Марсианский проект С. П. Королёва - Бугров Владимир Евграфович. Страница 30
В красиво оформленной книге «Мировая пилотируемая космонавтика» сказано буквально следующее: «…по замыслу С. П. Королева, ракета Н1 в советской программе фактически являлась основополагающим элементом для последующего развития „всего и вся“ — …Конкретных предложений, которые можно было противопоставить вызову, брошенному президентом Дж. Кеннеди и программой „Аполлон“, в советской программе не было». Авторы книги имеют право не знать, для какой цели создавалась Н1, если об этом до сих пор не в курсе большинство сотрудников нашего предприятия. Королев точно знал, для какой цели ему нужна эта ракета, иначе зачем в отделе Тихонравова четыре года специальная группа проектировала единственную полезную нагрузку для Н1 — марсианский экспедиционный комплекс?
Марсианская сверхтяжелая трехступенчатая ракета Н1 — главный элемент ракетного комплекса ( рис. 5.8.1). То, что она действительно была марсианской нужно, наконец, признать, исходя не только из представленных документальных источников, но и учитывая выступления Келдыша перед первым и вторым пусками Н1. Он призывал отказаться от экспедиции на Луну как от первоочередной задачи и отдать приоритет разработанному при Королеве проекту полета к Марсу. В приложении к первому тому эскизного проекта носителя Н1, одобренном межведомственной комиссией в июле 1962 года, были помещены и материалы по марсианскому комплексу как приоритетной задаче Н1.
Как я уже упоминал, марсианский комплекс со стартовой массой на околоземной орбите в 500–600 т мог быть собран только на орбите, куда его элементы должны были доставляться новой космической ракетной системой, основу которой составляла ракета Н1. Масса полезного груза, выводимого носителем Н1, выбрана Королевым с учетом возможностей ее создания и отработки в кратчайший срок с максимальным использованием существующей производственной и экспериментальной базы. Она составляла 75 т (в постановлении указана масса 60–80 т).
Стартовый же вес Н1 для выведения 75 т на орбиту высотой 300 км на начальном этапе проектирования — 2200 т. Конструктивно ракета состояла из трех блоков с поперечным делением ( рис. 5.8.2), представлявших собой силовые каркасные оболочки, воспринимавшие внешние нагрузки. Внутри через специальные термомосты подвешивались сферические топливные баки, располагались двигатели и другие системы.
Блоки соединялись между собой переходными отсеками ферменного типа, обеспечивающими выход продуктов сгорания при включении двигателей верхнего блока при «горячем» разделении ступеней (двигатели верхнего блока включались до отделения нижнего). Верхние баки горючего блоков «А» и «Б» защищались специальными отражателями. По наружной поверхности блоков, в обход баков окислителя под обтекателями, были проложены расходные трубопроводы для подачи горючего из верхнего бака к двигателям.
К нижнему торцу блока «А» крепилось переходное кольцо, соединявшее ракету с комплексом наземного оборудования. Ракета при старте отделялась от кольца, которое вместе с элементами разделения входило в ее состав. Тем самым за разработчиком носителя сохранялась ответственность за разделение ракеты с наземным оборудованием.
На блоке «А» устанавливались 24 двигателя по окружности диаметром в 13,4 м с шагом 15°, тягой 150 тс каждый. На блоке «Б» — 8, на блоке «В» — 4. На ракете имелась специальная система КОРД, которая должна была распознавать приближающуюся аварию двигателей по показаниям контрольных параметров и выдавать команды на их отключение. Многодвигательная установка первой ступени обеспечивала выведение полезного груза даже при отказе двух двигателей, которые отключались вместе с парой противоположных. Таким образом, высокая тяговооруженность первой ступени Н1 позволяла осуществлять полет при отключенных четырех двигателях.
Впервые в практике ракетной техники носитель управлялся по тангажу и рысканью посредством рассогласования тяги противоположных двигателей. Такое решение было возможно за счет удаления противоположных двигателей на расстояние 13,4 м друг от друга. Это значительно упростило конструкцию двигательной установки и хвостового отсека. Управление по крену осуществлялось с помощью специальных сопел крена.
В качестве топлива для двигателей была выбрана нетоксичная, наиболее дешевая и освоенная в производстве пара — керосин и кислород с перспективой применения водорода на блоках «Б» и «В». Разработка двигателей была поручена Н. Д. Кузнецову (ОКБ-276), поскольку В. П. Глушко, чьи агрегаты применялись на предыдущих ракетах Королева, отказался разрабатывать двигатели для Н1 на принятых главным конструктором компонентах топлива. На мой взгляд, это обстоятельство, переросшее в неразрешимый конфликт между ними, отрицательно повлияло не только на результаты работ по Н1 и марсианскому проекту в целом, но и на судьбу созданного Королевым огромного коллектива в ОКБ-1 и в смежных организациях, и предопределило закат нашего лидерства в космонавтике.
На базе Н1, используя ее верхние ступени, предполагалось создание унифицированного семейства ракет на тех же экологически чистых компонентах — кислороде и керосине, а в дальнейшем на водороде. Это ракеты Н11 со стартовой массой 700 т и полезным грузом 20 т, использующая вторую и третью ступени Н1 и дополнительную четвертую; H111 со стартовой массой 200 т и полезным грузом 5 т, использующая третью ступень Н1 и дополнительную четвертую, в качестве которой могли быть использованы проектировавшиеся в составе комплекса Л3 блоки «Г», а в дальнейшем водородные блоки «С» и «Р».
При разработке Н1 проявился новый подход в решении ряда научно-технических и производственно-технологических проблем: по статической и динамической прочности; вопросам аэро- и газодинамики; созданию новых типов сложнейшей крупногабаритной арматуры; базы для наземной экспериментальной отработки; уникальных сооружений на технической и стартовой позициях. Для изготовления баков и сборки крупногабаритных отсеков на полигоне создавались филиалы КБ и завода, что существенно изменило сложившуюся схему работ. Как показала жизнь, это было единственно правильным решением.
Пагубными для ракеты и марсианской программы оказались последствия необоснованного решения Хрущева, установившего приоритетной задачей для Н1 высадку человека на Луну с нереальными сроками 1967–1968 гг. Потребовалась немедленная коренная модернизация Н1, существенно задержавшая ее создание и отрицательно повлиявшая на надежность. Все это в итоге нанесло ущерб и нашей лунной программе.
Схема полета на Луну у нас с американцами была одинаковой, а вот условия ее реализации были несравнимыми не только по срокам и финансированию. Главная проблема заключалась в том, что американская ракета Сатурн, проектировавшаяся с 1961 года специально для лунной экспедиции, могла выводить на ОИСЗ 140 т, в то время как Н1, создававшаяся с 1960 года не для Луны, а для Марса — только 75 т, вполне достаточных лишь для сборки на орбите марсианского комплекса. Это обрекало отечественную лунную программу на жесточайший весовой дефицит на лунных кораблях, на проведение весьма болезненных мероприятий по форсированию мощности ракеты Н1 и, с учетом трех потерянных лет, на полную бесперспективность осуществления идеи обогнать в этих условиях американцев.
Начались мучительные доработки ракеты с целью увеличения массы выводимого полезного груза. Это, прежде всего, изменение наклонения плоскости трассы запуска, снижение высоты орбиты с 300 до 220 км, установка цилиндрических вставок в баки для увеличения запасов топлива, снижение температуры термостатирования горючего до –15–20 C°, переохлаждение кислорода до –190 C°, установка шести дополнительных двигателей в центральной части блока «А», форсирование тяги двигателей всех трех ступеней Н1.