صاروخ N-1 - صاروخ القيصر
بدأ التفكير في إنشاء صاروخ فائق الثقيل في الاتحاد السوفياتي في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي. تم تجميع الأفكار والافتراضات لتطويرها في OKB-1950 الملكي. من بين الخيارات - كان من المفترض استخدام احتياطي التصميم من صاروخ R-1 الذي أطلق أول أقمار صناعية سوفيتية وحتى تطوير نظام دفع نووي. أخيرًا ، بحلول عام 7 ، اختارت لجنة الخبراء ، وقيادة الدولة لاحقًا ، مخططًا بتصميم صاروخ عمودي يمكن أن يضع في المدار حمولة تصل إلى 1962 طنًا (كتلة الحمولة التي تم إلقاؤها على القمر هي 75 طنًا ، إلى المريخ - 23 طنا). في الوقت نفسه ، كان من الممكن إدخال وتطوير عدد كبير من التقنيات الفريدة - كمبيوتر على متن الطائرة ، وطرق لحام جديدة ، وأجنحة شبكية ، ونظام إنقاذ في حالات الطوارئ لرواد الفضاء ، وأكثر من ذلك بكثير.
في البداية ، كان الصاروخ يهدف إلى إطلاق محطة مدارية ثقيلة في مدار قريب من الأرض ، مع احتمال لاحق لتجميع TMK ، وهي مركبة فضائية ثقيلة بين الكواكب للرحلات الجوية إلى المريخ والزهرة. ومع ذلك ، تم اتخاذ قرار متأخر لاحقًا بإدراج الاتحاد السوفيتي في "سباق القمر" مع تسليم رجل إلى سطح القمر. وهكذا ، تم تسريع برنامج إنشاء الصاروخ N-1 وتحول بالفعل إلى حامل للمركبة الفضائية الاستكشافية LZ في مجمع N-1-LZ.
قبل اتخاذ قرار بشأن المخطط النهائي لمركبة الإطلاق ، كان على المبدعين تقييم ما لا يقل عن 60 خيارًا مختلفًا ، من متعدد الكتل إلى أحادي الكتلة ، بالتقسيم المتوازي والمتسلسل للصاروخ إلى مراحل. لكل من هذه الخيارات ، تم إجراء تحليلات شاملة مناسبة لكل من المزايا والعيوب ، بما في ذلك دراسة جدوى للمشروع.
في سياق البحث الأولي ، اضطر المبدعون إلى التخلي عن المخطط متعدد الكتل مع التقسيم المتوازي إلى خطوات ، على الرغم من أن هذا المخطط قد تم اختباره بالفعل على R-7 وجعل من الممكن نقل العناصر النهائية لمركبة الإطلاق (الدفع أنظمة وخزانات) من المصنع إلى محطة الفضاء بالسكك الحديدية. تم تجميع الصاروخ واختباره في الموقع. تم رفض هذا المخطط بسبب مزيج غير مثالي من تكاليف الكتلة والتوصيلات المائية والميكانيكية والهوائية والكهربائية الإضافية بين كتل الصواريخ. نتيجة لذلك ، ظهر مخطط أحادي الكتلة في المقدمة ، والذي تضمن استخدام محرك صاروخي يعمل بالوقود السائل مع مضخات مسبقة ، مما جعل من الممكن تقليل سمك الجدار (وبالتالي كتلة) الخزانات ، وكذلك تقليل ضغط الغاز المعزز.
كان مشروع الصاروخ N-1 غير عادي من نواحٍ عديدة ، لكن سماته المميزة الرئيسية كانت المخطط الأصلي مع خزانات كروية خارجية ، بالإضافة إلى غلاف خارجي محمل ، والذي تم تعزيزه بواسطة مجموعة طاقة (شبه أحادية) تم استخدام مخطط الطائرات) ووضع حلقي لمحرك صاروخي يعمل بالوقود السائل في كل مرحلة. بفضل هذا الحل التقني ، فيما يتعلق بالمرحلة الأولى من الصاروخ أثناء الإطلاق وصعوده ، تم إخراج الهواء من الغلاف الجوي المحيط بواسطة نفاثات العادم لمحرك الصاروخ إلى الفضاء الداخلي تحت الخزان. نتيجة لذلك ، نشأ ما يشبه محرك نفاث كبير جدًا ، والذي تضمن الجزء السفلي بأكمله من هيكل المرحلة الأولى. حتى بدون الاحتراق الهوائي لعادم محرك الصاروخ ، فقد وفر هذا المخطط للصاروخ زيادة كبيرة في الدفع ، مما زاد من كفاءته الإجمالية.
تم ربط مراحل الصاروخ N-1 ببعضها البعض بواسطة دعامات انتقالية خاصة ، يمكن للغازات من خلالها التدفق بحرية مطلقة في حالة بدء تشغيل محركات المراحل التالية بشكل ساخن. تم تنفيذ التحكم في الصواريخ من خلال قناة التدحرج باستخدام فوهات التحكم ، التي تم توفير الغاز فيها ، وتم تفريغها هناك بعد وحدات المضخة التوربينية (TNA) ، على طول قناة الملعب والمسار ، وتم التحكم باستخدام عدم تطابق الدفع لمحركات الصواريخ المعاكسة.
نظرًا لاستحالة نقل مراحل الصاروخ شديد الثقل بالسكك الحديدية ، اقترح المبدعون أن يكون الغلاف الخارجي لـ N-1 قابلاً للفصل ، ويجب أن تكون خزانات الوقود الخاصة به مصنوعة من ألواح فارغة ("بتلات") مباشرة في الكوزمودروم نفسه. هذه الفكرة في البداية لم تكن مناسبة لرئاسة أعضاء لجنة الخبراء. لذلك ، بعد اعتماد التصميم الأولي لصاروخ N-1962 في يوليو 1 ، أوصى أعضاء اللجنة بمزيد من العمل على تسليم مراحل الصواريخ المجمعة ، على سبيل المثال ، باستخدام المنطاد.
أثناء الدفاع عن التصميم المفاهيمي للصاروخ ، قدمت اللجنة نسختين من الصاروخ: استخدام AT أو الأكسجين السائل كمؤكسد. في هذه الحالة ، تم اعتبار الخيار مع الأكسجين السائل هو الخيار الرئيسي ، لأن الصاروخ ، الذي يستخدم وقود AT-UDMH ، سيكون له خصائص أقل. من حيث التكلفة ، يبدو أن إنشاء محرك يعمل بالأكسجين السائل أكثر اقتصادا. في الوقت نفسه ، وفقًا لممثلي OKB-2 ، في حالة الطوارئ على متن الصاروخ ، بدا خيار الأكسجين أكثر أمانًا من الخيار باستخدام مؤكسد قائم على AT. تذكر مبتكرو الصاروخ كارثة R-1 ، التي حدثت في أكتوبر 16 وعملوا على مكونات سامة ذاتية الاشتعال.
عند إنشاء نسخة متعددة المحركات من صاروخ N-1 ، اعتمد سيرجي كوروليف بشكل أساسي على مفهوم زيادة موثوقية نظام الدفع بأكمله ، من خلال احتمال إيقاف محركات الصواريخ المعيبة أثناء الطيران. وجد هذا المبدأ تطبيقه في نظام التحكم في المحرك - KORD ، والذي تم تصميمه لاكتشاف وإيقاف تشغيل المحركات المعيبة.
أصر كوروليف على تركيب محركات LRE. نظرًا لافتقاره إلى القدرات الهيكلية والتكنولوجية للإنشاء المكلف والمحفوف بالمخاطر لمحركات الأكسجين والهيدروجين المتقدمة عالية الطاقة والدعوة إلى استخدام محركات هيبتيل أميل أكثر سمية وقوة ، لم يتعامل مكتب تصميم مبنى المحرك الرائد Glushko مع محركات H1 ، وبعد ذلك عُهد بتطويرها إلى مكتب تصميم كوزنتسوف. وتجدر الإشارة إلى أن المتخصصين في مكتب التصميم هذا تمكنوا من تحقيق أعلى مستوى من الكمال في الموارد والطاقة لمحركات من نوع الأكسجين والكيروسين. في جميع مراحل مركبة الإطلاق ، كان الوقود موجودًا في خزانات الكرة الأصلية ، والتي تم تعليقها على غلاف الناقل. في الوقت نفسه ، لم تكن محركات مكتب تصميم Kuznetsov قوية بما فيه الكفاية ، مما أدى إلى ضرورة تركيبها بكميات كبيرة ، مما أدى في النهاية إلى عدد من الآثار السلبية.
كانت مجموعة وثائق تصميم N-1 جاهزة بحلول مارس 1964 ، وكان من المقرر أن يبدأ العمل في اختبارات تصميم الطيران (LKI) في عام 1965 ، ولكن بسبب نقص التمويل والموارد للمشروع ، لم يحدث هذا. لم يكن هناك اهتمام بهذا المشروع - وزارة دفاع الاتحاد السوفياتي ، حيث لم يتم تحديد حمولة الصاروخ ونطاق المهام على وجه التحديد. ثم حاول سيرجي كوروليف إثارة اهتمام القيادة السياسية للدولة بالصاروخ ، وعرض استخدام الصاروخ في مهمة إلى القمر. تم قبول هذا الاقتراح. في 3 أغسطس 1964 ، صدر مرسوم حكومي مماثل ، تم تغيير تاريخ بدء LCI على الصاروخ إلى 1967-1968.
لتنفيذ مهمة تسليم اثنين من رواد الفضاء إلى المدار القمري مع هبوط أحدهما على السطح ، كان من الضروري زيادة القدرة الاستيعابية للصاروخ إلى 2-90 طن. هذا يتطلب حلولاً لا تؤدي إلى تغييرات جوهرية في التصميم الأولي. تم العثور على مثل هذه الحلول - تركيب 100 محركات LRE إضافية في الجزء الأوسط من الجزء السفلي من الكتلة "أ" ، وتغيير في سمت الإطلاق ، وانخفاض في ارتفاع المدار المرجعي ، وزيادة التزود بالوقود لخزانات الوقود عن طريق التبريد الفائق للوقود والمؤكسد. بفضل هذا ، تمت زيادة القدرة الاستيعابية لـ H-6 إلى 1 طنًا ، وزاد وزن الإطلاق إلى 95-2800 طن. تم التوقيع على التصميم الأولي لصاروخ N-2900-LZ لبرنامج القمر من قبل كوروليف في 1 ديسمبر 25.
في العام التالي ، خضع مخطط الصواريخ لتغييرات ، وتقرر التخلي عن عملية الطرد. تم إغلاق تدفق الهواء من خلال إدخال قسم خاص للذيل. كانت السمة المميزة للصاروخ ارتداد حمولته الضخمة ، والتي كانت فريدة بالنسبة للصواريخ السوفيتية. نجح مخطط الناقل بأكمله من أجل هذا ، حيث لم يشكل الإطار والدبابات وحدة واحدة. في الوقت نفسه ، أدت مساحة التصميم الصغيرة إلى حد ما بسبب استخدام الخزانات الكروية الكبيرة إلى انخفاض الحمولة الصافية ، ومن ناحية أخرى ، الأداء العالي للغاية للمحرك ، والجاذبية النوعية المنخفضة للغاية للخزانات وحلول التصميم الفريدة زادها.
جميع مراحل الصاروخ كانت تسمى الكتل "أ" و "ب" و "ج" (في النسخة القمرية تم استخدامها لوضع السفينة في مدار أرضي منخفض) ، وكانت الكتلان "G" و "D" تهدف إلى تسريع السفينة من الأرض وتتباطأ عند القمر. إن المخطط الفريد للصاروخ N-1 ، الذي كانت جميع مراحله متشابهة من الناحية الهيكلية ، مكّن من نقل نتائج اختبار المرحلة الثانية من الصاروخ إلى المرحلة الأولى. كان من المفترض أن يتم فحص حالات الطوارئ المحتملة التي لا يمكن "القبض عليها" على الأرض أثناء الرحلة.
في 21 فبراير 1969 ، تم إطلاق أول صاروخ ، تلاه 3 عمليات إطلاق أخرى. كلهم لم ينجحوا. على الرغم من أن محركات NK-33 أثبتت خلال بعض اختبارات مقاعد البدلاء أنها موثوقة للغاية ، إلا أن معظم المشكلات التي نشأت كانت مرتبطة بها. ارتبطت مشاكل H-1 بلحظة الدوران ، والاهتزاز القوي ، والصدمة الهيدروديناميكية (أثناء بدء المحركات) ، والضوضاء الكهربائية وغيرها من التأثيرات غير المحسوبة التي نتجت عن التشغيل المتزامن لمثل هذا العدد الكبير من المحركات ( في المرحلة الأولى - 30) والحجم الكبير للناقل نفسه.
لا يمكن إثبات هذه الصعوبات قبل بدء الرحلات الجوية ، لأنه من أجل توفير المال ، لم يتم إنتاج منصات أرضية باهظة الثمن لإجراء اختبارات إطلاق النار والديناميكية للناقل بأكمله ، أو على الأقل تجميع المرحلة الأولى. كانت نتيجة ذلك اختبار منتج معقد أثناء الطيران مباشرة. أدى هذا النهج المثير للجدل في النهاية إلى سلسلة من حوادث إطلاق المركبات.
يعزو البعض فشل المشروع إلى حقيقة أنه منذ البداية لم يكن للدولة موقف واضح واضح ، مثل رهان كينيدي الاستراتيجي على مهمة القمر. تم توثيق خجل قيادة خروتشوف ثم بريجنيف فيما يتعلق بالاستراتيجيات والمهام الفعالة للملاحة الفضائية. لذلك أشار أحد مطوري صاروخ القيصر ، سيرجي كريوكوف ، إلى أن مجمع N-1 مات ليس بسبب الصعوبات الفنية ، ولكن لأنه أصبح ورقة مساومة في لعبة الطموحات الشخصية والسياسية.
يعتقد خبير آخر في الصناعة ، فياتشيسلاف جاليايف ، أن العامل المحدد للفشل ، بالإضافة إلى عدم الاهتمام المناسب من الدولة ، هو عدم القدرة المبتذلة على العمل مع مثل هذه الأشياء المعقدة ، مع تحقيق الموافقة على معايير الجودة والموثوقية ، مثل عدم استعداد العلم السوفياتي في ذلك الوقت لمثل هذا البرنامج الطموح. بطريقة أو بأخرى ، في يونيو 1974 ، توقف العمل في مجمع N1-LZ. تم تدمير الأعمال المتراكمة المتاحة في إطار هذا البرنامج ، وتم ببساطة شطب التكاليف (في حدود 4-6 مليار روبل بأسعار 1970).
مصادر المعلومات:
-http: //ria.ru/analytics/20090220/162721270.html
-http: //www.buran.ru/htm/gud٪2019.htm
-http: //www.astronaut.ru/bookcase/article/article04.htm؟
-http: //ru.wikipedia.org/wiki/٪CD-1#cite_note-3
معلومات