibstoffe und reiner Salpetersäure als Oxidator erreichte man einen spezifischen Impuls von 2.400 bis 2.500 m/s auf Meereshöhe also rund 700 m/s mehr als bei der Wasserfall. Da der Treibstoff aber nur die Hälfte der Startmasse ausmachte, spielte dies keine Rolle.

Die besten Daten zu der Rakete gibt es bei Norbert Brügge. Sie sind aber auch nicht kohärent, so korrespondiert das Tankvolumen nicht mit der Treibstoffmasse und die Rakete wäre 3,7 t anstatt der oft genannten 3,55 t schwer.

Stationierung

Ursprünglich war geplant, die Wasserfall vor dem Start am Boden mit vier Sprengbolzen zu verankern, die bei Erreichen der vollen Schubkraft entsichert würden, aber es kam zu Pannen, wenn sich einer oder mehrere Bolzen nicht richtig lösten. Diese Methode wurde aufgegeben, als festgestellt wurde, dass die Wasserfall bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 60 km/h sicher stehen konnte, ohne festgebunden oder festgeschraubt zu werden.

Anders als die Rheinbote oder HS-117 war kein Start von einer Lafette eines Flakgeschützes vorgesehen, sondern die Rakete stand wie eine A-4 einfach auf dem Grund. Eine Batterie hätte rund 100 Wasserfallraketen gehabt. Die große Zahl ergibt sich daraus, das eine Bomberflotte aus mehreren Hundert bis über Tausend Flugzeugen bestand und bei einer Überflugroute nur eine Batterie, maximal zwei in Reichweite waren. Gedacht waren drei Abfanglinien, die sich in 80 km Distanz über Deutschland zogen.

In einem ersten Schritt sollten so alle Städte mit mehr als 100.000 Einwohner geschützt werden. Dafür hätte man 200 Batterien benötigt. Zwischen den beiden westlichsten / östlichsten Städten Köln und Königsberg (heute Kaliningrad) beträgt die Strecke ziemlich genau 1.000 km. Bei drei Linien läge die Distanz zwischen zwei Batterien so bei etwa 14 km. Später sollte die ganze Fläche Großdeutschlands geschützt werden, wofür man 300 Batterien brauchte. Im November 1945 sollte die erste Batterie einsatzbereit sein, 20 weitere sollten bis März 1946 folgen.

Aufgrund der großen Bomberflotten der Allierten ergaben sich hohe Produktionszahlen. AbMärz 1946 sollten 900 Raketen pro Monat gebaut werden. Für eine volle Abdeckung Deutschlands rechnet man mit 5000 Raketen pro Monat, die im November 1946 erreicht werden sollten. Schon bei dem Design hatte man dies berücksichtigt. Die Rakete bestand aus mehreren Sektionen, die unabhängig voneinander produziert werden konnten. Bis auf den Antrieb und die Steuerung erforderte dies keine besondere Qualifikation der Betriebe. Die Stückzahl erscheint hoch, aber eine Wasserfall war viel einfacher aufgebaut als eine A-4 und preiswerter zu produzieren und von dieser wurden - bevor Materialmangel die Produktion begrenzte - 700 Stück pro Monat gefertigt. Eine Wasserfall, so schätzte man, würde 7.000 bis 10.000 Reichsmark in der Produktion kosten. Die Produktion einer A-4 kostet in Großserie 35.000 Reichsmark. Für jede Rakete wurden 500 Arbeitsstunden veranschlagt (zum Vergleich: für eine A-4 (V-2)-Rakete wurden 4.000 Arbeitsstunden benötigt).

Die Fertigung sollte in der unterirdischen Fabrik von Bleichrode durchgeführt werden. Finanziell wäre die Wasserfall daher (verglichen mit der Flak-Abwehr) schon ein Erfolg gewesen, wenn nur jede vierzigste Rakete einen Abschuss erzielt.

Insgesamt halte ich die Wasserfall für den aussichtsreichsten Kandidaten für eine Flugabwehrrakete. Dafür spricht auch ihr Nachbau in drei der vier Alliierten. Was gegen sie spricht ist ihre Komplexität. Andere Autoren halten die "Taifun" als ungelenkte Rakete für Aussichtsreicher, doch mit ihrem kleinen Sprengkopf müsste diese schon einen direkten Treffer erzielen. Die engste Formation flog die USAF ab Winter 1944/45. In einer Box von 200 x 360 und 230 m in der Höhe befanden sich 27 Maschinen. Eine Maschine hat eine Gesamtfläche von etwa 200 m². Rein theoretisch müsste man also 14 Taifun bei gleichmäßiger Verteilung abschießen um eine Maschine zu treffen.

Beurteilung

Man kann heute nur spekulieren, ob die Rakete das geleistet hätte, was man sich von ihr versprach. Ich persönlich halte auch die Steuerung durch einen Bediener für zu unsicher. Die Rakete ist selbst mit einem Fernrohr in einigen Kilometern nur ein Punkt und es ist schwer zu erkennen, ob sie den Weg der Bomber kreuzt. Selbst dann muss man den richtigen Auslösezeitpunkt erwischen - die Rakete ist rund 600 m/s schnell, eine Verzögerung von 1 Sekunde bedeutet also das sie 600 m über den Bombern detonieren würde. Die Auslösehöhe ist der kritische Punkt. Dagegen muss man wegen der Formationen die die Bomber einhielten nicht genau zielen. Im Februar 1943 wurde für die B-17 die Wedge Formation eingeführt. 54 Flugzeuge nahmen eine Fläche von 2,1 x 0,3 km ein. Später wurden die Formationen noch enger zum Schutz vor Jagdflugzeugen und Flak.

Zum Vergleich der Kosten: eine B-17 der wichtigste Bomber der Alliierten kostete 187,742 US-Dollar pro Einheit zu Produktionsende, das entspricht rund 500.000 Reichsmark in Vorkriegswechselkursen. Alleine die Schäden durch die Bomben, die durch einen Abschuss vermeidbar waren, wären viel größer gewesen als die Produktionskosten der Raketen, auch wenn vielleicht nur ein kleiner Teil Abschüsse erzielen konnte. Für die gleich Anzahl von Abschüssen nahm man an 4.000 Stück konventionelle Flakgranaten nötig gewesen mit einem Kostenaufwand von 400.000 RM. Eine Quelle, welche die Bekämpfung der Bomber mit Flak bei der Operation "Gomorrha" (Bombadierung von Hamburg zwischen dem 25.7. und 3.8.1943) auswertete, kam zu folgendem Ergebnis:

"Im Jahre 1944 entfielen auf jeden Flugzeugabschuss mit Flakwaffen durchschnittlich

8,8cm 36/37: 16000,
8,8cm 41: 8500,
10,5cm: 6000,
12,8cm: 3000.

Die Abschusskosten [...] können auf rund 2,7 Millionen RM je Flugzeug geschätzt werden [...]."

Demnach rechnete man bei der Äquivalenz zu den Granaten wohl auch damit das nur jede siebte Wasserfall einen Abschuss erzielte. Es gibt aber auch andere Quellen die von 2.000 Granaten der 8.8 pro Abschuss sprechen.

Bei Flakgranaten gab es zu Ende des Krieges Zeitzünder, das steigerte die Abschlussrate da nun kein direkter Treffer mehr nötig war. So etwas wäre auch für die Wasserfall denkbar, müsste aber da die Flugzeit je nach Winkel variiert, jedes mal eingestellt werden. Ideal wären Drucksensoren, denn die Flughöhe der Bomber konnte man mit Radar bestimmen. Leder weiß ich nicht, ob solche Sensoren mit der notwendigen Genauigkeit damals zur Verfügung standen.

Eventuell wäre eine Radarleitung besser gewesen. Es gab zu Ende des Zweiten Weltkriegs schon das Suchradar "FU-240 "Berlin", das wie die heutigen Radargeräte funktioniert, aber selbst die einfacheren Radargeräte, die schon bei Abfangjägern eingesetzt wurden, hätten ausgereicht. Im Prinzip muss man ein von der Rakete ausgesandtes Radarsignal nur mit vier Antennen erfassen, die in einem Kreuz angeordnet ist. Schaltet man die jeweils entgegengesetzten Antennen so zusammen das sich ihrem elektrischen Signale auslöschen, so verändert die Rakete nicht ihren Kurs, wenn das Ziel genau in der Mitte der Antennen ist. Ist es etwas Links so empfängt die linke Antenne ein stärkeres Signal und dieses nach Abgleich mit der rechten Antenne verstärkt würde die Stahlruder so ausrichten das die Rakete nach links schwenkt bis das Ziel wieder in der Mitte ist. Der Nachteil ist ,das die dafür notwendigen Antennen, vom Personal "Matratzen" genannt, sehr ausladend sind. Sie reduzieren nicht nur die Spitzengeschwindigkeit es ist auch zweifelhaft, dass sie den viel höheren Luftwiderstand der Wasserfall verglichen mit den Nachtjägern, ohne Beschädigung überstanden hätten.

Wie bei Flakbatterien wäre die Reichweite begrenzt gewesen. Das lag an der Startmethode. Die Abbildungen zeigen alle eine Wasserfall die frei auf dem Boden steht, wie eine A-4. Die Rakete startet so senkrecht und muss erst in den Endwinkel umgelenkt werden, dies darf aber nicht zu schnell erfolgen, damit die aerodynamischen Kräfte nicht die Rakete beschädigen. Geht man von einer direkten Umlenkung nach dem Start (nach 1-2 Sekunden) und einem Endwinkel von 45 Grad und einer Drehrate von 2 Grad pro Sekunde aus, so passiert die Rakete die höchste Höhe von Bomberformationen im zweiten Weltkrieg (7.200 m) nach 38 Sekunden in 6 km Distanz. Bei einer höheren Drehrate von 3,5 Grad pro Sekunde kann man die Distanz auf etwa 8,6 km ausweiten, eine schnellere Drehung macht aber keinen Sinn, da dann die Wasserfall schon Brennschluss hat bevor sie die Bomber erreicht und ein niedriger Endwinkel macht es auch schwer vom Boden her zu beurteilen ob die Rakete die Zielhöhe nicht schon durchstoßen hat. Das diese Überlegungen nahe an der Realität sind zeigt auch, das bei dem Plan 200 Batterien in drei Linien aufzustellen rund 65 bis 70 pro Linie entfallen wären und diese eine Ost-West-Linie von 1.000 km abdecken müssten also in etwa 14 km voneinander entfernt sind, was einem Radius von 7 km pro Batterie entspricht. Hier eine Simulation dazu:

In jedem Falle kam das Projekt zu spät. Der erste Start erfolgte eineinhalb Jahre nach der A-4. Hätte man das Projekt früher angegangen - spätestens nach dem ersten 1000 Bomber Angriff in der Nacht vom 30 auf 31 Mai 1942 - dann hätte eine Chance bestanden, dass sie noch rechtzeitig einsatzbereit gewesen wäre. So kam sie einfach zu spät und ging als eines der technisch fortschrittlichen aber nie zu Ende entwickelten Rüstungsprojekte des Dritten Reichs in die Geschichte ein.

Die Alliierten produzierten im Krieg insgesamt 45.000 Flugzeuge der Typen Halifax, Lancaster und B-17/B-24. Rechnet man damit, dass diese in drei Jahren gebaut wurden, so müssten 15.000 Bomber pro Jahr abgeschossen werden, nur damit ihre Zahl nicht weiter zunimmt. Bei 60.000 pro Jahr produzierten Raketen des Produktionsziels müsste jede vierte einen Abschuss erzielen. Ein Jagdflugzeug des Standardtyps Me-109G kostet 250.000 Reichsmark in der Produktion. Es wäre also nur "besser" wenn es mehr Abschüsse erzielt als 25 bis 40 Wasserfall-Raketen und da es einen Piloten braucht, der im Einsatz sterben kann, wäre die Rakete, wenn sie die Erwartungen erfüllt hätte, die bessere Wahl gewesen.

Das grundsätzliche Problem der Wasserfall ist eines des dritten Reiches selbst. Anstatt eine Großproduktion der vorhanden Geräte zu forcieren und diese graduell zu verbessern steckte man große Ressourcen in neue Entwicklungen. Viele davon wurden nicht mehr rechtzeitig fertig wie die Wasserfall, andere waren einfach zu komplex, oft auch zu teuer und so nicht in großen Stückzahlen verfügbar wie der Panzer "Tiger" oder der erste Düsenjäger "Me-262". Es war eine gewisse Technikverliebtheit, in der Überzeugung fortschrittlichere Waffen könnten die Wende bringen. Speziell in der Raketentechnik ist allerdings zu sagen, das man seit 1937 die A-4 entwickelte, erst nach fünf Jahren erfolgte 1942 der Erstflug. Sie war militärisch sinnlos. Man konnte kein Punktziel mit ihr angreifen. Hätte man die gleichen Ressourcen nicht in den Ersatz für ein Artilleriegeschoss, sondern in eine Luftabwehrrakete gesteckt, sie wäre wohl da weniger komplex früher einsatzbereit gewesen und hätte durchaus den Kriegsverlauf beeinflussen können.

Ich persönlich bin froh das es nicht dazu kam. Denn das der Krieg verloren war, war eigentlich schon mit dem Überfall auf die Sowjetunion klar. Seit dem ersten Weltkrieg wusste man das auf Dauer nicht die bessere Armee siegt, sondern die größere Volkswirtschaft die einfach mehr Waffen und Personen rekrutieren produzieren kann. Eine einsatzbereite Wasserfall hätte den Krieg nur verlängert mit noch mehr Toten auf allen Seiten und wahrscheinlich wären die beiden Atombomben nicht auf Hiroshima und Nagasaki sondern deutsche Städte geworfen worden.

Nach dem Krieg wurden die verbliebenen Exemplare von den Alliierten beschlagnahmt ausgiebig untersucht und sie entwickelten auf dieser Basis ihre ersten Flugabwehrraketen: Die Hermes A-1 in den USA, die Eole in Frankreich und die R-101 in der UdSSR. Die Technologie wurde noch weiter eingesetzt: In den USA in der Höhenforschungsrakete Viking, aus der die erste Trägerrakete Vanguard herausging. Deutsche Spezialisten entwickelten für Ägypten auf Basis der Wasserfall die Al Kaher Raketen. Am meisten nutzte die UdSSR die Technologie. Sie stellte das Triebwerk auf eine neue Treibstoffkombination um und entwickelte so die Kurzstreckenrakete R-11/R-17 Scud. Diese wurde in großen Stückzahlen auch exportiert und Nordkorea entwickelte daraus ihre ersten militärischen Raketen und schließlich die Taepodong Trägerrakete. Später wurde die Technologie weiter in den Iran exportiert die ihre Safir-Rakete mit ihr umsetzten. Damit basieren drei verschiedene Trägerraketen auf der Technologie der Wasserfall.

Links / Quellen:

https://b14643.eu/Spacerockets/Specials/Wasserfall_postwar_rockets/index.htm

https://www.nevingtonwarmuseum.com/wasserfall.html

http://www.luft46.com/missile/wasserfl.html

https://apps.dtic.mil/sti/trecms/pdf/AD0616916.pdf

https://www.cdvandt.org/Wunderwaffen-file-11110.pdf

http://www.astronautix.com/w/wasserfall.html

https://web.archive.org/web/20021030075622/http://www.cloudster.com/RealHardware/Wasserfal/WasserfalTop.htm

https://www.ausairpower.net/SP/DT-MS-1006.pdf

https://www.luftarchiv.de/index.htm?/flugkorper/c2.htm

Artikel verfasst am 6.1.2025

Bücher des Autors über Trägerraketen

Wie man an dem Umfang der Website sieht, sind Trägerraketen eines meiner Hauptinteressen. Es gibt inzwischen eine Reihe von Büchern von mir, auch weil ich in den letzten Jahren aufgrund neuer Träger oder weiterer Informationen über alte Projekte die Bücher neu aufgelegt habe. Sie finden eine Gesamtübersicht aller Bücher von mir bei Amazon und hier beim Verlag.

Ich beschränke mich in diesem Abschnitt auf die aktuellen Werke. Für die in Europa entwickelten Trägerraketen gibt es von mir zwei Werke:

Europäische Trägerraketen 1 behandelt die Vergangenheit (also bei Drucklegung): Das sind die nationalen Raketen Diamant, OTRAG und Black Arrow und die europäischen Träger Ariane 1 bis 4 und Europarakete.

Europäische Trägerraketen 2 behandelt die zur Drucklegung 2015 aktuellen Träger: Ariane 5, Vega und die damaligen Pläne für Vega C und Ariane 6.

Wer sich nur für einen der in den beiden besprochenen Träger interessiert, findet auch jeweils eine Monografie, die inhaltlich identisch mit dem Kapitel in den Sammelbänden ist, nur eben als Auskopplung.

Weiter gehend, alle Raketen die es weltweit gibt, behandelnd, gehen zwei Bände:

US-Trägerraketen

und

Internationale Trägerraketen (im Sinne von allen anderen Raketen weltweit)

Auch hier habe ich 2023 begonnen, die Bände aufzusplitten, einfach weil der Umfang für eine Aktualisierung sonst weder handelbar wäre bzw. an die Seitengrenze stößt, die der Verlag setzt. Ich habe auch bei den Einzelbänden nochmals recherchiert und den Umfang erweitert. Bisher sind erschienen:

US Trägerraketen 1 mit den frühen, kleinen Trägern (Vanguard, Juno, Scout)

US Trägerraketen 2 mit der Titan-Familie

2023 wird noch die erste Auskopplung aus den internationalen Raketen über russische Träger erscheinen. Nach und nach werden alle Raketen dann in einzelnen Monografien geordnet nach Trägerfamilien oder Nationen dann aktualisiert auf den aktuellen Stand, so besprochen.

Für die Saturns gibt es noch einen Sonderband, den ersten in der Reihe über das Apolloprogramm.

Alle bisherigen Bücher sind gerichtet an Leute, die wie ich sich nicht mit oberflächlichen Informationen oder Zusammenfassung der Wikipedia zufriedengeben. Wenn sie sich nicht für Technik interessieren, sondern nette Anekdoten hören wollen, dann sind die bisherigen Bücher nichts für Sie. Für dieses Publikum gibt es das Buch „Fotosafari durch den Raketenwald“ bei dem jeder Träger genau eine Doppelseite mit einem Foto und einer Beschreibung hat. (Also etwa ein Zehntel der Seitenzahl auf den ich ihn bei den beiden obigen Bänden abhandelte). Das Buch ist anders als die anderen Bände in Farbe. Ab und an macht BOD als Print on Demand Dienstleister Mist und verschickt es nur in Schwarz-Weiß, bitte reklamieren sie dann, ich als Autor kann dies nicht beeinflussen.

Als Autor würde ich mich freuen, wenn sie direkt beim Verlag bestellen, da ich da eine etwas größere Marge erhalte. Dank Buchpreisbindung und kostenlosem Versand ist das genauso teuer wie bei Amazon, Libri und iTunes oder im Buchhandel. Über eine ehrliche Kritik würde ich mich freuen.

Alle Bücher sind auch als E-Book erschienen, üblicherweise zu ²/₃ des Preises der Printausgabe – ich würde sie gerne billiger anbieten, doch da der Gesetzgeber E-Books mit 19 Prozent Mehrwertsteuer besteuert, Bücher aber mit nur 7 Prozent, geht das leider nicht. Ein Vorteil der E-Books - neben dem einfacher recherchierbaren Text ist, das alle Abbildungen, die im Originalmanuskript in Farbe, sind auch in Farbe sind, während ich sonst - um Druckkosten zu sparen - meist auf Farbe verzichte. Sie brauchen einen pdf-fähigen Reader um die Bücher zu lesen. Sofern der Verlag nicht weiter für bestimmte Geräte (Kindle) konvertiert ist das Standardformat der E-Books ein DRM-geschütztes PDF.

Mehr über meine Bücher finden sie auf der Website Raumfahrtbuecher.de und eine Liste aller Veröffentlichungen findet sich auch bei meinem Wikipediaeintrag.

© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.

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