¡Con 30 motores conectados en paralelo, el vehículo de lanzamiento de carga pesada soviético N1 es el cohete más potente de la historia!
El 4 de octubre de 1957, la Unión Soviética lanzó con éxito el primer satélite terrestre creado por el hombre y la humanidad inició oficialmente la era espacial. Al mismo tiempo, Estados Unidos y la Unión Soviética, que se encontraban en plena Guerra Fría, también iniciaron una feroz carrera espacial. En esa tensa era, lanzaron con éxito un satélite por primera vez y entraron al espacio exterior por primera vez. Capítulo una vez, caminó en el espacio y caminó en el espacio por primera vez. La Unión Soviética, que tomó fotografías de la parte posterior de la luna, alguna vez tuvo una ventaja.
Sin embargo, la ventaja de la Unión Soviética en la carrera espacial no era absoluta. El 21 de julio de 1969, el astronauta estadounidense del "Apolo 11", Armstrong, tomó la iniciativa al dar el paso "Esto es un paso personal". Un pequeño paso, un gran salto para la humanidad." Entonces, ¿por qué los soviéticos, que alguna vez tuvieron la ventaja en la carrera espacial, finalmente perdieron en el alunizaje tripulado? ¿Dónde están los cohetes tripulados para el alunizaje?
De hecho, el programa de alunizaje tripulado de la Unión Soviética no comenzó después de que Estados Unidos anunciara el programa “Apolo” (anunciado por Kennedy en 1961, acababa de aparecer el primer satélite terrestre artificial). Pronto, los científicos soviéticos comenzaron a mejorar el vehículo de lanzamiento para hacerlo adecuado para el lanzamiento de sondas lunares; en 1959, Korolev comenzó a desarrollar un vehículo de lanzamiento de servicio pesado, pero el cohete fue diseñado originalmente para lanzar sondas de servicio pesado no tripuladas. Marte. preparado.
Sin embargo, el anuncio del plan estadounidense de alunizaje "Apolo" tuvo que acelerar a los soviéticos. En enero de 1962, la Oficina de Diseño de Korolev llevó a cabo una revisión del vehículo de lanzamiento N1 para el "alunizaje" de la Unión Soviética. Se hicieron muchas mejoras y se planeó enviar al primer hombre soviético a la luna con el vehículo de lanzamiento N1-L3 a cargo de Korolev en 1967-1968 antes que Estados Unidos.
Se puede decir que el vehículo de lanzamiento N1 es el núcleo de todo el "Plan de Alunizaje" de la Unión Soviética. El cohete tiene una altura total de 105 metros (equivalente a la altura de un edificio de 30 pisos). , un diámetro máximo de aproximadamente 17 metros y una forma general similar a un cono. El cuerpo tiene una masa máxima de lanzamiento de unas 2.800 toneladas, un empuje máximo de unas 4.500 toneladas (es el vehículo de lanzamiento con el mayor empuje diseñado por el ser humano). historia), y una capacidad de carga en órbita terrestre baja de 90 toneladas; el N1 en su conjunto se compone de una parte de transporte y una parte de etapa superior. La parte de lanzamiento incluye el vehículo de lanzamiento de tres etapas, y la etapa superior incluye el vehículo lunar. orbitador, nave espacial de alunizaje, etc.
Entre ellos, el cohete de primera etapa del vehículo de lanzamiento N1 tiene una altura total de unos 30 metros, un diámetro inferior de 17 metros y un diámetro superior de unos 10 metros, y se utiliza para conexión del cohete de segunda etapa. La primera etapa del vehículo de lanzamiento N1 está compuesta por 30 motores NK-15 de oxígeno líquido/queroseno (posteriormente actualizados a NK-33, con un empuje único de 1.510 kN) conectados en paralelo. Los 24 motores del anillo exterior se utilizan para. controla el cohete el cabeceo y la guiñada, y los seis motores en el medio se utilizan para controlar la rotación del cohete;
La segunda etapa del cohete N1 tiene 20,5 metros de largo y consta de ocho NK-. Motores de oxígeno líquido/queroseno de 15 V (posteriormente cambiados a NK-43, una versión mejorada del NK-33). El motor NK-15 V/NK-43 es esencialmente el mismo que el motor NK-15/NK-33, excepto que el. la segunda etapa del cohete N1 está en un ambiente de vacío. Para funcionar, se amplió la boquilla y se aumentó el empuje (1.754 kilonewtons);
La tercera etapa del cohete N1 es la etapa más pequeña del portaaviones. Parte del cohete, con una longitud total de unos 11 metros, consta de cuatro motores de cohete de oxígeno líquido/queroseno NK-21. Este cohete se utiliza para enviar la sonda a la órbita lunar y la nave espacial lunar en la etapa superior del. El vehículo de lanzamiento N1 a la órbita terrestre funciona en el vacío durante todo el proceso, mientras que el NK-21 tiene un empuje de un solo motor de sólo 402 kN.
En noviembre de 1967, el primer cohete portador N1 salió de la línea de montaje y fue colocado en la plataforma de lanzamiento para pruebas de depuración conjuntas. Después del éxito, fue devuelto a la fábrica en mayo de 1968; El cohete N1 fue arrastrado nuevamente a la plataforma de lanzamiento. La plataforma de lanzamiento se estaba preparando para el primer lanzamiento. Sin embargo, durante el estudio de inspección antes del lanzamiento, se encontraron grietas en la carcasa del cohete N1 y se vio obligado a ser retirado de nuevo a la fábrica. Después de eso, se produjeron varios accidentes similares, lo que provocó que el cohete N1 no pudiera lanzarse según lo previsto.
Finalmente, en enero de 1969, se montó el primer cohete N1 en la plataforma de lanzamiento. Sin embargo, el cohete N1 en ese momento aún no estaba completamente listo. Los 30 motores NK-33 acababan de salir de la fábrica. muchos de ellos no habían sido sometidos a pruebas de encendido (lo que también ocultaba peligros de accidentes posteriores). Después de cuatro semanas de exposición al viento y al sol, el cohete N1 finalmente llegó al día del lanzamiento. Sin embargo, encontró fuertes lluvias y el lanzamiento fue cancelado. Pausa forzada.
Pero en ese momento, los funcionarios soviéticos de alto nivel no podían esperar (porque en ese momento, el Saturn-5 estadounidense había completado múltiples lanzamientos, y esta vez el cohete N1 llevaba directamente la Soyuz 7K-L1). Nave espacial de alunizaje, omitiendo algunos pasos necesarios), el lanzamiento debe tener éxito en el plazo de un día. El cohete N1 fue lanzado por primera vez el 21 de febrero de 1969. Dos motores se pararon 6 segundos después (30 motores tienen redundancia de potencia, pero en realidad tiene poco impacto. Después de 25 segundos, el sensor informó de presión insuficiente en la cámara de combustión (la turbobomba). aumentó automáticamente la potencia), 66 segundos después de que los 28 motores NK-33 restantes sobrecargaron el sistema de tuberías, se produjo una vibración de alta frecuencia y 69 segundos después del lanzamiento del cohete, hubo una gran explosión. altitud de 12.200 metros, y el primer lanzamiento del cohete N1 falló.
El 3 de julio de 1969, el segundo cohete N1 fue arrastrado a la plataforma de lanzamiento, con la intención de completar el lanzamiento antes que el "Apolo 11" estadounidense. Sin embargo, seis segundos después de su encendido, se introdujo un tornillo. La bomba de combustible (como se supo por análisis posteriores) y el sistema de control apagaron 29 motores en caso de emergencia. El cohete N1 cayó desde 200 metros del suelo, provocando una gran explosión en el suelo. fallido.
Después de eso, el "Apolo 11" estadounidense fue lanzado con éxito y aterrizó en la luna el 21 de julio de 1969. Los estadounidenses ganaron la competencia de alunizaje tripulado entre los Estados Unidos y la Unión Soviética, y la Unión Soviética La Unión también comenzó a poder calmarse y analizar cuidadosamente los problemas del cohete N1. Este análisis duró 2 años. El tercer cohete N1 fue lanzado el 27 de junio de 1971. Esta vez, el sistema de energía rediseñado no tenía. ningún problema, pero el sistema de control el mal funcionamiento hizo que el cohete de la tercera etapa iniciara un programa de autodestrucción, provocando que todo el cohete explotara. El tercer lanzamiento del cohete N1 volvió a fallar.
Después de un año más, los científicos soviéticos hicieron muchas mejoras en el cohete N1. El 23 de noviembre de 1972, se encendió y lanzó el cuarto cohete N1 que transportaba la nave espacial de alunizaje Soyuz 7K-L3. Los primeros 90 segundos de funcionamiento del cohete. Cuando los seis motores NK-33 en el anillo interior estaban programados para apagarse, el sistema de tuberías generó una presión inesperada y comenzó a romperse. La parte inferior del cohete de la primera etapa se incendió. fuego El cohete N1 continuó explotando nuevamente.
En este momento, el cohete N1 ha volado a una altitud de 40 kilómetros. En unos 10 segundos, el primer y segundo cohete se separarán. Este es también el lanzamiento más cercano al éxito del cohete N1. Finalmente fracasó y se convirtió en el último lanzamiento del cohete N1.
Desde un punto de vista subjetivo, los frecuentes fallos del cohete N1 tienen mucho que ver con el corto tiempo de desarrollo y la sustitución de los diseñadores jefes. El cohete N1 fue diseñado originalmente por Korolev para lanzar objetos pesados a Marte. sondas Sí, pero después de que Estados Unidos anunció el plan de alunizaje "Apolo", se le ordenó utilizarlo para alunizajes tripulados en 1962, y solo se le dieron 5 años de tiempo de desarrollo para llevar a cabo alunizajes tripulados. Hizo el cohete N1. El plan general es relativamente apresurado.
Más importante aún, después de la muerte de Korolev en 1966, el diseñador Valisy Mishin se hizo cargo del diseño del vehículo de lanzamiento N1. No era coherente con los conceptos de diseño de Korolev y descubrió que la etapa superior del cohete N1 tenía un sobrepeso grave, por lo que. Dirigió al equipo para realizar "modificaciones mágicas" al cohete N1. No solo modificó en gran medida el motor NK-15, sino que también conectó directamente la primera etapa del cohete N1 diseñado por Korolev en paralelo. Del 24 al 30.
Objetivamente hablando, los primeros dos y cuartos lanzamientos fallidos del cohete N1 fueron causados por la "conexión en paralelo" de múltiples motores. La conexión en paralelo de 30 motores en la primera etapa no solo cambió el diseño estructural del cohete. El cohete N1 es muy complicado. El complejo diseño del grupo de motores también conduce al complicado diseño de la tubería para transportar el propulsor. Al mismo tiempo, la "conexión en paralelo" de múltiples motores también reduce en gran medida la estabilidad general del cohete N1. una falla de un motor desencadenará una reacción en cadena.
En cuanto a la cuestión de la "conexión en paralelo" de 30 motores en la primera etapa del cohete N1, desde la perspectiva de la teoría de la probabilidad, suponiendo que el rendimiento de estabilidad de un motor alcanza el 99%, después de 30 motores son "paralelos", su confiabilidad general se ha reducido al 74%, lo que ha aumentado considerablemente el número de anomalías en los cohetes. Además, la "conexión en paralelo" de múltiples motores también provocará problemas de vibración en el acoplamiento, lo que provocará aún más fallas en el lanzamiento de cohetes.
Además, el lanzamiento del cohete N1 también careció de las pruebas científicas necesarias. Antes del primer lanzamiento del cohete N1, los 30 motores de la primera etapa nunca se habían encendido sincrónicamente en tierra. número N1: cuando el primer cohete N1 de 1L se sometió a pruebas en tierra, solo se probaron una cuarta parte de los 30 motores de primera etapa, mientras que la mayoría de los 30 motores de primera etapa utilizados en el primer lanzamiento eran nuevos.
Sin embargo, hoy, muchos años después del fracaso del cohete N1, el vehículo de lanzamiento Falcon Heavy de Musk todavía ha logrado el éxito con 27 motores en paralelo. Esto también demuestra que los vehículos de lanzamiento con múltiples motores en paralelo no son poco confiables. , tras pruebas científicas maduras, también es posible que el vehículo de lanzamiento conecte varios motores en paralelo.
Después de cuatro lanzamientos y cuatro fracasos, la realidad siempre es tan cruel, no importa cuán poderoso sea el vehículo de lanzamiento de carga pesada N1 y cuán avanzado sea su rendimiento, eventualmente llegará a su fin. El cohete N1 fue el núcleo de todo el plan de alunizaje tripulado de la Unión Soviética, y su falla condujo directamente al fracaso del plan de alunizaje soviético. Además, el fallo del cohete N1 también demuestra que no hay atajos en el ámbito aeroespacial.