רוסיה זקוקה מאוד למוביל סוג כבד במיוחד
בשנה שעברה הודיעה רוסקוסמוס על מכרז לפיתוח רקטה ברמה כבדה המבוססת על פרויקט אנגרה הקיים, המסוגלת, בין היתר, למסור חללית מאוישת לירח. מן הסתם, המחסור ברוסיה בטילים כבדים במיוחד שיכולים להשליך עד 80 טון מטען למסלול פוגע בעבודות מבטיחות רבות בחלל ובכדור הארץ. הפרויקט של המוביל המקומי היחיד בעל מאפיינים דומים, אנרג'יה-בוראן, נסגר בתחילת שנות ה -90, למרות השקעה של 14, 5 מיליארד רובל (במחירי שנות ה -80) ו -13 שנים. בינתיים, בברית המועצות פותחה בהצלחה רקטת-על עם מאפייני ביצועים מדהימים. לקוראי "VPK" מוצע סיפור על ההיסטוריה של יצירת הרקטה N1.
תחילת העבודה על H1 עם מנוע סילון נוזלי (LPRE) קדמה מחקר על מנועי טילים המשתמשים באנרגיה גרעינית (NRE). בהתאם לצו ממשלתי מיום 30 ביוני 1958, פותח עיצוב מקדים ב- OKB-1, שאושר על ידי ש.פ קורולב ב -30 בדצמבר 1959.
OKB-456 (המעצב הראשי V. P. Glushko) מוועד המדינה לטכנולוגיות הגנה ו- OKB-670 (M. M. OKB-1 פיתחה שלוש גרסאות של טילים עם טילים המונעים בגרעין, והשלישית התבררה כמעניינת ביותר. זו הייתה רקטה ענקית במשקל שיגור של 2000 טון ומסת מטען של עד 150 טון. השלב הראשון והשני נעשו בצורה של אריזות של גושי רקטות חרוטים, שהיו אמורים להכיל מספר רב של NK- 9 מנועי רקטה מונעים נוזלים עם דחף של 52 טון בשלב הראשון. השלב השני כלל ארבעה NRE עם דחף כולל של 850 tf, דחף דחף ספציפי בחלל של עד 550 kgf / kg בעת שימוש באמצעי עבודה אחר בטמפרטורת חימום של עד 3500 K.
האפשרות להשתמש במימן נוזלי בתערובת עם מתאן כנוזל עבודה במנוע רקטות גרעיניות הוצגה בתוספת לצו לעיל "על המאפיינים האפשריים של טילים בחלל באמצעות מימן", שאושר על ידי SP Korolev ב -9 בספטמבר 1960.. עם זאת, כתוצאה ממחקרים נוספים, התבררה התועלת של רכבי שיגור כבדים עם שימוש במנועי רקטות מונעות נוזלים בכל השלבים על רכיבי דלק משולבים עם שימוש במימן כדלק. האנרגיה הגרעינית נדחתה לעתיד.
פרויקט גרנדיוזי
צו הממשלה החל מיום 23 ביוני 1960 "על יצירת כלי שיגור עוצמתיים, לוויינים, ספינות חלל וחקר החלל בשנים 1960-1967" שנים של מערכת רקטות חלל חדשה עם מסת שיגור של 1000-2000 טון, המבטיחה שיגור של חללית בין-כוכבית כבדה במסה של 60-80 טון למסלול.
מספר לשכות עיצוב ומכונים מדעיים היו מעורבים בפרויקט השאפתני. על מנועים-OKB-456 (V. P. Glushko), OKB-276 (N. D. Kuznetsov) ו- OKB-165 (AM Lyulka), על מערכות בקרה-NII-885 (N. A. Pilyugin) ו- NII- 944 (VI Kuznetsov), על הקרקע מתחם - GSKB "Spetsmash" (סמנכ"ל ברמין), על מתחם המדידה - NII -4 MO (AI Sokolov), על המערכת לריקון מיכלים ויסות יחס רכיבי הדלק - OKB -12 (AS Abramov), למחקר אווירודינמי. - NII-88 (Yu. A. Mozzhorin), TsAGI (V. M. Myasishchev) ו- NII -1 (V. Ya. Likhushin), על פי טכנולוגיית הייצור - V. M. פטון של האקדמיה למדעים של ה- SSR האוקראיני (BE Paton), NITI-40 (Ya. V. Kolupaev), מפעל ה- Progress (A. Ya. Linkov), על פי הטכנולוגיה והשיטות של פיתוח ניסיוני ושיפוץ דירות. - NII-229 (G. M. Tabakov) ואחרים.
המעצבים בחנו בעקביות רכבי שיגור רב שלבים במסת השקה של 900 עד 2500 טון, תוך הערכת האפשרויות הטכניות ליצירה והיערכות של תעשיית המדינה לייצור. חישובים הראו שרוב המשימות של מטרות צבאיות וחלליות נפתרות על ידי רכב שיגור עם מטען של 70–100 טון, שמשוגר למסלול בגובה של 300 ק מ.
לכן, למחקרי התכנון של N1, אומץ מטען של 75 טון בשימוש בדלק חמצן-נפט בכל שלבי מנוע הרקטות. ערך זה של מסת המטען תואם את מסת ההשקה של רכב השיגור של 2200 טון, תוך התחשבות שהשימוש במימן כדלק בשלבים העליונים יגדיל את מסת המטען עד 90-100 טון עם אותו משקל השקה. מחקרים שנערכו על ידי השירותים הטכנולוגיים של מפעלי הייצור והמכונים הטכנולוגיים במדינה הראו לא רק את ההיתכנות הטכנית ליצור רכב שיגור כזה בעלות וזמן מינימליים, אלא גם את נכונות התעשייה לייצורו.
במקביל, נקבעו האפשרויות של ניסויים ובדיקות ספסל של יחידות LV ובלוקים II ו- III על בסיס הניסוי הקיים של NII-229 עם שינויים מינימליים. שיגורי ה- LV תוכננו מהקוסמודרום של באיקונור, שבשבילם נדרש ליצור מבנים טכניים ושיגוריים מתאימים.
כמו כן, נבדקו תוכניות פריסה שונות עם חלוקת מדרגות רוחבי ואורך, עם טנקים נושאים ולא נושאים. כתוצאה מכך אומצה תוכנית רקטות עם חלוקה של שלבים רוחביים עם מיכלי דלק כדוריים מונעים, עם התקנות מרובות מנועים בשלבי I, II ו- III. בחירת מספר המנועים במערכת ההנעה היא אחת מבעיות היסוד ביצירת רכב שיגור. לאחר הניתוח הוחלט להשתמש במנועים בעלי דחף של 150 טון.
בשלבי I, II ו- III של המוביל הוחלט להתקין מערכת לניטור הפעילות הארגונית והניהולית של ה- KORD, אשר כיבתה את המנוע כאשר הפרמטרים הנשלטים שלו חרגו מהנורמה. יחס הדחף למשקל של רכב ההשקה נלקח כך שבמהלך הפעלה לא תקינה של מנוע אחד בקטע ההתחלתי של המסלול, הטיסה נמשכה, ובקטעים האחרונים של הטיסה בשלב הראשון, מספר גדול יותר של מנועים יכול להיות כבוי ללא פגיעה במשימה.
OKB-1 וארגונים אחרים ביצעו מחקרים מיוחדים כדי להצדיק את בחירת רכיבי הדחף עם ניתוח של כדאיות השימוש בהם לרכב השיגור N1. הניתוח הראה ירידה משמעותית במסת המטען (עם מסת השקה קבועה) במקרה של מעבר למרכיבי דלק רותחים גבוהה, הנגרמת מערכים נמוכים של דחף דחף ספציפי ועלייה ברמת מסת מיכלי דלק וגזים בלחץ בשל לחץ אדי גבוה יותר של רכיבים אלה. השוואה בין סוגי דלק שונים הראתה שחמצן נוזלי - נפט זול בהרבה מ- AT + UDMH: מבחינת השקעות הון - פעמיים, מבחינת עלות - שמונה פעמים.
רכב ההשקה H1 כלל שלושה שלבים (בלוקים A, B, C), המחוברים ביניהם באמצעות תאים מסוג מסבך מעבר ובלוק ראש. מעגל הכוח היה מעטפת מסגרת שתופסת עומסים חיצוניים, שבתוכם נמצאו מיכלי דלק, מנועים ומערכות אחרות. מערכת ההנעה של שלב א 'כללה 24 מנועי NK-15 (11D51) עם דחיפה של 150 tf על הקרקע, מסודרים בזירה, שלב II-שמונה מאותם מנועים עם זרבובית בגובה רב NK-15V (11D52), שלב III- ארבעה NK- 19 (11D53) עם זרבובית בגובה רב. כל המנועים היו במעגל סגור.
מכשירים של מערכת הבקרה, הטלמטריה ומערכות אחרות אותרו בתאים מיוחדים בשלבים המתאימים. ה- LV הותקן על מכשיר השיגור עם עקבים תומכים לאורך הפריפריה של סוף השלב הראשון. הפריסה האווירודינמית שאומצה אפשרה למזער את רגעי הבקרה הנדרשים ולהשתמש בעקרון חוסר התאמה של דחף של מנועים מנוגדים על רכב השיגור לבקרת המגרש. בשל חוסר האפשרות להעביר תאי רקטות שלמים על ידי כלי רכב קיימים, אומצה חלוקתם לגורמים ניידים.
על בסיס שלבי N1 LV, ניתן היה ליצור סדרת רקטות מאוחדת: N11 עם שלבי II, III ו- IV של ה- N1 LV עם מסת התחלה של 700 טון ומטען של 20 טון בתוך מסלול AES בגובה של 300 ק"מ ו- N111 באמצעות שלבי III ו- IV של N1 LV ושלב II של רקטת R-9A עם מסת שיגור של 200 טון והעומס של 5 טון במסלול לוויינים עם גובה של 300 ק"מ, שיכול לפתור מגוון רחב של משימות לחימה וחלל.
העבודה בוצעה בפיקוח ישיר של S. P. Korolev, שעמד בראש מועצת המעצבים הראשיים, וסגנו הראשון V. P. Mishin. חומרי העיצוב (בסך הכל 29 כרכים ו -8 נספחים) בתחילת יולי 1962 נבדקו על ידי ועדת מומחים בראשות נשיא האקדמיה למדעים של ברית המועצות מ.וו קלדיש. הוועדה ציינה כי הצדקת ה- LV H1 בוצעה ברמה מדעית וטכנית גבוהה, עומדת בדרישות העיצובים הרעיוניים של ה- LV והרקטות הבין -כוכביות, ויכולה לשמש בסיס לפיתוח תיעוד עבודה. במקביל, חברי הוועדה מ.ס. ריאזנסקי, ו.פ. ברמין, א.ג מרקין ועוד כמה דיברו על הצורך לערב את OKB-456 בפיתוח מנועים לרכבי שיגור, אך ו.פ גלושקו סירב.
בהסכמה הדדית, פיתוח המנועים הופקד בידי OKB-276, שלא היה לו מטען תיאורטי מספיק וניסיון בפיתוח מנועי רקטות מונעות נוזלים עם היעדר כמעט מוחלט של ניסויים ובסיסי ספסל לשם כך.
ניסיונות לא מוצלחים אך פוריים
ועדת קלדיש ציינה כי המשימה העיקרית של H1 היא השימוש הקרבי שלה, אך במהלך עבודה נוספת, המטרה העיקרית של רקטת-העל היא החלל, בעיקר משלחת לירח וחזרה לכדור הארץ. במידה רבה, הבחירה בהחלטה כזו הושפעה מדיווחים על תוכנית הירח המאוישת של שבתאי-אפולו בארצות הברית. ב- 3 באוגוסט 1964 גיבשה ממשלת ברית המועצות, על פי צו שלה, עדיפות זו.
בדצמבר 1962 הגישה OKB-1 ל- GKOT כי "הנתונים הראשוניים והדרישות הטכניות הבסיסיות לתכנון מתחם השיגור לרקטת N1" הסכימו עם המעצבים הראשיים. ב- 13 בנובמבר 1963 אישרה ועדת המועצה העליונה לכלכלה הלאומית של ברית המועצות, בהחלטתה, לוח זמנים בין מחלקות לפיתוח תיעוד עיצוב למכלול מבנים הדרושים לבדיקות טיסה של ה- LV N1, למעט הבנייה עצמה ותמיכה חומרית וטכנית. MI Samokhin ו- AN Ivannikov פיקחו על הקמת אתר הבדיקה ב- OKB-1 בפיקוח צמוד של SP Korolev.
בתחילת 1964, צבר העבודה הכולל מהזמן שנקבע היה שנה עד שנתיים. ב- 19 ביוני 1964 נאלצה הממשלה לדחות את תחילת ה- LCI לשנת 1966. ניסויי תכנון טיסה של רקטת N1 עם יחידת ראש פשוטה של מערכת LZ (עם החללית הבלתי מאוישת 7K-L1S במקום LOK ו- LK) החלו בפברואר 1969. בתחילת LKI בוצעו ניסויים ניסיוניים של יחידות ומכלולים, בדיקות ספסל של בלוקים B ו- V, בדיקות עם רקטת אב טיפוס 1M בעמדות טכניות ושיגור.
השיגור הראשון של מתחם הרקטות והחלל N1-LZ (מס 'ЗЛ) מהשיגור הימני ב -21 בפברואר 1969 הסתיים בתאונה. בגנרטור הגז של המנוע השני התרחשו רעידות בתדירות גבוהה, צינור הסרת הלחץ מאחורי הטורבינה התנתק, נזילה של רכיבים נוצרה, שריפה החלה בתא הזנב, מה שהוביל להפרה של בקרת המנוע מערכת, שהוציאה פקודה כוזבת לכיבוי המנועים למשך 68.7 שניות.עם זאת, השיגור אישר את נכונות התוכנית הדינמית שנבחרה, דינמיקת השיגור, תהליכי בקרת LV, אפשרה לקבל נתונים ניסיוניים על העומסים על ה- LV וחוזקו, השפעת העומסים האקוסטיים על הרקטה ומערכת השיגור, וכמה נתונים אחרים, כולל מאפיינים תפעוליים בתנאים אמיתיים.
השיגור השני של מתחם N1-LZ (מס '5L) בוצע ב -3 ביולי 1969, והוא גם עבר מקרה חירום. על פי מסקנת ועדת החירום בראשות V. P. Mishin, הסיבה הסבירה ביותר הייתה הרס משאבת החמצון של המנוע השמיני של בלוק A בכניסה לבמה המרכזית.
ניתוח בדיקות, חישובים, מחקר ועבודה ניסיונית נמשך שנתיים. שיפור האמינות של משאבת החמצון הוכר כאמצעים העיקריים; שיפור איכות הייצור וההרכבה של THA; התקנת מסננים מול משאבות המנוע, למעט כניסת חפצים זרים לתוכו; מילוי לפני ההשקה וטיהור חנקן של קטע הזנב של בלוק A בטיסה והכנסת מערכת לכיבוי אש של פריאון; הכנסת אלמנטים מבניים, התקנים וכבלים של מערכות הממוקמות בתא האחורי של בלוק A לתוך עיצוב ההגנה התרמית; שינוי סידור המכשירים בו על מנת להגדיל את שרידותם; הכנסת חסימת הפקודה AED עד 50 שניות. טיסה ומשיכת חירום של רכב השיגור מההתחלה על ידי איפוס אספקת החשמל וכו '.
השיגור השלישי של מערכת הרקטות והחלל N1-LZ (מס '6 ל) בוצע ב -27 ביוני 1971 מהשיגור השמאלי. כל 30 מנועי הבלוק A נכנסו למצב של שלבי הדחף הראשוניים והעיקריים בהתאם לציקלוגרמה הסטנדרטית ותפקדו כרגיל עד שהם נכבו על ידי מערכת הבקרה למשך 50.1 שניות. גדלו ברציפות ב- 14.5 שניות. הגיע ל 145 °. מכיוון שצוות AED נחסם עד 50 שניות, הטיסה הייתה עד 50, 1 שניות. הפך כמעט לניהול.
הסיבה הסבירה ביותר לתאונה היא אובדן השליטה בגלילים עקב פעולתם של רגעים מטרידים שעד כה לא נמסרו על רגעי הבקרה הזמינים של גופי הגליל. רגע הגליל הנוסף שהתגלה התעורר כאשר כל המנועים פועלים בשל זרימת האוויר המערבולת החזקה באזור התחתון של הרקטה, שהוחמרה על ידי חוסר הסימטריה של הזרימה סביב חלקי המנוע הבולטים מתחתית הרקטה.
בתוך פחות משנה, בהנהגתם של מ.וו.מלניקוב וב.א.סוקולוב, נוצרו מנועי היגוי 11D121 על מנת לספק שליטה גלילית ברקטה. הם פעלו על גז מחולל חמצון ודלק שנלקח מהמנועים הראשיים.
ב- 23 בנובמבר 1972 בוצע השיגור הרביעי עם הרקטה מס '7L, שעברה שינויים משמעותיים. בקרת הטיסה בוצעה על ידי קומפלקס מחשבים על סיפון בהתאם לפקודות הפלטפורמה המיוצבת בג'ירו שפותחה על ידי מכון המחקר המדעי של תעשיית המטוסים. מערכות ההנעה כללו מנועי היגוי, מערכת כיבוי אש, הגנה מכנית ותרמית משופרת על מכשירים ורשת כבלים על הסיפון. מערכות המדידה נוספו בציוד טלמטריה של רדיו בגודל קטן שפותח על ידי OKB MEI (המעצב הראשי א.פ.בוגומולוב). בסך הכל היו ברקטה יותר מ -13,000 חיישנים.
מס '7L טס במספר 106, 93 עמ' ללא הערה, אך תוך 7 ש '. לפני זמן ההפרדה המשוער של השלב הראשון והשני, אירע הרס כמעט מיידי של משאבת החמצון של מנוע מס '4, מה שהוביל לחיסול הרקטה.
ההשקה החמישית נקבעה לרבעון הרביעי של 1974. בחודש מאי, כל הטכנולוגיות והתכנוניות הקונסטרוקטיביות להבטחת שרידות המוצר, תוך התחשבות בטיסות קודמות ומחקרים נוספים, יושמו על הרקטה מס '8 ל', והתקנת המנועים המשודרגים החלה.
נראה היה שבמוקדם או במאוחר טיל העל יטוס לאן ואיך צריך. עם זאת, ראש המינוי של TsKBEM, שהפך ל- NPO Energia, במאי 1974, האקדמאי V. P. Glushko, בהסכמה שבשתיקה של המשרד לבניית מכונות כללית (S. A. Afanasyev), האקדמיה למדעים של ברית המועצות (M. V. Keldysh), הוועדה הצבאית-תעשייתית של מועצת השרים (L. V. Smirnov) והוועד המרכזי של CPSU (D. F. Ustinov) עצרו את כל העבודות על מתחם N1-LZ. בפברואר 1976, הפרויקט נסגר רשמית על ידי צו של הוועד המרכזי של ה- CPSU ומועצת השרים של ברית המועצות. החלטה זו שללה ממדינה ספינות כבדות, והעדיפות הועברה לארצות הברית, שפרסה את פרויקט מעבורת החלל.
סך ההוצאות לחקר הירח במסגרת תוכנית H1 -LZ עד ינואר 1973 הסתכמו ב -3.6 מיליארד רובל, ליצירת H1 - 2.4 מיליארד. עתודת הייצור של יחידות טילים, כמעט כל הציוד של מתחמי הטכני, השיגור והמדידה נהרסה, והעלויות בסך שישה מיליארד רובל נמחקו.
למרות שהעיצוב, הייצור והפיתוחים הטכנולוגיים, ניסיון התפעול והבטחת האמינות של מערכת רקטות עוצמתית שימשו במלואו ביצירת רכב השיגור של אנרג'יה וכמובן שימצאו יישום רחב בפרויקטים הבאים, יש לציין כי הסיום העבודה על H1 הייתה שגויה. ברית המועצות מסרה מרצון את כף היד לאמריקאים, אך העיקר הוא שצוותים רבים של לשכות עיצוב, מכוני מחקר ומפעלים איבדו את המטען הרגשי של ההתלהבות ותחושת המסירות לרעיונות של חקר החלל, שקובעים במידה רבה את ההישג. של מטרות פנטסטיות לכאורה בלתי ניתנות להשגה.
