Войти

В полушаге от лунного города — часть II

1242
1
+1

Отказ от ракеты Н-1 специалисты считали ошибкой

После успешной высадки американских астронавтов на Луну СССР свернул аналогичную программу. Этот взгляд на события полувековой давности считается хрестоматийным, почти официальным. На самом деле в Минобщемаше был найден достойный ответ "Аполлону", и работы по лунной программе продолжались.

Окончание. Начало

Советский Союз отказался от реализованной американцами десантной схемы экспедиции, сделав ставку на создание лунной станции. В КБ общего машиностроения под руководством Владимира Бармина велись исследовательские и проектные работы по этой теме. Модифицированная лунная программа Н1-Л3М включала технически обоснованную концепцию развертывания обитаемых лунных баз с экипажами от 4 до 12 человек. Для доставки конструкций на стройки внеземных городов создавалась сверхтяжелая ракета-носитель Н1.

Убегающая орбита

Целью американской программы, заявленной президентом США Джоном Кеннеди в мае 1961 года, являлись успешная посадка экипажа на Луну и его благополучное возвращение. Задача по ее долговременному исследованию и освоению не ставилась. Потому для экономии затрат на программу специалисты НАСА выбрали не прямую, а десантную схему посещения Луны. Возвращаемый основной блок оставался на орбите, в плоскости которой лунная кабина совершала посадку. Вследствие вращения Луны кабина отклонялась от плоскости орбиты. Допустимая величина такого ухода накапливалась за несколько земных суток, и этим определялось предельное время нахождения астронавтов на поверхности Луны. При его превышении запас топлива возвращаемой ступени уже не обеспечивал компенсацию накопившегося отклонения при полете к основному блоку, и надо было ждать почти пол-оборота Луны (более 10 земных суток), когда кабина вновь попадала в зону допустимого отклонения и ее энергетика обеспечивала возвращение астронавтов на Землю.

“ От результатов четвертого пуска зависела судьба не только лунной программы, но и отвечавших за нее партийных руководителей ”

Подобные ограничения были неприемлемы для осуществления длительных лунных экспедиций и создания обитаемых баз, так как не обеспечивалась возможность экстренного возвращения экипажа на Землю в любой момент при возникновении нештатной ситуации. Американцы таких задач и не ставили.

Программа полета комплекса Н1-Л3 также предполагала краткосрочное посещение Луны одним космонавтом. Прямая схема была лишена этих недостатков. Корабль Л3М осуществлял посадку на поверхность Луны в полной комплектации, и его возвращаемая ступень с экипажем могла стартовать в любое время, создавая гибкие отлетные траектории возврата на Землю без промежуточного формирования окололунной орбиты. Для таких полетов планировалось использовать бортовую вычислительную машину в составе системы управления Л3М.

В этот же период в КБ общего машиностроения под руководством Владимира Бармина велись исследовательские и проектные работы по созданию долговременных лунных баз. Это были самостоятельные изыскания КБОМ, не привязанные к ОКР по Н1-Л3, но в совокупности с ними модифицированная программа Н1-Л3М определяла технически обоснованную концепцию создания обитаемых лунных баз с экипажами от 4 до 12 человек.

Новая концепция

Идея прямой посадки на Луну рассматривалась и американцами, но была отклонена из-за технической сложности. Прямая посадка присутствовала также в предложениях Владимира Челомея по лунной программе с использованием ракеты УР-700. В проекте Н1-Л3М перешли от декларирования подобной идеи к ОКР по ее реализации с привлечением традиционной для ЦКБЭМ кооперации смежных предприятий.

В принятой схеме предполагалось осуществлять два пуска Н1 с двух стартовых комплексов. При первом пуске на околоземную орбиту выводился полезный груз в составе двух ракетных блоков: кислородно-водородного (Ср) и кислородно-керосинового. Через сутки вторым пуском на ту же орбиту выводился полезный груз в составе блока Ср и корабля Л3М.

С помощью Ср оба полезных груза доставлялись на окололунную орбиту, где Ср отделялся, а кислородно-керосиновый блок и Л3М стыковались, образуя лунный посадочный комплекс. Далее по программе кислородно-керосиновый блок обеспечивал сход с орбиты Луны и основное торможение при посадке, после чего отделялся на расчетной высоте. Окончательное торможение и маневр посадки Л3М осуществлял с помощью собственной ДУ.

Облик и компоновка Л3М менялись несколько раз. Конфигурация лунных комплексов в головной части РН и у нас, и у американцев строились по тандемной схеме. В верхней части располагался спускаемый аппарат (СА) с двигательной установкой системы аварийного спасения (ДУ САС). В случае возникновения аварийной ситуации на старте или на начальном участке полета ДУ САС отделяла от лунного комплекса СА с экипажем и уводила его в безопасную зону, после чего задействовались штатные средства посадки.

При штатном сценарии для решения задач на последующих этапах требовалась иная конфигурация лунного комплекса, поэтому на завершающем участке полета он перестраивался.

У американцев основной блок отделялся от лунной кабины, разворачивался по тангажу на 180 градусов и стыковался с кабиной противоположной стороной, где находился отсек экипажа. В такой компоновке переходы астронавтов из отсека экипажа в лунную кабину и обратно осуществлялись в месте их стыка через люк-лаз.

По проекту Н1-Л3 также предусматривалось перестроение комплекса Л3 на участке полета к Луне. ЛК с блоком Д отделялся от лунного комплекса, совершал облет и стыковался с его обратной стороной, где находился ЛОК. Традиционно встал вопрос о вариантах перехода космонавтов из СА в бытовой отсек и обратно на разных участках полета. Предлагались разные решения этой проблемы – "прорезать" переходной люк в днище СА, которое опиралось на бытовой отсек, сделать снаружи надувной рукав-лаз между СА и бытовым отсеком, осуществлять переход через открытый космос.

Разработчики спускаемого аппарата выступали категорически против переходного люка в днище, поскольку при этом нарушалась целостность теплозащитного покрытия и никто не мог поручиться за ее работоспособность при входе в атмосферу Земли со второй космической скоростью. Надувной рукав и переход через открытый космос привносили дополнительный технический риск на фоне решений программы "Аполлон".

После проработки ряда вариантов пришли к нетривиальному решению. Спускаемый аппарат разместили внутри бытового отсека, в его верхней части. Опирался СА на силовую конструкцию приборного модуля также внутри бытового отсека. Получился интегрированный обитаемый блок, который вместе с двигательной установкой опирался на ЛПУ. В данном варианте объем бытового отсека увеличивался в несколько раз, но при такой компоновке космонавты уже имели возможность непосредственных переходов из СА в бытовой отсек и обратно во время всего полета без изменения конфигурации корабля. Перед посадкой на Луну космонавты должны были переходить из СА в бытовой отсек. Отсюда обеспечивался удобный обзор лунной поверхности при выполнении предпосадочного маневра и посадки. На траектории возвращения к Земле, перед входом в атмосферу производилось отделение ЛПУ от обитаемого блока с последующим выходом спускаемого аппарата с экипажем для автономного полета и мягкой посадки.

Двигательная установка (ДУ) корабля разрабатывалась заново. Л3М почти в пять раз превышала по массе ЛК и вопрос об использовании разработанного в КБ "Южное" блока Е даже не ставился. Двигательная установка для Л3М создавалась на базе многоразового маршевого двигателя РД-510, работавшего на перекиси водорода и керосине и сконструированного в КБ "Энергомаш" у Валентина Глушко. Это был короткий период, когда он корректно и с большой долей лояльности относился к работам ЦКБЭМ по модифицированной лунной программе, тем более что к началу 70-х его предприятие нуждалось в заказах. РД-510 имел карданный подвес для управления вектором тяги в двух плоскостях, обладал хорошими удельными характеристиками и возможностью ее регулирования в диапазоне значений от двух до двенадцати тонн. Подобные характеристики обеспечивали выполнение динамических режимов полета Л3М на всех активных участках, включая зависание над поверхностью Луны, выполнение маневра и мягкой посадки.

Четвертый пуск – последний

Работы по модифицированному лунному кораблю продвигались, но главной проблемой оставалась ракета-носитель Н1. Готовился четвертый испытательный пуск. По организационным и производственным причинам замечания и предложения аварийной комиссии после неудачного третьего пуска Н1 не могли быть учтены в уже имевшемся заделе изготовленных комплектующих и конструкции для готовящейся к запуску ракеты № 7Л. Многочисленные доработки и самое главное – использование новых многоразовых двигателей, прошедших огневые технологические испытания до установки на борт, предполагалось реализовать на следующей ракете № 8Л, пуск которой тогда прогнозировался на середину 1974 года.

От результатов четвертого пуска Н1 зависела судьба не только отечественной лунной программы, но и отвечавших за нее государственных и партийных руководителей.

В ходе предварительных электрических испытаний было много замечаний к аппаратуре 7Л, и представители государственного заказчика поставили вопрос о целесообразности пуска. Однако приборы, вызвавшие нарекания, насколько можно оперативно, заменялись смежными предприятиями, руководители которых не рисковали быть инициаторами переноса сроков летных испытаний.

21 ноября 1972 года Государственная комиссия утвердила график работ по подготовке Н1 7Л к назначенному на 23 ноября пуску. Однако и четвертый старт оказался неудачным – первая ступень Н1 не доработала до конца несколько секунд.

Причиной, как выяснила аварийная комиссия, стал отказ одного из двигателей первой ступени. Многие специалисты считали, что на Н1 рано ставить крест, ракета может оказаться весьма полезной и для разрабатываемой тогда программы долговременных орбитальных станций. Но волевым решением сверху проект Н1 был закрыт. Тогда же было объявлено и о прекращении работ по Н1-Л3М.


Александр Загорков, начальник отдела КБ "Салют" АО "ГКНПЦ им. М. В. Хруничева"

Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 27 (790) за 16 июля 2019 года

Права на данный материал принадлежат Военно-промышленный курьер
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
27.08.2018
Чем запомнится "Армия-2018". Итоги крупнейшего оружейного форума
02.12.2016
Еще в космосе. Как Украина умудряется сохранять статус сверхдержавы
07.11.2014
«Во взрыве Antares обвинили советский двигатель»
14.04.2011
Космос: нужна новая стратегия
11.11.2008
Авиакосмическая интеграция
1 комментарий
№1
21.07.2019 04:07
В трех аварийных запусках подводили ТНА двигателей. Для 5-го старта были готовы новые двигатели, надежность которых была существенно увеличена и на их испытаниях ТНА выдерживали просто чудовищные нагрузки.
http://lpre.de/sntk/NK-33/tests.htm
Цитата, q
Например, проводились испытания с забрасыванием на вход в кислородный насос работающего двигателя больших порций металлической стружки, крепёжных деталей (винтов, гаек), больших кусков грубой протирочной ткани (размером 60х60 см) и др. Всё это не привело к аварийным исходам. Даже резкое, ударное перерезывание («гильотирование») с помощью специального устройства входного трубопровода горючего на работающем двигателе не приводило к взрыву и пожару, а вызывало плавное прекращение рабочего процесса с сохранением работоспособности двигателя при последующих пусках.
Не вызывает никаких сомнений, что пятый запуск был был успешным. Более того, 5-я ракета была полностью готова к полету.
Однако, не смотря на запланированные 6 испытательных запусков, 5-й запуск запретили, а уже собранную ракету уничтожили. Это чисто политическое решение, принесшее отечественной космонавтике громадный вред.
Возможный вариант развития космонавтики рассматривает в своей интересной статье писатель-фантаст и аналитик Павел Шумил.
Статья очень объемная и я даю только некоторые цитаты из неё.
http://cropman.ru/idei/aik/index.html
Цитата, q
Но самое интересное, что Н-1 - это, по-существу, не один ракетоноситель, а семейство. Если убрать 1-ю и 4-ю ступени Н-1, а на второй высотные двигатели НК-43 заменить на "приземные" НК-33, то получим двадцатитонник Н-11. Экологически чистый, использующий керосин и кислород конкурент ядовитому Протону. Ясно, что Протон сошел бы со сцены очень быстро.
Цитата, q
Поэтому провел компьютерное моделирование и сравнение двух РН - Протон-К и Н-11. Протон-К имеет стартовую массу 702т и выводит на низкую опорную орбиту (НОО, высота 200км) полезную нагрузку 20т. При этом, всё на пределе. Конструкция за 40 лет развития отработана до предела, и не имеет перспектив дальнейшего развития.
Н-11, наоборот, сырая двухступенчатая машина со стартовой массой 770т, легко взяла планку в 20 тонн на НОО. Однако, характеристики машины мне не понравились, и я взялся за оптимизацию конструкции. Назовем эту модель Н-11-у.
Цитата, q
Итак, получаем трехступенчатый РН Н-11-у со стартовой массой 819т. Добавляем 29т полезной нагрузки - и получаем 848т на стартовом столе. Компьютерное моделирование показало, что эти 29т Н-11-у выводит на орбиту 310 х 346км. То есть, даже не на низкую опорную орбиту (200км), а на рабочую орбиту ОС Салют и Мир.
Разумеется, против Н-11-у у Протона не было бы ни одного шанса.
Цитата, q
И вспомним, что Н-1 по-существу состоит из двух РН. Так разобъем каждый запуск на два:
- 1-я ступень Н-1 с габаритно-весовым макетом остальных ступеней.
- Н-11 (Н-1 без первой ступени).
   На том же железе, за те же деньги получим 8 пусков вместо 4-х. Причем, вероятность, что Н-11 взлетит, намного выше. Хотя бы потому, что на ней двигателей в три раза меньше. А если Н-11 взлетит хотя бы один раз, это направление уже невозможно будет закрыть, несмотря на все амбиции Глушко. И резонов довести 1-ю ступень Н-1 будет несравненно больше.

    Казалось бы простое действие - в первых запусках рубануть Н-1 пополам. Зато какой эффект!
- Имеем носитель-стотонник не в конце 80-х, а в первой половине семидесятых.
- Имеем носитель-тридцатитонник. Н-11-у
- Имеем ядовитый двадцатитонник Протон-К, сходящий со сцены.
- Имеем семитонник - РН Союз.
- Ну и мелочь вроде РН Космос. Весь диапазон нагрузок перекрыт имеющимися носителями.
Добавлю еще от себя, что большое количество двигателей на ракете Н-1 делает возможным  реализовать многоразовую систему посадки на реактивной тяге для 1-ой и 2-ой ступени, подобную использованной на Фалькону Энтони Маском.
И всё это возможно было иметь еще в 70-х годах, более 40 лет назад.
0
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
  • 25.08 03:06
  • 4
В России через 10-15 лет могут создать робота с полностью искусственным интеллектом
  • 25.08 02:34
  • 14
Премьер Польши призвал открыть базу НАТО в стране
  • 25.08 01:43
  • 2
Рогозин рассказал, что космический корабль "Федерация" может получить название "Орел"
  • 24.08 22:39
  • 127
Потери в вооружённых конфликтах, катастрофы, аварии, происшествия
  • 24.08 22:22
  • 110
The Wall Street Journal (США): Россия, прежде бывшая первой в освоении космоса, так и не вернула себе лидерство
  • 24.08 22:04
  • 10
Третий летный опытный образец вертолета Ка-62
  • 24.08 21:51
  • 18
Украинский "Мотор-Сич" объявил о сокращении рабочей недели
  • 24.08 20:52
  • 1
Немецкая компания отказалась поставлять двигатели для робота "Федора"
  • 24.08 20:13
  • 65
Для испытаний аналога российского "Кинжала" в США использовали B-52
  • 24.08 19:04
  • 4
Рогозин: корабль "Союз МС-14" оснащен технологиями для более точной посадки
  • 24.08 16:41
  • 22
Российским ученым хотят ограничить контакты с иностранными коллегами. Что ждет наукоемкие стартапы?
  • 24.08 15:24
  • 1
Иран представил новую ракету ПВО большой дальности - СМИ
  • 24.08 13:58
  • 7
Морпехи США прибудут на учения в Монголию, не имеющую выхода к морю
  • 24.08 13:15
  • 6
Ядерное превосходство: американский "Минитмен" или российский "Тополь"? (Al-Hurra, США)
  • 24.08 12:43
  • 2
Военнослужащие РФ и Монголии отработали новую тактику на учениях "Селенга-2019"