Советская «Царь-ракета» Н-1
Прозвище «Царь-ракета» проектируемый носитель Н-1 получил за невиданные в те времена размеры, длина её должна была составить около 110 метров, а ведь создавать её начали ещё в конце 50х, когда самой большой считалась королёвская семёрка, её высота едва достигала 30 метров вместе с полезной нагрузкой и третьей ступенью. Масса ракеты Н-1 тоже казалась чудовищной, она должна была составить в заправленном состоянии 2,5 тыс. тонн. Но и задачи перед этой ракетой стаяли поистине царские, она должна была обеспечить полёты в дальний космос, в т.ч. на Луну и Марс, а так же выводить на низкую орбиту Земли советские орбитальные станции. Тогда всё это было впервые.
Проектирование новой сверхмощной ракеты было поручено королёвскому ОКБ-1, там проработки тяжёлого носителя велись в инициативном порядке уже несколько лет. Предлагались различные варианты создания сверхмощной РН, от использования для её создания заделов Р-7 до создания ядерных силовых установок. По первоначальному плану ракета должна была выводить на орбиту ИСЗ 70-75 тонн и быть способной отправить к Луне 23 тонны, а к Марсу 15 тонн полезной нагрузки. На первом этапе использования Н-1 предполагалось построить и собрать на орбите тяжёлую орбитальную станцию, а в случае успеха начать сборку ТМК – тяжёлого межпланетного корабля. Конец 50х – начало 60х, это время космической романтики, когда история творилась буквально на глазах и казалось, что для человека нет ничего не возможного в Космосе.
Проектирование и ОКР новой РН шли своим чередом, когда в СССР было принято решение о форсировании работ, в связи с тем, что мы вступили в лунную гонку с США, хотя и опоздали с этим на 2 года. Перед учёными, инженерами и конструкторами была поставлена сверхзадача – не дать американцам первыми высадиться на Луну. Началась гонка.
При проектировании нового варианта ракеты было проработано 60 различных вариантов её устройства и компоновки, были рассмотрены варианты конструкции, принципиально схожие с уже существовавшей рн Р-7.В итоге такая схема компоновки была отвергнута по причине неоптимального соотношения массы и энергозатрат на дополнительное оборудование столь большой ракеты. После тщательной проработки проекта была выбрана моноблочная схема, которая предполагала возможность максимально снизить массу корпуса ступеней РН.
Проект ракеты Н-1 во многом был абсолютно новаторским, одним из главных его отличий стала оригинальная схема со сферическими подвесными топливными баками, а также несущая внешняя обшивка ступеней. Благодаря такому техническому решению, применительно к первой ступени ракеты во время старта и ее подъема, воздух из окружающей атмосферы выхлопными струями ЖРД эжактировался во внутреннее пространство под баком. В результате этого возникало подобие очень большого воздушно-реактивного двигателя, который включал в себя всю нижнюю часть конструкции 1-й ступени. Такая схема обеспечивала ракете значительную прибавку тяги.
Ракета получалась столь огромной, что конструкторы предложили производить топливные баки непосредственно на космодроме, а вешнюю оболочку ступеней делать разъёмной. Такая идея показалась приёмной комиссии слишком «экстраординарной» поэтому от неё поступило предложение дополнительно проработать способы доставки ступеней ракеты в готовом виде, рассматривался вариант с использованием больших дирижаблей, которые тоже надо было построить… так же возникли споры по поводу того или иного варианта ракетного топлива, в итоге остановились на использовании пары керосин/жидкий кислород, как более безопасном и значительно менее токсичном в случае аварии или утечки по сравнению с гептилом (не симметричным диметилгидразином).
Генеральный конструктор ракеты С.П. Королёв предложил многодвигательный вариант первой ступени, с тем, чтобы при возникновении не штатной ситуации можно было оперативно отключить дефектный двигатель и избежать катастрофы, но с другой стороны такая конструкция требовала строгой синхронизации работы всех ЖРД, во избежание появления силы, стремящейся отклонить ракету от заданного курса.
Проектирование ракеты Н-1 и создание документации было завершено к началу марта 1964 года, лётные испытания ракеты рассчитывали начать уже в 1965 году, но по причине недофинансирования проекта их пришлось отложить . Главным заказчиком советской космической отрасли тогда выступало министерство обороны, а их данный проект не очень интересовал. И тогда Королев решил обратиться напрямую к политическому руководству страны, сыграв на возможности опередить американцев в лунной миссии. Его предложение в итоге было принято и 3 августа 1964 года вышло закрытое постановление правительства о начале лётных испытаний ракеты, правда, сроки сдвинулись на 1967-1968 годы.
Ракету пришлось перепроектировать. Для выполнения полёта к Луне 2-х космонавтов с высадкой одного их них на поверхность требовалось увеличить существенно увеличить мощность ракеты, её полезная нагрузка должна была возрасти почти до 100 тонн. Для увеличения мощности РН было принято решение установить дополнительных 6 двигателей, снижение высоты опорной орбиты, а так же увеличить объём заправки топливных баков с помощью переохлаждения горючего и окислителя. В результате масса ракеты сильно выросла и достигла 2900 тонн, но и грузоподъёмность должна было увеличиться до 95 тонн.
В итоге лётные испытания начались только в 1969 году, первый пуск состоялся 21 февраля. После этого было проведено ещё три пуска. К сожалению все они оказались аварийными уже на участке работы 1й ступени. Основные проблемы Н-1 оказались связанными с возникновением разворачивающим моментом, мощной вибрацией всей конструкции и гидродинамическим ударом в момент старта, дополнительно негативное влияние оказали многочисленные электрические помехи и различные эффекты, которые возникли при одновременном запуска связки из 30 двигателей первой ступени.
В итоге программа дальнейших испытаний была вначале приостановлена, а затем и прекращена. По мнению некоторых историков советской космонавтики главной причиной послужила внезапная смерть С.П. Королёва, а так же отсутствие у государства чёткой установки на конкретно лунную программу и та спешка, в которой проводились работы.
А в В 1976 году начались работы по программе «Энергия — Буран», использующей принципиально новый сверхтяжёлый носитель «Энергия», на базе которого рассматривался, но не был реализован новый проект для пилотируемых полётов на Луну «Вулкан»—ЛЭК. Но это уже другая история.
