История Н1-Л3

[Старый]

Важнее то, что Мишин был Инженер с большой буквы. Не политик, не интриган.

Это ещё неизвестно. Особенно в части "интриган". 
 Да и как инженер - впаривать кислород-керосин на ракету ГР-1 это уже перебор. Если на Р-9 ещё можно оправдать, то на ГР-1 это уже ни в какие ворота. 

[Старый]

Сравнение азоттетроксидного (АТ) и кислородного (О) вариантов показывает:
1. При использовании Н-1 на I ступени «АТ» вместо «О» вес полезного груза, выводимого на орбиту спутника Земли, оказывается больше.

Достаточно. Во самозванный генеральный конструктор ракет выискался! 

[Старый]

Если же вместо АТ+ДМГ в I и II ступенях Н-1 использовать кислород с керосином («О» + Т-1), то вес полезного груза, выводимого на орбиту спутника, окажется меньше.

Это уже трэш какойто.
 А чего ж он на Энергии и в Зените АТ+НДМГ не применил? Чисто потому что ему запретили?

[Старый]

Низкая температура кипения жидкого кислорода (-183°С) усложняет его эксплуатацию, так как требует применения средств переохлаждения кислорода. Применение этих средств связано с необходимостью дополнительного сооружения и использования рядом с ракетой Н-1 теплоизолированных ёмкостей с установкой для переохлаждения кислорода для обеспечения длительного хранения кислорода, аналогично тому, как это проектируется для обеспечения эксплуатации РД-108.
Если же хранить кислород непосредственно в баках ракеты Н-1, то эти баки придется утяжелить за счет веса теплоизоляции, что ухудшит летные характеристики ракеты. При этом сохраняется усложнение эксплуатации, связанное с применением машинной установки для переохлаждения кислорода без потерь на испарение этого окислителя.
В обоих случаях необходимы сооружение и эксплуатация установок для переохлаждения кислорода и на заводах изготовителях кислорода во избежание больших потерь кислорода при транспортировке к месту потребления.

Интересно было бы поглядеть как он делал финты ушами и переобувался на лету когда уселся в кресло Королёва и начал проектировать Энергию. 

начало летных испытаний ракетОносителя Н-1

Саныч, Вован, вы где? Тут никто иной как сам Глушко учит вас как это называется. 

При оценке затрат на переохлаждение кислорода для исключения его потерь от испарения необходимо учитывать не только стоимость затрачиваемой электроэнергии, как это иногда делают, а стоимость изготовления установок для переохлаждения, эксплуатируемых на заводе изготовителе кислорода и у места потребления, стоимость их амортизации и обслуживания, содержания соответствующего штата, стоимость изготовления баков-хранилищ с экранно-вакуумной изоляцией, устанавливаемых как заправочные баки рядом с ракетоносителем.

Не дожил, бедолага, до Илона нашего Маска, который переохлаждает кислород во Флаконе за свой счёт и получает самый дешовый по удельной стоимости носитель в мире. 

6. Опыт работы ОКБ-456 показал, что двигатели на азотнокислотных окислителях, содержащих 27% АТ (АК-27), и на чистом АТ обладают более устойчивым процессом сгорания и менее склонны к высокочастотным колебаниям, чем двигатели, использующие менее активные, не самовоспламеняющиеся кислородные топлива.
Поэтому мощные двигатели на АТ+ДМГ более надежны в эксплуатации, а доводка их может быть осуществлена с меньшими затратами и в более короткие сроки, чем кислородных двигателей.
Основанием такого заключения является опыт работы ОКБ-456 по созданию двигателя на высококипящих окислителях для Р-12, Р-14, Р-16, Р-26 и Р-36, и на кислородных топливах для Р-1,Р-2, Р-5, Р-7, Р-9 и 63С1.

Вот они где, ключевые слова то. Не тот опыт использовал Валентин Петрович. Ошибся слегка - открытую схему с закрытой перепутал. 

7. Опыт работ ОКБ-456 показывает также, что на всех двигателях, использующих кислородное топливо, неоднократно имели место случаи самовоспламенения и взрывов агрегатов кислородных магистралей (насосы, агрегаты автоматики, испарители, теплообменники), вызывавшиеся наличием трущихся металлических поверхностей и случайными незначительными загрязнениями в среде жидкого кислорода. В то же время, в процессе многолетней работы с двигателями, использующими высококипящие топлива, подобных случаев никогда не наблюдалось.

И опять оказалось что люди летают на "ненадёжных" кислородных ЖРД, а сертификат на надёжные высококипящие так и не выписали.  
 Кстати, на тот момент много было аварий Семёрок по указанным причинам? 

10. Высокоэффективная экранно-вакуумная изоляция и установки для переохлаждения разработаны и существуют в США уже несколько лет. Однако межконтинентальные ракеты «Атлас» и «Титан», в первых вариантах разработанные в США на базе кислородно-керосинового топлива, в настоящее время срочно переделываются под АТ+ДМГ с гидразином («Атлас F» и «Титан II»).

Чего, уже и Атлас F стал гептиловым? 

Подводя итог изложенному фактическому материалу, получаем для I и II ступеней тяжелого носителя типа Н-1:

Получаем что дорогой наш Валентин Петрович опустился до откровенного подлога по всем пунктам. От которого сам же по всем пунктам отказался оказавшись на месте Королёва. 
 Вот вам и весь Глушко как он есть. Его же собственной рукой. 

[Старый]

Ну кто может объяснять Глушко? Ну что он свои машины знает хуже других?

Жизнь ему объяснила. Как ты сам и сказал. Уже через 10 лет по всем пунктам он оказался обратного мнения. 

[Старый]

Это точно так же, как ты начинаешь учить меня сопромату или (что точнее) гидроударам. 

По твои ответам я понял что до того как услышал от меня ты вообще ничего не знал о гидроударах и никогда их и о них не видел и не слышал. Конструкторы которые изобретали Н-1 были ничем не лучше тебя.
Жизнь их тоже быстро научила - их поделие было закрыто а их руководителя сняли.

Кстати, версия о гидроударе была основной до момента когда удалось спихнуть вину на двигатель. Никому эта версия не казалась невероятной. Твои попытки доказать что гидроудара не могло быть это попытки поставить себя умнее всех разработчиков Н-1.

[Штуцер]

Ну кто может объяснять Глушко? Ну что он свои машины знает хуже других?

Жизнь ему объяснила. Как ты сам и сказал. Уже через 10 лет по всем пунктам он оказался обратного мнения.

Жизнь объяснила Королеву, Мишину, Кузнецову, что Глушко был прав.
ДорогА ложка к обеду. Лунная гонка проиграна и необходимость в Н-1 отпала.

[Штуцер]

Это ещё неизвестно. Особенно в части "интриган". 

Примеры приведи.

[Старый]

Это ещё неизвестно. Особенно в части "интриган".

Примеры приведи.

Имеются воспоминания о том как Мишин интриговал Королёва против Глушко. 

[Старый]

Ну кто может объяснять Глушко? Ну что он свои машины знает хуже других?

Жизнь ему объяснила. Как ты сам и сказал. Уже через 10 лет по всем пунктам он оказался обратного мнения.

Жизнь объяснила Королеву, Мишину, Кузнецову, что Глушко был прав.

Странно. Куда ответ делся? Повторяю:
Жизнь объяснила Глушко что Королёв, Мишин и Кузнецов были правы. Ему пришлось признать свою неправоту, полностью отказаться от всего что он писал в приводимом документе и делать так как завещали они. 

Дорога ложка к обеду. Лунная гонка проиграна и необходимость в Н-1 отпала.

Зато возникла необходимость в Энергии. И там он всё сделал так как делали Королёв и Кузнецов. А не так как он писал в своём письме: https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?msg=2469544

[Старый]

Кстати, он изменил все свои "принципы", даже до мелочей:

путем установки на входе двигателей эжекторов, вместо сложных и тяжелых бустерных насосных установок.

Даже в этом он изменил свои "принципы". 

[Старый]

Решил только Валентин Петрович в одном вопросе не следовать заветам Королёва/Кузнецова. Решил таки переплюнуть Кузнецова по удельному импульсу и поднял давление в полтора раза. Тут и облажался. 

[Дмитрий В.]

Позиция Глушко по компонентам топлива для Н-1, кстати, была позицией большинства (кроме Глушко, гептил и азотную кислоту /АТ поддерживали Исаев, Косберг, Келдыш, военные). Собственно за ЖК-керосин в 1961-62 гг. были только Королёв (да и то не сразу - он тоже был не против "вонючки"), да Кузнецов, который до того момента работал только с бензином, керосином да жидким кислородом.

[Старый]

Позиция Глушко по компонентам топлива для Н-1, кстати, была позицией большинства (кроме Глушко, гептил и азотную кислоту /АТ поддерживали Исаев, Косберг, Келдыш, военные).

А через 10 лет все кааак прозрели и вообще запретили делать РН на АТ-НДМГ!   Вот что значит гений Королёва! 

Собственно за ЖК-керосин в 1961-62 гг. были только Королёв (да и то не сразу - он тоже был не против "вонючки"), да Кузнецов, который до того момента работал только с бензином, керосином да жидким кислородом.

А через 10 лет "За" уже были все. Вот что значит гений Королёва. 
 Но ты всётаки расскажи: почему при таких то достоинствах изложенных в "Письме" Глушко не стал делать Энергию на АТ-НДМГ? 

[Alex-DX]

В.П. Глушко подробно изложил свои доводы в пользу "вонючих компонентов" в письме с.П. Королёву от 10.11.1961 г.:

10.11.1961г.

ГЛАВНОМУ КОНСТРУКТОРУ ОКБ-1 ГКОТ
товарищу КОРОЛЕВУ С.П.

Согласно Постановлению ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 июня 1960 г. и в соответствии с согласованными и утвержденными Вами Техническими заданиями (письмо от 01.10.60г. и письмо от 09.09.61г.) в ОКБ-456 ведется разработка двигателей для I и II ступеней тяжелого носителя Н-1. В срок, предусмотренный упомянутым Постановлением (апрель 1961 г.), ОКБ-456 разработало и представило эскизный проект этих двигателей. Разработаны и спущены в опытное производство комплекты технической документации на двигатели и оснастку для их изготовления. В разной степени готовности находятся в производстве агрегаты двигателей (камеры сгорания, газогенераторы, насосы, турбины, автоматика). Готовы натурные макеты двигателя. Проведены экспериментальные исследования, позволившие решить задачу уменьшения наддува баков ракеты путем установки на входе двигателей эжекторов, вместо сложных и тяжелых бустерных насосных установок. Ведется стендовая холодная и огневая отработка экспериментальных агрегатов двигателя.
Двигатели I и II ступеней полностью унифицированы, за исключением закритической части сопла. По Вашему требованию двигатели разрабатываются на тягу 150 тонн у земли в однокамерном варианте.
На этапе эскизного проектирования разработка двигателей велась параллельно в трех вариантах, отличающихся составом используемых окислителей. В качестве горючего предусматривался диметилгидразин (ДМГ) как более эффективное горючее, чем углеводороды.
В итоге эскизной проработки для дальнейшей разработки двигателей был отвергнут азотнокислотный вариант как наименее эффективный, а из двух других вариантов предпочтение отдано азоттетроксидному, имеющему определенные преимущества перед кислородным.
Сравнение азоттетроксидного (АТ) и кислородного (О) вариантов показывает:
1. При использовании Н-1 на I ступени «АТ» вместо «О» вес полезного груза, выводимого на орбиту спутника Земли, оказывается больше. При использовании в Н-1 на I и II ступенях «АТ» вместо «О» вес полезного груза практически одинаков.
При этом ОКБ-456 гарантирует удельную тягу двигателя на «АТ» для I ступени — у земли 285 сек, в пустоте 316 сек, для II ступени — 330 сек.
Если же вместо АТ+ДМГ в I и II ступенях Н-1 использовать кислород с керосином («О» + Т-1), то вес полезного груза, выводимого на орбиту спутника, окажется меньше.
Сравнение проведено, принимая во всех случаях одинаковыми суммарную ёмкость и вес топливных баков. Если для уменьшения испарения кислорода имеется в виду использование экранно-вакуумной или иной изоляции баков ракеты, то это несколько ухудшит весовые показатели ракеты и сделает кислородный вариант еще менее эффективным.
Лишь для III и последующих ступеней Н-1 по энергетике кислородное топливо оказывается эффективнее, чем азоттетроксидное.
2. Окислитель АТ сохраняет жидкое состояние в интервале температуры от -11° до +21,5°С, но при наддуве лишь 1,5 атм сохраняет жидкое состояние до +40°С. При введении в окислитель 20% моноокиси азота (ОКА-50) жидкое состояние сохраняется в интервале от -40°С до 0°С, а при наддуве баков 2,6 атм в интервале от -40° до +20°С. При переходе с АТ на ОКА-50 удельная тяга повышается на 1 единицу, а уд. вес топлива уменьшается на 1%, т.е. эффективность не меняется.
Низкая температура кипения жидкого кислорода (-183°С) усложняет его эксплуатацию, так как требует применения средств переохлаждения кислорода. Применение этих средств связано с необходимостью дополнительного сооружения и использования рядом с ракетой Н-1 теплоизолированных ёмкостей с установкой для переохлаждения кислорода для обеспечения длительного хранения кислорода, аналогично тому, как это проектируется для обеспечения эксплуатации РД-108.
Если же хранить кислород непосредственно в баках ракеты Н-1, то эти баки придется утяжелить за счет веса теплоизоляции, что ухудшит летные характеристики ракеты. При этом сохраняется усложнение эксплуатации, связанное с применением машинной установки для переохлаждения кислорода без потерь на испарение этого окислителя.
В обоих случаях необходимы сооружение и эксплуатация установок для переохлаждения кислорода и на заводах изготовителях кислорода во избежание больших потерь кислорода при транспортировке к месту потребления.
Окислители АТ или ОКА-50 могут храниться непосредственно в баках ракеты Н-1 без применения тех усложняющих и удорожающих эксплуатацию средств, которые необходимы в случае кислорода.
3. По справке ГК СМ по Химии ожидаемая отпускная цена «АТ» составит в 1962-63 гг. 55 руб., в 1964-65 гг. 40 руб. за тонну, а для «ДМГ» — в 1962-63 гг. 1800 руб., в 1964-65 гг. 1200 руб. за тонну (уже в 1961 г. себестоимость ДМГ на основном заводе-поставщике (Комбинат №16) составляет 1600 руб. за тонну, хотя этот завод пока не имеет заказа, обеспечивающего полную загрузку располагаемой мощности). Стоимость «ОКА-50» и «АТ» практически одинакова, так как оба окислителя получаются на том же оборудовании за счет изменения технологического режима.
Для оценки затрат принимаем стоимость в ценах 1964-65 гг., т.к. с 1964 г. ожидается начало летных испытаний ракетоносителя Н-1. Стоимость непереохлажденного жидкого кислорода на момент заправки транспортировочной цистерны на заводе-поставщике составляет 41 руб. за тонну.
В топливе АТ+ДМГ содержится лишь 27,3% горючего (К] =2,67), в то время как в топливе «0»+ДМГ содержится 36,0% горючего (K_i =1,77). Но стоимость горючего в 30 раз больше стоимости окислителя. Таким образом топливо АТ+ДМГ (325 руб. за тонну) дешевле топлива «0»+ДМГ (458 руб. за тонну) в 1,4 раза, даже если не учитывать затраты, связанные с обеспечением переохлаждения кислорода.
Если сравнивать топливо АТ+ДМГ с менее эффективным для рассматриваемого случая применения (I и II ступени Н-1) кислородно-керосиновым топливом, то последнее было в 8 раз дешевле (K_i =2,54; стоимость керосина Т-1 — 39 руб. за тонну), если бы не было затрат на переохлаждение кислорода.
При оценке затрат на переохлаждение кислорода для исключения его потерь от испарения необходимо учитывать не только стоимость затрачиваемой электроэнергии, как это иногда делают, а стоимость изготовления установок для переохлаждения, эксплуатируемых на заводе изготовителе кислорода и у места потребления, стоимость их амортизации и обслуживания, содержания соответствующего штата, стоимость изготовления баков-хранилищ с экранно-вакуумной изоляцией, устанавливаемых как заправочные баки рядом с ракетоносителем.
При такой объективной оценке фактической стоимости тонны переохлажденного кислорода он неизбежно оказывается в несколько раз дороже, и при этом усложняется его эксплуатация по сравнению с эксплуатацией высококипящих окислителей.
Производство АТ по существу полностью обеспечено необходимым мощностями, так как АТ является промежуточным продуктом в процессе производства азотной кислоты.
4. Топлива АТ+ДМГ и ОКА-50+ДМГ являются самовоспламеняющимися парами, в отличие от кислородных топлив, и поэтому не требуют зажигательных устройств, автоматически обеспечивая зажигание при пуске, что существенно упрощает конструкцию и эксплуатацию двигателя и повышают его надежность. Это особенно важно в случае I и II ступеней Н-1, на которых используется суммарно 30 двигателей и вопрос синхронности и безотказности их зажигания и запуска является весьма серьезным.
Наличие самовоспламеняющихся компонентов топлива на борту не снижает надежности ракеты с точки зрения возможности возникновения пожара, так как для возникновения очага горения необходима негерметичность магистралей одновременно обоих компонентов топлива, что маловероятно; на кислородных ракетах возможно возникновение пожара на борту при негерметичности только магистрали кислорода, ввиду летучести последнего, обусловленной низкой температурой кипения, и отсутствием инертных примесей. В то же время обеспечение герметичности соединений для жидкого кислорода, из-за его низкой температуры, сложнее, чем для высококипящего окислителя. Действительно, при летных испытаниях Р-14 и Р-16 не было ни одного случая возникновения пожара из-за негерметичности магистралей, тогда как при работах с кислородными ракетами такие случаи отмечались неоднократно.
5. В отличие от кислородных топлив, топлива АТ+ДМГ и ОКА+ДМГ обладают столь малой задержкой самовоспламенения, что обеспечивают высотный запуск двигателей (в вакууме) без применения каких-либо дополнительных средств и устройств, чем резко повышается безотказность и надежность двигательной установки, особенно учитывая, что на II ступени Н-1 устанавливается 6 двигателей, подлежащих одновременному запуску в пустоте.
6. Опыт работы ОКБ-456 показал, что двигатели на азотнокислотных окислителях, содержащих 27% АТ (АК-27), и на чистом АТ обладают более устойчивым процессом сгорания и менее склонны к высокочастотным колебаниям, чем двигатели, использующие менее активные, не самовоспламеняющиеся кислородные топлива.
Поэтому мощные двигатели на АТ+ДМГ более надежны в эксплуатации, а доводка их может быть осуществлена с меньшими затратами и в более короткие сроки, чем кислородных двигателей.
Основанием такого заключения является опыт работы ОКБ-456 по созданию двигателя на высококипящих окислителях для Р-12, Р-14, Р-16, Р-26 и Р-36, и на кислородных топливах для Р-1,Р-2, Р-5, Р-7, Р-9 и 63С1.
7. Опыт работ ОКБ-456 показывает также, что на всех двигателях, использующих кислородное топливо, неоднократно имели место случаи самовоспламенения и взрывов агрегатов кислородных магистралей (насосы, агрегаты автоматики, испарители, теплообменники), вызывавшиеся наличием трущихся металлических поверхностей и случайными незначительными загрязнениями в среде жидкого кислорода. В то же время, в процессе многолетней работы с двигателями, использующими высококипящие топлива, подобных случаев никогда не наблюдалось.
8. В коррозийном отношении и в отношении стабильности окислители АТ и ОКА-50 обладают несравненно более благоприятными характеристиками, чем АК-27, причем, настолько, что не требует ингибиторов и допускают многолетнее хранение в ёмкостях из обычной углеродистой стали или алюминия.
9. Топлива на основе АТ и ДМГ, в отличие от кислородно-керосиновых, обладают токсичностью. Однако за все время производства и эксплуатации АК-27 и ДМГ не было зафиксировано случаев отравления при условии соблюдения правил эксплуатации.
10. Высокоэффективная экранно-вакуумная изоляция и установки для переохлаждения разработаны и существуют в США уже несколько лет. Однако межконтинентальные ракеты «Атлас» и «Титан», в первых вариантах разработанные в США на базе кислородно-керосинового топлива, в настоящее время срочно переделываются под АТ+ДМГ с гидразином («Атлас F» и «Титан II»).
При этом имеется в виду обеспечить возможность сохранения длительного (годами) боедежурства заправленных ракет с готовностью к пуску 1 минута.
Для всех вторых ступеней ракет «Тор» и «Атлас» в США уже несколько лет используются только азотнокислотные и азоттетроксидные окислители с ДМГ.
Подводя итог изложенному фактическому материалу, получаем для I и II ступеней тяжелого носителя типа Н-1:
1) Использование кислорода с керосином энергетически дает меньший эффект (на орбиту выводится меньший полезный груз), чем при азотном тетроксиде с ДМГ, а использование кислорода с ДМГ не дает энергетических преимуществ.
2) Стоимость кислорода с ДМГ существенно больше, чем азотного тетроксида с ДМГ. Стоимость кислород-керосинового топлива не на много меньше стоимости азотного тетроксида с ДМГ, учитывая затраты на изготовление и эксплуатацию баков-хранилищ переохлажденного кислорода и установок для переохлаждения.
3) Эксплуатация кислородных топлив сложнее, чем азоттетроксидного, не требующего комплекса средств для обеспечения переохлаждения и допускающего длительное хранение в заправленных баках ракеты без опасности испарения и гидравлических ударов.
4) Азоттетроксидные двигатели конструктивно проще и надежнее кислородных, так как не требует специальных средств для обеспечения зажигания и высотного запуска и менее склонны к высокочастотным пульсациям давления.
Таким образом, для рассматриваемого конкретного случая применения азоттетроксидные двигатели позволяют удовлетворительно решить задачу без потерь в энергетике, без существенной разницы в стоимости по сравнению с кислородным вариантом I и II ступени Н-1, но будучи конструктивно и в эксплуатации проще и надежнее, проще в доводке и могут быть созданы в более короткий срок, чем кислородные двигатели.
Итоги сравнения кислородного топлива с азоттетроксидным позволяют принять однозначное решение в пользу топлива АТ+ДМГ для I и II ступеней Н-1.
Если ОКБ-1 сочтет более правильным использовать ОКА-50 вместо АТ, с этим можно согласиться.
Имея известное Вам неоднократное, прямое, личное указание товарища Н.С.Хрущева об ответственности ОКБ-456 за разработку мощных двигателей для носителя более тяжелого, чем на базе Р-7, и учитывая необходимость всемерного форсирования крайне трудоёмких работ по разработке конструкции и подготовке серийного производства этих двигателей, прошу Вас не замедлить с выбором топлива для I и II ступеней носителя Н-1.
Главный конструктор ОКБ-456 ГЛУШКО
Арх.№ 1354 (253-259)

Глушко съел шляпу когда Сатурн-5 полетел? И побежал помогать доводить Н-1? нет. О чем речь вообще? 

[Штуцер]

Глушко съел шляпу когда Сатурн-5 полетел?

А Рогозин что съел, когда Маск полетел?

[Дмитрий В.]

В.П. Глушко подробно изложил свои доводы в пользу "вонючих компонентов" в письме с.П. Королёву от 10.11.1961 г.:

10.11.1961г.

ГЛАВНОМУ КОНСТРУКТОРУ ОКБ-1 ГКОТ
товарищу КОРОЛЕВУ С.П.

Согласно Постановлению ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 июня 1960 г. и в соответствии с согласованными и утвержденными Вами Техническими заданиями (письмо от 01.10.60г. и письмо от 09.09.61г.) в ОКБ-456 ведется разработка двигателей для I и II ступеней тяжелого носителя Н-1. В срок, предусмотренный упомянутым Постановлением (апрель 1961 г.), ОКБ-456 разработало и представило эскизный проект этих двигателей. Разработаны и спущены в опытное производство комплекты технической документации на двигатели и оснастку для их изготовления. В разной степени готовности находятся в производстве агрегаты двигателей (камеры сгорания, газогенераторы, насосы, турбины, автоматика). Готовы натурные макеты двигателя. Проведены экспериментальные исследования, позволившие решить задачу уменьшения наддува баков ракеты путем установки на входе двигателей эжекторов, вместо сложных и тяжелых бустерных насосных установок. Ведется стендовая холодная и огневая отработка экспериментальных агрегатов двигателя.
Двигатели I и II ступеней полностью унифицированы, за исключением закритической части сопла. По Вашему требованию двигатели разрабатываются на тягу 150 тонн у земли в однокамерном варианте.
На этапе эскизного проектирования разработка двигателей велась параллельно в трех вариантах, отличающихся составом используемых окислителей. В качестве горючего предусматривался диметилгидразин (ДМГ) как более эффективное горючее, чем углеводороды.
В итоге эскизной проработки для дальнейшей разработки двигателей был отвергнут азотнокислотный вариант как наименее эффективный, а из двух других вариантов предпочтение отдано азоттетроксидному, имеющему определенные преимущества перед кислородным.
Сравнение азоттетроксидного (АТ) и кислородного (О) вариантов показывает:
1. При использовании Н-1 на I ступени «АТ» вместо «О» вес полезного груза, выводимого на орбиту спутника Земли, оказывается больше. При использовании в Н-1 на I и II ступенях «АТ» вместо «О» вес полезного груза практически одинаков.
При этом ОКБ-456 гарантирует удельную тягу двигателя на «АТ» для I ступени — у земли 285 сек, в пустоте 316 сек, для II ступени — 330 сек.
Если же вместо АТ+ДМГ в I и II ступенях Н-1 использовать кислород с керосином («О» + Т-1), то вес полезного груза, выводимого на орбиту спутника, окажется меньше.
Сравнение проведено, принимая во всех случаях одинаковыми суммарную ёмкость и вес топливных баков. Если для уменьшения испарения кислорода имеется в виду использование экранно-вакуумной или иной изоляции баков ракеты, то это несколько ухудшит весовые показатели ракеты и сделает кислородный вариант еще менее эффективным.
Лишь для III и последующих ступеней Н-1 по энергетике кислородное топливо оказывается эффективнее, чем азоттетроксидное.
2. Окислитель АТ сохраняет жидкое состояние в интервале температуры от -11° до +21,5°С, но при наддуве лишь 1,5 атм сохраняет жидкое состояние до +40°С. При введении в окислитель 20% моноокиси азота (ОКА-50) жидкое состояние сохраняется в интервале от -40°С до 0°С, а при наддуве баков 2,6 атм в интервале от -40° до +20°С. При переходе с АТ на ОКА-50 удельная тяга повышается на 1 единицу, а уд. вес топлива уменьшается на 1%, т.е. эффективность не меняется.
Низкая температура кипения жидкого кислорода (-183°С) усложняет его эксплуатацию, так как требует применения средств переохлаждения кислорода. Применение этих средств связано с необходимостью дополнительного сооружения и использования рядом с ракетой Н-1 теплоизолированных ёмкостей с установкой для переохлаждения кислорода для обеспечения длительного хранения кислорода, аналогично тому, как это проектируется для обеспечения эксплуатации РД-108.
Если же хранить кислород непосредственно в баках ракеты Н-1, то эти баки придется утяжелить за счет веса теплоизоляции, что ухудшит летные характеристики ракеты. При этом сохраняется усложнение эксплуатации, связанное с применением машинной установки для переохлаждения кислорода без потерь на испарение этого окислителя.
В обоих случаях необходимы сооружение и эксплуатация установок для переохлаждения кислорода и на заводах изготовителях кислорода во избежание больших потерь кислорода при транспортировке к месту потребления.
Окислители АТ или ОКА-50 могут храниться непосредственно в баках ракеты Н-1 без применения тех усложняющих и удорожающих эксплуатацию средств, которые необходимы в случае кислорода.
3. По справке ГК СМ по Химии ожидаемая отпускная цена «АТ» составит в 1962-63 гг. 55 руб., в 1964-65 гг. 40 руб. за тонну, а для «ДМГ» — в 1962-63 гг. 1800 руб., в 1964-65 гг. 1200 руб. за тонну (уже в 1961 г. себестоимость ДМГ на основном заводе-поставщике (Комбинат №16) составляет 1600 руб. за тонну, хотя этот завод пока не имеет заказа, обеспечивающего полную загрузку располагаемой мощности). Стоимость «ОКА-50» и «АТ» практически одинакова, так как оба окислителя получаются на том же оборудовании за счет изменения технологического режима.
Для оценки затрат принимаем стоимость в ценах 1964-65 гг., т.к. с 1964 г. ожидается начало летных испытаний ракетоносителя Н-1. Стоимость непереохлажденного жидкого кислорода на момент заправки транспортировочной цистерны на заводе-поставщике составляет 41 руб. за тонну.
В топливе АТ+ДМГ содержится лишь 27,3% горючего (К] =2,67), в то время как в топливе «0»+ДМГ содержится 36,0% горючего (K_i =1,77). Но стоимость горючего в 30 раз больше стоимости окислителя. Таким образом топливо АТ+ДМГ (325 руб. за тонну) дешевле топлива «0»+ДМГ (458 руб. за тонну) в 1,4 раза, даже если не учитывать затраты, связанные с обеспечением переохлаждения кислорода.
Если сравнивать топливо АТ+ДМГ с менее эффективным для рассматриваемого случая применения (I и II ступени Н-1) кислородно-керосиновым топливом, то последнее было в 8 раз дешевле (K_i =2,54; стоимость керосина Т-1 — 39 руб. за тонну), если бы не было затрат на переохлаждение кислорода.
При оценке затрат на переохлаждение кислорода для исключения его потерь от испарения необходимо учитывать не только стоимость затрачиваемой электроэнергии, как это иногда делают, а стоимость изготовления установок для переохлаждения, эксплуатируемых на заводе изготовителе кислорода и у места потребления, стоимость их амортизации и обслуживания, содержания соответствующего штата, стоимость изготовления баков-хранилищ с экранно-вакуумной изоляцией, устанавливаемых как заправочные баки рядом с ракетоносителем.
При такой объективной оценке фактической стоимости тонны переохлажденного кислорода он неизбежно оказывается в несколько раз дороже, и при этом усложняется его эксплуатация по сравнению с эксплуатацией высококипящих окислителей.
Производство АТ по существу полностью обеспечено необходимым мощностями, так как АТ является промежуточным продуктом в процессе производства азотной кислоты.
4. Топлива АТ+ДМГ и ОКА-50+ДМГ являются самовоспламеняющимися парами, в отличие от кислородных топлив, и поэтому не требуют зажигательных устройств, автоматически обеспечивая зажигание при пуске, что существенно упрощает конструкцию и эксплуатацию двигателя и повышают его надежность. Это особенно важно в случае I и II ступеней Н-1, на которых используется суммарно 30 двигателей и вопрос синхронности и безотказности их зажигания и запуска является весьма серьезным.
Наличие самовоспламеняющихся компонентов топлива на борту не снижает надежности ракеты с точки зрения возможности возникновения пожара, так как для возникновения очага горения необходима негерметичность магистралей одновременно обоих компонентов топлива, что маловероятно; на кислородных ракетах возможно возникновение пожара на борту при негерметичности только магистрали кислорода, ввиду летучести последнего, обусловленной низкой температурой кипения, и отсутствием инертных примесей. В то же время обеспечение герметичности соединений для жидкого кислорода, из-за его низкой температуры, сложнее, чем для высококипящего окислителя. Действительно, при летных испытаниях Р-14 и Р-16 не было ни одного случая возникновения пожара из-за негерметичности магистралей, тогда как при работах с кислородными ракетами такие случаи отмечались неоднократно.
5. В отличие от кислородных топлив, топлива АТ+ДМГ и ОКА+ДМГ обладают столь малой задержкой самовоспламенения, что обеспечивают высотный запуск двигателей (в вакууме) без применения каких-либо дополнительных средств и устройств, чем резко повышается безотказность и надежность двигательной установки, особенно учитывая, что на II ступени Н-1 устанавливается 6 двигателей, подлежащих одновременному запуску в пустоте.
6. Опыт работы ОКБ-456 показал, что двигатели на азотнокислотных окислителях, содержащих 27% АТ (АК-27), и на чистом АТ обладают более устойчивым процессом сгорания и менее склонны к высокочастотным колебаниям, чем двигатели, использующие менее активные, не самовоспламеняющиеся кислородные топлива.
Поэтому мощные двигатели на АТ+ДМГ более надежны в эксплуатации, а доводка их может быть осуществлена с меньшими затратами и в более короткие сроки, чем кислородных двигателей.
Основанием такого заключения является опыт работы ОКБ-456 по созданию двигателя на высококипящих окислителях для Р-12, Р-14, Р-16, Р-26 и Р-36, и на кислородных топливах для Р-1,Р-2, Р-5, Р-7, Р-9 и 63С1.
7. Опыт работ ОКБ-456 показывает также, что на всех двигателях, использующих кислородное топливо, неоднократно имели место случаи самовоспламенения и взрывов агрегатов кислородных магистралей (насосы, агрегаты автоматики, испарители, теплообменники), вызывавшиеся наличием трущихся металлических поверхностей и случайными незначительными загрязнениями в среде жидкого кислорода. В то же время, в процессе многолетней работы с двигателями, использующими высококипящие топлива, подобных случаев никогда не наблюдалось.
8. В коррозийном отношении и в отношении стабильности окислители АТ и ОКА-50 обладают несравненно более благоприятными характеристиками, чем АК-27, причем, настолько, что не требует ингибиторов и допускают многолетнее хранение в ёмкостях из обычной углеродистой стали или алюминия.
9. Топлива на основе АТ и ДМГ, в отличие от кислородно-керосиновых, обладают токсичностью. Однако за все время производства и эксплуатации АК-27 и ДМГ не было зафиксировано случаев отравления при условии соблюдения правил эксплуатации.
10. Высокоэффективная экранно-вакуумная изоляция и установки для переохлаждения разработаны и существуют в США уже несколько лет. Однако межконтинентальные ракеты «Атлас» и «Титан», в первых вариантах разработанные в США на базе кислородно-керосинового топлива, в настоящее время срочно переделываются под АТ+ДМГ с гидразином («Атлас F» и «Титан II»).
При этом имеется в виду обеспечить возможность сохранения длительного (годами) боедежурства заправленных ракет с готовностью к пуску 1 минута.
Для всех вторых ступеней ракет «Тор» и «Атлас» в США уже несколько лет используются только азотнокислотные и азоттетроксидные окислители с ДМГ.
Подводя итог изложенному фактическому материалу, получаем для I и II ступеней тяжелого носителя типа Н-1:
1) Использование кислорода с керосином энергетически дает меньший эффект (на орбиту выводится меньший полезный груз), чем при азотном тетроксиде с ДМГ, а использование кислорода с ДМГ не дает энергетических преимуществ.
2) Стоимость кислорода с ДМГ существенно больше, чем азотного тетроксида с ДМГ. Стоимость кислород-керосинового топлива не на много меньше стоимости азотного тетроксида с ДМГ, учитывая затраты на изготовление и эксплуатацию баков-хранилищ переохлажденного кислорода и установок для переохлаждения.
3) Эксплуатация кислородных топлив сложнее, чем азоттетроксидного, не требующего комплекса средств для обеспечения переохлаждения и допускающего длительное хранение в заправленных баках ракеты без опасности испарения и гидравлических ударов.
4) Азоттетроксидные двигатели конструктивно проще и надежнее кислородных, так как не требует специальных средств для обеспечения зажигания и высотного запуска и менее склонны к высокочастотным пульсациям давления.
Таким образом, для рассматриваемого конкретного случая применения азоттетроксидные двигатели позволяют удовлетворительно решить задачу без потерь в энергетике, без существенной разницы в стоимости по сравнению с кислородным вариантом I и II ступени Н-1, но будучи конструктивно и в эксплуатации проще и надежнее, проще в доводке и могут быть созданы в более короткий срок, чем кислородные двигатели.
Итоги сравнения кислородного топлива с азоттетроксидным позволяют принять однозначное решение в пользу топлива АТ+ДМГ для I и II ступеней Н-1.
Если ОКБ-1 сочтет более правильным использовать ОКА-50 вместо АТ, с этим можно согласиться.
Имея известное Вам неоднократное, прямое, личное указание товарища Н.С.Хрущева об ответственности ОКБ-456 за разработку мощных двигателей для носителя более тяжелого, чем на базе Р-7, и учитывая необходимость всемерного форсирования крайне трудоёмких работ по разработке конструкции и подготовке серийного производства этих двигателей, прошу Вас не замедлить с выбором топлива для I и II ступеней носителя Н-1.
Главный конструктор ОКБ-456 ГЛУШКО
Арх.№ 1354 (253-259)

Глушко съел шляпу когда Сатурн-5 полетел? И побежал помогать доводить Н-1? нет. О чем речь вообще?

"Помогают" тому, кто просит о помощи, но Королёв с Мишиным послали Глушко лесом. Подозреваю, что вся эта история с выпиныванием Глушко из проекта Н-1 имела неприятный запашок.

[Старый]

Глушко съел шляпу когда Сатурн-5 полетел?

А Рогозин что съел, когда Маск полетел?

Кажется Рогозина никто ещё не додумался объявить великим двигателистом, основоположником, кавалером и лауреатом всего и вся и т.п.? 

[Alex-DX]

"Помогают" тому, кто просит о помощи, но Королёв с Мишиным послали Глушко лесом. Подозреваю, что вся эта история с выпиныванием Глушко из проекта Н-1 имела неприятный запашок.

Подозреваю что Глушко с удовольствием сносил весь проект Н-1, когда пришел к власти. 

[Старый]

Глушко съел шляпу когда Сатурн-5 полетел? И побежал помогать доводить Н-1? нет. О чем речь вообще?

Глушко съел Королёва, Мишина и Кузнецова, влез на их место и побежал реализовывать то что предлагали они и против чего он отчаянно боролся.
А съесть шляпу он должен был ещё тогда когда увидел двигатель от Фау-2.