Rocket N-1 - "Cár rakéta"
Egy nehéz szuperrakéta létrehozásáról a Szovjetunióban már az 1950-es évek végén kezdtek gondolni. A fejlesztésére vonatkozó ötletek és feltételezések a királyi OKB-1-ben halmozódtak fel. A lehetőségek között - az első szovjet műholdakat elindító R-7 rakéta tervezési tartalékát és még egy nukleáris meghajtórendszer kifejlesztését is fel kellett volna használni. Végül 1962-re a szakértői bizottság, majd az ország vezetése olyan függőleges rakétakialakítású elrendezést választott, amely akár 75 tonnás terhelést is képes pályára állítani (a Holdra dobott teher tömege 23 tonna, a Mars - 15 tonna). Ugyanakkor számos egyedi technológia bevezetésére és fejlesztésére volt lehetőség - fedélzeti számítógép, új hegesztési módszerek, rácsszárnyak, űrhajósok vészmentő rendszere és még sok más.
Kezdetben a rakéta egy nehéz keringési állomást akart Föld-közeli pályára bocsátani, majd a TMK-t, egy nehéz bolygóközi űreszközt, a Marsra és a Vénuszra való repülésekhez lehetett összeszerelni. Később azonban megkésett döntés született arról, hogy a Szovjetuniót bevonják a "holdversenybe" egy embernek a Hold felszínére szállításával. Így az N-1 rakéta létrehozásának programja felgyorsult, és valójában az LZ expedíciós űrhajó hordozójává vált az N-1-LZ komplexumban.
Mielőtt a hordozórakéta végső sémájáról döntöttek, az alkotóknak legalább 60 különböző lehetőséget kellett értékelniük a poliblokktól a monoblokkig, a rakéta párhuzamos és szekvenciális szakaszokra való felosztását egyaránt. Mindegyik lehetőség esetében elvégezték az előnyök és hátrányok megfelelő átfogó elemzését, beleértve a projekt megvalósíthatósági tanulmányát is.
Az előkutatások során az alkotók kénytelenek voltak feladni a többblokkos sémát a párhuzamos lépésekre bontással, bár ezt a sémát az R-7-en már tesztelték, és lehetővé tette a hordozórakéta kész elemeinek szállítását (meghajtó) rendszerek, tartályok) a gyárból a kozmodromba vasúton . A rakétát a helyszínen szerelték össze és tesztelték. Ezt a sémát a tömegköltségek és a rakétablokkok közötti további hidro-, mechanikai, pneumatikus és elektromos kapcsolatok nem optimális kombinációja miatt utasították el. Ennek eredményeként előtérbe került a monoblokk séma, amely előszivattyús folyékony hajtóanyagú rakétamotor alkalmazását jelentette, amely lehetővé tette a tartályok falvastagságának (és ezáltal tömegének) csökkentését, valamint csökkentse a töltőgáz nyomását.
Az N-1 rakéta projektje sok tekintetben szokatlan volt, de fő megkülönböztető jegyei a gömb alakú külső tartályokkal, valamint a teherbíró külső burkolattal voltak megerősítve, amelyet egy erőkészlet (fél-monokkó) erősített meg. repülőgép-sémát alkalmaztak) és egy folyékony hajtóanyagú rakétamotor gyűrű alakú elhelyezését minden fokozaton. Ennek a műszaki megoldásnak köszönhetően a rakéta indítása és felemelkedése közbeni első fokozatához képest a környező légkör levegőjét a rakétahajtómű kipufogósugarai a tartály alatti belső térbe lökték ki. Ez egy nagyon nagy sugárhajtóművet eredményezett, amely magában foglalta az első lépcső szerkezetének teljes alsó részét. Ez a rendszer még a rakétamotor kipufogógázának levegő utánégetése nélkül is jelentős tolóerő-növekedést biztosított a rakéta számára, növelve általános hatékonyságát.
Az N-1 rakéta fokozatait speciális átmeneti rácsokkal kötötték össze, amelyeken keresztül a gázok teljesen szabadon áramolhattak a következő fokozatok hajtóműveinek melegindítása esetén. A rakétavezérlés a görgőcsatornán keresztül vezérlőfúvókákkal történt, amelyekbe a gázt betáplálták, a turbószivattyú egységek (TNA) után ott ürítették ki, a pálya- és pályacsatornák mentén, a vezérlést a szemközti rakétahajtóművek tolóerő-eltérése alapján végezték.
A szupernehéz rakéta fokozatainak vasúton történő szállításának lehetetlensége miatt az alkotók azt javasolták, hogy az N-1 külső héját tegyék leszerelhetővé, üzemanyagtartályait pedig lemezlapokból ("szirmokból") készítsék el közvetlenül maga a kozmodrom. Ez az ötlet kezdetben nem fért bele a szakértői bizottság tagjainak fejébe. Ezért, miután 1962 júliusában elfogadták az N-1 rakéta előzetes tervét, a bizottság tagjai további munkát javasoltak összeszerelt rakétafokozatok szállításával kapcsolatban, például léghajó segítségével.
A rakéta elvi tervének megvédése során a bizottság a rakétának 2 változatát mutatta be: AT vagy folyékony oxigén felhasználásával oxidálószerként. Ebben az esetben a folyékony oxigénes opciót tekintették főnek, mivel az AT-UDMH üzemanyagot használó rakéta jellemzői alacsonyabbak lennének. Költség szempontjából a folyékony oxigénnel működő motor létrehozása gazdaságosabbnak tűnt. Ugyanakkor az OKB-1 képviselői szerint a rakéta fedélzetén bekövetkezett vészhelyzet esetén az oxigénes opció biztonságosabbnak tűnt, mint az AT-alapú oxidálószerrel. A rakéta alkotói emlékeztek az R-16 katasztrófára, amely 1960 októberében történt, és öngyulladó mérgező komponenseken dolgozott.
Az N-1 rakéta több hajtóműves változatának megalkotásakor Szergej Koroljov elsősorban arra a koncepcióra támaszkodott, hogy növeli a teljes meghajtórendszer megbízhatóságát, esetleg leállítja a hibás rakétahajtóműveket repülés közben. Ezt az elvet a motorvezérlő rendszerben - a KORD-ban - alkalmazták, amelyet a hibás motorok észlelésére és leállítására terveztek.
Koroljev ragaszkodott az LRE motorok beszereléséhez. Mivel hiányoztak a fejlett, nagy energiájú oxigén-hidrogén motorok költséges és kockázatos létrehozásához szükséges infrastrukturális és technológiai lehetőségek, és a mérgezőbb és erősebb heptil-amil motorok alkalmazását szorgalmazták, a vezető Glushko motorépítési tervezőiroda nem foglalkozott a H1 motorokkal, ezt követően fejlesztésüket a Kuznyecov Tervezőirodára bízták. Meg kell jegyezni, hogy ennek a tervezőirodának a szakemberei az oxigén-kerozin típusú motorokhoz a legmagasabb erőforrás- és energiatökéletet érték el. A hordozórakéta minden szakaszában az üzemanyag az eredeti golyóstartályokban volt, amelyeket a hordozóhéjra függesztettek fel. Ugyanakkor a Kuznyecov tervezőiroda motorjai nem voltak elég erősek, ami ahhoz vezetett, hogy nagy mennyiségben kellett beszerelni őket, ami végül számos negatív hatáshoz vezetett.
Az N-1 tervdokumentációja 1964 márciusára elkészült, a repülési tervezési tesztek (LKI) munkálatait 1965-ben tervezték megkezdeni, de a projekthez szükséges finanszírozás és források hiánya miatt ez nem valósult meg. Hiányzott az érdeklődés ebben a projektben - a Szovjetunió Védelmi Minisztériumában, mivel a rakéta hasznos terhét és a feladatok körét nem jelölték meg kifejezetten. Ezután Szergej Koroljev megpróbálta érdekelni az állam politikai vezetését a rakétában, felajánlva a rakéta holdküldetésben való használatát. Ezt a javaslatot elfogadták. 3. augusztus 1964-án megfelelő kormányrendeletet adtak ki, a rakéta LCI kezdési dátumát 1967-1968-ra tolták el.
Ahhoz, hogy végrehajtsák azt a küldetést, hogy 2 űrhajóst a Hold körüli pályára szállítsanak úgy, hogy az egyiküket a felszínen landolják, a rakéta teherbíró képességét 90-100 tonnára kellett növelni. Ehhez olyan megoldásokra volt szükség, amelyek nem vezetnek alapvető változtatásokhoz az előzetes tervezésben. Ilyen megoldásokat találtak - további 6 LRE motor felszerelése az "A" blokk aljának középső részébe, az indítási azimut megváltoztatása, a referenciapálya magasságának csökkentése, az üzemanyagtartályok tankolásának növelése az üzemanyag és az oxidálószer túlhűtése. Ennek köszönhetően a H-1 teherbírása 95 tonnára, az indítósúly 2800-2900 tonnára nőtt. Az N-1-LZ rakéta előzetes tervét a holdprogramhoz Koroljev 25. december 1964-én írta alá.
A következő évben a rakétarendszer megváltozott, úgy döntöttek, hogy elhagyják a kilökődést. A légáramlást egy speciális farkamra bevezetése zárta le. A rakéta megkülönböztető jellemzője a hatalmas hasznos teher-visszarúgás volt, amely egyedülálló volt a szovjet rakéták számára. Erre működött a teljes hordozós séma, amelyben a keret és a tartályok nem alkottak egységes egészet. Ugyanakkor a nagy gömbtartályok használatából adódó meglehetősen kis elrendezési terület a hasznos teher csökkenéséhez, másrészt a rendkívül nagy motorteljesítményhez, a tartályok kivételesen alacsony fajsúlyához és az egyedi tervezési megoldásokhoz vezetett. növelte.
A rakéta minden fokozatát "A", "B", "C" blokknak hívták (a holdváltozatban a hajót alacsony Föld körüli pályára állították), a "G" és "D" blokkok pedig a rakéta felgyorsítását szolgálták. hajót a Földről, és lelassul a Holdnál. Az N-1 rakéta egyedi sémája, amelynek minden fokozata szerkezetileg hasonló volt, lehetővé tette a rakéta 2. fokozatának vizsgálati eredményeinek átvitelét az 1. fokozatba. Az esetleges vészhelyzeteket, amelyeket a földön nem lehetett „elkapni”, repülés közben kellett volna ellenőrizni.
21. február 1969-én megtörtént az első rakétakilövés, amit további 3 kilövés követett. Mindegyikük sikertelen volt. Bár néhány próbapadi teszt során az NK-33-as hajtóművek nagyon megbízhatónak bizonyultak, a legtöbb felmerülő probléma ezekhez kapcsolódott. A H-1 problémái a fordulási nyomatékkal, az erős vibrációval, a hidrodinamikai sokkkal (a motorok indításakor), az elektromos zajokkal és egyéb fel nem számolt hatásokkal jártak, amelyeket ilyen nagyszámú motor egyidejű működése okozott ( az első szakaszban - 30) és magának a hordozónak a nagy mérete .
Ezeket a nehézségeket a repülések megkezdése előtt nem tudták megállapítani, hiszen a takarékosság kedvéért nem gyártottak drága földi állványokat a teljes hordozó, vagy legalábbis az első lépcsős összeállítás tűz- és dinamikus próbáira. Ennek eredménye egy komplex termék közvetlen repülés közbeni tesztelése volt. Ez a meglehetősen ellentmondásos megközelítés végül hordozórakéta-balesetek sorozatához vezetett.
Egyesek a projekt kudarcát annak tulajdonítják, hogy az államnak kezdettől fogva nem volt határozott álláspontja, mint Kennedy stratégiai fogadása a holdküldetésre. Dokumentált a Hruscsov, majd a Brezsnyev vezetés félénksége az űrhajózás hatékony stratégiáival és feladataival kapcsolatban. Szergej Krjukov, a Csar Rocket egyik fejlesztője tehát megjegyezte, hogy az N-1 komplexum nem annyira technikai nehézségek miatt halt meg, hanem azért, mert a személyes és politikai ambíciók játékának alkuszemcséjévé vált.
Egy másik iparági veterán, Vjacseszlav Galjajev úgy véli, hogy a meghibásodások meghatározó tényezője az állam megfelelő figyelmének hiánya mellett az volt, hogy banálisan képtelenség volt ilyen összetett tárgyakkal dolgozni, miközben sikerült elérni a minőségi és megbízhatósági kritériumok jóváhagyását. mint a szovjet tudomány akkori felkészületlensége egy ilyen ambiciózus programra. Így vagy úgy, 1974 júniusában az N1-LZ komplexum munkálatait leállították. A program keretében rendelkezésre álló lemaradást megsemmisítették, és a költségeket (4-es árakon 6-1970 milliárd rubel) egyszerűen leírták.
Információforrások:
-http://ria.ru/analytics/20090220/162721270.html
-http://www.buran.ru/htm/gud%2019.htm
-http://www.astronaut.ru/bookcase/article/article04.htm?reload_coolmenus
-http://ru.wikipedia.org/wiki/%CD-1#cite_note-3
Információk