Năm ngoái, Roskosmos đã thông báo đấu thầu phát triển một tên lửa hạng nặng dựa trên dự án Angara hiện có, có khả năng đưa tàu vũ trụ có người lái lên mặt trăng. Rõ ràng, việc Nga thiếu tên lửa siêu nặng có thể ném tới 80 tấn hàng hóa lên quỹ đạo đang cản trở nhiều công việc đầy hứa hẹn trong không gian và trên Trái đất. Dự án chế tạo tàu sân bay nội địa duy nhất có đặc điểm tương tự, Energia-Buran, đã bị đóng cửa vào đầu những năm 90, mặc dù đã tiêu tốn 14, 5 tỷ rúp (theo giá của những năm 80) và 13 năm. Trong khi đó, ở Liên Xô, một siêu tên lửa có đặc tính hiệu suất tuyệt vời đã được phát triển thành công. Độc giả của "VPK" được cung cấp một câu chuyện về lịch sử hình thành tên lửa N1.
Sự khởi đầu của công việc trên H1 với động cơ phản lực chất lỏng (LPRE) được bắt đầu bằng nghiên cứu về động cơ tên lửa sử dụng năng lượng hạt nhân (NRE). Theo nghị định của chính phủ ngày 30 tháng 6 năm 1958, thiết kế sơ bộ đã được phát triển tại OKB-1, được S. P. Korolev phê duyệt vào ngày 30 tháng 12 năm 1959.
OKB-456 (thiết kế trưởng V. P. Glushko) của Ủy ban Nhà nước về Công nghệ Quốc phòng và OKB-670 (M. M. OKB-1 đã phát triển ba phiên bản tên lửa mang động cơ hạt nhân, và phiên bản thứ ba trở nên thú vị nhất. Đó là một tên lửa khổng lồ với trọng lượng phóng 2000 tấn và trọng tải lên tới 150 tấn. Giai đoạn đầu và thứ hai được chế tạo dưới dạng các gói khối tên lửa hình nón, được cho là có một số lượng lớn NK- 9 động cơ tên lửa đẩy chất lỏng có lực đẩy 52 tấn trong giai đoạn đầu. Giai đoạn thứ hai bao gồm bốn NRE với tổng lực đẩy là 850 tf, xung lực đẩy cụ thể trong khoảng trống lên đến 550 kgf / kg khi sử dụng môi trường làm việc khác ở nhiệt độ gia nhiệt lên đến 3500 K.
Triển vọng sử dụng hydro lỏng trong hỗn hợp với mêtan làm chất lỏng hoạt động trong động cơ tên lửa hạt nhân đã được thể hiện bổ sung cho sắc lệnh trên "Về các đặc điểm có thể có của tên lửa vũ trụ sử dụng hydro", được SP Korolev phê duyệt vào ngày 9 tháng 9 năm 1960. Tuy nhiên, theo kết quả của các nghiên cứu sâu hơn, tính hiệu quả của các phương tiện phóng hạng nặng sử dụng động cơ tên lửa đẩy chất lỏng ở tất cả các giai đoạn trên các thành phần nhiên liệu chính có sử dụng hydro làm nhiên liệu đã trở nên rõ ràng. Năng lượng hạt nhân đã bị hoãn lại cho tương lai.
Dự án Grandiose
Nghị định của chính phủ ngày 23 tháng 6 năm 1960 "Về việc tạo ra các phương tiện phóng mạnh, vệ tinh, tàu vũ trụ và thám hiểm không gian năm 1960-1967" của một hệ thống tên lửa vũ trụ mới với khối lượng phóng 1000-2000 tấn, đảm bảo cho việc phóng của một tàu vũ trụ liên hành tinh nặng có khối lượng 60-80 tấn vào quỹ đạo.
Một số phòng thiết kế và viện khoa học đã tham gia vào dự án đầy tham vọng. Trên động cơ - OKB-456 (V. P. Glushko), OKB-276 (N. D. Kuznetsov) và OKB-165 (AM Lyulka), trên hệ thống điều khiển - NII-885 (N. A. Pilyugin) và NII- 944 (VI Kuznetsov), trên mặt đất phức hợp - GSKB "Spetsmash" (VP Barmin), trên tổ hợp đo - NII-4 MO (AI Sokolov), trên hệ thống làm rỗng thùng chứa và điều chỉnh tỷ lệ các thành phần nhiên liệu - OKB-12 (AS Abramov), để nghiên cứu khí động học - NII-88 (Yu. A. Mozzhorin), TsAGI (V. M. Myasishchev) và NII-1 (V. Ya. Likhushin), theo công nghệ chế tạo - V. M. Paton của Viện Hàn lâm Khoa học về SSR Ukraina (BE Paton), NITI-40 (Ya. V. Kolupaev), nhà máy Tiến bộ (A. Ya. Linkov), theo công nghệ và phương pháp phát triển thử nghiệm và trang bị thêm giá đỡ - NII-229 (G. M. Tabakov) và những người khác.
Các nhà thiết kế đã liên tục kiểm tra các phương tiện phóng nhiều tầng với khối lượng phóng từ 900 đến 2500 tấn, đồng thời đánh giá khả năng kỹ thuật chế tạo và sự sẵn sàng sản xuất của ngành công nghiệp nước này. Các tính toán đã chỉ ra rằng hầu hết các nhiệm vụ của mục đích quân sự và vũ trụ đều được giải quyết bằng một phương tiện phóng có trọng tải 70–100 tấn, được phóng lên quỹ đạo có độ cao 300 km.
Do đó, đối với các nghiên cứu thiết kế của N1, trọng tải 75 tấn đã được thông qua với việc sử dụng nhiên liệu ôxy-dầu hỏa ở tất cả các giai đoạn của động cơ tên lửa. Giá trị khối lượng của trọng tải này tương ứng với khối lượng phóng của xe phóng là 2200 tấn, có tính đến việc sử dụng hydro làm nhiên liệu ở các giai đoạn trên sẽ làm tăng khối lượng của trọng tải lên đến 90–100 tấn với trọng lượng phóng như nhau. Các nghiên cứu được thực hiện bởi các dịch vụ công nghệ của các nhà máy sản xuất và viện công nghệ trong nước không chỉ cho thấy tính khả thi về mặt kỹ thuật của việc tạo ra một phương tiện phóng với chi phí và thời gian tối thiểu, mà còn cho thấy sự sẵn sàng sản xuất của ngành.
Đồng thời, các khả năng thử nghiệm và thử nghiệm băng ghế dự bị của các khối LV và các giai đoạn II và III trên cơ sở thử nghiệm hiện có của NII-229 với các sửa đổi tối thiểu đã được xác định. Các vụ phóng LV được dự kiến từ sân bay vũ trụ Baikonur, nơi được yêu cầu tạo ra các cấu trúc kỹ thuật và phóng thích hợp ở đó.
Ngoài ra, các sơ đồ bố trí khác nhau với sự phân chia bậc thang theo chiều ngang và dọc, với các bể chịu lực và không chịu lực đã được xem xét. Kết quả là, một sơ đồ tên lửa đã được thông qua với sự phân chia theo chiều ngang của các giai đoạn với các thùng nhiên liệu hình cầu monoblock treo lơ lửng, với việc lắp đặt nhiều động cơ ở các giai đoạn I, II và III. Việc lựa chọn số lượng động cơ trong hệ thống đẩy là một trong những vấn đề cơ bản trong quá trình tạo ra một phương tiện phóng. Sau khi phân tích, người ta quyết định sử dụng động cơ có lực đẩy 150 tấn.
Ở giai đoạn I, II và III của tàu sân bay, người ta quyết định lắp đặt một hệ thống giám sát các hoạt động tổ chức và hành chính của KORD, hệ thống này sẽ tắt động cơ khi các thông số điều khiển của nó sai lệch so với quy chuẩn. Tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng của phương tiện phóng được lấy sao cho trong quá trình hoạt động bất thường của một động cơ ở phần ban đầu của quỹ đạo, chuyến bay vẫn tiếp tục, và trong phần cuối cùng của chuyến bay giai đoạn đầu, số lượng động cơ lớn hơn có thể được tắt mà không ảnh hưởng đến nhiệm vụ.
OKB-1 và các tổ chức khác đã thực hiện các nghiên cứu đặc biệt để biện minh cho việc lựa chọn các thành phần thuốc phóng với phân tích tính khả thi của việc sử dụng chúng cho phương tiện phóng N1. Phân tích cho thấy sự giảm đáng kể khối lượng của trọng tải (với khối lượng phóng không đổi) trong trường hợp chuyển sang các thành phần nhiên liệu sôi cao, đó là do giá trị của xung cụ thể của lực đẩy thấp và sự gia tăng khối lượng của thùng nhiên liệu và các khí điều áp do áp suất hơi của các thành phần này cao hơn. So sánh các loại nhiên liệu khác nhau cho thấy oxy lỏng - dầu hỏa rẻ hơn nhiều so với AT + UDMH: về vốn đầu tư - gấp đôi, về chi phí - gấp tám lần.
Phương tiện phóng H1 bao gồm ba tầng (khối A, B, C), được kết nối với nhau bằng các khoang kiểu giàn chuyển tiếp và một khối đầu. Mạch nguồn là một vỏ khung nhận biết các tải bên ngoài, bên trong chứa các thùng nhiên liệu, động cơ và các hệ thống khác. Hệ thống đẩy của giai đoạn I bao gồm 24 động cơ NK-15 (11D51) với lực đẩy 150 tf trên mặt đất, được bố trí thành một vòng, giai đoạn II - tám động cơ giống nhau với một vòi phun độ cao NK-15V (11D52), giai đoạn III - bốn NK- 19 (11D53) với vòi phun độ cao. Tất cả các động cơ đã được đóng mạch.
Các thiết bị của hệ thống điều khiển, máy đo từ xa và các hệ thống khác được đặt trong các khoang đặc biệt ở các giai đoạn thích hợp. LV được cài đặt trên thiết bị phóng với gót hỗ trợ dọc theo ngoại vi của phần cuối của giai đoạn đầu tiên. Bố cục khí động học được áp dụng giúp giảm thiểu các mômen điều khiển cần thiết và sử dụng nguyên tắc lực đẩy không phù hợp của các động cơ đối diện trên xe phóng để kiểm soát độ cao và lăn. Do không thể vận chuyển toàn bộ khoang tên lửa bằng các phương tiện hiện có, việc phân chia chúng thành các phần tử có thể vận chuyển đã được chấp nhận.
Trên cơ sở các giai đoạn N1 LV, có thể tạo ra một loạt tên lửa thống nhất: N11 với việc sử dụng các giai đoạn II, III và IV của N1 LV với khối lượng ban đầu 700 tấn và trọng tải 20 tấn trong một Quỹ đạo AES với độ cao 300 km và N111 với việc sử dụng giai đoạn III và IV của N1 LV và giai đoạn II của tên lửa R-9A với khối lượng phóng 200 tấn và trọng tải 5 tấn trên quỹ đạo của vệ tinh với độ cao 300 km, có thể giải quyết một loạt các nhiệm vụ chiến đấu và không gian.
Công việc được thực hiện dưới sự giám sát trực tiếp của S. P. Korolev, người đứng đầu Hội đồng các nhà thiết kế trưởng, và phó thứ nhất của ông là V. P. Mishin. Các tài liệu thiết kế (tổng cộng 29 tập và 8 phụ lục) vào đầu tháng 7 năm 1962 đã được một ủy ban chuyên gia do Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô M. V. Keldysh đứng đầu xem xét. Ủy ban lưu ý rằng việc chứng minh LV H1 được thực hiện ở trình độ khoa học và kỹ thuật cao, đáp ứng các yêu cầu về thiết kế khái niệm của tên lửa LV và tên lửa liên hành tinh, và có thể được sử dụng làm cơ sở cho việc phát triển tài liệu làm việc. Đồng thời, các thành viên của ủy ban M. S. Ryazansky, V. P. Barmin, A. G. Mrykin và một số người khác đã nói về sự cần thiết phải tham gia OKB-456 trong việc phát triển động cơ cho các phương tiện phóng, nhưng V. P. Glushko từ chối.
Theo thỏa thuận chung, việc phát triển động cơ được giao cho OKB-276, công ty không có đủ hành trang lý thuyết và kinh nghiệm trong việc phát triển động cơ tên lửa đẩy chất lỏng và gần như hoàn toàn không có cơ sở thí nghiệm và băng ghế dự bị cho việc này.
Thử nghiệm không thành công nhưng hiệu quả
Ủy ban Keldysh chỉ ra rằng nhiệm vụ chính của H1 là sử dụng chiến đấu, nhưng trong quá trình làm việc, mục đích chính của siêu tên lửa là không gian, chủ yếu là một chuyến thám hiểm lên mặt trăng và trở về Trái đất. Ở một mức độ lớn, việc lựa chọn một quyết định như vậy bị ảnh hưởng bởi các báo cáo về chương trình mặt trăng có người lái Saturn-Apollo ở Hoa Kỳ. Vào ngày 3 tháng 8 năm 1964, chính phủ Liên Xô, bằng sắc lệnh của mình, đã củng cố quyền ưu tiên này.
Vào tháng 12 năm 1962, OKB-1 đã đệ trình lên GKOT "Dữ liệu ban đầu và các yêu cầu kỹ thuật cơ bản để thiết kế tổ hợp phóng cho tên lửa N1" đã được các nhà thiết kế chính thống nhất. Vào ngày 13 tháng 11 năm 1963, Ủy ban của Hội đồng tối cao về kinh tế quốc gia của Liên Xô, theo quyết định của mình, đã phê duyệt một lịch trình liên bộ để phát triển tài liệu thiết kế cho một tổ hợp các cấu trúc cần thiết để bay thử nghiệm LV N1, ngoại trừ tự thi công và hỗ trợ vật chất kỹ thuật. MI Samokhin và AN Ivannikov đã giám sát việc tạo ra bãi thử tại OKB-1 dưới sự giám sát chặt chẽ của SP Korolev.
Đến đầu năm 1964, tổng công việc tồn đọng so với thời gian dự kiến là một đến hai năm. Vào ngày 19 tháng 6 năm 1964, chính phủ đã phải hoãn việc bắt đầu LCI đến năm 1966. Các cuộc thử nghiệm thiết kế bay của tên lửa N1 với đơn vị đầu đơn giản của hệ thống LZ (với tàu vũ trụ không người lái 7K-L1S thay vì LOK và LK) bắt đầu vào tháng 2 năm 1969. Đến đầu LKI, thử nghiệm thử nghiệm các đơn vị và tổ hợp, thử nghiệm băng ghế dự bị khối B và V, thử nghiệm với một tên lửa 1M nguyên mẫu tại các vị trí kỹ thuật và phóng đã được thực hiện.
Lần phóng đầu tiên của tổ hợp tên lửa và vũ trụ N1-LZ (Số ЗЛ) từ bệ phóng bên phải vào ngày 21 tháng 2 năm 1969 đã kết thúc trong một vụ tai nạn. Trong bộ tạo khí của động cơ thứ hai, rung động tần số cao xảy ra, ống dẫn áp suất phía sau tuabin bị bung ra, rò rỉ các thành phần, bắt đầu cháy ở khoang đuôi, dẫn đến vi phạm điều khiển động cơ. hệ thống, đã đưa ra một lệnh sai để tắt động cơ trong 68,7 giây. Tuy nhiên, vụ phóng đã xác nhận tính đúng đắn của sơ đồ động lực học đã chọn, động lực phóng, quy trình điều khiển LV, giúp có thể thu được dữ liệu thực nghiệm về tải trọng trên LV và sức mạnh của nó, ảnh hưởng của tải trọng âm thanh lên tên lửa và hệ thống phóng, và một số dữ liệu khác, bao gồm các đặc điểm hoạt động trong điều kiện thực tế.
Lần phóng thứ hai của tổ hợp N1-LZ (số 5L) được thực hiện vào ngày 3 tháng 7 năm 1969, và nó cũng đã trải qua tình trạng khẩn cấp. Theo kết luận của ủy ban khẩn cấp do V. P. Mishin chủ trì, nguyên nhân rất có thể là do hỏng máy bơm oxy hóa của động cơ thứ tám của lô A khi vào công đoạn chính.
Công việc phân tích các thử nghiệm, tính toán, nghiên cứu và thử nghiệm kéo dài hai năm. Cải thiện độ tin cậy của bơm oxy hóa được công nhận là các biện pháp chính; nâng cao chất lượng sản xuất, lắp ráp THA; lắp đặt bộ lọc phía trước máy bơm động cơ, loại trừ sự xâm nhập của các vật thể lạ vào nó; nạp khí trước khi phóng và làm sạch nitơ phần đuôi của khối A trong chuyến bay và giới thiệu hệ thống chữa cháy freon; đưa các phần tử kết cấu, thiết bị và cáp của hệ thống nằm trong ngăn phía sau của khối A vào thiết kế bảo vệ nhiệt; thay đổi cách sắp xếp các thiết bị trong đó để tăng khả năng sống sót của chúng; giới thiệu việc chặn lệnh AED lên đến 50 giây. bay và rút khẩn cấp phương tiện phóng từ đầu bằng cách đặt lại nguồn điện, v.v.
Lần phóng thứ ba của tên lửa và hệ thống vũ trụ N1-LZ (số 6L) được thực hiện vào ngày 27 tháng 6 năm 1971 từ vụ phóng bên trái. Tất cả 30 động cơ thuộc khối A đều đi vào chế độ các giai đoạn sơ bộ và chính của lực đẩy phù hợp với chu trình tiêu chuẩn và hoạt động bình thường cho đến khi chúng được tắt bởi hệ thống điều khiển trong 50,1 s, tốc độ tăng liên tục 14,5 s. đạt 145 °. Vì đội AED bị chặn trong 50 giây, chuyến bay kéo dài đến 50, 1 giây. thực tế đã trở nên không thể quản lý được.
Nguyên nhân có thể xảy ra nhất của tai nạn là mất khả năng kiểm soát cuộn do hành động của người chưa được kiểm soát trước đó đối với các khoảnh khắc đáng lo ngại vượt quá thời gian kiểm soát có sẵn của các thân cuộn. Mômen cuộn bổ sung được tiết lộ phát sinh với tất cả các động cơ đang chạy do luồng không khí xoáy mạnh ở khu vực dưới cùng của tên lửa, trầm trọng hơn do sự không đối xứng của dòng xung quanh các bộ phận động cơ nhô ra từ đáy tên lửa.
Trong vòng chưa đầy một năm, dưới sự lãnh đạo của M. V. Melnikov và B. A. Sokolov, các động cơ lái 11D121 đã được tạo ra để cung cấp khả năng điều khiển cuộn của tên lửa. Chúng hoạt động bằng khí máy phát oxy hóa và nhiên liệu lấy từ các động cơ chính.
Vào ngày 23 tháng 11 năm 1972, lần phóng thứ tư được thực hiện với tên lửa số 7L, trải qua những thay đổi đáng kể. Việc điều khiển chuyến bay được thực hiện bởi một tổ hợp máy tính trên máy bay theo lệnh của nền tảng ổn định con quay hồi chuyển do Viện Nghiên cứu Khoa học Công nghiệp Máy bay phát triển. Hệ thống đẩy bao gồm động cơ lái, hệ thống chữa cháy, cải tiến bảo vệ cơ và nhiệt cho các thiết bị và mạng lưới cáp trên tàu. Hệ thống đo được bổ sung thiết bị đo từ xa vô tuyến cỡ nhỏ do OKB MEI (nhà thiết kế chính A. F. Bogomolov) phát triển. Tổng cộng, tên lửa có hơn 13.000 cảm biến.
Số 7L bay 106, 93 p. Không cần bình luận, nhưng trong 7 giây. trước thời gian dự kiến tách của giai đoạn đầu tiên và thứ hai, đã có sự phá hủy gần như ngay lập tức máy bơm oxy hóa của động cơ số 4, dẫn đến việc loại bỏ tên lửa.
Lần phóng thứ năm được lên kế hoạch vào quý 4 năm 1974. Đến tháng 5, tất cả các biện pháp thiết kế và xây dựng để đảm bảo khả năng sống sót của sản phẩm, có tính đến các chuyến bay trước đó và các nghiên cứu bổ sung, đã được thực hiện trên tên lửa số 8L, và việc lắp đặt các động cơ nâng cấp bắt đầu.
Có vẻ như không sớm thì muộn, siêu tên lửa sẽ bay ở đâu và như thế nào. Tuy nhiên, người đứng đầu được bổ nhiệm của TsKBEM, được chuyển thành NPO Energia, vào tháng 5 năm 1974, Viện sĩ V. P. Glushko, với sự đồng ý ngầm của Bộ Chế tạo Máy nói chung (S. A. Afanasyev), Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô (M. V. Keldysh), Ủy ban Công nghiệp-Quân sự của Hội đồng Bộ trưởng (L. V. Smirnov) và Ủy ban Trung ương của CPSU (D. F. Ustinov) đã ngừng mọi công việc về tổ hợp N1-LZ. Vào tháng 2 năm 1976, dự án chính thức bị đóng cửa theo nghị định của Ủy ban Trung ương Đảng CPSU và Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô. Quyết định này đã tước đi các tàu hạng nặng của nước này, và quyền ưu tiên được chuyển cho Hoa Kỳ, nước triển khai dự án Tàu con thoi.
Tổng chi phí cho việc khám phá Mặt trăng theo chương trình H1-LZ tính đến tháng 1 năm 1973 lên tới 3,6 tỷ rúp, để tạo ra H1 - 2,4 tỷ. Dự trữ sản xuất của các đơn vị tên lửa, gần như tất cả các thiết bị của các tổ hợp kỹ thuật, phóng và đo lường đã bị phá hủy, và chi phí lên tới sáu tỷ rúp đã được xóa sổ.
Mặc dù thiết kế, sản xuất và phát triển công nghệ, kinh nghiệm vận hành và đảm bảo độ tin cậy của một hệ thống tên lửa mạnh đã được sử dụng đầy đủ trong việc tạo ra phương tiện phóng Energia và rõ ràng sẽ được ứng dụng rộng rãi trong các dự án tiếp theo, cần lưu ý rằng việc chấm dứt công việc trên H1 bị sai sót. Liên Xô tự nguyện nhường lại bàn tay cho người Mỹ, nhưng vấn đề chính là nhiều nhóm phòng thiết kế, viện nghiên cứu và nhà máy đã mất đi cảm xúc nhiệt huyết và ý thức cống hiến cho các ý tưởng khám phá không gian, điều mà phần lớn quyết định thành tựu. những mục tiêu tuyệt vời dường như không thể đạt được.
