Н-1, апофеоз и epic fail шестидесятых

85 9385

Я попробую в доступной форме рассказать о самом удивительном и, наверное, самом трагическом эпизоде советской космонавтики — об истории разработки ракеты сверхтяжелого класса «Н-1».

Как все начиналось

Официальное начало проекту «Н-1» было положено Постановлением Правительства CССР от 23 июня 1960 г. «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960-1967 гг.» В Постановлении предусматривалось «проведение в 1960-1962 гг. проектно-конструкторской проработки и необходимого объёма исследований в целях создания в ближайшие годы новой космической ракетной системы со стартовой массой 1000-2000 т, обеспечивающей вывод на орбиту вокруг Земли тяжёлого межпланетного космического корабля массой 60-80 т, мощных жидкостных ракетных двигателей с высокими характеристиками, ЖРД на жидком водороде, ядерных и электрореактивных двигателей, высокоточных систем автономного и радиотехнического управления, систем космической радиосвязи и т.п.»

На самом же деле Постановление закрепило уже ведущуюся к тому моменту эскизную разработку в ОКБ-1 Королева ракеты-носителя, предназначавшейся для широкого круга задач — вывод тяжелых геостационарных спутников, большой орбитальной станции, и, наконец, запуск ТМК — тяжелого межпланетного корабля.

Для проектных проработок был принят вариант с массой полезного груза 75 т на околоземной орбите. Расчеты показывали, что такая масса будет оптимальной для сборки на орбите крупных станций и межпланетных кораблей. Этому значению массы полезного груза соответствует стартовая масса РН 2200 т, и было учтено, что применение на верхних ступенях в качестве горючего водорода, вместо изначально планировавшегося керосина позволит увеличить массу полезного груза до 90-100 т при той же стартовой массе.

ТМК

Комплекс Н1-ТМК — самый яркий проект Королева, апогей его деятельности на посту Главного конструктора. Несмотря на утрату (и уничтожение) архивных материалов, некоторые сведения об этом проекте, для которого и предназначалась первоначально ракета «Н-1», сохранились.

Первоначальный вариант, корабль ТМК-1 предназначался для пилотируемого полета на Марс экипажа из 2-3 человек по облетной траектории (без высадки) с последующим возвращением на землю.

ТМК-1 имел следующие габариты: полная длина – 12 метров, максимальный диаметр – 6 метров. Полная масса корабля составляла 75 тонн, что позволяло вывести его за 1 пуск ракеты Н-1.

ТМК-1 включал жилой, рабочий, биологический, агрегатный отсеки, спускаемый аппарат для возвращения на Землю и корректирующую двигательную установку. После выведения на траекторию полета на корабле развертывались солнечные концентраторы и батареи электропитания, а также антенны связи с Землей и начинался многомесячный безостановочный полет.

Чтобы справиться с проблемой невесомости были предложены вариант искусственной тяжести, создаваемой вращением отдельных блоков корабля вокруг оси. Подобный приём был относительно прост, но приводил к новой проблеме – небольшие размеры “центрифуги” приводили к возникновению кориолисовых ускорений, искажающих восприятие человеком тяжести и вредно воздействующих на организм. Тогда от постоянного вращения решили отказаться и кратковременно включать вращение блоков только на определённых участках полёта.

Для отработки элементов и блоков замкнутой СЖО на Земле, а также выяснения психологических вопросов длительного пребывания экипажа в замкнутом объеме корабля, был построен аналог жилого отсека ТМК — наземный экспериментальный комплекс, в котором испытатели Г.Мановцев, В.Улыбышев и А.Божко провели год.

Дальнейшим развитием проекта ТМК стал МЭК — Марсианский экспедиционный комплекс. Проект получил неофициальное название “Аэлита”.

Корабль состоял из двух беспилотных блоков массой по 75 тонн, которые выводились на орбиту ракетами Н-1М. Первый блок, в свою очередь, состоял из двух секций – МОК (Марсианский Орбитальный Комплекс) и МПК (Марсианский Посадочный Комплекс). Второй блок представлял собой комплекс электроракетной двигательной установки (ЭРД) с ядерным источником энергии.

Полная длина МЭК составляла 175 метров, максимальный диаметр – 4,1 метра, полная масса – 150 тонн.

По плану, после стыковки блоков МЭК/МПК и ЯЭРДУ, корабль выводился из зоны воздействия радиационных поясов Земли. Затем на комплекс, при помощи кораблей “Зонд”, доставлялся экипаж. Разгон комплекса осуществлялся по постепенно раскручивающейся спирали. Продолжительность полёта к Марсу и обратно составляла 630 суток.

Предполагалось, что после окончания активного участка разгона ядерная силовая установка выключается, энергетическая установка переходит в режим “холостого хода” и комплекс в течение 150 суток совершает пассивный полет. Затем начинается второй активный участок полета к Марсу — торможение (61 суток), полет по скручивающейся спирали для выхода на орбиту ИСМ (24 суток), в результате чего МЭК оказывается на околомарсианской орбите. Во время 30-суточного пребывания на орбите ИСМ от комплекса отделяется МПК, который совершит мягкую посадку на поверхность Марса и будет находиться там 5 суток. Выполнив исследования, с Марса стартует взлетная часть МПК, которая выходит за орбиту искусственного спутника Марса, осуществляет взаимный поиск, сближение и стыковку с МОК. Космонавты переходят в жилые отсеки орбитального комплекса, а ненужный уже посадочный корабль сбрасывается.

После этого наступает третья часть полёта – возвращение на Землю. Двигатели МОК включаются на режим разгона, который продолжается 17 суток в сфере действия Марса и еще 66 суток – вне его пределов. После длительного пассивного участка, когда траектория комплекса проходит на максимально близком расстоянии от Солнца (между Венерой и Меркурием), следует 17-суточный активный участок возврата – по сути, это делалось для коррекции коррекция траектории с целью уменьшения длительности полета путем увеличения скорости. Далее снова идет пассивный участок, а за трое суток до полета к Земле ЯЭРДУ включается вновь, уменьшая скорость комплекса. На конечном участке, при входе в сферу действия Земли от МЭК отделяется спускаемый аппарат и производит мягкую посадку.

Метаморфозы

В 1961 году президент США Кеннеди поставил национальную задачу — стать первыми на Луне.

Советская космическая программа к тому времени не предусматривала высадку на Луну. В планах стояло совершенствование пилотируемых кораблей «Север» и «Союз», строительство орбитальной станции и подготовка проекта ТМК. Однако политический резонанс от заявления Кеннеди был столь велик, что на самом верху было принято решение «догнать и перегнать».

Поскольку для лунной программы прежде всего необходим соответствующий носитель, то логично, что находящаяся в достаточной степени готовности «Н-1» была переориентирована именно для полетов к Луне.

С этой целью началась разработка форсированного варианта «Н-1Ф», способного вывести 90 тонн груза на околоземную орбиту, что являлось минимальным значением для пилотируемого полета экипажа из двух человек с высадкой одного из них на поверхность Луны за один пуски и пилотируемого комплекса «Л3».

К сожалению, поставленная цель не была достигнута. Тому есть несколько причин, тщательно в свое время проанализированных специалистами:


Чрезмерное форсирование ракеты. Размерности 75 тонн вполне хватало для первоначальных задач, но было мало для полета к Луне. Увеличение грузоподъемности до 90 тонн, производившееся в спешке, привело к недостаточной проработанности конструкции.


Изначально неверный выбор размерности двигателей для ракеты. Вместо оснащения первой ступени 30 (тридцатью!) маломощными двигателями, нужно было потратить время и ресурсы на конструирование двигателей большей мощности. Однако личный конфликт двух конструкторов — Королева и Глушко не позволил это сделать.


Отказ от постепенной отработки узлов и блоков ракеты на стенде. В целях экономии времени было принято решения отлаживать ракету путем испытательных пусков. Ни один из них не завершился успешно.


Помимо лунной программы для «Н-1» было уготовано еще одно применение — в качестве глобальной ядерной баллистической ракеты.

Программа «Раскат» предусматривала оснащение «Н-1» семнадцатью боеголовками с индивидуальным наведением на цель. Один запуск «Раската» гарантированно накрывал всю территорию потенциального противника…

К сожалению, никаких подробностей о программе «Раскат» не сохранилось.

Летные испытания

Первый пуск носителя Н1 с беспилотным кораблем «Зонд-М» в качестве полезной нагрузки 21 февраля 1969 года закончился аварийно. В результате пожара в хвостовом отсеке (двигатель №2) и нарушения в работе системы контроля двигателей, эта система на 68,7 с выдала ложную команду на выключение всех двигателей, за которым последовал подрыв носителя на высоте 12,2 км.

Второй пуск Н1 с беспилотным кораблем «Зонд-М» и макетом лунного посадочного корабля комплекса Л3 был проведён 3 июля 1969 года и также закончился аварийно из-за ненормальной работы двигателя №8 блока А и выключения всех двигателей на 23 с полета, после чего носитель упал на место старта. В результате крупнейшего в истории ракетостроения взрыва один стартовый стол был полностью разрушен, а второй — серьёзно повреждён. На анализ результатов испытаний, дополнительные расчёты, исследования и экспериментальные работы и восстановление стартовых столов ушло два года.

Третий запуск носителя Н1 с макетом беспилотного лунного орбитального корабля и макетом лунного посадочного корабля комплекса Л3 был проведён 27 июня 1971 года. Все 30 двигателей блока А вышли на режим предварительной и главной ступеней тяги и нормально функционировали, однако в результате нерасчетного разворачивающего момента при манёвре увода от стартового стола уже со старта ракета набрала крен и продолжала неуправляемый полет, не обеспечивавший выведение на орбиту. Поскольку ради гарантий сохранности стартового комплекса команда аварийного выключения двигателей была заблокирована до 50 с, их выключение системой контроля и подрыв потерявшего головную часть и начавшего разрушаться носителя произведены на 51 с и высоте 1 км.

Интересно отметить тот факт, что система аварийного спасения сработала штатно, лунный посадочный корабль был уведен от падающей ракеты и совершил благополучную посадку в нескольких километрах от старта.

23 ноября 1972 года был произведен ставший последним четвертый пуск Н1 с беспилотным лунным орбитальным кораблем и макетом лунного посадочного корабля комплекса Л3. Управление полётом впервые осуществляла бортовая ЭВМ по командам гироплатформы (главный конструктор Н. А. Пилюгин). В состав двигательных установок введены рулевые двигатели, система пожаротушения.

Ракета пролетела без замечаний 106,93 с до высоты 40 км, но за 7 с до расчетного времени разделения первой и второй ступеней произошло практически мгновенное разрушение насоса окислителя двигателя №4, которое привело к ликвидации ракеты.

Конец проекта

Итак, летные испытания «Н-1» закончились, по сути, провалом. Несмотря на то, что в различной стадии готовности находилось еще две ракеты, было принято решение о прекращении программы «Н-1». Основным мотивом стало то, что СССР фактически проиграл лунную гонку — и пилотируемый облет Луны и высадка на поверхность были к тому времени успешно выполнены американскими астронавтами. Руководство не видело иных применений для «Н-1», проект ТМК был отложен, а военные требовали развития программы долговременных орбитальных станций (проекты «Алмаз» и ТКС), для которых ракета такой размерности была не нужна.

В июне 1974 г. все работы по комплексу Н1-ЛЗ были прекращены. Имеющийся задел был уничтожен, затраты были списаны (в ценах 70-х годов затраты составили около 4 млрд. руб.).

Сравнение с аналогами

Единственным аналогом Н-1 была в то время американская «лунная» ракета Saturn-V Вернера фон Брауна.

Проводя прямое сравнение Н-1 с Saturn-V сейчас, с высоты десятилетий, конечно, несложно заметить общую отсталость «королевского» проекта. Однако не стоит забывать и о тех условиях, в которых эти ракеты создавались. Лунная программа в США имела статус национального проекта, было создано НАСА, координировавшее все работы по ракете, кораблю, подготовке астронавтов и т.д. и имевшее практически неограниченное финансирование. Королев же вынужден был работать «в стол», фактически Н-1 была никому не нужной. Попытка догнать Америку в лунной гонке путем форсирования разработки Н-1 привела, в конечном итоге, к краху и советской лунной программы, и ракеты, изначально не предназначенной для «свалившихся» на нее задач.

Ссылки на источники

www.buran.ru/htm/gud%2019.htm

ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D-1

ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%BD_V

tvroscosmos.ru/?page=zarraketa

www.skeptik.net/conspir/mishin.htm

www.skeptik.net/conspir/append4.htm

physicsbooks.narod.ru/Apollo/N1/N1.HTM

polnaya-chush.blogspot.com/2009/02/34.html

astrotek.ru/proekt-aelita

astrotek.ru/tmk-tyazhelyj-mezhplaetnyj-korabl-kfeoktistova

Источник

Лекция по психологии "украинства"

Картинко взято из гугла по запросу "дунька" Некоторые уже давно переживают, как мы будем переформатировать промытое пропагандой население бывшей украины. Они просто не понимают мышление...

Хозяйка кофейни в Люберцах унизила бойца СВО. Но такой реакции не ожидала точно

Предпринимательница из Московской области, самозваный "блюститель порядка", публично похвасталась, что самолично способна выгнать из кофейни не только бомжей, но и "горе-бойцов", и быстро поплатилась ...

Рубеж окончания СВО

В последнюю неделю с Украины стала регулярно приходить информация о якобы существующем разрешении Майи Санду Киеву напасть на ПриднестровьеНе буду напрочь отрицать возможность украинско...

Обсудить
  • да уж, у меня дядька по этому проекту работал. До сих пор помню - приносил мне на распайку панельки с дефектами. вспомнишь - вздрогнешь - то, что тогда весило грамм по 50-100 и занимало плату примерно 5х10 - сейчас и глазом не увидеть... правда и перепада по напряжению боится... а отпаянные диоды точечные до сих пор в гараже лежит коробка - думал тогда - что-то типа солнечной батареи набрать...
  • Сатурн 5 это вообще консервная банка для имитации взлёта и не более! :boom: :scream: Н-1 хотя бы летала в реальном массовом профиле! :clap:
    • Dux
    • 23 мая 2021 г. 01:09
    Интересная статья, спасибо. :thumbsup:
  • Маск Шарлатан!
  • :thumbsup: :thumbsup: :thumbsup: