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苏联n1火箭失败原因,苏联月球号火箭

小额贷款 岑岑 本站原创

[编者按]

3月26日,NASA宣布将载人登月从2028年推至2024年。俄罗斯也计划在2031年进行载人登月。印度“月船”准备在今年5月登陆月球,而中国的“嫦娥四号”也成功登陆月球背面,月球变得越来越热闹。

其实50年前的月球也很热闹。在冷战的大背景下,美苏双方都使出浑身解数争夺Tai 空,登月竞赛是两国太空竞赛的一个缩影。今年是N-1火箭首次发射50周年。这枚承载着苏联登月梦想并最终导致梦想破碎的巨型火箭,有着太多的故事。

N-1火箭研制的最大问题无疑是发动机。

我要纪念曾经为登月梦想奋斗的苏联航天大师们。梦想的伟大与成败无关!

对于大多数经历过30年前的俄罗斯人来说,1989年的冬天充满了迷茫和未知:“敌人”突然消失,美国和西方第一次以“伙伴”的身份出现在各种官方和非官方的声音中。在莫斯科和列宁格勒的街头、地铁站、政府部委,越来越多的外国人前来洽谈合作、交流、淘金,甚至兜售西方的幸福梦。然而普通人的生活似乎并没有更幸福,买面包还要排队。

今年11月,莫斯科下着雪,著名的莫斯科航空空 College也迎来了六位麻省理工学院的教授,他们被热情的主人带到了一个陈列室。六位美国科学家在来之前就知道他们要去看什么——苏联飞船登月——这在1989年之前是不可想象的。主人透露,他们曾计划在1968年登月,在阿波罗11号登月之前。

当然,美国客人不会对苏联计划登月的消息感到惊讶。早在1968年,阿姆斯特朗登月的前一年。Tai 空中的间谍卫星已经揭露了苏联登月的企图。1968年9月,一颗“锁眼”摄影侦察卫星拍摄了拜科努尔航天发射场的照片,从中可以清楚地看到,这里有两个专门用于发射巨型火箭的发射台,以及两个发射台之间的火箭组装试验楼,发射台与试验楼之间有轨道连接。经验丰富的中央情报局人员立即判断,苏联正在为载人登月的巨型火箭的试射做准备。1969年8月,该卫星拍摄了拜科努尔发射场的全景。新照片让美国军方大吃一惊:原来的两个完好无损的巨型发射场被破坏殆尽。很明显,苏联的火箭登月试验失败了,火箭还没离开发射台就爆炸了。

后来美国人才知道,这个承载着苏联登月梦想,最终导致梦想破灭的巨型火箭的型号是N-1。

N-1在厂房组装的火箭。

反击阿波罗

在1969年毁灭性爆炸之前,苏联航天部门已经为这枚承载着“共产主义登月梦想”的巨型火箭忙碌了10年。所有人都知道,在与美国的第二阶段比赛中,莫斯科能否再次获胜,火箭是赢家。

1959年,N-1火箭的研发在谢尔盖·科罗廖夫的领导下启动。原计划是在火箭上面级使用核发动机,使其能够发射50吨载荷,用于军用空站间和火星飞船的发射。当时的计划还很模糊,只停留在纸面阶段。同年12月,在一次汇集了所有航天研究机构总设计师的会议上,大家提出了最新的火箭设计方案。科洛列夫的方案当然是以N-1为代表的N系列;科罗廖夫的“死敌”弗拉基米尔·切洛梅一世提出了他的“通用火箭”设计,使用带有不同模块的通用下一级,以满足各种载荷需求。然而,在这次会议结束时,高层的结论是,没有必要开发科罗廖夫所需的超大型车辆。

然而,1961年情况有所好转。3月份在拜科努尔举行的一次会议上,设计者们一起讨论了N-1方案,会议的结果是积极的。三个月后,科罗廖夫已经获得了少量资金,用于N-1的研发。5月,一篇名为《重新思考用于防御目的的太空运载火箭计划》的论文明确指出,N-1火箭将于1965年进行测试。

同月,美国总统肯尼迪宣布将在10年内把人类送上月球。作为登月计划的核心,土星5号重型火箭已进入关键工程研究阶段。科洛列夫对此反应迅速。他很快提出了一个联合登月计划。这个计划需要多次发射才能完成登月系统的建造,一个是联盟号飞船,一个是登月舱,还有地月推进的发动机和燃料辅助设备。

从现在来看,这个方案充满创意。明显降低了运载火箭的性能要求,但代价是快速完成部件发射。因为too 空 butt组装必须在各部件燃料耗尽之前进行。但当时苏联既没有进行过/kloc-0之间的交会对接/(苏联第一次空之间的交会对接是在1967年),也没有在如此短的时间内进行过如此密集的航天发射。

科洛列夫自己也很清楚这个计划过于超前,所以他很快想出了第二套相对保守的计划。新计划与美国的阿波罗计划不谋而合,这意味着苏联必须尽快研制出堪比土星5号的超级火箭。而科罗廖夫当时有一个现成的方案——N-1。

受限于当时的技术条件,N-1火箭还没有解决这么多发动机并联带来的共振耦合问题。

三个人在月球上的战争

N-1火箭研制的最大问题无疑是发动机。火箭动力大师瓦伦丁·格鲁什科最初为科罗廖夫提供了新型RD-270发动机。这台发动机技术可靠,性能稳定,推力672吨。而四氧化二氮和偏二甲肼产生的比冲低于煤油和液氧组合产生的比冲。科洛列夫认为高性能火箭必须使用高性能燃料,他还质疑RD-270的燃料安全性。

分歧最终导致了科罗廖夫和格鲁什科这对从大清洗时代就一直为敌的宿敌彻底不和(关于两位航天大师不和的原因一直众说纷纭,这里就不多做猜测了)。1962年,设计委员会打破僵局,表示支持科罗廖夫的计划,格鲁什科选择退出。后来一切都证明,这可能是苏联登月灾难最致命的原因。

失去了格鲁什科支持的科洛列夫不得不另寻出路。他找到了尼古莱·库兹涅佐夫(Nikolai Kuznetsov),他长期从事航空空发动机的研发(图-22M和图-160轰炸机都使用了他们的发动机)。后者向科罗廖夫提供NK-15发动机。这台发动机的性能也很好,但它最大的问题是单次推力只有154吨。为了满足总推力要求,拟在下一级周围使用数十架NK-15,组成一个发动机群。这个环形结构把空留在中间,让空 gas通过,让空 gas和废气混合,进一步增加推力。这是N-1第一级环形发动机组的初始原型。

就在科罗廖夫为N-1火箭的威力发愁的时候,同样在苦苦挣扎的车洛梅伊也不打算放弃。他提出了一系列绕月飞行计划,并认为在此基础上的载人登月计划可以彻底打败美国。同样被火箭推力不足困扰的车洛梅伊,最初提出了类似N-1的多UR-200发动机组方案。但在格鲁什科将RD-270交给切洛梅伊后,后者果断修改了方案。因为这种发动机可以用来设计结构更简单的火箭,这个方案就是非常成功的UR-500“质子”。

当时的苏军,尤其是战略导弹部队,其实是不支持登月的,这对军事没有好处,却要付出很大的政治面子。然而,科罗廖夫和切洛梅极力推动登月计划,而苏联政府正是在这种不和谐的氛围中与美国展开了登月竞赛。更令人困惑的是,这两个设计局在政府高层都有支持他们的说客。苏联为了平衡关系,制定了车洛梅专注月球,科罗廖夫负责载人登月的平行发展计划。从表面上看,这种安排可以节省开发时间,但实际上是失败的。

绕月飞行和载人登月本应被认为是统一的探月计划。绕月飞行的最终目标是登陆月球。在登月之前,要进行完全的无人和有人实验。“阿波罗”计划就是按照这个程序稳步实现的。车洛梅、伊拉克和科罗廖夫之间的“齐头并进”,不仅分散了资源,而且两个设计局之间缺乏技术和概念上的沟通,最后各自做出的探月系统也不兼容。

在N-1火箭开发的同时,科罗廖夫迅速设计了L3登月飞船。该航天器包括一个改进的联盟7K-L3航天器和一个新的LK登月舱。车洛梅仪的成就是L1“探测器”无人飞船绕月飞行,他还为自己的绕月飞船研制了载人着陆器。1964年8月,科罗廖夫的方案被选中,车洛梅伊只能继续他的质子-L1绕月飞船系统的研发工作。

然而,就在美苏登月竞赛进入最关键的时刻,1966年,科罗廖夫意外死于手术并发症。他的工作由跟随他20年的助手瓦西里·米申接手。正是在米申手里,苏联登月计划走向了终极灾难。(未完待续)

(“洪亮战局”是上海交通大学国家战略研究中心特约副研究员王洪亮开设的个人专栏,为捍卫澎湃,并力求具有前瞻性和敏感性,同时兼顾分析的深度和厚度。)

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