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アグリガート・シリーズ（ドイツ語で「集合体」または「アセンブリ」を意味する）は、1933年から1945年にかけてナチス・ドイツ陸軍（Heer ）の研究プログラムによって開発された一連の弾道ミサイル設計である。その中で最も成功したのがA4で、一般にはV2として知られている。
A1はアグリガートシリーズの最初のロケット設計でした。1933年にヴェルナー・フォン・ブラウンが、ヴァルター・ドルンベルガー大佐が率いるクンマースドルフのドイツ陸軍研究プログラムで設計しました。A1は、ほとんどの現代ロケットの祖先です。ロケットは全長1.4メートル（4フィート7インチ） 、直径30.5センチメートル（12インチ） 、離陸重量は150キログラム（330ポンド）でした。アーサー・ルドルフが設計したエンジンは、エタノールと液体酸素を燃焼させる加圧式ロケット推進システムを使用し、16秒間2.9 kN（660 lbf）の推力を発生させました。LOXタンクは燃料タンク内に配置され、グラスファイバーで断熱されていました。ロケットは、Kreiselgeräte GmbH が供給した、機首にある40 kg (88 lb)の 3 軸ジャイロスコープシステムによって安定化されていた。弾道砲弾のようにロケットを回転させて安定化させることはできなかった。遠心力によって液体燃料がタンクの壁に沿って上昇し、燃焼室への推進剤の供給が困難になるためである。エンジンは試験燃焼に成功したが、最初の飛行は 1933 年 12 月 21 日、点火から 0.5 秒後に発射台で爆発した。[ 1 ]原因は、エンジンの点火前に推進剤が蓄積したことであった。[ 2 ]設計が不安定であると考えられたため、それ以上の試みは行われず、A2 設計に努力が移された。A1 は機首が重すぎたため、それを補うために、ジャイロスコープ システムは A2 の中央、酸素タンクとエタノールタンクの間に移動された。[ 3 ] [ 4 ]
静的試験と組み立ては 1934 年 10 月 1 日までに完了した。 2 機の A2 が本格的な試験用に製造され、ヴィルヘルム・ブッシュの漫画「マックスとモーリッツ」にちなんで命名された。 1934 年 12 月 19 日と 20 日、北海のボルクム島で陸軍の上級将校の前で打ち上げられた。 高度は2.2 キロメートルと 3.5 キロメートル (1.4 マイルと 2.2マイル)に達した。[ 5 ] [ 3 ] : 41–42 A2 は A1 と同じ寸法で、同じエンジンを使用していたが、推進剤タンクは別々だった。 円筒形の再生冷却式燃焼室はエタノールタンクの内側に溶接されていた。 キノコ型の噴射システムは、互いに向き合う燃料ジェットと酸化剤ジェットで構成されていた。 推進剤は窒素タンクから加圧され、このシステムは A3 と A5 でも使用されていた。[ 2 ] [ 4 ]
A3の開発は、少なくとも1935年2月にエルンスト・リッター・フォン・ホルスティヒ少佐がカール・ベッカー砲兵大将 にクンマースドルフに2つの新しい試験台を建設するための予算として約50万マルクを送った時まで遡ることができる。予算には移動式試験装置、小型機関車、事務所および保管スペースが含まれていた。A3の計画では、慣性誘導システムと15 kN (3,300 lb)の推力エンジンを備えたロケットが求められていた。[ 6 ]
1936 年 3 月、ヴェルナー・フォン・フリッチュ上級大将は クンマースドルフで A3 エンジンの静止燃焼を目撃し、ロケット計画への支援を与えるほど感銘を受けた。[ 7 ] [ 8 ]以前の A1 および A2 ロケットと同様に、A3 は加圧式推進剤システムを使用し、以前の設計と同じ液体酸素と 75% エタノールの混合物を使用した。45秒間14.7 kN (3,300 lb)の推力を発生させた。タングステン合金のジェットベーンを偏向させるために 3 つのジャイロスコープ システムを使用した。[ 9 ]設計は 1936 年初頭に完了し、ロケットを超音速で安定させるためのさらなる改良が同年後半に完了した。[ 10 ]
ロケットの形状は、超音速飛行を想定して8mmライフル弾をベースにした。ロケットは全長6.7メートル（22フィート） 、直径0.70メートル（2.3フィート）、燃料満タン時の重量は750kg （1,650ポンド）であった。「矢のような安定性」のためにフィンが設けられ、アンテナリングによって構造的に固定されていた。安定化プラットフォームは、ピッチジャイロとヨージャイロを使用し、空気圧サーボに接続され、ピッチ軸とヨー軸に沿ってプラットフォームを安定化させた。プラットフォーム上の電気式キャリッジは積分加速度計として機能した。これらの信号はSG-33システムからの信号と混合され、モリブデンタングステン製ジェットベーン制御サーボモーターを駆動した。SG-33は安定化プラットフォームではなくロケットに固定され、3つのレートジャイロを使用してロール、ピッチ、ヨーの偏差を検出した。ジェットベーンのうち2枚は、ピッチとヨーの制御のために同じ方向に回転し、ロールの制御のために反対方向に回転した。誘導・制御システムは、クライゼルゲレーテ社（ジャイロ・インスツルメンツ・リミテッド）の技術部長ヨハネス・マリア・ボイコウのアイデアに基づいて、フリッツ・ミュラーによって設計された。 [ 2 ]： 53-57
A3エンジンはA2エンジンのスケールアップ版で、ウォルター・リーデルの設計に基づき、燃焼室上部にキノコ型のインジェクターが配置されていた。エタノールは上向きに噴射され、燃焼室上部のジェットから下向きに噴射される酸素と混合された。これにより効率が向上し、より高い温度が得られた。[ 2 ]： 56
これはペーネミュンデ地域から発射された最初のアグリガートロケットでした。 [ 11 ]ライトハウス作戦の一環として、最初のA3は1937年12月4日に発射されましたが、パラシュートの早期展開とエンジン故障の問題に見舞われ、離陸地点近くに墜落しました。1937年12月6日の2回目の発射も同様の問題に見舞われました。[ 12 ] 1937年12月8日と11日に発射された3番目と4番目のロケットではパラシュートが機能しませんでしたが、これらもエンジン故障に見舞われました。ただし、パラシュートの抗力がなかったため、発射地点からさらに遠くに墜落しました。[ 13 ]これらのロケットは760メートルから910メートル（2,500フィートから3,000フィート）の高度に達した後、海に落下しました。[ 2 ] : 57
別の情報源によると、A3のうち1機は最大射程12km （7.5マイル）、最大高度18km （11マイル）に達した。
打ち上げが失敗するたびに、フォン・ブラウンとドルンベルガーは原因を探った。最初は静電気によってパラシュートが早期に作動したのではないかという考えもあったが、これはほぼ否定された。最終的に、失敗の原因はロケットの実験的な慣性誘導システムの設計が不十分で、機体とフィンの設計にわずかな不安定性があったためとされた。[ 13 ]制御システムは、毎秒 3.7 メートル (12フィート/秒)を超える風でロケットが回転するのを防ぐことができないことが判明した。[ 3 ] : 58安定プラットフォームのジャイロは 30 度の可動範囲に制限されており、プラットフォームが回転するとパラシュートが展開した。回転を止めるには、ジェットベーンをより速く動かし、より大きな制御力が必要だった。 A5型では、ロケットが高度を上げるにつれて膨張するジェット噴射によってA3型のフィン安定化アンテナリングが破壊されることが判明したため、フィンが再設計された。[ 2 ]： 57
この一連の打ち上げ失敗の後、A3は放棄され、A4の開発は延期され、A5の開発が開始された。[ 14 ] [ 3 ]： 58
ドルンベルガーによれば、A3は「ペイロードを搭載する装備は備えていなかった。純粋に実験的なミサイルだった」とのことである。同様に、A5も「研究目的のみ」となる予定だった。[ 3 ]： 50、66
A5はA4の空力特性と技術をテストする上で重要な役割を果たした。ロケットモーターはA3と同一だったが、シーメンス社製の新しい制御システムを備え、全長5.825m （19.11フィート）、直径0.78m （2.6フィート）、離陸重量900kg （2,000ポンド）だった。A5にはブレンシュルス受信装置、パラシュート回収システムが装備され、最大2時間水に浮くことができ、回収を容易にするために黄色と赤に塗装されていた。新しい尾翼はツェッペリン航空機工場の亜音速風洞とアーヘンの超音速風洞でテストされた。内部の羽根はモリブデンではなくグラファイトで作られるようになった。制御不能なA5は1938年後半にグリーフスヴァルダー・オイエから発射された。全長1.5メートル（5フィート） 、直径20センチメートル（8インチ）の模型は、1938年9月からハインケルHe 111から投下され、超音速風洞がない中で超音速の試験が行われた。ヘルムート・ヴァルターは過酸化水素モーターと触媒として過マンガン酸カリウムを用いたA5mの模型も製作し、1939年3月に試験発射を行った。最終的なフィン形状は幅が広く、膨張する排気ガスに対応するために外側に湾曲しており、外部エアベーンを備えていたが、リングアンテナはなかった。[ 3 ]： 58-64 [ 2 ]： 58-60
A5はA3と同様にエタノールを燃料とし、酸化剤として液体酸素を使用していた。最初の誘導飛行は1939年10月に成功し、最初の4回の飛行のうち3回はSG-52と呼ばれるKreiselgeräteの完全な誘導および制御システムを使用していた。これは姿勢制御と傾斜プログラムに3つのジャイロ安定化プラットフォームを使用し、その信号はレートジャイロと混合され、アルミニウムロッドでジェットベーンに接続された制御システムに供給された。シーメンスVertikant制御システムは1940年4月24日に初飛行した。シーメンスシステムは3つのジャイロ、特に安定化を提供する3つのレートジャイロと、ジェットベーンを動かしてピッチとヨーを修正し、ロールを制御する油圧サーボモーターを使用していた。Möller Askania、またはRechlinシステムは1940年4月30日に初飛行し、位置ジャイロ、混合システム、およびサーボシステムを使用していた。 A5の試験には、横方向制御のためのガイドプレーンシステムと、あらかじめ選択された速度で推進を停止するための無線システムが含まれており、その後ロケットは弾道軌道をたどった。A5は高度12km （7.5マイル）、射程18km（11マイル）に達した。1943年10月までに最大80回の打ち上げが行われ、ロケットの空力特性の理解と、より優れた誘導システムの試験が進められた。空力データに基づいて、基本的にA4で使用されたものと同じフィンとラダーの設計が採用された。[ 15 ] [ 3 ]： 62、64 [ 2 ]： 57-65
A5の試験終了後、ドルンベルガーは「我々は、いかなる砲兵よりもはるかに射程の長い兵器を開発することに成功するはずだと確信した。A5で成功したことは、改良された形でA4にも同様に有効であるはずだ」と述べた。[ 3 ]： 64
1920年代後半、カール・ベッカーはヴェルサイユ条約の抜け穴を利用してドイツがロケット兵器を開発できることに気づいた。ベッカー将軍はA4の開発において非常に大きな影響力を持っていたが、アドルフ・ヒトラーからの批判を受け、1940年4月8日に自殺した。[ 16 ]
A4は、射程約320キロメートル（200マイル） 、初期最高高度89 キロメートル （55 マイル）、ペイロード約1,000kg（2,200ポンド）のフルサイズ設計でした。A4の派生型は戦争で使用され、最初の弾道ミサイルや宇宙空間に到達した最初の飛翔体も含まれていました。[ 17 ]
推進剤としては、引き続き液体酸素が用いられ、75%のエタノールと25%の水の混合物が使用された。水は炎の温度を下げ、冷却剤として働き、熱応力を軽減した。[ 4 ]
この能力の向上は、ヴァルター・ティールによるA3エンジンの再設計（現在はA5として知られている）によるものだった。フォン・ブラウンの設計が実用的な兵器になりつつあることはより明らかになり、ドルンベルガーはチームをクンマースドルフ（ベルリン近郊）の砲兵試験場からドイツのバルト海沿岸にあるウーゼドム島のペーネミュンデに移し、より広い試験スペースとより高い機密性を確保した。このバージョンは信頼性が高く、1941年までにチームは約70発のA5ロケットを発射した。最初のA4は1942年3月に飛行し、約1.6 キロメートル （1 マイル）飛行して水面に墜落した。2回目の発射は11 キロメートル （7 マイル）の高度に達した後爆発した。1942年10月3日に発射された3番目のロケットは、軌道を完全にたどった。着陸地点は193 キロメートル （120 マイル）離れた場所で、高度は83 キロメートル （52 マイル）に達した。[ 18 ]戦争中に到達した最高高度は、1944年6月20日の174.6キロメートル（108.5マイル）だった。 [ 18 ]
ロケットの製造は1943年に始まった。ブリズナのミサイル試験場は、地元の農民からの報告のおかげで、ポーランドの抵抗運動である国内軍（Armia Krajowa）によってすぐに特定された。Armia Krajowaの現場工作員は、ドイツ軍のパトロール隊よりも先に現場に到着することで、発射されたロケットの破片を入手することに成功した。1944年3月初旬、イギリス情報本部は、ブリズナ鉄道線を密かに調査し、SS部隊によって厳重に警備された貨車に「防水シートで覆われているものの、巨大な魚雷によく似た物体」が積まれているのを目撃したArmia Krajowa工作員（コードネーム： 「Makary」）の報告を受けた。[ 19 ]その後、完全な未爆発のV-2ロケットを捕獲してイギリスに輸送する計画が立てられた。 1944年5月20日頃、比較的損傷の少ないV-2ロケットがサルナキ村近くのブグ川の湿地帯の岸辺に落下し、地元のポーランド人がドイツ軍の到着前にそれを隠した。その後、ロケットは解体され、ポーランド国内を密かに運ばれた。 [ 20 ] 1944年7月下旬、ポーランド抵抗運動は、モストIII作戦（橋III作戦）でロケットの一部を秘密裏にポーランド国外に運び出し、イギリスの情報機関による分析に供した。[ 21 ]
1943年後半、ドイツ労働戦線（Deutsche Arbeitsfront/DAF）のディレクター、オットー・ラッフェレンツは、A4ロケットを収容できる曳航可能な防水コンテナのアイデアを提案した。この提案は、Uボートの後ろに曳航される500トンのコンテナの設計へと発展した。発射位置に到着すると、コンテナは後端を垂直に下げて発射できるように調整される。このプロジェクトは「プロジェクト・シュヴィムヴェステ」（ドイツ語で「救命胴衣プロジェクト」）と呼ばれ、コンテナ自体は「プリューフシュタントXII 」（ドイツ語で「試験装置XII」）というコードネームで呼ばれた。コンテナの作業はVulkanwerftによって行われ、終戦までに1つの試作品が完成したが、ロケット発射による試験は行われなかった。[ 22 ]
発射拠点がドイツ本土に押し戻される可能性を予期して、フォン・ブラウンとその同僚たちは、A4の長距離版であるA9およびA4bの開発を迫られた。A4シリーズが「国家優先」とされていたため、A4bという名称は希少な資源の確保を保証するものであった。[ 23 ]
1939年6月、ペーネミュンデ設計局のクルト・パットは、ロケットの速度と高度を空力揚力と射程に変換するための翼を提案した。[ 24 ]ロケットが降下段階でより濃い大気に遭遇すると、引き起こしを行い、浅い滑空に入り、速度を距離と交換する。パットはまた、フロッセンゲショス（フィン弾）も提案した。両方の概念は、1940年7月31日に「アメリカロケット」に関してヒトラーに提出する覚書を作成したヴァルター・ドルンベルガーによって使用された。[ 25 ] [ 26 ]
A9の設計研究は1940年に始まった。A9は翼に加え、A4よりもやや大型で、エンジンの推力も約30%向上する予定だった。模型の風洞試験の後、設計は変更され、翼の代わりに胴体ストレーキが採用された。試験の結果、ストレーキは超音速域での揚力を向上させ、遷音速域での揚力中心のずれという問題も解決することが分かったためである。
1941年に開発は中断されたが、1944年に数機のV-2がA4bの名称でA9の構成に近似するように改造された。[ 27 ]翼を取り付けることでA4の射程は800km （500マイル）まで延長されると計算され[ 28 ] [ 29 ]、ドイツ国内の発射地点からイギリスの目標を攻撃することが可能になった。発射後、A4bの軌道のカーブは緩やかになり、ロケットは目標に向かって滑空することになっていた。目標上空ではA4bはほぼ垂直に急降下するため、迎撃する時間はほとんど残されず、滑空段階の終わりに敵機による迎撃はほぼ不可能になると予想されていた。
A4bのコンセプトは、ブリズナから発射された2機のA4に後退翼を取り付けてテストされた。開発作業はほとんど行われておらず、1944年12月27日の最初の発射は完全に失敗に終わった。1945年1月24日の2回目の発射は、翼が折れたため部分的に成功したが、A4bはそれでも音速の壁を突破しマッハ4に到達した最初の翼付き誘導ミサイルとなった。 [ 30 ] [ 31 ] [ 3 ]： 219
A6は、異なる推進剤を使用したA5試験ロケットの派生型に付けられた名称である。[ 15 ]
一部の情報源によると、この機体はA4の翼付き派生型であるA4bの有人空中偵察機の構想にも適用されたという。このA6は当初、ドイツ航空省に迎撃不可能な偵察機として提案された。ロケットで垂直に打ち上げられ、高度95km （59マイル）まで上昇し、大気圏再突入後に超音速滑空段階に入り、その際に単一のラムジェットエンジンが点火される予定だった。これにより、時速2,900km（1,800マイル）で15分から20分間の巡航飛行が可能になり、ドラッグシュートの補助を受けて基地に戻り、通常の滑走路着陸ができるようになると期待されていた。しかし、航空省にはそのような航空機の需要はなく、提案は却下された。同様のコンセプト（ただし無人）は、戦後、アメリカのSM-64ナバホミサイルとソ連のブリヤという形で実現した。どちらもラムジェット推進の大陸間巡航ミサイルである。[ 32 ]
A7は翼付き設計で、完全に製造されることはありませんでした。1940年から1943年にかけて、ペーネミュンデでドイツ海軍向けに開発されました。A7は構造的にはA5に似ていましたが、滑空飛行でより長い距離を得るために、より大きな尾翼（1.621 m 2）を備えていました。飛行安定性をテストするために、A7の無動力モデル2つが飛行機から投下されましたが、動力付きテストは行われませんでした。完成したロケットは、15 kN（3,400 lb）の離陸推力と1,000 kg（2,200 lb）の離陸重量を生み出すはずでした。設計では、直径が0.38 m（1.2 ft）、長さが5.91 m（19.4 ft）でした。
A8は、貯蔵可能なロケット推進剤（おそらく硝酸と灯油）を使用するために提案されたA4の「延長」バージョンでした。この設計は試作段階には至りませんでしたが、戦後、フランスのドイツのロケットチームによって「スーパーV-2」としてさらなる設計作業が行われました。このプロジェクトは最終的に中止されましたが、フランスのヴェロニクとディアマンのロケットプロジェクトにつながりました。[ 15 ] [ 33 ]
A9の改良型をヨーロッパの発射場からアメリカ本土の標的を攻撃するために使用する案が提案された。そのためには、A10というブースターステージの上に搭載して発射する必要がある。
A10の設計作業は1940年に始まり、1946年に初飛行が予定されていました。最初の設計はルートヴィヒ・ロート・ウント・グラウペによって行われ、1940年6月29日に完了しました。ヘルマン・オーベルトは1941年に設計に取り組み、1941年12月にはヴァルター・ティールが、6基のA4エンジンを束ねたエンジンをA10に使用し、合計推力1,800 kN (400,000 lb)を得ることを提案しました。
A10の開発作業は1944年後半に「プロジェクト・アメリカ」というコードネームで再開され、A10の設計は6つのA4燃焼室を1つの膨張ノズルに供給する構造に変更された。その後、大型の単一燃焼室と単一ノズルに変更された。2,000 kN（440,000 lb）推力のモーターの燃焼試験のため、ペーネミュンデに試験台が建設された。
既存の誘導システムでは5,000km （3,100マイル）の距離では精度が不十分であると考えられたため、A9を有人飛行させることが決定された。パイロットは、Uボートに搭載された無線ビーコンと、グリーンランドとラブラドールに着陸した自動気象観測所によって、目標への最終滑空時に誘導されることになっていた。
A10ブースターの最終設計では、高さは約20メートル（66フィート）でした。ディーゼル油と硝酸を燃料とする推力1,670キロニュートン（38万ポンド）のロケットで推進され、50秒間の燃焼中にA9第2段を時速約4,300キロメートル（2,700マイル）まで加速させました。[ 36 ]その後、A9が点火され、さらに時速5,760キロメートル（3,580マイル）加速し、時速10,080キロメートル（6,260マイル）、最高高度56キロメートル（35マイル）に達し、約35分で4,000キロメートル（2,500マイル）を飛行しました。使用済みのA10はブレーキフラップとパラシュートで降下し、海上で回収されて再利用されました。[ 3 ]： 130-131
A11（日本ロケット）は、3段式ロケットの第1段として機能する設計構想であり、残りの2段はA9とA10であった。
A11の設計は、フォン・ブラウンがガルミッシュ＝パルテンキルヒェンで米軍将校に見せたもので、その図面は1946年に米陸軍によって公開された。A11は、A10段用に提案された大型単室エンジン6基を使用し、A10第2段をA11内部に組み込んだ設計図が示されていた。この設計図には翼付きのA9も示されており、滑空着陸または爆撃任務を示唆していた。軌道投入には、新しい「キックステージ」が必要になるか、A9を軽量化する必要があった。いずれの場合も、約300kg （660ポンド）のペイロードを低地球軌道に投入できたはずで、これは現代のElectronロケットとほぼ同等の規模である。[ 37 ]
A12の設計案が実現していれば、軌道投入ロケットとなるはずだった。A12、A11、A10、A9の各段からなる4段式ロケットとして提案されていた。計算によると、低軌道に最大10トン（22,000ポンド）のペイロードを投入できるとされており、これは後のアポロ計画で使用されたサターンIロケットに匹敵する性能だった。
A12ステージ自体は、燃料満載時で約3,500トン（7,700,000ポンド）の重量があり、高さは33メートル（108フィート）になる予定だった。液体酸素とエタノールを燃料とする50基のA10エンジンで推進される予定だった。[ 38 ]
{{citation}}: CS1 maint: 場所の発行元が見つかりません (リンク)。{{cite book}}: CS1メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク)ルーズベルトが1940年6月10日に演説を行った頃、ドイツはすでに米国内の標的を攻撃できる2段式ミサイルの開発に着手していた。それは「アメリカロケット」と呼ばれていた。
{{citation}}: CS1 maint: 場所の発行元が見つかりません (リンク)。{{citation}}: CS1 maint: 発行元が見つかりません (リンク)。上記のA2サイトと同じ著者によるA1の技術的な解説（ドイツ語）。著者は一次資料を調査し、それに基づいて、A1について広く流布されているデータはほとんどが誤りであると主張しています。20,000。
{{citation}}: CS1 maint: 非推奨のアーカイブサービス (リンク)。