Маск против Королёва: как Falcon Heavy доказал гениальность советских конструкторов
Компания SpaceX всё-таки смогла и 6 февраля 2018 года запустила тяжёлую ракету-носитель Falcon Heavy. Как ни странно, именно этот пуск поставил точку в одном очень болезненном для советской космонавтики вопросе: почему же не смогло полететь детище Сергея Королёва — сверхтяжёлая ракета Н-1, наша ставка в мировой лунной гонке.
Содержание:
На старт, внимание, гонка!
1961 год, ещё не успела отгреметь слава Юрия Гагарина, первого человека, совершившего полёт в космос, а советские конструкторские бюро уже свернули празднование и вернулись к работе.
Одной из главных задач, стоявших в то время перед конструкторами, было создание сверхтяжёлой ракеты для полёта на Луну. Лунная гонка хоть и не была открыто объявлена, уже вовсю велась двумя державами.
Советским ответом американцам должна была стать ракета Н-1 (кстати, так и неизвестно — почему именно «Н»? Одни говорят «носитель», другие — «наука»). Её компоновочную схему определили уже к 1962-му, и через три года предполагалось приступить к лётным испытаниям.
Три, но больших, либо пять, но маленьких
Основная проблема возникла с двигателями. С позиции главного конструктора Королёв настаивал на кислород-керосиновой схеме без использования токсичных компонентов. В ОКБ Глушко от создания таких двигателей отбивались как чёрт от ладана — не хватало людей, стендов и времени. Вместо этого в бюро предлагали установить двигатели на несимметричном диметилгидразине и азотном тетраоксиде. Пусть токсичнее, но мощнее. Против этого возражал Королёв, понимавший, что в случае падения несколько сотен тонн топлива могут привести к серьёзнейшей проблеме.
Пара топливо/окислитель — керосин/кислород стала первым«космическим горючим». Именно на ней ушёл в космос первый спутник и по сей день продолжают взлетать «Союзы». Однако у этого сочетания есть свои проблемы: не самая высокая энергоёмкость и необходимость развёртывания на стартовой площадке целого кислородного производства, сложного и дорогостоящего. С точки зрения конструкторов и экономистов пара «несимметричный диметилгидразин/азотный тетраоксид» смотрится куда перспективнее. Заправлять ракету куда проще, хранить её заправленной можно намного дольше. Одна беда — токсичность этой смеси «в случае чего» превосходит все мыслимые границы, а свойство самовоспламеняться при контакте, такое удобное с точки зрения конструктора ракетного двигателя, гарантирует эффектный фейерверк в случае, если что-то пойдёт не так, и компоненты горючего найдут друг друга не там и не тогда, когда надо. Эффективнее всего — пара жидкий водород/жидкий кислород, но у применения этих компонентов в первой ступени ракеты-носителя есть свои сложности, на тот момент непреодолимые.
Валентин Петрович Глушко упёрся намертво, и тогда Сергей Павлович обратился за помощью в КБ Кузнецова, тогда только начинавшее свой путь в индустрии ракетных двигателей, о чём конструкторы сразу и предупредили. Мол, сделаем на керосине, но двигатели маленькие получатся, зато много.
Несмотря на все возможные последствия, Королёв был вынужден согласиться.
На первой ступени ракеты-носителя Н-1 установили аж 30 двигателей НК-15, восемь на второй ступени и ещё четыре на третьей. Большего количества движков на ракету ещё никто и никогда не вешал.
Не летит
В итоге оказалось, что с двигателями перебор. Все четыре попытки запуска сверхтяжёлой ракеты окончились неудачей, причём на этапе работы именно первой ступени. Несмотря на все ухищрения конструкторов, возникала вибрация, двигатель отключался, система, чтобы симметризировать тягу, на автомате вырубала парный. Скачки приводили к тому, что ракета аварийно отключала все двигатели, её разворачивало и она падала.
Один из пусков Н-1 (спойлер: ничего не вышло)
Стоимость Н-1 по тем временам была просто колоссальной. Говорят, что Константин Руднев, координировавший космическую деятельность, даже бросил в сердцах: «Мы стреляем городами», — имея в виду, что себестоимость ракеты Н-1 легко можно было сравнить с бюджетом города‑миллионника.
Каждый такой провал бросал тень на всю космическую программу.
Со всех сторон посыпались упрёки: всё происходит исключительно из-за конструкторской ошибки, и ракеты с таким количеством двигателей нежизнеспособны.
В 1974 году программа по созданию Н-1 была заморожена, а спустя два года её полностью закрыли. Сложно представить, как сильно это ударило по штату разработчиков. Люди оказались просто раздавлены грузом неудачи. Почти полтора десятилетия ушли в никуда, и всё чаще раздавались голоса: «Виновато количество двигателей, не полетит ракета, если двигателей так много».
И всё-таки летит?!
Запуск Falcon Heavy доказал обратное: Королёв был прав, и ракеты с большим количеством одновременно работающих двигателей реальны. На первой ступени Falcon Heavy одновременно работало 27 двигателей, причём ещё более сложно разнесённых, нежели в схеме ракеты Н-1. Просто времена настали другие, надёжность каждого изделия повысилась, системы управления тягой стали более быстрыми и интеллектуальными.
Само время показало, что планам Королёва просто не хватило технического уровня советской промышленности.
Не ошибался гений советской космонавтики, всё верно считал.
Если бы двигатели работали ровнее — без рывков и отказов — вполне возможно, что и исход лунной гонки был бы другим. Впрочем, история совсем не терпит сослагательного наклонения.
Маск же теперь занимается созданием новой ракеты-носителя BFR (Big Falcon Rocket), где будет обеспечена одновременная работа 31 двигателя SL Raptor.
Это космос. Тут верный расчёт гораздо важнее досужих домыслов и страхов.
Источник: https://warhead.su/2018/02/08/mask-protiv-korolyova-kak-falcon-heavy-dokazal-genialnost-sovetskih-konstruktorov
