Den supertunga bärraketen N-1 fick smeknamnet "Tsar Rocket" för sina stora dimensioner (lanseringsvikt på nästan 2500 ton, höjd-110 meter), liksom målen som sattes under arbetet med den. Raketen skulle hjälpa till att stärka statens försvarsförmåga, främja vetenskapliga och nationella ekonomiska program, samt bemannade interplanetära flygningar. Men som deras berömda namngivare - Tsar Bell och Tsar Cannon - användes denna designprodukt aldrig för sitt avsedda ändamål.
Sovjetunionen började tänka på skapandet av en tung superraket i slutet av 1950-talet. Idéer och antaganden för dess utveckling samlades i den kungliga OKB-1. Bland alternativen var användningen av en designreserv från R-7-raketen som sjösatte de första sovjetiska satelliterna och till och med utvecklingen av ett kärnkraftsdrivningssystem. Slutligen, vid 1962, valde expertkommissionen, och senare landets ledning, ett arrangemang med en vertikal raketdesign, som kunde sätta en last som väger upp till 75 ton i omloppsbana (massan av lasten som kastas till månen är 23 ton, till Mars - 15 ton). Samtidigt var det möjligt att introducera och utveckla ett stort antal unika tekniker - en fordonsdator, nya svetsmetoder, gittervingar, ett nödräddningssystem för astronauter och mycket mer.
Ursprungligen var raketen avsedd att skjuta upp en tung orbitalstation i en jordbana, med efterföljande utsikter att montera TMK, ett tungt interplanetärt rymdfarkoster för flygningar till Mars och Venus. Men senare togs ett sent beslut att inkludera Sovjetunionen i "månraset" med leverans av en man till månytan. Således påskyndades programmet för skapandet av N-1-raketen och det blev faktiskt en bärare för LZ-expeditionsfartygen i N-1-LZ-komplexet.
Innan man bestämde sig för den slutliga layouten för skjutbilen, måste skaparna utvärdera minst 60 olika alternativ, från flerblock till monoblock, både parallell och sekventiell uppdelning av raketen i etapper. För vart och ett av dessa alternativ genomfördes relevanta omfattande analyser av både fördelar och nackdelar, inklusive en förstudie av projektet.
Under förundersökningen tvingades skaparna att överge flerblocksplanen med parallell uppdelning i steg, även om detta system redan hade testats på R-7 och gjort det möjligt att transportera färdiga delar av skjutbilen (framdrivningssystem, tankar) från anläggningen till kosmodromen med järnväg … Raketen monterades och kontrollerades på plats. Detta system avvisades på grund av den icke-optimala kombinationen av masskostnader och ytterligare hydro-, mekaniska, pneumatiska och elektriska anslutningar mellan missilblocken. Som ett resultat kom ett monoblockschema fram, som innebar användning av raketmotorer med flytande drivmedel med förpumpar, vilket gjorde det möjligt att minska tankens väggtjocklek (och därmed massan), samt att minska boostgastrycket.
Projektet med N-1-raketen var på många sätt ovanligt, men dess främsta kännetecken var det ursprungliga schemat med sfäriska upphängda tankar, samt en bärande ytterhud, som stöddes av en kraftaggregat (ett flygplan för "semi-monococks" användes) och ett ringformat arrangemang av raketmotorer med flytande drivmedel vid varje steg. Tack vare denna tekniska lösning, som tillämpades på den första etappen av raketen under sjösättningen och dess uppstigning, matades luften från den omgivande atmosfären ut i det inre utrymmet under tanken av LPRE -avgasstrålarna. Resultatet var en sken av en mycket stor jetmotor som inkluderade hela den nedre delen av den första etappen. Även utan att luft efterförbrände LPRE -avgaserna gav detta system raketten en betydande ökning av dragkraften, vilket ökade dess totala effektivitet.
Etapperna i N-1-raketen var sammankopplade med speciella övergångsstolar, genom vilka gaser kunde flöda helt fritt vid en varmstart av motorerna i de nästa etapperna. Raketen styrdes längs rullkanalen med hjälp av kontrollmunstycken, i vilka gasen matades in, urladdades där efter turbopumpsenheterna (TNA), längs stignings- och kurskanalerna, kontrollen utfördes med användning av tryckfel i motsatta vätskedrivande motorer.
På grund av omöjligheten att transportera stadierna i den supertunga raketen med järnväg, föreslog skaparna att göra det yttre skalet på N-1 löstagbart och att producera dess bränsletankar från arkämnen ("kronblad") redan direkt vid kosmodrom själv. Ursprungligen passade denna idé inte in i sinnena hos medlemmarna i expertkommissionen. Därför, efter att ha antagit den preliminära konstruktionen av N-1-raketen i juli 1962, rekommenderade kommissionens medlemmar att frågorna om leverans av de monterade raketstadierna skulle utarbetas ytterligare, till exempel med hjälp av ett luftskepp.
Under försvaret av den preliminära konstruktionen av raketen presenterades kommissionen för två varianter av raketen: med hjälp av AT eller flytande syre som oxidator. I det här fallet betraktades alternativet med flytande syre som det viktigaste, eftersom en raket med AT-NDMG-bränsle skulle ha lägre egenskaper. Värdemässigt tycktes skapandet av en motor med flytande syre vara mer ekonomiskt. Samtidigt, enligt representanter för OKB-1, i händelse av en nödsituation ombord på raketen, verkade syre alternativet säkrare än alternativet med hjälp av en AT-baserad oxidator. Rakets skapare mindes kraschen av R-16, som inträffade i oktober 1960 och arbetade med självantändliga giftiga komponenter.
När Sergey Korolev skapade en flermotorig version av N-1-raketen förlitade sig först och främst på konceptet att öka tillförlitligheten för hela framdrivningssystemet genom möjlig avstängning av defekta raketmotorer under flygning. Denna princip har funnits sin tillämpning i motorstyrsystemet - KORD, som var utformat för att upptäcka och stänga av defekta motorer.
Korolev insisterade på installation av motorer med flytande drivmedel. Den ledande motorbyggnadsbyrån Glushko saknade den infrastrukturella och tekniska kapaciteten för den kostsamma och riskabla skapelsen av avancerade högenergi-syre-vätemotorer och förespråkar användning av mer giftiga och kraftfulla heptyl-amylmotorer, efter som deras utveckling anförtrotts Kuznetsov KB. Det är värt att notera att specialisterna på denna designbyrå lyckades uppnå den högsta resurs- och energiförmågan för motorer av syre-fotogen. I alla skeden av uppskjutningsfordonet befanns bränslet i de ursprungliga kultankarna, som hängdes upp från stödskalet. Samtidigt var motorerna i Kuznetsov Design Bureau inte tillräckligt kraftfulla, vilket ledde till att de måste installeras i stora mängder, vilket i slutändan ledde till ett antal negativa effekter.
Uppsättningen av designdokumentation för N-1 var klar i mars 1964, flygdesigntest (LKI) var planerat att starta 1965, men på grund av bristen på finansiering och resurser för projektet hände detta inte. Påverkad av bristen på intresse för detta projekt - Sovjetunionens försvarsdepartement, eftersom raketens nyttolast och arbetsuppgifterna inte specifikt utsågs. Sedan försökte Sergej Korolev att intressera statens politiska ledarskap i raketen genom att föreslå att använda raketen i månuppdraget. Detta förslag godtogs. Den 3 augusti 1964 utfärdades ett motsvarande regeringsdekret, startdatumet för LKI på raketen flyttades till 1967-1968.
För att utföra uppdraget att leverera 2 kosmonauter till månens bana med en av dem som landade på ytan, var det nödvändigt att öka raketens bärighet till 90-100 ton. Detta krävde lösningar som inte skulle leda till grundläggande förändringar i designutkastet. Sådana lösningar hittades - installation av ytterligare 6 LPRE -motorer i den centrala delen av botten av block "A", ändring av lanseringsazimuten, sänkning av referensbanans höjd, ökad fyllning av bränsletankar genom superkylning av bränslet och oxidatorn. Tack vare detta ökades N-1: s bärförmåga till 95 ton och lanseringsvikten ökade till 2800-2900 ton. Utkastet till design av N-1-LZ-raketen för månprogrammet undertecknades av Korolev den 25 december 1964.
Nästa år genomgick raketsystemet förändringar, det beslutades att överge utkastningen. Luftflödet stängdes genom införandet av en speciell svansdel. Ett särdrag hos raketen var den massiva nyttolastrekylen, som var unik för sovjetiska missiler. Hela bärande systemet fungerade för detta, där ram och tankar inte bildade en enda helhet. Samtidigt ledde ett ganska litet layoutområde på grund av användningen av stora sfäriska tankar till en minskning av nyttolasten, och å andra sidan, motorernas extremt höga egenskaper, tankarnas extremt låga egenvikt och unika designlösningar ökade det.
Alla raketstadier kallades block "A", "B", "C" (i månversionen användes de för att skjuta upp rymdfarkosten i en jordbana), blocken "G" och "D" var avsedda att accelerera rymdfarkosten från jorden och retardera vid månen. Det unika upplägget för N-1-raketen, som alla stadier var strukturellt likartade, gjorde det möjligt att överföra testresultaten för rakettens andra etapp till den första. Eventuella händelser som inte kunde "fångas" på marken skulle kontrolleras under flygning.
Den 21 februari 1969 skedde den första raketuppskjutningen, följt av ytterligare 3 uppskjutningar. Alla misslyckades. Även om NK-33-motorerna under vissa bänktester visade sig vara mycket pålitliga, var de flesta problem som uppstod förknippade med dem. H-1: s problem var förknippade med vändmomentet, starka vibrationer, hydrodynamisk chock (när motorerna var påslagna), elektriskt buller och annat som inte var redovisat för effekter som orsakades av samtidig användning av ett så stort antal motorer (i det första steget - 30) och bärarens stora dimensioner. …
Dessa svårigheter kunde inte fastställas innan flygstart, eftersom för att spara pengar producerades inga dyra markställningar för att genomföra brand- och dynamiska tester av hela transportören eller åtminstone dess första etapp i samlingen. Resultatet av detta var testning av en komplex produkt direkt under flygning. Detta ganska kontroversiella tillvägagångssätt ledde slutligen till en rad olyckor med skjutbilar.
Vissa tillskriver projektets misslyckande till det faktum att staten inte hade en bestämd tydlig ståndpunkt redan från början, som Kennedys strategiska insats på månuppdraget. Sharakhanya Chrusjtjov och sedan Brezjnevs ledarskap i relation till effektiva strategier och uppgifter för astronautik dokumenteras. Så en av utvecklarna av "Tsar-Rocket" Sergei Kryukov noterade att N-1-komplexet inte dog så mycket på grund av tekniska svårigheter, utan för att det blev ett förhandlingschip i spelet av personliga och politiska ambitioner.
En annan veteran i branschen, Vyacheslav Galyaev, anser att den avgörande faktorn för misslyckanden, förutom bristen på vederbörlig uppmärksamhet från staten, var den banala oförmågan att arbeta med så komplexa objekt, samtidigt som man uppnått godkännande av kvalitets- och tillförlitlighetskriterier, såväl som oviljan av sovjetisk vetenskap vid den tiden att genomföra ett så stort program. På ett eller annat sätt stoppades arbetet med N1-LZ-komplexet i juni 1974. Den eftersläpning som finns tillgänglig under detta program förstördes och kostnaderna (i mängden 4-6 miljarder rubel i 1970 års priser) avskrivs helt enkelt.
