Несбывшаяся советская космонавтика

Как вы наверняка знаете из истории, советская космонавтика начала разваливаться, когда Королёв расплевался с Глушко. Королев обратился к Глушко с задачей спроектировать мощный мотор для ракеты Н-1, но тот наотрез отказался проектировать двигатели на керосине и жидком кислороде. При этом когда сам Глушко сел в кресло Королёва — он моментально спроектировал еще более мощный, чем был нужен Королёву, керосин-кислородный РД-170 для своей ракеты. Чудесно, не правда ли?

От безнадёги Королев обратился к Николаю Дмитричу Кузнецову. Но до 1959 г КБ Кузнецова космическими двигателями вообще не занималось. В сжатые сроки создать мощный и надежный двигатель КБ Кузнецова не смогло. На первую ступень Н-1 пришлось ставить 30 двигателей, что отрицательно сказалось на общей надежности системы. Впрочем, ракету бы наверняка довели — в последнем 4-м полете первая ступень не доработала буквально 7 секунд до момента разделения, и если бы конструкторы предусмотрели возможность отделения первой ступени и запуска следующей по фактической работе ступени, а не по тупому таймеру — ракета скорее всего успешно выполнила бы всю программу полета, запаса энергии следующих ступеней хватало для компенсации недобора импульса первой ступенью.

Но Королёв умер — и Глушко приказал закопать две совершенно готовых Н-1 в землю. Зачем? А чтобы убрать конкурента совему гептильному Протону. Сейчас я вам поясню, в чем тут фокус.

Протон-К имеет стартовую массу 702 т и выводит на низкую опорную орбиту (НОО, высота 200 км) полезную нагрузку 20 т. При этом в ракете всё на пределе. Конструкция за 40 лет развития отработана до гайки, и не имеет перспектив дальнейшего развития.

Теперь давайте посмотрим на решения Н-1 и прикинем, что оттуда можно позаимствовать.

Ракета Н-1, как известно, имеет 5 ступеней. Давайте выбросим с нее проблемную первую ступень, и посмотрим, что из этого можно выжать. Попытаемся построить гипотетическую ракету Н-2 в параметрах, близких к Протону-К.

На второй ступени Н-1 стоят 8 двигателей НК-43. 8 не 30 — они будут работать вполне надежно. Двигатели НК-43 это модификация двигателей НК-33 для больших высот и вакуума. Они имеют сопло с большим расширением. Если мы используем эту ступень для работы со старта, нам понадобится вместо НК-43 поставить «атмосферный» НК-33. Это делается вообще без проблем, поскольку он точно такой же, только компактнее из-за меньшего сопла. Однако я бы поставил туда двигатели несколько более поздней разработки, НК-33-1 (и добавил 4 т сухого веса). Теперь сухая масса — 59т, стартовая — 565т. Если кто не в курсе — двигатели НК-33-1 снабжены выдвижной сопловой насадкой, которая выдвигается на высотах больше 10 км и, по-существу, превращает «приземный» НК-33 в высотный НК-43. Кроме того, НК-33-1 немного мощнее и совершеннее НК-33 — но на 500 кг тяжелее. Поэтому я и накинул 4 тонны.

Вторая ступень нашей ракеты Н-2 (она же 3-я ступень Н-1) имеет стартовую массу 189т. (Сухая масса — 14т) Суммарная тяга 4-х двигателей НК-31 — 164т. Этого будет МАЛО. Траектория «проседает». Поэтому мы поставим туда один двигатель НК-43 — у него тяга больше, а сам он вдвое легче, чем 4 мотора НК-31. А еще лучше — поставить туда НК-33-1 с фиксированным насадком. У него тяга 202 тонны. Как раз подходяще. И конструкция с 1 мотором вместо 4 — проще.

Уже в таком виде мы получаем весьма интересный двухступенчатый носитель. Сравнительно простой и дешевый.

Хорошо, но мало. Просится третья ступень, она же — 4-я ступень ракеты Н-1. Раз просится — пусть будет. Сухая масса 6 т, стартовая — 62 т.
Двигатель там НК-19 тягой 45.5т. Черт, опять тяга маловата. Ну ОК — добавляю еще один НК-19 и 1 т сухого веса на него и установочные детали. Имеем сухую массу 7т, стартовую 63т, тягу 91т.

В рещультате у нас получился трехступенчатый РН Н-2 со стартовой массой 819 т. Добавляем на него 29 т полезной нагрузки — и получаем 848 т на стартовом столе. Компьютерное моделирование показало, что эти 29 тонн наша гипотетическая Н-2 выводит на орбиту 310х346 км (апогей и перигей соответственно). То есть, даже не на низкую опорную орбиту (200 км), а сразу на рабочую орбиту орбитальных станций Салют и Мир.

Опаньки, а Протон-то, оказывается, натуральное гугно. Вот же оно — решение. Ракета на керосине с кислородом, довольно простая (никаких тебе шести боковых модулей — последовательное разделение ступеней, шаровые баки, всё просто) — и параметры сильно лучше Протона-К. При этом ракета сырая, и явно имеет потенциал улучшений.

Понимал ли это Глушко, когда уничтожал документацию по Н-1? Не мог не понимать.

И вот теперь мы знаем, в каком месте допустил ошибку Королёв. Ему не надо было сразу делать Н-1, а сначало надо было реализовать нечто вроде описанной мной выше Н-2. В качестве этапа. Затем к этой Н-2 можно приделать первую ступень по типу Н-1 — и вот она, «лунная ракета».

Вероятность, что Н-2 начала бы летать — очень высока. В конце концов, в ней моторов в 3 раза меньше, чем в Н-1. И она сразу, в таком виде, уже имеет огромную пользу. После того, как она полетела бы — это направление стало бы невозможно прикрыть, и создание более мощной ракеты прошло бы проще. В том числе потому, что вместо пусков Н-1 можно было бы запускать только ее первую ступень с массогабаритным макетом остальной части, причем сначала — вообще с половиной двигателей, соответственно разгрузив конструкцию. И только после того, как первая ступень залетала бы — на нее вкрячили бы уже отработанную Н-2 с минимальными переделками.

При этом обе системы можно было бы доводить параллельно. Буквально как только Н-2 полетела и стал ясен успех — не дожидаясь ее полной доводки, уже запускать обрезок Н-1 с макетом. Задержка по времени была бы не сильно большой — зато на выходе имелись бы две ракеты. Имеем носитель-тридцатитонник (Н-2) и стотонник (Н-1) уже в начале 70-х, а не к концу 80-х. Протон вообще не нужен. Ракета уровнем ниже Н-2 — это Союз, он летает до сих пор. Тремя ракетами перекрываем все нужные нагрузки, и никакого гептила.

У французов 7-тонник Ариан-4 впервые взлетел 15.06.1988г. 18-тонник Ариан-5 взлетел только 21.10.1998г.

У США нет сверхтяжелых носителей. Их предел — 14-16 т на НОО (Сатурн-1Б). Последний старт Сатурн-1Б состоялся 15.07.1975г. — и дальше всё, до того, как полетел Шаттл, тяжелые нагрузки на НОО они выводить не могли. Но даже если бы продлили эксплуатацию Сатурн-1Б — все равно мы поделили бы с ними весь вывод тяжелых спутников, а больше 16 тонн на НОО вплоть до 80-х годов могли бы выводить только мы.

А теперь скажите, что это не было саботажем. Что Глушко был просто карьеристом. И Мишин был карьеристом. И всё это вышло само собой.

«Острый конфликт между Королевым и Глушко возник не без помощи Василия Мишина, где-то в шестидесятом году. … Глушко работает не щадя сил, но мечтает о славе, даже посмертной. Королев тоже не щадил сил, но ему нужна была слава при жизни.» — писал А.М.Исаев.

А так ли это? Но как бы там ни было — космонавтика СССР была задержана на 20 лет. Носитель «Энергия» появился тогда, когда он фактически уже никому не был нужен, рынок вывода тяжелых спутников просерен французам. Гептиловые «Протоны» летают до сих пор — потуги их заменить лишь сейчас вышли на финишную прямую.

ЗЫ. Не скрою, идею собрать ракету из кусков Н-1 я почерпнул в книжке Павла Шумила. И идея эта — довольно здравая.

Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

You may also like...

новее старее
Уведомление о
Sagamor
Sagamor

Ряд специалистов, участвовавших в создании перспективного космического корабля «Федерация», перешли из Ракетно-космической корпорации (РКК) «Энергия» в частную компанию S7 Space.
Ранее в S7 Space перешёл Николай Брюханов, возглавлявший в РКК «Энергия» на протяжении многих последних лет разработку орбитальных станций и пилотируемых кораблей. Теперь говорится о переходе ещё ряда сотрудников.

«Начальник сектора испытателей лётно-испытательного отдела, космонавт-испытатель РКК «Энергия» Марк Серов с сегодняшнего дня работает в S7 Space. Вместе с ним в S7 Space перешли ещё пять человек», — сообщает «РИА Новости». Отмечается, что все эти специалисты участвовали в разработке космического корабля «Федерация».

Henren
Henren

Собственно, они уже выкупили все оставшиеся движки НК-33 и НК-43 и строят ту самую ракету Н-2 под маркой Союз-5. Еще они таки нашли всю документацию по лунной ракете и движкам и строят в Самаре завод. Что из этого выйдет — посмотрим.

Kugelblitz !
Kugelblitz !

Нет. НК-33 в текущий момент применяет только на Союзе-2.1в. Несколько ранее в модифицированном каклищами варианте на американском Антаресе.

Sagamor
Sagamor

Австрия обескуражила Трампа ответом по «Северному потоку – 2».
20 февраля, в Белом дома состоялась Дональда Трампа с австрийским канцлером Себастьяном Курцем.
Собственно, Трамп не стал тянуть и начал с обсуждения газового вопроса, однако Курцу хватило всего несколько минут, чтобы поставить точку в этом разговоре. Австрийский дипломат, отметил, что позиция США по «Северному потоку – 2» всем хорошо известна, но Вена не отступится от собственных интересов в энергетическом секторе.

В первую очередь, добавил Курц, американский сжиженный газ гораздо дороже российского, но даже в том случае если США скинут цену, Австрия будет вынуждена отказаться от предложения. Вена заинтересована в элементарной надежности энергосистемы, чего не может дать флот танкеров. При этом фрахт газовозов растет год за годом.
«Я думаю, он как бывший бизнесмен может понять, здесь у нас просто разные интересы», — подытожил Себастьян Курц, вызвав заметное раздражение у Дональда Трампа.
________
Да что там Австрия?«Большая делегация приехала из иранского ЦБ в Ирак. Обсуждается идея перехода во взаимных расчетах с доллара на евро. Есть и другие предложения: расплачиваться иракскими динарами или нефтью».
…. Объем торговли между странами вплотную приблизился к 12 млрд долларов.
Багдад не намерен соблюдать американские санкции против Ирана.

Kugelblitz !
Kugelblitz !

Читал много про Н-1, так вот изначально на самом деле предлагалось сразу три модели, собсна Н-1, Н-11 и Н-111. Вторая в весовой категории Протона, третья Союза. Предполагалось использовать в качестве последней ступени агрегаты от Р-9 у лёгкого варианта. Сама Н-1 имела столь странную конструкцию не от балды, а из-за баков способных собираться около стартовой площадки, упрощая и удешевляя перевозку заготовок. Т.е. в чем то теряла, но зато легко масштабировалась как в меньшую, так и в большую сторону. Сам НК-33 хороший движок, то что каклы обгадились с Антаресом, так это кривые ручонки южмаша, на Союзе-2.1в нормально летает до сих пор. По идее первую ступень могли сделать спасаемой на парашютах, благо места в межбаковом пространстве было полно. И от донного эффекта избавились. Систему управления и контроля движками довели до ума. Сейчас бы вместо разнобоя могли иметь унифицированный носитель, с теми же РД-191 например, или РД-0120 и безгазогенераторным РД-0146 на разгонном блоке.

Sagamor
Sagamor

Это было бы интересно….. Систему управления и контроля движками довели до ума. Сейчас бы вместо разнобоя могли иметь унифицированный носитель…
____
Но большое количество двигателей увеличивает в разы и возможности отказов. Представьте, что вы едете на машине -140 лошадей с 14-тью движками по 10 лошадок каждый. И вот один пошёл в разнос. Но то Планета. Остановился, вызвал аварийку, эвакуатор…… А там типа высоко и падать больно
_____
Читаю сейчас: ….Тогда же удалось внедрить и разработать большое количество уникальных технологий – бортовую вычислительную машину, новые методы сварки, решетчатые крылья, систему аварийного спасения космонавтов .
___
Ещё про «неслучайную странность конструкции Н-1″…. Проект ракеты Н-1 во многом был необычен, но главными его отличительными чертами стали оригинальная схема со сферическими подвесными баками, а также несущей внешней обшивкой, которая подкреплялась силовым набором (использовалась самолетная схема «полумонокок») и кольцевым размещением ЖРД на каждой из ступеней. Благодаря такому техническому решению, применительно к первой ступени ракеты во время старта и ее подъема, воздух из окружающей атмосферы выхлопными струями ЖРД эжектировался 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. Даже без воздушного дожигания выхлопа ЖРД данная схема обеспечивала ракете значительную прибавку тяги, увеличивая ее общую эффективность.
___
Занятное решение
стырил на топваре https://clck.ru/FFJ2h

Kugelblitz !
Kugelblitz !

Есть такое с количеством, хотя при отлаженном производственном контроле и системе КОРД умеющей отключать проблемные двигатели, наверное ракету довели бы до уровня надёжности семёрки. Например контроль спайки швов камеры сгорания, жёсткие допуски деталей ТНА, немного увеличенный запас прочности. По сути если прикинуть количество камер сгорания той же Р-7, то их аж 20 штук, правда ТНА один на четыре. Или флакон хеви. Смогли же отладить как-то.

Kugelblitz !
Kugelblitz !

Насчёт Протона, ракета по своему хорошая для своего времени и имеет прекрасные весовые параметры для высококипящих компонентов, сравнимая с керосино-оксигеновыми носителями. Челомей веников не вязал, в принципе он что и Королев предлагал унифицированную линейку, только на вонючке. Тут странно вообще что он ещё позже смог создать УР-100 вопреки днепропетровской мафии.

Sobolek
Sobolek

В свете данной статьи и прошлого материала о «кремлевской больничке» возникает вопрос: верны ли слухи о том, что Королёва «залечили». Можно ли полагаться на воспоминания Надточия…

Базилевс
Базилевс

Так вон ты какой, невский мечтатель…