N1 (foguete)
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História
Em 1967, os Estados Unidos e a União Soviética estavam em uma corrida a ser o primeiro a pousar um humano na lua. O programa N1/L3 recebeu aprovação formal em 1964, que exigia o desenvolvimento do veículo de lançamento da N1, comparável em tamanho aos americanos Saturno V. Os testes N1/L3 tiveram impactos significativos nas principais decisões do programa Apollo. [Citação necessária]
Em 25 de novembro de 1967, menos de três semanas após o primeiro voo de Saturno V durante a missão Apollo 4, os soviéticos lançaram uma maquete N1 para a recém -construída bloco de lançamento 110R no Baikonur Cosmodrome no Cazaquistão soviético. Este veículo de teste de logística e treinamento de sistemas de instalações, designado 1M1, foi projetado para oferecer aos engenheiros uma experiência valiosa no lançamento, na integração da almofada de lançamento e nas atividades de reversão, semelhante ao teste SA-500F do Saturn V Instalações SA-500F no Kennedy Space Center em Florida em meados de 1966. Enquanto o rastreador transportou o Saturno V para o bloco verticalmente, o N1 fez a viagem horizontalmente e foi aumentado para a posição vertical no bloco - uma prática padrão no programa espacial soviético. Em 11 de dezembro, após a conclusão de vários testes, o foguete N1 foi abaixado e voltado para o edifício da montagem. A maquete 1M1 seria usada repetidamente nos próximos anos para testes adicionais de integração da plataforma de lançamento.
Embora esse teste tenha sido realizado em segredo, um satélite de reconhecimento dos EUA fotografou o N1 no bloco pouco antes de sua reversão para o prédio da montagem. O administrador da NASA, James Webb, teve acesso a essa e outra inteligência semelhante que mostrou que os russos estavam planejando seriamente missões lunares tripuladas. Esse conhecimento influenciou várias decisões importantes nos EUA nos próximos meses. As imagens de satélite pareciam mostrar que a URSS estava perto de um teste de voo da N1, mas não revelou que esse foguete em particular era apenas uma maquete e que a URSS estava muitos meses atrás dos EUA na corrida para pousar um humano na lua . Os soviéticos esperavam que pudessem realizar um voo de teste do N1 no primeiro semestre de 1968, mas por várias razões técnicas a tentativa não ocorreria por mais de um ano.
Conceitos lunares soviéticos iniciais
Em maio de 1961, os EUA anunciaram o objetivo de conseguir uma pessoa na lua em 1970. Durante o mesmo mês, a reconsideração dos planos para veículos espaciais na direção do relatório dos propósitos de defesa estabeleceu o primeiro lançamento de teste do foguete N1 para 1965. Em junho, Korolev recebeu uma pequena quantidade de financiamento para iniciar o desenvolvimento da N1 entre 1961 e 1963. Ao mesmo tempo, Korolev propôs uma missão lunar baseada na nova sonda de soyuz usando um perfil de renda de órbita terrestre. Vários lançamentos de foguetes de Soyuz seriam usados para construir um pacote completo de missão da lua, incluindo um para a sonda Soyuz, outra para o Lander Lunar e alguns com motores e combustível Cislunar. Essa abordagem, impulsionada pela capacidade limitada do foguete de soyuz, significava que uma taxa de lançamento rápida seria necessária para montar o complexo antes que qualquer um dos componentes fique sem consumíveis em órbita. Korolev propôs posteriormente que o N1 fosse ampliado para permitir um único aterrissagem lunar de lançamento. Em novembro-dezembro de 1961, Korolev e outros tentaram argumentar ainda que um foguete super pesado poderia oferecer armas nucleares ultra pesadas, como o recém-testado czar Bomba, ou muitas ogivas (até 17) como justificativa adicional para o design da N1. Korolev não estava inclinado a usar o foguete para usos militares, mas queria cumprir suas ambições espaciais e viu o apoio militar como vital. A resposta militar foi morna - eles pensaram que o N1 tinha pouca utilidade militar e estava preocupada que desviasse os fundos dos usos militares puros. A correspondência de Korolev com os líderes militares continuou até fevereiro de 1962 com pouco progresso.
Enquanto isso, o OKB-52 da Chelomei propôs uma missão alternativa com risco muito menor. Em vez de um pouso de tripulação, Chelomei propôs uma série de missões circunlunares para vencer os EUA na vizinhança da lua. Ele também propôs um novo reforço para a missão, agrupando três de seus UR-200s existentes (conhecidos como SS-10 no Ocidente) para produzir um único reforço maior, o UR-500. Esses planos foram retirados quando a Glushko ofereceu a Chelomei o RD-270, o que permitiu a construção do UR-500 em um design de "monobloco" muito mais simples. Ele também propôs a adaptação de um design de naves espaciais existente para a missão circunlunar, o único Cosmonaut LK-1. Chelomei sentiu que as melhorias nas primeiras missões UR-500/LK-1 permitiriam que a espaçonave fosse adaptada para dois cosmonautas.
As forças de mísseis estratégicas dos militares soviéticos relutavam em apoiar um projeto politicamente motivado com pouca utilidade militar, mas Korolev e Chelomei pressionaram por uma missão lunar. Entre 1961 e 1964, a proposta menos agressiva de Chelomei foi aceita, e o desenvolvimento de seu UR-500 e LK-1 recebeu uma prioridade relativamente alta.
O desenvolvimento lunar n1 começa
Valentin Glushko, que então mantinha quase o monopólio do design de motores de foguete na União Soviética, propôs o motor RD-270 usando os propulsores de dimetil-hidrazina (UDMH) e o tetróxido de nitrogênio (N2O4) para alimentar o projeto N1 recente. Esses propulsores hipergólicos acendem o contato, reduzindo a complexidade do motor e foram amplamente utilizados nos motores existentes de Glushko em vários ICBMs. O ciclo de combustão encenado de fluxo completo RD-270 estava em teste antes do cancelamento do programa, alcançando um impulso específico mais alto do que o ciclo gerador de gás Rocketdyne F-1, apesar do uso de propulsores de UDMH/N2O4 com menor impulso de potencial. O motor F-1 estava em cinco anos em seu desenvolvimento na época e ainda com problemas de estabilidade de combustão.
Glushko apontou que o US Titan II GLV havia voado com sucesso a tripulação com propulsores hipergólicos semelhantes. Korolev sentiu que a natureza tóxica dos combustíveis e seu escapamento apresentaram um risco de segurança para voo espacial tripulado, e que o querosene/LOX era uma solução melhor. O desacordo entre Korolev e Gushko sobre a questão dos combustíveis acabou se tornando uma questão importante que dificultou o progresso.
Questões pessoais entre os dois desempenharam um papel, com Korolev responsabilizando Glushko por seu encarceramento no Kolyma Gulag na década de 1930 e Glushko, considerando que Korolev é cavalheiresado e autocrático para coisas fora de sua competência. A diferença de opiniões levou a uma briga entre Korolev e Glushko. Em 1962, um comitê foi nomeado para resolver a disputa e concordou com Korolev. Glushko se recusou a trabalhar nos motores Lox/querosene e com Korolev em geral. Korolev acabou desistindo e decidiu recrutar a ajuda de Nikolai Kuznetsov, o designer de motores a jato OKB-276, enquanto Gluhko se uniu a outros designers de foguetes para construir o muito bem-sucedido Proton, Zenit e Energia Rockets.
Kuznetsov, que tinha experiência limitada em design de foguetes, respondeu com o NK-15, um motor bastante pequeno que seria entregue em várias versões sintonizadas a diferentes altitudes. Para atingir a quantidade necessária de impulso, foi proposto que 30 NK-15s seriam usados em uma configuração em cluster. Um anel externo de 24 motores e um anel interno de seis motores seriam separados por uma lacuna de ar, com fluxo de ar fornecido através de enseadas perto do topo do reforço. O ar seria misturado com o escapamento para fornecer algum grau de aumento de impulso, bem como o resfriamento do motor. O arranjo de 30 bocais de motores de foguete no primeiro estágio do N1 poderia ter sido uma tentativa de criar uma versão grosseira de um sistema de motores aeroespagais toroidais; Motores aeroespaginosos mais convencionais também foram estudados.
Complexo lunar N1-L3
Korolev propôs um N1 maior combinado com o novo pacote lunar L3 baseado no Soyuz 7K-L3. O L3 combinado estágios de foguetes, a soyuz modificada e o novo LK Lunar Lander deveriam ser lançados por um único N1 para realizar um pouso lunar. Chelomei respondeu com um veículo derivado de UR-500 em cluster, coberto com a espaçonave L1 já em desenvolvimento, e um Lander desenvolvido por seu Departamento de Design. A proposta de Korolev foi selecionada como vencedora em agosto de 1964, mas Chelomei foi instruído a continuar com seu trabalho circunlunar UR-500/L1.
Quando Khrushchev foi derrubado no final de 1964, as brigas entre as duas equipes começaram de novo. Em outubro de 1965, o governo soviético ordenou um compromisso; A missão circunlunar seria lançada no UR-500 de Chelomei usando a espaçonave Soyuz de Korolev no lugar de seu próprio design Zond ("Probe"), visando um lançamento em 1967, o 50º aniversário da Revolução Bolchevique. Enquanto isso, Korolev continuaria com sua proposta original do N1-L3. Korolev venceu claramente o argumento, mas o trabalho no L1 continuou de qualquer maneira, assim como o Zond.
Em 1966, o projeto dos EUA Gemini havia revertido a liderança soviética na exploração espacial humana, Korolev inicialmente fez lobby por uma missão circunlunar tripulada, que foi rejeitada. Ele acabou sendo bem -sucedido em 3 de agosto de 1964, quando o comitê central finalmente aprovou uma resolução intitulada "On Work envolvendo o estudo da lua e do espaço sideral" com o objetivo de desembarcar um cosmonaut na lua no período de 1967 a 68, à frente de as missões American Apollo.
Depois que Korolev morreu em 1966 devido a complicações após cirurgia menor, o trabalho no N1-L3 foi assumido por seu vice, Vasily Mishin. Mishin não tinha astúcia ou influência política de Korolev e tinha a reputação de ser um bebedor pesado. Esses problemas contribuíram para o eventual cancelamento do N1 e da missão lunar como um todo, assim como quatro falhas consecutivas de lançamento sem sucessos.
N1 Números de série do veículo
N1f
Mishin continuou com o projeto N1F após o cancelamento de planos para um pouso da lua tripulado, na esperança de que o reforço fosse usado para construir a base da lua de Zvezda. O programa foi encerrado em 1974, quando Mishin foi substituído por Glushko. Dois N1Fs estavam sendo preparados para o lançamento na época, mas esses planos foram cancelados.
Os dois N1Fs prontos para o vôo foram descartados e seus restos mortais ainda podiam ser encontrados em torno de Baikonur anos depois, usados como abrigos e galpões de armazenamento. Os boosters foram deliberadamente divididos em um esforço para encobrir as tentativas de lua fracassadas da URSS, que foi declarado publicamente um projeto de papel para enganar os EUA a pensar que havia uma corrida acontecendo. Essa matéria de capa durou até Glasnost, quando o hardware restante foi visto publicamente em exibição.
Aftermath e motores
O programa foi seguido pelo conceito "Vulkan" para um enorme veículo de lançamento usando propulsores de Syntin/LOX, mais tarde substituído pelo LH2/LOX nos estágios 2º e 3º. "Vulkan" foi substituído pelo programa Energia/Buran em 1976.
Cerca de 150 dos motores atualizados para a N1F escaparam da destruição. Embora o foguete como um todo não fosse confiável, os motores NK-33 e NK-43 são robustos e confiáveis quando usados como uma unidade independente. Em meados dos anos 90, a Rússia vendeu 36 motores por US $ 1,1 milhão cada e uma licença para a produção de novos motores para a empresa americana Aerojet General.
A empresa americana Kistler Aerospace trabalhou na incorporação desses motores em um novo design de foguetes com a intenção de oferecer serviços de lançamento comercial, mas a tentativa terminou em falência. Aerojet também modificou o NK-33 para incorporar a capacidade de controle de vetores de impulso para o veículo de lançamento do Orbital Science Antares. A Antares usou dois desses motores AJ-26 modificados para propulsão de primeiro estágio. Os quatro primeiros lançamentos dos Antares foram bem -sucedidos, mas no quinto lançamento o foguete explodiu logo após o lançamento. A análise preliminar de falhas por orbital apontou para uma possível falha de turbopump em um NK-33/AJ-26. Dados os problemas anteriores do AeroJet com o motor NK-33/AJ-26 durante o programa de modificação e teste (duas falhas no motor em disparos de teste estáticos, um dos quais causou grandes danos ao estande de teste) e a falha posterior do voo, o Orbital decidiu que o NK-33/AJ-26 não foi confiável o suficiente para uso futuro.
Na Rússia, os motores N1 não foram usados novamente até 2004, quando os 70 motores restantes foram incorporados a um novo design de foguetes, o Soyuz 3. a partir de 2005 [atualização], o projeto foi congelado devido à falta de financiamento. Em vez disso, o NK-33 foi incorporado à primeira etapa de uma variante de luz do foguete Soyuz, que foi lançado pela primeira vez em 28 de dezembro de 2013.
Descrição
O N1 era um foguete muito grande, com 105 metros (344 pés) de altura com sua carga útil L3. O N1-L3 consistia em cinco estágios no total: os três primeiros (N1) para inserção em uma órbita de estacionamento de baixa terra e outros dois (L3) para injeção de tradunar e inserção de órbita lunar. Totalmente carregado e alimentado, o N1-L3 pesava 2.750 toneladas (6.060.000 lb). Os três estágios inferiores foram moldados para produzir um único frustum a 17 metros (56 pés) de largura na base, enquanto a seção L3 era principalmente cilíndrica, carregada dentro de uma cobertura, um estimado a 3,5 metros (11 pés) de largura. A modelagem cônica dos estágios inferiores ocorreu devido ao arranjo dos tanques dentro, um tanque de querosene esférico menor no topo do tanque de oxigênio líquido maior abaixo.
Durante a vida útil do N1, uma série de motores aprimorados foi introduzida para substituir os usados no design original. O N1 modificado resultante era conhecido como N1F, mas não voou antes do cancelamento do projeto.
Bloqueie uma primeira etapa
O primeiro estágio, o bloco A, foi alimentado por 30 motores NK-15 dispostos em dois anéis, o anel principal de 24 na borda externa do reforço e o sistema de propulsão do núcleo que consiste nos 6 motores internos a cerca de meio diâmetro. O sistema de controle foi baseado principalmente no limite diferencial dos motores do anel externo para pitch e guinada. O sistema de propulsão do núcleo não foi usado para controle. O bloco A também incluía quatro barbatanas de grade, que mais tarde foram usadas em designs de mísseis ar-ar soviéticos. No total, o bloco A produziu 45.400 kN (10.200.000 lbf) de impulso e pode ser considerado uma verdadeira etapa da Nova Classe da Nova (Nova era o nome usado pela NASA para descrever um impulsionador muito grande nos 10 a 20 milhões de libras de gama de impulso ). Isso excedeu o impulso de 33.700 kN (7.600.000 lbf) do Saturno V.
Engine control systemO Kord (sigla russa para Kontrol Raketnykh Dvigateley - literalmente "controle (de) motores de foguetes" - russo: контроtic discursista ыхных иаатversй) foi o sistema de controle automático de bloqueado para tolo, desligar e monitorar o grande aglomerar o primeiro estágio). O sistema Kord controlava o impulso diferencial do anel externo de 24 motores para o controle de atitude de afinação e pitch, estrangulando -os adequadamente e também fechou os motores com defeito situados em frente um ao outro. Isso era para negar o momento ou o momento de guinada diametralmente os mecanismos opostos no anel externo geraria, mantendo assim o impulso simétrico. O bloco A poderia se apresentar nominalmente com dois pares de mecanismos adversários fechados (26/30 motores). Infelizmente, o sistema Kord não conseguiu reagir a processos que ocorrem rapidamente, como o Turbo-bombas explosivas durante o segundo lançamento. Devido às deficiências do sistema Kord, um novo sistema de computador foi desenvolvido para o quarto e o último lançamento. O S-530 foi o primeiro sistema de orientação e controle digital soviético, mas, diferentemente do KORD, que era essencialmente apenas um sistema de controle de motor analógico, o S-530 supervisionou todas as tarefas de controle no veículo de lançamento e espaçonave, das quais o N1 transportou duas , um localizado no terceiro estágio do bloco V que controlava os motores nos três primeiros estágios. O segundo S-530 estava localizado no módulo de comando Soyuz Lok e forneceu controle para o restante da missão do TLI ao voo lunar e retornar à Terra.
Bloco B Segundo estágio
O segundo estágio, o bloco B, foi alimentado por 8 motores NK-15V dispostos em um único anel. A única grande diferença entre o NK-15 e -15V foi a campainha do motor e várias afinações para o desempenho do Air-Start e de alta altitude. O Bloco N1F B substituiu os motores NK-15 por motores NK-43 atualizados.
O bloco B poderia suportar o desligamento de um par de mecanismos adversários (6/8 motores).
Bloco V Terceira etapa
O estágio superior, o bloco V (в/V sendo a terceira letra no alfabeto russo), montou quatro motores NK-21 menores em um quadrado. O Bloco N1F V substituiu os motores NK-21 por motores NK-31.
O bloco V pode funcionar com um desligamento de um motor e três funcionando corretamente.
Problemas de desenvolvimento
O complexo encanamento necessário para alimentar combustível e oxidante no arranjo agrupado dos motores de foguete foi frágil e um fator importante em 2 das 4 falhas de lançamento. O complexo de lançamento de Baikonur do N1 não pôde ser alcançado por barcaça pesada. Para permitir o transporte por trem, todas as etapas tiveram que ser enviadas em pedaços e montadas no local de lançamento.
Os motores NK-15 tinham várias válvulas que foram ativadas por pirotecnia, em vez de meios hidráulicos ou mecânicos, sendo essa uma medida de economia de peso. Uma vez fechado, as válvulas não puderam ser reabertas. Isso significava que os motores do bloco A eram apenas transportados individualmente e todo o cluster de 30 motores nunca foi testado estático como uma unidade. Sergei Khrushchev afirmou que apenas dois de cada lote de seis motores foram testados, e não as unidades realmente destinadas ao uso no reforço. Como resultado, os modos vibracionais complexos e destrutivos (que rasgaram linhas e turbinas de propulsores), bem como a pluma de escape e os problemas dinâmicos de fluidos (causando rolagem do veículo, cavitação a vácuo e outros problemas), no bloco A não foram descobertos e trabalhados fora antes do vôo. Os blocos B e V foram testados estáticos como unidades completas.
Devido a suas dificuldades técnicas e falta de financiamento para uma campanha abrangente de teste, o N1 nunca concluiu um voo de teste. Doze voos de teste foram planejados, com apenas quatro voar. Todos os quatro lançamentos UNUNDED terminaram em falha antes da separação no primeiro estágio. O voo mais longo durou 107 segundos, pouco antes da separação no primeiro estágio. Dois lançamentos de teste ocorreram em 1969, um em 1971 e o último em 1972.
Comparação com Saturno V
A 105 metros (344 pés), o N1-L3 foi um pouco mais curto que o American Apollo-Saturn V (111 metros, 363 pés). O N-1 tinha um diâmetro geral menor, mas um diâmetro máximo maior (17 m/56 pés vs. 10 m/33 pés). O N1 produziu mais impulso em cada um dos três primeiros estágios do que os estágios correspondentes do Saturno V. O N1-L3 produziu mais impulso total em seus quatro primeiros estágios do que o Saturno V em seus três (veja a tabela abaixo).
O N1 pretendia colocar a carga útil de aproximadamente 95 T (209.000 lb) L3 em órbita baixa da terra, com o quarto estágio incluído no complexo L3 pretendia colocar 23,5 t (52.000 lb) em órbita tradununar. Em comparação, o Saturno V colocou cerca de 45 T (100.000 lb) Apollo Spacecraft mais cerca de 74,4 T (164.100 lb) de combustível restante no terceiro estágio do S-IVB para injeção de tradunar em uma órbita de estacionamento terrestre semelhante.
O N1 usou combustível de foguete à base de querosene nos três estágios principais, enquanto o Saturno V usava hidrogênio líquido para alimentar seus segundo e terceiro estágios, o que produziu uma vantagem geral de desempenho devido ao maior impulso específico. O N1 também desperdiçou o volume propulsor disponível usando tanques de propulsores esféricos sob uma pele externa aproximadamente cônica, enquanto o Saturno V usava a maior parte de seu volume de pele cilíndrico disponível para abrigar tanques de hidrogênio e oxigênio em forma de cápsula, com anteparas comuns entre os tanques no segundo e terceiros estágios. [Citação necessária]
O N1-L3 seria capaz de converter apenas 9,3% de seu impulso total de três estágios no momento da carga útil da órbita terrestre (em comparação com 12,14% para o Saturn V), e apenas 3,1% de seu impulso total total de quatro estágios na carga útil de tradunar Momentum, comparado a 6,2% para o Saturno V.
Ao contrário do complexo de lançamento do Kennedy Space Center 39, o complexo de lançamento de Baikonur do N1 não pôde ser alcançado pela pesada barcaça. Para permitir o transporte por trem, todas as etapas tiveram que ser enviadas em pedaços e montadas no local de lançamento. Isso levou a dificuldades em testes que contribuíram para a falta de sucesso do N1.
O Saturn V também nunca perdeu uma carga útil em dois lançamentos operacionais de desenvolvimento e onze, enquanto quatro tentativas de lançamento de desenvolvimento de N1 resultaram em falha catastrófica, com duas perdas de carga útil.
Apollo-Saturn V N1-L3Diameter, maximum10 m (33 ft)17 m (56 ft)Height w/ payload111 m (363 ft)105 m (344 ft)Gross weight2,938 t (6,478,000 lb)2,750 t (6,060,000 lb) First stageS-ICBlock AThrust, SL33,000 kN (7,500,000 lbf)45,400 kN (10,200,000 lbf) Burn time168 seconds125 secondsSecond stageS-IIBlock BThrust, vac5,141 kN (1,155,800 lbf)14,040 kN (3,160,000 lbf)Burn time384 seconds120 secondsOrbital insertion stageS-IVB (burn 1)Block VThrust, vac901 kN (202,600 lbf)1,610 kN (360,000 lbf)Burn time147 seconds370 secondsTotal impulse7,711,000 kilonewton·seconds (1,733,600,000 pound·seconds)7,956,000 kilonewton·seconds (1,789,000,000 pound·seconds)Orbital payload120,200 kg (264,900 lb)95,000 kg (209,000 lb)Injection velocity7,793 m/s (25,568 ft/s)7,793 m/s (25,570 ft/s) Payload momentum936,300,000 kilogram·meters per second (210,500,000 slug·feet per second)740,300,000 kilogram·meters per second (166,440,000 slug·feet per second)Propulsive efficiency12.14%9.31%Earth departure stageS-IVB (burn 2)Block GThrust, vac895 kN (201,100 lbf)446 kN (100,000 lbf)Burn time347 seconds443 secondsTotal impulse8,022,000 kilonewton·seconds (1,803,400,000 pound·seconds)8,153,000 kilonewton·seconds (1,833,000,000 pound·seconds)Translunar payload45,690 kg (100,740 lb)23,500 kg (51,800 lb)Injection velocity10,834 m/s (35,545 ft/s)10,834 m/s (35,540 ft/s) Payload momentum495,000,000 kilogram·meters per second (111,290,000 slug·feet per second)254,600,000 kilogram·meters per second (57,240,000 slug·feet per second)Propulsive efficiency6.17%3.12%Lançar o histórico
Flight numberDate (UTC)Launch siteSerial no.PayloadOutcomeRemarks121 February 196909:18:07Baikonur Site 110/383LZond L1S-1Failure23 July 196920:18:32Baikonur Site 110/385LZond L1S-2FailureDestroyed launch pad 110 East326 June 197123:15:08Baikonur Site 110/376LSoyuz 7K-L1E No.1Failure423 November 197206:11:55Baikonur Site 110/377LSoyuz 7K-LOK No.1FailurePrimeira falha, série 3L
21 de fevereiro de 1969: Número de série 3L-Zond L1S-1 (Soyuz 7K-L1S (Zond-M) Modificação da sonda Soyuz 7K-L1 "Zond") para a voação da lua.
Alguns segundos de lançamento, uma tensão transitória fez com que o Kord fechasse o motor #12. Depois disso, o Kord desligou o motor nº 24 para manter o impulso simétrico. A T+6 segundos, a oscilação do POGO no motor #2 rasgou vários componentes de suas montagens e iniciou um vazamento de propulsor. Em T+25 segundos, outras vibrações romperam uma linha de combustível e fizeram com que o RP-1 se derramasse na seção de popa do reforço. Quando entrou em contato com o gás com vazamento, um incêndio começou. O fogo então queimou através da fiação na fonte de alimentação, causando arco elétrico que foi capturado por sensores e interpretado pelo Kord como um problema de pressurização nos turbopatos. O Kord respondeu emitindo um comando geral para encerrar toda a primeira etapa a T+68 segundos no lançamento. Esse sinal também foi transmitido até o segundo e o terceiro estágios, "trancando -os" e impedindo que um comando de solo manual fosse enviado para iniciar seus motores. A telemetria também mostrou que os geradores de energia no N-1 continuaram funcionando até o impacto com o solo a T+183 segundos.
Os investigadores descobriram os restos do foguete a 52 quilômetros (32 milhas) da plataforma de lançamento. Vasily Mishin culpou inicialmente os geradores pelo fracasso, pois ele não conseguia pensar em nenhum outro motivo pelo qual todos os 30 motores fechariam de uma só vez, mas isso foi rapidamente refutado pelos dados de telemetria e pela recuperação dos geradores do local do acidente. Eles haviam sobrevivido em boas condições e foram enviados de volta à fábrica da istra, onde foram reformados e trabalhados sem problemas sob testes de bancada. A equipe de investigação não especulou se o primeiro estágio queimado poderia ter continuado voando se o sistema Kord não o tivesse desligado.
Verificou -se que o Kord possui várias falhas de design graves e lógica mal programada. Uma falha imprevista era que sua frequência operacional, 1000 Hz, coincidia perfeitamente com a vibração gerada pelo sistema de propulsão, e acreditou -se que o desligamento do motor 12 na suspensão foi causado por dispositivos pirotécnicos que abrem uma válvula, que produziu uma alta -Oscilação de frequência que entrou na fiação adjacente e foi assumida pelo Kord como uma condição de velocidade excessiva no turboPump do motor. Acredita -se que a fiação no motor 12 fosse particularmente vulnerável a esse efeito devido ao seu comprimento; No entanto, outros motores tinham fiação semelhante e não foram afetados. Além disso, a tensão operacional do sistema aumentou para 25V em vez dos 15V nominais. A fiação de controle foi realocada e revestida com amianto para prova de fogo e a frequência operacional alterada. O sistema de escape de lançamento foi ativado e fez seu trabalho corretamente, economizando a maquete da espaçonave. Todos os vôos subsequentes fizeram com que os extintores do Freon fosse instalados ao lado de todos os mecanismos. De acordo com Sergei Afanasiev, a lógica do comando para encerrar todo o cluster de 30 motores no bloco A estava incorreto nesse caso, como revelou a investigação subsequente.
Segunda falha, série 5L
Número de série 5L-Zond L1S-2 para órbita da lua e sobrevôo e fotografia pretendida de possíveis locais de desembarque de tripulação.
O segundo veículo N-1 foi lançado em 3 de julho de 1969 e carregou uma espaçonave L1 Modified L1 Zond e Live Escape Tower. Boris Chertok afirmou que um módulo lunar do modelo de massa também foi transportado; No entanto, a maioria das fontes indica que apenas os estágios L1S-2 e Boost estavam a bordo do N-1 5L. O lançamento ocorreu às 23:18 Moscow Hornal. Por alguns momentos, o foguete se levantou no céu noturno. Assim que limpou a torre, havia um flash de luz, e detritos podiam ser vistos caindo do fundo do primeiro estágio. Todos os motores desligam instantaneamente, exceto o motor nº 18. Isso fez com que o N-1 se inclinasse em um ângulo de 45 graus e voltasse à plataforma de lançamento 110 leste. As quase 2300 toneladas de propulsor a bordo desencadearam uma enorme explosão e onda de choque que quebraram janelas pelo complexo de lançamento e enviaram detritos voando até 10 quilômetros (6 milhas) do centro da explosão. As equipes de lançamento foram permitidas fora de meia hora após o acidente e encontraram gotículas de combustível não queimado ainda chovendo do céu. A maioria da carga propulsora do N-1 não havia sido consumida no acidente, e a maior parte do que queimou foi no primeiro estágio do foguete. No entanto, o pior cenário, a mistura do combustível e do LOX para formar um gel explosivo, não ocorreu. A investigação subsequente revelou que até 85% do propulsor a bordo do foguete não detonou, reduzindo a força da explosão. O sistema de escape de lançamento ativou no momento do desligamento do motor (T+15 segundos) e puxou a cápsula L1S-2 para a segurança a 2,0 quilômetros de distância. Impacto com o bloco ocorreu em T+23 segundos. O complexo de lançamento 110 East foi completamente nivelado pela explosão, com a almofada de concreto cedida e uma das torres de iluminação bateu e torceu em volta em si mesma. Apesar da devastação, a maioria das fitas de telemetria foi encontrada intacta no campo de detritos e examinada.
Pouco antes da decolagem, o TurboPump Lox no motor #8 explodiu (a bomba foi recuperada dos detritos e encontrou sinais de fogo e derretimento). A onda de choque resultante cortou as linhas de propulsor circundante e iniciou um incêndio por vazar combustível. O incêndio danificou vários componentes na seção de impulso, levando os motores gradualmente fechados entre T+10 e T+12 segundos. O Kord desligou os motores #7, #19, #20 e #21 depois de detectar a pressão anormal e as velocidades da bomba. A telemetria não forneceu nenhuma explicação sobre o que desligou os outros motores. O motor #18, que fez com que o reforço se inclinasse mais de 45 graus, continuou operando até o impacto, algo que os engenheiros nunca foram capazes de explicar satisfatoriamente. Não foi possível determinar exatamente por que o turbopump nº 8 explodiu. As teorias de trabalho eram que um pedaço de sensor de pressão havia quebrado e alojado na bomba, ou que suas pás do impulsor haviam esfregado contra o revestimento de metal, criando uma faísca de atrito que acendeu o LOX. O motor #8 havia opera de forma irregular antes do desligamento e um sensor de pressão detectou "força incrível" na bomba. Vasily Mishin acreditava que um rotor de bomba havia se desintegrado, mas Kuznetsov argumentou que os motores NK-15 eram totalmente culpados e Mishin, que o defendiam do uso dos motores de Kuznetsov dois anos antes, não podiam sair publicamente e desafiá-lo. Kuznetsov conseguiu fazer com que o comitê de investigação pós -voo governe a causa da falha do motor como "ingestão de detritos estrangeiros". Vladimir Barmin, diretor -diretor de instalações de lançamento da Baikonur, também argumentou que o Kord deveria estar trancado nos primeiros 15 a 20 segundos de voo para impedir que um comando de desligamento seja emitido até que o reforço limpe a área da almofada. O complexo destruído foi fotografado por satélites americanos, revelando que a União Soviética estava construindo um foguete da lua. Após esse voo, os filtros de combustível foram instalados em modelos posteriores. Também foram necessários 18 meses para reconstruir a plataforma de lançamento e retardados lançamentos. Essa foi uma das maiores explosões não nucleares artificiais da história da humanidade e era visível naquela noite, a 35 quilômetros de distância em Leninsk (ver Tyuratam).
Terceira falha, série 6L
26 de junho de 1971: Número de série 6L-Soyuz 7K-lok dummy (soyuz 7k-L1e No.1) e dummy LK Module-Spacecraft
Logo após a decolagem, devido a redemoinhos inesperados e contra-corrente na base do bloco A (o primeiro estágio), o N-1 experimentou um rolo descontrolado além da capacidade do sistema de controle para compensar. O computador Kord sentiu uma situação anormal e enviou um comando de desligamento para o primeiro estágio, mas, como observado acima, o programa de orientação havia sido modificado para impedir que isso aconteça até 50 segundos após o lançamento. O rolo, que inicialmente tinha 6 ° por segundo, começou a acelerar rapidamente. Em T+39 segundos, o reforço estava rolando a quase 40 ° por segundo, fazendo com que o sistema de orientação inercial entrasse em trava de cardan e a T+48 segundos, o veículo se desintegrou de cargas estruturais. A treliça entre estágios entre o segundo e o terceiro estágios distorcia e o último se separou da pilha e, a T+50 segundos, o comando de corte até o primeiro estágio foi desbloqueado e os motores foram desligados imediatamente. Os estágios superiores impactaram a cerca de 7 quilômetros do complexo de lançamento. Apesar do desligamento do motor, o primeiro e o segundo estágios ainda tinham impulso suficiente para percorrer uma distância antes de cair para a Terra a cerca de 15 quilômetros do complexo de lançamento e explodir uma cratera de 15 metros de profundidade (de 50 pés) na estepe. Este N1 tinha estágios superiores fictícios sem o sistema de resgate. O próximo veículo, o último veículo teria um sistema de estabilização muito mais poderoso com motores dedicados (nas versões anteriores, a estabilização foi realizada direcionando o escape dos principais motores). O sistema de controle do motor também seria retrabalhado, aumentando o número de sensores de 700 para 13.000.
Quarta falha, serial 7L
23 de novembro de 1972: Número de série 7L-Soyuz regular 7k-lok (soyuz 7k-lok No.1) e dummy lk módulo-sapcraft for Moon Flyby
O início e a decolagem correram bem. Em T+90 segundos, foi realizado um desligamento programado do sistema de propulsão do núcleo (os seis motores centrais) para reduzir o estresse estrutural no reforço. Devido a cargas dinâmicas excessivas causadas por uma onda de choque hidráulica quando os seis motores foram desligados abruptamente, linhas para alimentar combustível e oxidante ao sistema de propulsão do núcleo e um incêndio começou no botail do reforço; Além disso, o mecanismo nº 4 explodiu. A primeira etapa terminou a partir de T+107 segundos e todos os dados de telemetria cessaram a T+110 segundos. O sistema de escape de lançamento ativou e puxou o Soyuz 7k-Lok para a segurança. Os estágios superiores foram expulsos da pilha e colidiram com a estepe. Uma investigação revelou que o desligamento abrupto dos motores levou a flutuações nas colunas fluidas dos tubos do alimentador, que romperam e derramaram combustível e oxidante no desligamento, mas ainda quentes, motores. Suspeita -se também uma falha do turbopump de motor nº 4. Acreditava -se que o lançamento poderia ter sido recuperado se os controladores de terra tivessem enviado um comando manual para abandonar o primeiro estágio e começar o segundo estágio no início, já que o estágio falhou apenas 15 segundos antes de se separar em T+125 segundos e alcançou O tempo nominal de queima de 110 segundos de acordo com o ciclograma.
Quinto lançamento cancelado
O número de série do veículo 8L foi preparado para agosto de 1974. Incluía um soyuz 7K-LOK regular de 7k-lok e uma espaçonave de módulo LK regular do complexo de expedição lunar L3. Era destinado a um voo da lua e pouso alunoso em preparação para uma futura missão tripulada. Como o programa N1-L3 foi cancelado em maio de 1974, este lançamento nunca ocorreu.
Confusão na designação L3
Há confusão entre as fontes on-line russas sobre se o N1-L3 (russo: н1-л3) ou N1-LZ (russo: н1-зз) foi intencional, devido à similaridade da letra cirílica ze para "Z" e o numeral "3". Às vezes, ambas as formas são usadas no mesmo site russo (ou mesmo no mesmo artigo). Fontes em inglês se referem apenas ao N1-L3. A designação correta é L3, representando um dos cinco ramos da exploração lunar soviética. O estágio 1 (л1) foi planejado como um vôo circunlunar tripulado (parcialmente realizado no programa Zond); O estágio 2 (л2) era um veículo lunar Uncrewed (realizado em Lanokhod); O estágio 3 (л3) deveria ter sido um pouso lunar tripulado; O estágio 4 (л4) foi conceituado como uma espaçonave tripulada na órbita lunar; e o estágio 5 (л5) foram conceituados como um veículo lunar pesado para apoiar uma equipe de 3 a 5 pessoas.