Noong nakaraang taon, inihayag ni Roskosmos ang isang malambing para sa pagpapaunlad ng isang mabibigat na klase na rocket batay sa umiiral na proyekto ng Angara, na may kakayahang, bukod sa iba pang mga bagay, sa paghahatid ng isang tao na spacecraft sa buwan. Malinaw na, ang kakulangan ng Russia ng sobrang mabibigat na mga rocket na maaaring magtapon ng hanggang sa 80 tonelada ng karga sa orbit ay pumipigil sa maraming promising gawain sa kalawakan at sa Lupa. Ang proyekto ng nag-iisang domestic carrier na may magkatulad na katangian, Energia-Buran, ay sarado noong unang bahagi ng 90, sa kabila ng ginugol na 14, 5 bilyong rubles (sa mga presyo noong 80s) at 13 taon. Samantala, sa USSR, isang super-rocket na may nakamamanghang katangian ng pagganap ay matagumpay na binuo. Ang mga mambabasa ng "VPK" ay inaalok ng isang kuwento tungkol sa kasaysayan ng paglikha ng N1 rocket.
Ang simula ng trabaho sa H1 na may isang likidong-jet engine (LPRE) ay naunahan ng pagsasaliksik sa mga rocket engine na gumagamit ng nukleyar na enerhiya (NRE). Alinsunod sa isang atas ng pamahalaan noong Hunyo 30, 1958, isang paunang disenyo ay binuo sa OKB-1, na inaprubahan ng S. P. Korolev noong Disyembre 30, 1959.
OKB-456 (chief designer V. P. Glushko) ng State Committee for Defense Technology at OKB-670 (M. M. Ang OKB-1 ay bumuo ng tatlong bersyon ng mga missile na may mga missile na pinapatakbo ng nukleyar, at ang pangatlo ay naging pinaka-kagiliw-giliw na. Ito ay isang higanteng rocket na may bigat na paglunsad ng 2000 tonelada at isang masa ng kargamento na hanggang sa 150 tonelada. Ang una at pangalawang yugto ay ginawa sa anyo ng mga pakete ng mga conical rocket block, na dapat magkaroon ng isang malaking bilang ng NK- 9 mga liquid-propellant rocket engine na may tulak na 52 tonelada sa unang yugto. Kasama sa pangalawang yugto ang apat na NRE na may kabuuang tulak na 850 tf, isang tukoy na tulak ng thrust sa walang bisa hanggang sa 550 kgf / kg kapag gumagamit ng isa pang medium na nagtatrabaho sa isang temperatura ng pag-init ng hanggang sa 3500 K.
Ang pag-asam ng paggamit ng likidong hydrogen sa isang halo na may methane bilang isang gumaganang likido sa isang nuclear rocket engine ay ipinakita bilang karagdagan sa atas sa itaas na "Sa Mga Posibleng Katangian ng Space Rockets Gamit ang Hydrogen", na inaprubahan ni SP Korolev noong Setyembre 9, 1960. Gayunpaman, bilang isang resulta ng karagdagang mga pag-aaral, ang pagiging madali ng mabibigat na mga sasakyan sa paglunsad gamit ang paggamit ng mga likido-propellant rocket engine sa lahat ng mga yugto sa pinagkadalubhasaan na mga sangkap ng gasolina na may paggamit ng hydrogen bilang isang gasolina ay naging malinaw. Ang nuklear na enerhiya ay ipinagpaliban para sa hinaharap.
Grandiose na proyekto
Ang atas ng pamahalaan noong Hunyo 23, 1960 "Sa paglikha ng malakas na mga sasakyan sa paglunsad, mga satellite, sasakyang pangalangaang at pagsaliksik sa kalawakan noong 1960-1967" na taon ng isang bagong space rocket system na may isang paglunsad na dami ng 1000-2000 tonelada, na tinitiyak ang paglulunsad ng isang mabibigat na interplanetary spacecraft na may bigat na 60-80 tonelada sa orbit.
Ang isang bilang ng mga biro ng disenyo at pang-agham na instituto ay kasangkot sa ambisyosong proyekto. Sa mga makina - OKB-456 (V. P. Glushko), OKB-276 (N. D. Kuznetsov) at OKB-165 (AM Lyulka), sa mga control system - NII-885 (N. A. Pilyugin) at NII- 944 (VI Kuznetsov), sa lupa kumplikado - GSKB "Spetsmash" (VP Barmin), sa pagsukat ng kumplikado - NII-4 MO (AI Sokolov), sa system para sa pag-alis ng laman ng mga tangke at pagsasaayos ng ratio ng mga sangkap ng gasolina - OKB-12 (AS Abramov), para sa aerodynamic na pagsasaliksik - NII-88 (Yu. A. Mozzhorin), TsAGI (V. M. Myasishchev) at NII-1 (V. Ya. Likhushin), ayon sa teknolohiya ng pagmamanupaktura - ang V. M. Ang Paton ng Academy of Science ng Ukrainian SSR (BE Paton), NITI-40 (Ya. V. Kolupaev), ang planta ng Pag-unlad (A. Ya. Linkov), ayon sa teknolohiya at mga pamamaraan ng pang-eksperimentong pag-unlad at pag-retrofit ng mga kinatatayuan - NII-229 (G. M. Tabakov) at iba pa.
Patuloy na sinuri ng mga taga-disenyo ang mga sasakyan sa paglunsad ng multistage na may isang mass ng paglulunsad ng 900 hanggang 2500 tonelada, habang tinatasa ang mga teknikal na posibilidad na lumikha at ang kahandaan ng industriya ng bansa para sa produksyon. Ipinakita ang mga kalkulasyon na ang karamihan sa mga gawain ng layunin ng militar at kalawakan ay nalulutas ng isang sasakyang paglunsad na may kargamento na 70-100 tonelada, na inilunsad sa isang orbit na may taas na 300 km.
Samakatuwid, para sa mga pag-aaral sa disenyo ng N1, isang payload na 75 tonelada ang pinagtibay sa paggamit ng oxygen-petrolyo fuel sa lahat ng mga yugto ng rocket engine. Ang halagang ito ng dami ng kargamento ay tumutugma sa paglulunsad ng masa ng ilunsad na sasakyan na 2200 tonelada, isinasaalang-alang na ang paggamit ng hydrogen bilang gasolina sa itaas na yugto ay magpapataas sa dami ng kargamento hanggang sa 90-100 tonelada kasama ang parehong bigat ng paglunsad. Ang mga pag-aaral na isinagawa ng mga serbisyong pang-teknolohikal ng mga halaman sa pagmamanupaktura at mga teknolohikal na institusyon ng bansa ay nagpakita hindi lamang sa kakayahang panteknikal ng paglikha ng naturang isang sasakyang paglunsad na may kaunting gastos at oras, ngunit pati na rin ang kahandaan ng industriya para sa paggawa nito.
Sa parehong oras, ang mga posibilidad ng pang-eksperimentong at pagsubok sa bench ng mga yunit ng LV at mga bloke ng II at III na mga yugto sa umiiral na pang-eksperimentong base ng NII-229 na may kaunting pagbabago ay natutukoy. Ang paglulunsad ng LV ay hinulaan mula sa Baikonur cosmodrome, kung saan kinakailangan na lumikha ng naaangkop na mga teknikal at paglulunsad ng mga istraktura doon.
Gayundin, ang iba't ibang mga iskema ng layout na may nakahalang at paayon na paghati ng mga hakbang, na may mga tindig at mga di-tindig na tangke ay isinasaalang-alang. Bilang isang resulta, ang isang rocket scheme ay pinagtibay na may isang nakahalang paghati ng mga yugto na may nasuspinde na monoblock spherical fuel tank, na may mga pag-install na multi-engine sa mga yugto ng I, II at III. Ang pagpili ng bilang ng mga engine sa propulsyon system ay isa sa pangunahing mga problema sa paglikha ng isang sasakyan sa paglunsad. Matapos ang pagtatasa, napagpasyahan na gumamit ng mga makina na may thrust na 150 tonelada.
Sa mga yugto ng I, II at III ng carrier, napagpasyahan na mag-install ng isang sistema para sa pagsubaybay sa mga aktibidad na pang-organisasyon at pang-administratibo ng KORD, na pinatay ang makina nang ang mga kontroladong parameter nito ay lumihis mula sa pamantayan. Ang ratio ng thrust-to-weight ng sasakyan ng paglunsad ay nakuha na habang hindi normal na pagpapatakbo ng isang makina sa paunang seksyon ng tilapon, nagpatuloy ang paglipad, at sa mga huling seksyon ng unang yugto ng paglipad, mas malaking bilang ng mga engine ang maaaring patayin nang walang pagtatangi sa gawain.
Ang OKB-1 at iba pang mga samahan ay nagsagawa ng mga espesyal na pag-aaral upang bigyang katwiran ang pagpili ng mga sangkap ng propellant na may pagtatasa ng pagiging posible ng paggamit ng mga ito para sa sasakyan ng paglulunsad ng N1. Ang pagsusuri ay nagpakita ng isang makabuluhang pagbaba sa masa ng payload (na may pare-parehong paglunsad ng masa) sa kaso ng paglipat sa mga high-kumukulong bahagi ng gasolina, na sanhi ng mababang halaga ng tiyak na salpok ng tulak at pagtaas ng masa ng mga tangke ng gasolina at may presyon na gas dahil sa mas mataas na presyon ng singaw ng mga sangkap na ito. Ang paghahambing ng iba't ibang uri ng gasolina ay nagpakita na ang likidong oxygen - petrolyo ay mas mura kaysa sa AT + UDMH: sa mga tuntunin ng pamumuhunan sa kapital - dalawang beses, sa mga tuntunin ng gastos - walong beses.
Ang sasakyan ng paglunsad ng H1 ay binubuo ng tatlong yugto (mga bloke A, B, C), na magkakaugnay ng mga transitional truss-type compartment, at isang head block. Ang circuit ng kuryente ay isang shell ng frame na nakikita ang mga panlabas na pagkarga, sa loob kung saan matatagpuan ang mga tangke ng gasolina, makina at iba pang mga system. Ang sistema ng propulsyon ng yugto I ay binubuo ng 24 na NK-15 (11D51) na mga makina na may 150 tf na itinulak sa lupa, na nakaayos sa isang singsing, yugto II - walong ng magkatulad na mga makina na may isang high-altitude na nguso ng gripo na NK-15V (11D52), yugto III - apat na NK- 19 (11D53) na may isang may mataas na taas na nozel. Lahat ng mga makina ay sarado circuit.
Ang mga instrumento ng control system, telemetry at iba pang mga system ay matatagpuan sa mga espesyal na compartment sa mga naaangkop na yugto. Ang LV ay naka-install sa aparatong paglulunsad na may sumusuporta sa mga takong kasama ang paligid ng dulo ng unang yugto. Ang pinagtibay na aerodynamic layout ay ginawang posible upang i-minimize ang kinakailangang mga sandali ng kontrol at gamitin ang prinsipyo ng thrust hindi pagtutugma ng mga kabaligtaran engine sa paglunsad ng sasakyan para sa pitch at roll control. Dahil sa imposible ng pagdadala ng buong mga rocket compartment ng mga mayroon nang mga sasakyan, ang kanilang paghahati sa mga elemento na maaaring mailipat ay pinagtibay.
Batay sa mga yugto ng N1 LV, posible na lumikha ng isang pinag-isang serye ng mga rocket: N11 na may paggamit ng II, III at IV na yugto ng N1 LV na may panimulang dami ng 700 tonelada at isang kargamento na 20 tonelada sa isang Ang orbit ng AES na may altitude na 300 km at N111 na may paggamit ng mga yugto ng III at IV ng N1 LV at ang yugto ng II ng rocket na R-9A na may isang mass ng paglunsad ng 200 tonelada at isang kargamento na 5 tonelada sa orbit ng mga satellite na may isang altitude ng 300 km, na maaaring malutas ang isang malawak na hanay ng mga misyon ng labanan at kalawakan.
Ang gawain ay isinagawa sa ilalim ng direktang pangangasiwa ni S. P. Korolev, na namuno sa Konseho ng Mga Punong Tagadesenyo, at ang kanyang unang representante na si V. P. Mishin. Ang mga materyales sa disenyo (isang kabuuang 29 dami at 8 annexes) sa simula ng Hulyo 1962 ay isinasaalang-alang ng isang dalubhasang komisyon na pinamunuan ng Pangulo ng Academy of Science ng USSR M. V. Keldysh. Ang Komisyon ay nabanggit na ang pagbibigay-katwiran sa LV H1 ay isinasagawa sa isang mataas na antas ng pang-agham at panteknikal, nakakatugon sa mga kinakailangan para sa pang-konsepto na disenyo ng LV at mga interplanetang rocket, at maaaring magamit bilang batayan para sa pagpapaunlad ng dokumentasyong nagtatrabaho. Kasabay nito, ang mga kasapi ng komisyon na si M. S Ryazansky, V. P Barmin, A. G. Mrykin at ilang iba pa ay nagsalita tungkol sa pangangailangang maisangkot ang OKB-456 sa pagpapaunlad ng mga makina para sa paglunsad ng mga sasakyan, ngunit tumanggi si V. P. Glushko.
Sa pamamagitan ng kasunduan sa isa't isa, ang pagpapaunlad ng mga makina ay ipinagkatiwala sa OKB-276, na walang sapat na teoretikal na bagahe at karanasan sa pagbuo ng mga likidong rocket-engine na may halos kumpletong kawalan ng mga pang-eksperimentong at mga base ng bench para dito.
Hindi matagumpay ngunit mabunga mga pagsubok
Ipinahiwatig ng Komisyon ng Keldysh na ang pangunahing gawain ng H1 ay ang paggamit ng pakikipaglaban, ngunit sa kurso ng karagdagang trabaho, ang pangunahing layunin ng super-rocket ay ang puwang, pangunahing isang paglalakbay sa buwan at bumalik sa Earth. Sa isang malawak na lawak, ang pagpili ng naturang desisyon ay naiimpluwensyahan ng mga ulat ng Saturn-Apollo na may kinalaman sa buwan na programa sa Estados Unidos. Noong Agosto 3, 1964, pinagsama ng gobyerno ng USSR, sa pamamagitan ng atas nito, ang priyoridad na ito.
Noong Disyembre 1962, ang OKB-1 ay nagsumite sa GKOT ng "Paunang data at pangunahing mga kinakailangang panteknikal para sa disenyo ng paglulunsad para sa N1 rocket" na sumang-ayon sa mga punong tagadisenyo. Noong Nobyembre 13, 1963, ang Komisyon ng Kataas-taasang Konseho ng Pambansang Ekonomiya ng USSR, sa pamamagitan ng desisyon nito, ay inaprubahan ang isang iskedyul sa pagitan ng departamento para sa pagpapaunlad ng dokumentasyon ng disenyo para sa isang komplikadong istraktura na kinakailangan para sa pagsubok sa paglipad ng LV N1, hindi kasama ang konstruksyon mismo at materyal at panteknikal na suporta. Pinangasiwaan nina MI Samokhin at AN Ivannikov ang paglikha ng site ng pagsubok sa OKB-1 sa ilalim ng malapit na pangangasiwa ni SP Korolev.
Sa simula ng 1964, ang pangkalahatang backlog ng trabaho mula sa naka-iskedyul na oras ay isa hanggang dalawang taon. Noong Hunyo 19, 1964, kailangang ipagpaliban ng gobyerno ang simula ng LCI hanggang 1966. Ang mga pagsubok sa disenyo ng flight ng N1 rocket na may isang pinasimple na yunit ng ulo ng system ng LZ (na may 7K-L1S unmanned spacecraft sa halip na LOK at LK) ay nagsimula noong Pebrero 1969. Sa pagsisimula ng LKI, natupad ang pang-eksperimentong pagsubok ng mga yunit at pagpupulong, mga pagsubok sa bench ng mga bloke B at V, mga pagsubok na may isang prototype na 1M rocket sa mga posisyon na panteknikal at paglunsad.
Ang unang paglulunsad ng N1-LZ rocket at space complex (No. ЗЛ) mula sa paglunsad ng starboard noong Pebrero 21, 1969 ay natapos sa isang aksidente. Sa gas generator ng pangalawang makina, naganap ang mga panginginig ng dalas ng dalas, ang presyon ng pagkuha ng tubo sa likod ng turbine ay lumabas, isang butas ng mga sangkap na nabuo, nagsimula ang isang apoy sa compart ng buntot, na humantong sa isang paglabag sa kontrol ng engine system, na nagbigay ng maling utos upang patayin ang mga makina nang 68.7 segundo. Gayunpaman, nakumpirma ng paglunsad ang kawastuhan ng napiling dinamikong pamamaraan, paglunsad ng mga dynamics, proseso ng kontrol ng LV, na posible upang makakuha ng pang-eksperimentong data sa mga pag-load sa LV at ang lakas nito, ang epekto ng mga pag-load ng acoustic sa rocket at ng paglulunsad ng system, at ilang iba pang data, kabilang ang mga katangian ng pagpapatakbo sa totoong mga kundisyon.
Ang ikalawang paglunsad ng N1-LZ complex (No. 5L) ay isinagawa noong Hulyo 3, 1969, at dumaan din ito sa isang emergency. Ayon sa konklusyon ng komisyon sa emerhensiyang pinamumunuan ni V. P. Mishin, ang malamang na dahilan ay ang pagkasira ng pump ng oxidizer ng ikawalong makina ng block A kapag pumapasok sa pangunahing yugto.
Ang pagtatasa ng mga pagsubok, kalkulasyon, pananaliksik at gawaing pang-eksperimentong tumagal ng dalawang taon. Ang pagpapabuti ng pagiging maaasahan ng pump ng oxidizer ay kinikilala bilang pangunahing mga hakbang; pagpapabuti ng kalidad ng pagmamanupaktura at pagpupulong ng THA; pag-install ng mga filter sa harap ng mga pump ng engine, hindi kasama ang pagpasok ng mga banyagang bagay dito; pre-launch pagpuno at paglilinis ng nitrogen ng seksyon ng buntot ng block A sa paglipad at pagpapakilala ng isang freon fire extinguishing system; pagpapakilala ng mga elemento ng istruktura, aparato at kable ng mga system na matatagpuan sa dakong silid ng bloke A sa disenyo ng pang-init na proteksyon; pagbabago ng pag-aayos ng mga aparato dito upang madagdagan ang kanilang kakayahang mabuhay; pagpapakilala ng pagharang ng utos ng AED hanggang sa 50 s. flight at emergency withdrawal ng paglunsad ng sasakyan mula sa simula sa pamamagitan ng pag-reset ng power supply, atbp.
Ang pangatlong paglunsad ng N1-LZ rocket at space system (Blg. 6L) ay isinagawa noong Hunyo 27, 1971 mula sa kaliwang paglunsad. Ang lahat ng 30 mga makina ng Block A ay pumasok sa mode ng paunang at pangunahing yugto ng thrust alinsunod sa karaniwang cyclogram at normal na gumana hanggang sa mapapatay sila ng control system para sa 50.1 s. Patuloy na nadagdagan ng 14.5 s. umabot sa 145 °. Dahil ang koponan ng AED ay naharang hanggang 50 s, ang flight ay hanggang sa 50, 1 s. naging praktikal na hindi mapamahalaan.
Ang pinaka-malamang na sanhi ng aksidente ay ang pagkawala ng control ng roll dahil sa pagkilos ng dating hindi naitala para sa mga nakakagambalang sandali na lampas sa magagamit na mga sandali ng kontrol ng mga roll body. Ang isiniwalat na karagdagang sandali ng pagulong ay lumitaw sa lahat ng mga makina na tumatakbo dahil sa malakas na daloy ng hangin ng vortex sa ilalim na lugar ng rocket, na pinalala ng kawalaan ng simetrya ng daloy sa paligid ng mga bahagi ng engine na nakausli mula sa ilalim ng rocket.
Sa mas mababa sa isang taon, sa ilalim ng pamumuno ni M. V. Melnikov at B. A. Sokolov, ang mga 11D121 steering engine ay nilikha upang magbigay ng kontrol sa rolet. Nagpapatakbo sila ng oxidizing generator gas at fuel na kinuha mula sa pangunahing mga makina.
Noong Nobyembre 23, 1972, ang ika-apat na paglunsad ay ginawa kasama ang rocket No. 7L, na sumailalim sa mga makabuluhang pagbabago. Ang kontrol sa paglipad ay isinasagawa ng isang on-board computer complex ayon sa mga utos ng gyro-stabilized platform na binuo ng Scientific Research Institute ng Aircraft Industry. Kasama sa mga system ng propulsyon ang mga steering engine, isang fire extinguishing system, pinahusay na mekanikal at thermal protection ng mga aparato at isang on-board cable network. Ang mga sistema ng pagsukat ay dinagdagan ng maliit na sukat na kagamitan sa telemetry ng radyo na binuo ni OKB MEI (punong taga-disenyo A. A. Bogomolov). Sa kabuuan, ang rocket ay mayroong higit sa 13,000 na mga sensor.
Ang 7L ay lumipad ng 106, 93 p. Nang walang puna, ngunit sa 7 s. bago ang tinatayang oras ng paghihiwalay ng una at ikalawang yugto, nagkaroon ng halos agarang pagkasira ng oxidizer pump ng engine No. 4, na humantong sa pag-aalis ng rocket.
Ang ikalimang paglunsad ay naka-iskedyul para sa ikaapat na bahagi ng 1974. Pagsapit ng Mayo, lahat ng disenyo at nakabubuo na mga hakbang upang matiyak ang kaligtasan ng produkto, isinasaalang-alang ang mga nakaraang flight at karagdagang pag-aaral, ay ipinatupad sa rocket No. 8L, at nagsimula ang pag-install ng mga na-upgrade na engine.
Tila na maaga o huli ang super-rocket ay lilipad saan at paano ito dapat. Gayunpaman, ang itinalagang pinuno ng TsKBEM, ay naging NPO Energia, noong Mayo 1974, ang Academician na si V. P. Glushko, na may pahinahon na pahintulot ng Ministry of General Machine Building (S. Ang A. Afanasyev), ang USSR Academy of Science (M. V. Keldysh), ang Komisyon ng Militar-Pang-industriya ng Konseho ng Mga Ministro (L. V. Smirnov) at ang Komite Sentral ng CPSU (D. F. Ustinov) ay tumigil sa lahat ng gawain sa N1-LZ complex. Noong Pebrero 1976, ang proyekto ay opisyal na isinara ng isang atas ng Komite Sentral ng CPSU at ng Konseho ng mga Ministro ng USSR. Ang desisyong ito ay pinagkaitan ng mabibigat na mga barko, at nauna ang ipinasa sa Estados Unidos, na nagpakalat ng proyekto sa Space Shuttle.
Ang kabuuang paggasta para sa paggalugad ng Buwan sa ilalim ng programang H1-LZ hanggang Enero 1973 ay umabot sa 3.6 bilyong rubles, para sa paglikha ng H1 - 2.4 bilyon. Ang reserba ng produksyon ng mga unit ng misil, halos lahat ng kagamitan ng mga teknikal, paglulunsad at pagsukat ng mga complex ay nawasak, at ang mga gastos sa halagang anim na bilyong rubles ay natanggal.
Bagaman ang disenyo, produksyon at teknolohikal na pagpapaunlad, karanasan sa pagpapatakbo at pagtiyak na ang pagiging maaasahan ng isang malakas na rocket system ay buong ginamit sa paglikha ng Energia na sasakyan sa paglunsad at, malinaw naman, ay makakahanap ng malawak na aplikasyon sa mga kasunod na proyekto, dapat pansinin na ang pagwawakas ng trabaho sa H1 ay nagkamali. Ang USSR ay kusang-loob na nagtamo ng palad sa mga Amerikano, ngunit ang pangunahing bagay ay maraming mga koponan ng mga biro ng disenyo, mga institusyon ng pananaliksik at pabrika ang nawala ang emosyonal na singil ng sigasig at isang pakiramdam ng debosyon sa mga ideya ng paggalugad sa kalawakan, na higit na tumutukoy sa mga nakamit ng tila hindi nakakamit na kamangha-manghang mga layunin.
