Ракетно-космически комплекс H-1 (; разг. „царь-ракета“; индекс ГУКОС – 11А52, накратко Н-1 или Н1) е съветска ракета носител от свръхтежък клас. Разработена е в средата на 60-те години на 20 век от ОКБ-1 (Опитно конструкторско бюро-1) под ръководството на Сергей Корольов, а след неговата смърт – под ръководството на Василий Мишин. Първоначално е предназначена за извеждане на ниска околоземна орбита на тежка (75 тона) орбитална станция с перспектива да осигури сглобяване на тежък междупланетен кораб (ТМК) за полети до Венера и Марс. С приемане на закъснялото решение по включването на СССР в т. нар. „лунна надпредвара“, програмата Н-1 е форсирана и ракетата става носител на експедиционния космически кораб Л3 в комплекса Н1-Л3 от съветската лунна програма. Цялата пилотирана лунна програма е строго секретна до 1989 г., когато стават известни нейният основен замисъл и техническите параметри на ракетата носител.. Работата по развитието на Н-1 е официално прекратена през 1976 гLindroos, Marcus. The Soviet Manned Lunar Program MIT. Посетен на 4 октомври 2011.
История Проект Идеята за ракета, управлението на която да става посредством изменение в тягата на основните двигатели, не е нова, като за пръв път е предложена още в немския проект Р-12. Методът се нарича „разнотяг“. Този проект остава само на хартия, въпреки предимствата, които предлагаНемецкие специалисты в СССР разрабатывали и другие проекты. Възраждането на тази идея започва под ръководството на Сергей Корольов в ОКБ-1. Оригиналният проект е за ракета с товароподемност 50 тона, замислена като носител за военната космическа станция „Раскат“, също и за пилотирано облитане на Марс с помощта на ядрен двигател. Н1 е най-големият от трите предложени проекта на ОКБ-1; Н2 е по-малка и е предназначена да се конкурира с ракетата УР-200 на Владимир Челомей, както и много по-малката Н3, която да замени в бъдеще базовата ракета R-7 на Корольов. В този момент „Н“-серията също е строго „проект на хартия“.
За пръв път Н-серията е представена през декември 1959 г. заедно с конкурентните проекти, УР-700 на КБ Челомей и Р-56 на КБ Янгел. Тогава е свикано събрание на главните съветски ракетни конструктори, за да представят най-новите си проекти за армията. Военните плановици не виждат нужда от големите специализирани ракети и затова не осигуряват финансиране за тях.
На 23 юни 1960 г. излиза секретното постановление „Относно създаване на мощни ракети носители, спътници и космически кораби в 1960 – 1967 гг.“, в което се предвижда провеждане през 1960 – 1962 гг. на проектно-конструкторски изследвания за създаване на нова ракетна система със стартова маса 1000 – 2000 тона, разработка на мощни ракетни двигатели на водород, ядрени и електрореактивни двигатели и др.Raketno-kosmicheskii kompleks N1-L3, book: Гудилин В.Е., Слабкий Л.И.(Gudilin V., Slabkiy L.)"Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы)", М., 1996
През март 1961 г. е организирана разширена среща на Съвета на главните конструктори в Байконур с цел обсъждане на проекта Н1, в съответствие с постановлението. След доклада на Корольов се изказва и председателстващият Глушко, който високо оценил ескизния проект на Н1 и одобрява избраната стартова маса. По време на срещата двама конструктори на ракетни двигатели – В.Глушко и А.Исаев, и двама на авиационни – Н. Кузнецов и А. Люлька, изявяват желание за участие в разработката на двигатели за Н-1, като подписват съгласувано техническо задание. За разлика от други подобни проекти, в този са представени по три варианта двигатели за първа и втора степен поради липса на яснота кой тип ще е по-удачен за тежък носител.engine.aviaport.ru
През юни на Корольов е даден малък размер финансиране за развитие на проекта Н1 между 1961 и 1963 г..
Проектните материали по ракетата Н1 (общо 29 тома и 8 приложения) са разгледани през юли 1962 г. от експертна комисия под председателството на президента на Академията на науките на СССР М. В. Келдиш, в състава на която са видни учени, ръководители в различни министерства и ведомства, научноизследователски организации и промишлени предприятия. Комисията приема, че обосновката за създаване на Р.Н. Н1 е изпълнена на високо научно-техническо ниво и може да бъде вложена в основата на разработката за работната документацияРакетно-космический комплекс Н1-Л3 .
Някои от членовете на комисията се изказват за привличане на ОКБ-456 с ръководител Валентин Глушко, което е почти монополист в производството на ракетни двигатели в Съветския съюз. За задвижване на новата ракета Глушко предлага нов двигател – RD-270, работещ на токсични висококипящи компоненти асиметричен диметилхидразин (UDMH) и диазотен тетраоксид (N2O4). Тези прекурсори са широко използвани в съществуващите модели двигатели за военни балистични ракети (поради краткото време за зареждане и възможността за дълго съхранение). Недостатък е по-ниският специфичен импулс, по-високата цена на горивото и по-голямото тегло на резервоарите в сравнение с двигателите на керосин/течен кислород. Предложенията на Глушко са отхвърлени, тъй като евентуална авария на такъв тип ракета би разпръснала в атмосферата огромен отровен облак с непредвидими екологични последици.
Корольов също смята, че токсичният характер на UDMH-горивата е риск за безопасността при пилотираните космически полети и настоява да се използват стандартните кислород-керосинови двигатели. Глушко опонира, че САЩ имат 5-годишен опит в разработката на мощния кислород/керосинов двигател F-1, но все още са изправени пред проблеми със стабилността на горене, и смята за нереалистично и несправедливо да се очаква от него да заложи репутацията си с доставяне на подобен двигател буквално за една нощ. По-късно Глушко построява двигател керосин/течен кислород, по-мощен и от F-1, известен като RD-170, но неговото развитие се проточва повече от 20 години след ракетата Н1.
Разликата в мненията води до конфликт между Корольов и Глушко. През 1962 г. комисията се съгласява с Корольов. Тогава честолюбивият Глушко отказва сътрудничество по проекта Н-1 и предоставя своя двигател RD-270 на Владимир Челомей, който започва самостоятелна разработка на мощен носител.
След получени лично от Никита Хрушчов препоръки за ангажиране в проекта на ненатоварени авиациони КБ, Корольов избира да възложи двигателите на ОКБ-276 (Николай Дмитриевич Кузнецов) в г. Куйбишев, което разработва и произвежда мощни реактивни и винтови газотурбинни двигатели. На решението за кооперация повлиява и съседството на завода с филиал № 1 на ОКБ-1 и завод „Прогрес“, където се изготвяли корпусите на ракетите. На свой ред Исаев и Люлька се заемат да разработят кислородно-водородни РД за връхните степени в перспективаАфанасьев И., Н-1: совершенно секретно .
С постановление от 24 септември 1962 г. са определени обемите и сроковете за работа, осигуряващи началото на изпитанията в 1965 г. Започва работното проектиране и през 1963 г. работната документация е въведена в производство. През 1964 г. на ОКБ-1 са дадени 23 милиона рубли при потребност 45, на ОКБ Кузнецов – 20 при потребност 50, на Куйбишевския совнархоз – 9 при потребност 23 милиона. Естествено, започва изоставане от набелязаните срокове. Корольов многократно предупреждава, че изгубеното време ще струва много скъпо и като единствен изход от ситуацията решава да промени проекта в движение, предлагайки за първи път Н-1 като носител в еднопускова схема за лунна експедиция.
Съветска лунна мисия
Когато САЩ обявяват през май 1961 г. своя проект за кацане на човек върху Луната, държавното ръководство замисля алтернативен проект за съветска лунна мисия. Установява се, че дори при използване на подход със сглобяване в орбита, лунните бустери и необходимото гориво са твърде големи и тежки за възможностите на всички съществуващи дотогава съветски ракети носители. До 1964 г. в СССР единна лунна програма все още не съществува поради спорове относно схемата на полета.
ОКБ-52 на Челомей предлага свой проект за лунна мисия с много малък риск. Вместо пилотирано кацане се предвижда серия от мисии, посредством които да се изпревари САЩ. Осъществяването на проекта е с новата ракета УР-500, известна също като „Протон“. За известно време, между 1961 г. и 1964 г., по-малко агресивното предложение на Челомей е било възприето, и развитието на неговия проект е с приоритет.
На представително съвещание Корольов анонсира еднопускова схема за полета към Луната, подобно на проекта Сатурн V. Ракетно-космическият комплекс вече се нарича Н1-Л3, където Н1 е ракетата носител, а Л3 – лунният комплекс. Увеличава се стартовата маса на ракетата до 2750 тона и броят двигатели на първата степен. Към трите степени на носителя се добавят блок „Г“ за разгон до Луната и блок „Д“ за преход на лунна орбита и прилуняване. Ракетата става петстепенна и с увеличена маса на полезен товар в орбита от 75 на 93 тонаВладимир Елисеев-ЧЕЛОВЕК И ЛУНА Часть1. На 3 август 1964 г. излиза постановление, в което за пръв път е казано, че важна задача в изследването на космическото пространство с ракетата H1-Л3 е Лунна експедиция. Началото на изпитанията е пренесено за 1966 г.
През 1965 г.ситуацията с проекта се усложнява за пореден път. От една страна действа постановлението от 1964 г., в което се предписва работа по проекта Н1-Л3. Оказва се че и Челомей няколко месеца преди свалянето на Хрушчов успява да издейства от него постановление за варианта с облитане на Луната чрез ракетата УР-500. Отново възникват два конкуриращи се проекта. След сложни консултации и задкулисни маневри е прието решение за обединяване на двата проекта. На 25 октомври 1965 г. излиза последното постановление, което задължава ОКБ-1 и ОКБ-52 – Корольов и Челомей – със съвместни усилия да решат задачите по пилотируемото облитане на Луната през 1967 г. Предвижда се и кацане на Луната през 1968 г. На Днепропетровското КБ (Янгел) е възложена разработката на лунния модул ЛК.
Корольов се старае да освободи ресурси и прекратява работата над някои проекти, други са прехвърлени. Възможно е Корольов да е планирал преразглеждане след време на някои свои решения, но му остава да живее само няколко месеца. Наследилият го Василий Мишин е добър ракетчик, но с конфликтен характер и не притежава необходимата за този пост политическа прозорливостВладимир Елисеев-ЧЕЛОВЕК И ЛУНА Часть1.
Основни характеристики на ракетата носител Ракетата Н-1 е много необичайна, изпълнена е по схема със сферични окачени резервоари, закрепени към носещата външна обшивка (самолетна схема тип „полумонокок“), и разположени в кръг двигатели на всяка степен. Благодарение на това в центъра на първата степен е предвиден отвор, в който при старт и подем на ракетата въздухът от околната атмосфера се ежектира посредством струите на двигателите във вътрешното пространство и излиза през отвори в близост до горната част. Образува се огромен въздушно-реактивен двигател, обхващащ цялата долна конструкция на първа степен. Даже без да се смята доизгарянето на горещите газове (а в изтичащите струи на двигателите винаги има остатък от гориво, което ще доизгаря) такава схема дава значителна добавка на тяга, увеличивайки ефективността.
Подредените в пръстен сопла на двигателите създават вариант на уникална тороидална система, която поддържа аеродинамичната ефективност в широк диапазон от височини над земната повърхност, независимо от различното атмосферно налягане. Двигателите с такъв тип сопла използват до 25 – 30% по-малко гориво и са подходящи дори и за едностепенни космически системи.
Степените на Н-1 се съединяват с преходни ферми, през които свободно да изтичат газовете при горещ пуск на следващата степен. Управлението по курса и тангажа се осъществява посредством разсъгласуване в тягата на противоположните двигатели, а по крена – с помощта на сопла, в които се подава газ, отведен от турбоагрегатитеАфанасьев И., Н-1: совершенно секретно.