موشک حامل فوق سنگین N-1 به دلیل ابعاد بزرگ (وزن پرتاب تقریباً 2500 تن ، ارتفاع-110 متر) و همچنین اهداف تعیین شده در طول کار بر روی آن "Tsar Rocket" نام گرفت. این موشک قرار بود به تقویت توان دفاعی دولت ، ارتقاء برنامه های اقتصادی علمی و ملی و همچنین پروازهای بین سیاره ای سرنشین دار کمک کند. با این حال ، مانند نام های معروف آنها - Tsar Bell و Tsar Cannon - این محصول طراحی هرگز برای هدف مورد نظر استفاده نشد.
اتحاد جماهیر شوروی در اواخر دهه 1950 به فکر ایجاد یک راکت سنگین سنگین افتاد. ایده ها و مفروضات مربوط به توسعه آن در سلطنتی OKB-1 جمع آوری شد. از جمله گزینه ها می توان به استفاده از ذخیره طراحی موشک R-7 که اولین ماهواره های شوروی را به فضا پرتاب کرد و حتی توسعه یک سیستم پیشران هسته ای اشاره کرد. سرانجام ، تا سال 1962 ، کمیسیون تخصصی ، و بعداً رهبری کشور ، ترتیبی را با طراحی موشک عمودی انتخاب کردند که می تواند بار تا 75 تن را در مدار قرار دهد (جرم محموله پرتاب شده به ماه 23 تن است ، به مریخ - 15 تن). در همان زمان ، امکان معرفی و توسعه تعداد زیادی از فناوری های منحصر به فرد وجود داشت - یک رایانه روی هواپیما ، روشهای جدید جوشکاری ، بالهای مشبک ، یک سیستم نجات اضطراری برای فضانوردان و موارد دیگر.
در ابتدا ، این موشک قصد داشت یک ایستگاه مداری سنگین را به مدار نزدیک زمین پرتاب کند و در پی آن مونتاژ TMK ، یک فضاپیمای سنگین بین سیاره ای برای پروازها به مریخ و زهره انجام شود. با این حال ، بعداً ، تصمیم دیرهنگام برای مشارکت اتحاد جماهیر شوروی در "مسابقه ماه" با تحویل مرد به سطح ماه گرفته شد. بنابراین ، برنامه ایجاد موشک N-1 تسریع شد و در واقع به حامل فضاپیمای اعزامی LZ در مجموعه N-1-LZ تبدیل شد.
قبل از تصمیم گیری در مورد طرح نهایی وسیله پرتاب ، سازندگان باید حداقل 60 گزینه مختلف ، از چند بلوک تا یک بلوک ، تقسیم موازی و متوالی موشک را به مراحل ارزیابی کنند. برای هر یک از این گزینه ها ، تجزیه و تحلیل جامع مربوط به مزایا و معایب ، از جمله امکان سنجی پروژه انجام شد.
در جریان تحقیقات اولیه ، سازندگان مجبور شدند طرح چند بلوکی را با تقسیم موازی به مراحل کنار بگذارند ، اگرچه این طرح قبلاً در R-7 آزمایش شده بود و امکان حمل عناصر آماده وسیله پرتاب را فراهم می کرد. (سیستم های پیشران ، مخازن) از نیروگاه به کیهان راه آهن با راه آهن … موشک در محل مونتاژ و بررسی شد. این طرح به دلیل ترکیب غیر بهینه هزینه های جرمی و اتصالات اضافی آبی ، مکانیکی ، پنوماتیک و الکتریکی بین بلوک های موشک رد شد. در نتیجه ، یک طرح مونوبلاک مطرح شد ، که شامل استفاده از موتورهای موشک پیشرانه مایع با پیش پمپ ها بود ، که باعث می شد ضخامت دیواره (و در نتیجه جرم) مخازن ، و همچنین کاهش فشار گاز افزایش
پروژه موشک N-1 از بسیاری جهات غیر معمول بود ، اما ویژگی های اصلی متمایز آن طرح اولیه با مخازن کروی معلق و همچنین یک لایه بیرونی تحمل بار بود که توسط یک مجموعه قدرت پشتیبانی می شد (طرح هواپیما "نیمه تک ساعت" استفاده شد) و آرایش حلقوی موتورهای موشک پیشرانه مایع در هر یک از مراحل.با تشکر از این راه حل فنی ، همانطور که در مرحله اول موشک در هنگام پرتاب و صعود به آن اعمال شد ، هوا از جو اطراف توسط جت های خروجی LPRE به فضای داخلی زیر مخزن پرتاب شد. نتیجه شبیه موتور جت بسیار بزرگی بود که تمام قسمت زیرین ساختار مرحله اول را شامل می شد. حتی بدون هوا پس از سوزاندن اگزوز LPRE ، این طرح باعث افزایش قابل توجه رانش در موشک و افزایش کارایی کلی آن شد.
مراحل موشک N-1 با خرپاهای انتقالی خاصی به هم متصل شده اند ، که از طریق آنها گازها در صورت شروع داغ موتورهای مراحل بعدی می توانند کاملاً آزادانه جریان پیدا کنند. موشک در امتداد کانال رول با کمک نازل های کنترل ، که گاز در آن تغذیه می شد ، کنترل می شد ، پس از واحدهای توربو پمپ (TNA) در آنجا تخلیه می شد ، در امتداد کانال زمین و مسیر ، کنترل با استفاده از عدم مطابقت رانش موتورهای پیشران مایع
با توجه به عدم امکان انتقال مراحل موشک فوق سنگین از طریق راه آهن ، سازندگان پیشنهاد کردند که پوسته بیرونی N-1 قابل جدا شدن باشد و مخازن سوخت آن از ورقه های ورق ("گلبرگ") به طور مستقیم در محل خود cosmodrome در ابتدا ، این ایده در ذهن اعضای کمیسیون تخصصی نمی گنجید. بنابراین ، با اتخاذ طرح اولیه موشک N-1 در ژوئیه 1962 ، اعضای کمیسیون توصیه کردند که مسائل مربوط به تحویل مراحل راکت مونتاژ شده ، به عنوان مثال ، با استفاده از یک کشتی هوایی ، بیشتر مورد بررسی قرار گیرد.
در طول دفاع از طرح اولیه موشک ، به کمیسیون 2 نوع موشک ارائه شد: استفاده از AT یا اکسیژن مایع به عنوان اکسید کننده. در این مورد ، گزینه با اکسیژن مایع به عنوان اصلی ترین مورد در نظر گرفته شد ، زیرا موشکی که از سوخت AT-NDMG استفاده می کند ویژگی های کمتری دارد. از نظر ارزش ، ایجاد موتور اکسیژن مایع اقتصادی تر به نظر می رسید. در همان زمان ، به گفته نمایندگان OKB-1 ، در مواقع اضطراری در موشک ، گزینه اکسیژن نسبت به گزینه استفاده از اکسید کننده مبتنی بر AT ایمن تر به نظر می رسید. سازندگان موشک سقوط R-16 را به یاد آوردند ، که در اکتبر 1960 رخ داد و بر روی اجزای سمی خودسوز کار کرد.
هنگام ایجاد یک نسخه چند موتوره از موشک N-1 ، سرگئی کورولف ، اول از همه ، بر مفهوم افزایش قابلیت اطمینان کل سیستم محرک ، از طریق خاموش کردن احتمالی موتورهای موشک معیوب در طول پرواز ، تکیه کرد. این اصل کاربرد خود را در سیستم کنترل موتور - KORD ، که برای تشخیص و خاموش کردن موتورهای معیوب طراحی شده است ، پیدا کرده است.
کورولف بر نصب موتور پیشران مایع موتورها اصرار داشت. فاقد قابلیت های زیربنایی و تکنولوژیکی ایجاد پرهزینه و خطرناک موتورهای پیشرفته اکسیژن-هیدروژن با انرژی بالا و حمایت از استفاده از موتورهای سمی و قوی هپتیل آمیل ، دفتر پیشرو ساختمان موتور Glushko پس از که توسعه آنها به KB کوزنتسوف سپرده شد. شایان ذکر است که متخصصان این دفتر طراحی موفق به دستیابی به بالاترین منبع و کمال انرژی برای موتورهای نوع اکسیژن-نفت سفید شدند. در تمام مراحل وسیله نقلیه پرتاب ، سوخت در مخازن اصلی توپ قرار داشت که از پوسته نگهدارنده معلق بودند. در همان زمان ، موتورهای دفتر طراحی کوزنتسف به اندازه کافی قدرتمند نبودند ، که منجر به این واقعیت شد که آنها باید در مقادیر زیادی نصب شوند ، که در نهایت منجر به تعدادی اثر منفی شد.
مجموعه اسناد طراحی N-1 تا مارس 1964 آماده شد ، آزمایش های طراحی پرواز (LKI) در 1965 آغاز شد ، اما به دلیل کمبود بودجه و منابع برای پروژه ، این اتفاق نیفتاد.تحت تأثیر عدم علاقه به این پروژه - وزارت دفاع اتحاد جماهیر شوروی ، از آنجا که بار موشک و محدوده وظایف به طور خاص تعیین نشده بود. سپس سرگئی کورولف سعی کرد با پیشنهاد استفاده از موشک در ماموریت قمری ، رهبری سیاسی دولت را در موشک مورد علاقه قرار دهد. این پیشنهاد پذیرفته شد. در 3 آگوست 1964 ، فرمان دولتی مربوطه صادر شد ، تاریخ شروع LKI در موشک به 1967-1968 منتقل شد.
برای انجام ماموریت تحویل 2 فضانورد به مدار ماه که یکی از آنها روی سطح زمین فرود می آید ، لازم بود ظرفیت حمل موشک را به 90-100 تن افزایش دهد. این امر به راه حل هایی نیاز داشت که منجر به تغییرات اساسی در طرح پیش نویس نمی شد. چنین راه حل هایی پیدا شد - نصب 6 موتور LPRE اضافی در قسمت مرکزی پایین بلوک "A" ، تغییر آزیموت پرتاب ، کاهش ارتفاع مدار مرجع ، افزایش پر شدن مخازن سوخت با خنک کردن فوق العاده سوخت و اکسید کننده. با تشکر از این ، ظرفیت حمل N-1 به 95 تن و وزن پرتاب به 2800-2900 تن افزایش یافت. پیش نویس طرح موشک N-1-LZ برای برنامه ماه توسط کورولف در 25 دسامبر 1964 امضا شد.
سال بعد ، طرح موشک تغییر کرد ، تصمیم گرفته شد که پرتاب را رها کنیم. جریان هوا با معرفی بخش مخصوص دم بسته شد. ویژگی بارز این موشک عقب نشینی عظیم محموله بود که منحصر به موشک های شوروی بود. کل طرح تحمل بار برای این کار کرد ، که در آن قاب و مخازن یک کل واحد را تشکیل نمی دادند. در عین حال ، یک منطقه طرح بندی نسبتاً کوچک ، به دلیل استفاده از مخازن کروی بزرگ ، باعث کاهش بار و از طرف دیگر ، ویژگی های فوق العاده بالا موتورها ، وزن مخصوص بسیار کم مخازن و راه حل های طراحی منحصر به فرد آن را افزایش داد.
همه مراحل موشک بلوک های "A" ، "B" ، "C" نامیده می شد (در نسخه قمری آنها برای پرتاب فضاپیما به مدار نزدیک زمین استفاده می شد) ، بلوک های "G" و "D" برای شتاب گیری در نظر گرفته شده بودند. سفینه فضایی از زمین و کاهش سرعت در ماه. طرح منحصر به فرد موشک N-1 ، که تمام مراحل آن از نظر ساختاری مشابه بودند ، امکان انتقال نتایج آزمایش مرحله دوم موشک به مرحله 1 را فراهم کرد. تصور می شد احتمالی احتمالی که نمی توان در زمین "گرفتار" کرد در پرواز بررسی شد.
در 21 فوریه 1969 ، اولین پرتاب موشک انجام شد و پس از آن 3 پرتاب دیگر انجام شد. همه آنها ناموفق بودند. اگرچه در طول برخی از آزمایشات نیمکت ، موتورهای NK-33 بسیار قابل اعتماد بودند ، اما بیشتر مشکلاتی که بوجود می آید مربوط به آنها بود. مشکلات H-1 با گشتاور معکوس ، ارتعاش قوی ، شوک هیدرودینامیکی (هنگام روشن شدن موتورها) ، نویز الکتریکی و سایر اثرات ناشناخته ناشی از عملکرد همزمان چنین تعداد زیادی موتور (در مرحله اول - 30) و ابعاد بزرگ خود حامل. …
این مشکلات نمی تواند قبل از شروع پروازها ایجاد شود ، زیرا برای صرفه جویی در هزینه ، پایه های گران قیمت زمینی برای انجام آزمایشات آتش نشانی و پویایی کل حامل یا حداقل مرحله اول آن در مجموعه تولید نشد. نتیجه این آزمایش یک محصول پیچیده به طور مستقیم در پرواز بود. این رویکرد بحث برانگیز در نهایت منجر به یک سری تصادفات با وسیله نقلیه پرتاب شد.
برخی دلیل شکست پروژه را این واقعیت می دانند که دولت از همان ابتدا موقعیت مشخص مشخصی نداشت ، مانند نقش استراتژیک کندی در ماموریت ماه. شاراخانیا خروشچف ، و سپس رهبری برژنف در رابطه با استراتژی ها و وظایف م ofثر فضانوردان مستند شده است. بنابراین یکی از توسعه دهندگان "Tsar-Rocket" سرگئی کریوکوف خاطرنشان کرد که مجموعه N-1 نه به دلیل مشکلات فنی ، بلکه به این دلیل که در بازی جاه طلبی های شخصی و سیاسی تبدیل به یک چانه زنی شد.
ویاچسلاو گالیاف ، یکی دیگر از کهنه کاران صنعت ، معتقد است که عامل تعیین کننده شکست ها ، علاوه بر عدم توجه مناسب دولت ، ناتوانی پیش پا افتاده در کار با چنین اشیاء پیچیده ، در حالی است که معیارهای کیفیت و قابلیت اطمینان را تأیید می کند ، و همچنین عدم تمایل علم شوروی در آن زمان به اجرای چنین برنامه ای در مقیاس بزرگ. به هر طریقی ، در ژوئن 1974 ، کار بر روی مجموعه N1-LZ متوقف شد. عقب ماندگی موجود در این برنامه از بین رفت و هزینه ها (به میزان 4-6 میلیارد روبل در قیمت 1970) به سادگی حذف شد.
