Сатурн-5 и Н-1

antonkachinskiy — 22.02.2025

С нелегкой руки Чертока принято считать что Королев хотел делать ракету типа Сатурна-5, но делая уступки технологическому отставанию СССР, был вынужден принимать другие решения и в итоге пришел к конструкции Н-1 , которая получилась уж очень своеобразной.

 Но это не так. Н-1 создавалась изначально именно такой какой ее хотел видеть Королев и решения в ее конструкции были не вынужденные, а такие какие он считал наилучшими. В том числе и подход к надёжности двигательной установки первой ступени.

 На Сатурне -5 первая ступень имела 5 двигателей тягой по 690 тонн на уровне Земли. Это давало 3450 тонн общей тяги. Стартовая масса ракеты составляла около 2800 тонн, таким образом тяга превышала стартовый вес где то в 1.25 раз.

Управление осуществлялось качанием 4 двигателей установленных по краям. Двигатель в центре был неподвижен. Если при старте один из двигателей выходил из строя — тяги чтобы поднять ракету над стартовым столом не хватало. Но вот уже в полете , когда часть топлива была израсходована , Сатурн-5 вполне мог отключить один или два двигателя и продолжить набор скорости. Просто первая ступень отработала бы дольше. В результате двигатели F-1 изначально были рассчитаны на многократное включение. После того как они запускались производилась последняя диагностика. Если двигатели работали нормально — ракета взлетала. Если обнаруживались неполадки — старт прекращался. Ракета возвращалась в ангар где меняли неисправный двигатель (или чинили его) , а потом ракета снова устанавливалась на стартовом столе.

 Для Н-1 Королев выбрал другую методику. Управлять ракетой он решил не качанием двигателей, а изменением их тяги с разных сторон. Для этого двигатели устанавливались по кольцу

Чем больше двигатель — тем медленнее он переходит с режима на режим, а потому тягу единичного двигателя для Н-1 ограничили величиной примерно 160 тонн. От создания двигателей тягой в 300 и 600 тонн Королев отказался.

 Но при тяге единичного двигателя в 160 тонн их требуется много. При стартовой массе 2735 тонн — 24 штуки, при тяговооруженности на старте как у Сатурна-5. Однако на Н-1 поставили 30 двигателей. Опять же это было сделано сознательно, а не вынуждено. Надежность многодвигательной установки была низка. Если принять что у двигателей Сатурна-5 и Н-1 одинаковая надежность, скажем 0.95, то надежность всей двигательной установки Сатурна будет  0.77, а вот у Н-1 0.21. Если повысить надежность двигателей до 0.99, то у Сатурна будет 0.95, а у Н-1 0.74. Понятно что Н-1 здорово проигрывает по надежности, а потому Королев решил ее повысить отключая неисправные двигатели с помощью автоматики. Когда двигателей много — ракета может стартовать с полностью исправными движками, но некоторые могут выйти из строя почти сразу. А потому Королев установил на первой ступени изначально больше движков чем требовалось. Не 24, а 30!

 Зато ракета могла совершить успешный старт, если даже отказало сразу три двигателя! Так как двигатели стояли по кругу — для компенсации разворачивающего момента приходилось отключать и противоположный двигатель. А отсюда следовал и другой вывод — Н-1 не требовалось многоразовых двигателей. Если при старте даже три двигателя не работали как надо, они просто отключались и ракета продолжала подъем.

  Так что разработка двигателей НК-15 которые могли запускаться только один раз было опять таки не вынужденным, а вполне обоснованным решением.

 Но все пошло не так как планировалось. Первоначально разработку системы аварийного отключения двигателей планировалось передать в другое КБ. Но все  кому это предлагали — отказались. Эту работу поручили Чертку и он ее благополучно завалил. НК-15 взрывались на стенде, а его система не успевала их выключить. Собственно после этого программу Н-1 можно было прикрывать. Однако это грозило санкциями по отношению к  Чертку и самому Королеву. В итоге стрелки перевели на  Кузнецова, заставив его разрабатывать новый двигатель многократного включения. Хотя из расчетов прекрасно знали что надежность двигательной установки это никак не повысит. Такие двигатели поставили на 5 экземпляре Н-1, но он так и не полетел, так как программу все таки прикрыли. 

 Хотя НК-33 все же позволяли немного повысить надежность Н-1. Возможность многократного включения позволяла запускать Н-1 так же как Сатурн. То есть прекращать старт в случае проблем с каким либо двигателем. В этом случае резервные моторы уже не требовались и на Н-1 можно было оставить 24 двигателя. При надежности двигателя 0.99 надежность 24 двигательной версии возрастала до 0.78, вместо 0.74 у 30 двигательной. Немного, но это единственный шанс повысить надежность за счет двигателей. Еще больше ее повысить можно было бы за счет разработки новой системы отключения, но видимо для советской электроники это было непосильной задаче.

 Впрочем на пятом образце Н-1 все равно стояло 30 двигателей, только другой марки, а потому надежность двигательной установки оставалась низкой.

 Увы — шансов у Н-1 не было изначально...

Оставить комментарий

Популярные посты:

papai

Как выбрать пазогребневые плиты: 5 критериев, о которых забывают новички

guriny

Простуда.

ru_royalty

Летняя вечеринка в галерее Serpentine 2025.

bor_odin

Байка на ночь: Случай на советско-польской границе

murryc2

Лето скачет...

wetfield

Иван Купала: венки я заплетала)

your_food_today

Конвертики с черешней

mevlevi

July , зеленое царство!

nefer

Это не просто заплыв на сапах, а настоящий карнавал на воде

• Ранее
• Архив