Сравнение Н-11 и Протона

[hcube]

Если я правильно помню, то управление по рысканьюу/тангажу на Н-1 осуществлялось разнотягом двигателей. Что как раз и требовало большого момента.

Далее, по поводу баков. А не судьба была (раз уж нельзя варить бак толщиной 50 мм) сварить ТОНКУЮ оболочку прямо на каркасе, так чтобы каркас остался внутри бака? Т.е. вместо химической фрезировки - крепление к подкрепляющему каркасу, как на самолетах?

[Старый]

Чтобы понять почему применяются подвесные баки надо посмотреть почему они применяются в остальных случаях, в основном на верхних ступенях. На блоке Д например. Или на Транстейдже. Или Дельте-2 и 4.
 И потом подумать - почему Н-1 должна быть исключением?

[Дмитрий В.]

Дискуссия о сравнении Н-11 и «Протона», на мой взгляд, высветила несколько проблемных вопросов.
1)Мы до обидного слабо знаем историю отечественного ракетостроения. Очевидно, из-за секретности (до сих пор «скрывающей в тумане» многие исторические аспекты проекта Н-1). К сожалению, как мне кажется, мы уже многих подробностей и не узнаем, т.к. значительная часть документации просто уничтожена. Даже само название изделия «Н-11» не совсем ясно, как читается: то ли «Н-два», то ли «Н-одиннадцать»...Наверное, все-таки «Н-два» (вместо латинского "II" на пишущей машинке печаталось «11»).
2)Само сравнение никогда не летавшей Н-11 с вполне реальным «Протоном» не совсем корректно и, в лучшем случае, представляет «академический» интерес.
3)Пользоваться данными из открытых источников надо с осторожностью. Та же юбилейная книга РККЭ (из которой, скажу честно, видел только отельные выдержки) содержит не то чтобы неточности, но, скорее, неполную информацию. Например, данные по «Вулкану» (известный чертеж с www.buran.ru и данные по массам), видимо соответствуют очень раннему варианту. Последний вариант (согласно ЭП 1986-1988гг) имел Мст около 4700 т и Мпн примерно 195т на низкой орбите. Да, и внешний вид существенно отличается. Тоже, видимо, можно сказать и в отношении цифр по Н-11. Как мы уже заметили, в открытых источниках для РН указаны стартовые массы 700 и 750-770 т, а масса ПН от 20 до 25 т. Думаю, никакого «злого умысла» в этих разночтениях нет. Скорее всего, как мне кажется, стартовая масса 700т (Мпн=20т) указывается для раннего варианта Н-11 на базе Н-1 с Мст = 2200 т (Мпг=70-75т), а Мст=770 т и Мпн=24 т – для варианта на базе Н-1 с Мст=2750 т (ПН более 90 т). Либо, что менее вероятно, стартовая масса 700 т соответствует именно двухступенчатому варианту.  Попутно замечу, что массовая отдача Н-11 в любом варианте не хуже (а в варианте Мст=770 т и ПН=24т лучше), чем у «Протона». Хотя, лично мне, «Протон» нравится больше.
4)Рассуждения о причинах принятия тех или иных решений для Н-1/Н-11, в отсутствие достоверной информации, напоминают «гадания на кофейной гуще». Ясно только одно – компоновочная схема Н-11 была предопределена базовым вариантом Н-1.
С уважением, Дмитрий В.

[Лютич]

Ну, дык...
Меня, вот, к примеру, до сих пор интересует, почему при одинаковой причине аварии (взрыв движка) второго и четвертого ЛИ так сильно различается их хронометраж (во втором - после взрыва пожар, развивавшийся со средне-высокой скоростью, а в четвертом - после взрыва почти мгновенное разрушение блока А, спустя 0,3 сек затронувшее и блок Б)

[Старый]

Ну, дык...
Меня, вот, к примеру, до сих пор интересует, почему при одинаковой причине аварии (взрыв движка) второго и четвертого ЛИ так сильно различается их хронометраж (во втором - после взрыва пожар, развивавшийся со средне-высокой скоростью, а в четвертом - после взрыва почти мгновенное разрушение блока А, спустя 0,3 сек затронувшее и блок Б)

Практически наверняка причиной четвёртой аварии НЕ был взрыв двигателя. Двигатель - это версия-отмазка позволяющая конструкторам ракеты снять вину с себя. Настоящей причиной почти наверняка был объёмный врыв в двигательном отсеке вызванный разрушением трубопроводов из-за гидроудара.

[Старый]

О причинах выбора такой схемы Н-1 я думаю вполне однозначно знает Черток. Однако в своих мемуарах он этот вопрос почемуто обошёл.

[Feol]

Ну, дык...
Меня, вот, к примеру, до сих пор интересует, почему при одинаковой причине аварии (взрыв движка) второго и четвертого ЛИ так сильно различается их хронометраж (во втором - после взрыва пожар, развивавшийся со средне-высокой скоростью, а в четвертом - после взрыва почти мгновенное разрушение блока А, спустя 0,3 сек затронувшее и блок Б)

Практически наверняка причиной четвёртой аварии НЕ был взрыв двигателя. Двигатель - это версия-отмазка позволяющая конструкторам ракеты снять вину с себя. Настоящей причиной почти наверняка был объёмный врыв в двигательном отсеке вызванный разрушением трубопроводов из-за гидроудара.

И очень забавно читать у Чертока описание, как якобы пытались проследить "распространение взрывов" от двигателя к двигателю. Комедия.

[Дмитрий В.]

2 Старый.

Думаю, что даже Б.Е.Черток не сможет точно описать причины/мотивы выбора схемы и основных параметров Н-1 и всего семейства. Во-первых, формирование облика Н-1 происходило не в его подразделениях. Во-вторых, прошло много лет. И, в-третьих, даже если документация сохранилась, в ней могли и не формулироваться причины тех или иных решений. Как известно, решения могли приниматься, исходя из субъективных и трудноформализуемых факторов. Если решение принималось на совещаниях у ГК, должно составляться т.н. ТР (техническое решение), но даже в нем мог быть зафиксирован только конечный  результат: типа «Принять схему с поперечным делением ступеней» и все!
Исходя из доступных (в основном, разрозненных) источников, я для себя составил примерно следующую логику проектирования Н-1.
1)Внешние факторы:
а) Изначальное отсутствие интереса у заказчика к полету на Луну. Более приоритетными, считались оборонные задачи, создание тяжелой орбитальной станции, полет к Марсу (любопытно, что проекты «марсианских» аппаратов, видимо, появились раньше – 1960г., чем «лунный» «Союз»). Поэтому, в отличие от «Сатурн-5», Н-1 проектировалась, как многоцелевой носитель без привязки к конкретной ПН. Если по проекту 1956г. Н-1 имела ПН=40т, то позднее она была увеличена до 70, а потом и до 95 т.
б) Следствием п.а) явились шараханья высшего руководства в постановке целей разработки Н-1, что привело к запаздыванию со сроками и постоянным пересмотрам проекта
в) Отсутствие в СССР технической базы для производства ЖРД тягой более 150-200 тс. Более того, как говорили мне некоторые специалисты, Глушко, столкнувшись с нестационарными колебательными процессами в керосиновых ЖРД РД-110 (для Р-3) и РД-111 (для Р-9), вообще выдвинул теорию, что создать камеру на керосине с тягой более 40 тс вообще невозможно (за достоверность поручиться, естественно, не могу).
г) Отсутствие в СССР освоенного производства свариваемых алюминиевых сплавов высокой прочности. Если американский 2219 имел сигма временное не меньше 450 МПа, то наш АМГ-6 в различных модификациях только 320-400.
д) отсутствие на ближайшую перспективу водородных ЖРД и в целом водородной инфраструктуры

2)Субъективные факторы. Очевидно, Королев крайне негативно относился к «вонючим» компонентам. Возможно, из-за октябрьской катастрофы с Р-16 в 1960г, но, скорее, из-за более низких энергетических показателей НДМГ-АТ. Глушко (самый «опытный» на тот момент ракетный двигателист), напротив, считал эти компоненты более перспективными (самовоспламенение, высокая плотность окислителя, более простая конструкция ЖРД, проще организовать процессы горения и создать ЖРД большей тяги в сжатые сроки и т.п.).

3)Технические решения.
а) Выбор компонентов топлива. Практически, у Королева оставался только проверенный керосин вкупе с ЖК.
в) Выбор схемы. До 1960г. в ОКБ-1 рассматривались, по крайней мере, 2 базовых варианта: пакет (Зайцев) и тандем (Коляко). Первый вариант при использовании транспортабельных блоков диаметром до 4,1 м (и видимо с ограничением на длину) не обеспечивал ПН более 50 т. Не знаю, рассматривалась ли схема «Виктории-К». Но эта схема не позволяла применить на верхних ступенях ЖРД с большим расширением (потери УИ). Вообще, некоторые специалисты писали, что полиблочная пакетная компоновка вела к весовым издержкам из-за увеличения количества межблочных связей, кроме того, при прочих равных условиях пакетная схема имеет «мю ПН» несколько ниже, чем у тандема. Коляко «рисовал» довольно монструозный вариант тандема с цилиндрическими силовыми корпусами ступеней, в которых размещались связки цилиндрических же баков. Как пишет Гладкий, эта схема заинтересовала СП больше варианта Зайцева. Из нее впоследствии и выросла известная нам схема Н-1. Замечу, что применение пакетной схемы вело к необходимости увеличения количества двигателей на 1-й ступени, из-за большей Мст и при фиксированной тяге (150тс) одиночного ЖРД. То есть СП и Мишин выбрали схему, которая при имеющихся исходных данных обеспечивала максимум «мю ПН».
г) Выбор геометрических размеров и компоновки блоков. Большое количество ЖРД (сначала 24, потом 30) предопределило большой диаметр блока А (да, и для Б тоже). Их можно было разместить на 1-й ступени двумя способами: сконцентрировав ЖРД как можно ближе к центру блока, либо, напротив, разнести их как можно дальше от центра. В первом случае, управление РН разнотягом было нецелесообразно, поэтому пришлось бы разрабатывать модификацию НК-15/НК-33 с карданным подвесом (или качающиеся в одной плоскости), что затягивало сроки и вело к весовым издержкам. Кроме того, это решение, очевидно, требовало размещать ЖРД концентрическими рядами, что приводило к существенному усложнению конструкции ХО и росту его массы. Второй вариант позволял реализовать схему с разнотягом с минимальными весовыми издержками на управление (уменьшение или полное исключение демпфирующих перегородок в баках, минимизация потерь эффективного УИ, снижение массы одиночного ЖРД и ХО в целом). В качестве «платы», пришлось принять решение об отключении работающего штатно ЖРД, противоположного аварийному двигателю. Пришлось принять повышенное значение тяговооруженности (почти 1,7) для 1-й ступени, что, однако, пошло на пользу «мю ПН». Сферические подвесные баки оказались предпочтительнее несущих цилиндрических/конических из условия качественной сварки, а также из-за уменьшения массы ТИ на баках ЖК. Габариты НК-15В/НК-43 также предопределили коническую форму блока Б с подвесными баками. Для блока В аналогичная схема, возможно, была выбрана из условия конструктивного подобия.
Вот такое мое ИМХО.
С уважением, Дмитрий В.

[Старый]

И очень забавно читать у Чертока описание, как якобы пытались проследить "распространение взрывов" от двигателя к двигателю. Комедия.

Ага, блин. Через "ударную волну в металле".

[Старый]

2 Старый.

Думаю, что даже Б.Е.Черток не сможет точно описать причины/мотивы выбора схемы и основных параметров Н-1 и всего семейства. Во-первых, формирование облика Н-1 происходило не в его подразделениях. Во-вторых, прошло много лет. И, в-третьих, даже если документация сохранилась, в ней могли и не формулироваться причины тех или иных решений.

При чём тут документация? Ни в какой документации не могут быть отражены разговоры ведущих специалистов при обсуждении возможных решений. И черток как главный электрик и управленец не мог не принимать в них участия. Я ни удивлюсь если окажется что именно Черток такую схему и предлдожил (потому и молчит). По крайней мере управление разнотягом должно было проходить именно по его подразделению. Как и КОРД.

[Дмитрий В.]

2 Старый.

Думаю, что даже Б.Е.Черток не сможет точно описать причины/мотивы выбора схемы и основных параметров Н-1 и всего семейства. Во-первых, формирование облика Н-1 происходило не в его подразделениях. Во-вторых, прошло много лет. И, в-третьих, даже если документация сохранилась, в ней могли и не формулироваться причины тех или иных решений.

При чём тут документация? Ни в какой документации не могут быть отражены разговоры ведущих специалистов при обсуждении возможных решений. И черток как главный электрик и управленец не мог не принимать в них участия. Я ни удивлюсь если окажется что именно Черток такую схему и предлдожил (потому и молчит). По крайней мере управление разнотягом должно было проходить именно по его подразделению. Как и КОРД.

Не помню откуда информация, но схему с разнотягом, вроде бы предложил В.П. Мишин.

[Feol]

А такая схема ещё хоть на какой-нибудь ракете когда-либо применялась?

[Димитър]

Хорошо, массовое совершенство Н-11 хуже, чем у Протона. Грузоподъёмность, однако, по Чертоку -
http://epizodsspace.narod.ru/bibl/chertok/kniga-4/g3.html
"на базе второй и третьей ступеней создать самостоятельную ракету Н11 со стартовой массой 750 тонн, способную вывести на околоземную орбиту спутник массой до 25 тонн. "

- выше, чем протоновские 22 тонны. Вероятно, если бы Н-11 довели до работающего изделия, то с 60-х до наших дней её ПН тоже бы возросла.

Если взять нормальную вторую (620 тонн) и третюю (210 тонн) ступень от Н-1 и добавить еще ступень (сделать трехступенчатую РН), то взлетная масса может дойти до 900 тонн, а ПН - свыше 35 тонн.
ИМХО - Ракеты в 700 - 750 т стартовой массы явно подгоняли под ПН Протона. А иметь за ту же цену 35-тонник было бы неплохо...

[Лютич]

Если взять нормальную вторую (620 тонн) и третюю (210 тонн)

Вы забываете, что на второй ступени Н-1 стояли движки с высотным соплом, более тяжелые. На блоке Б в Н-11 стояли бы более легкие "нижние" движки.

[Лютич]

До 1960г. в ОКБ-1 рассматривались, по крайней мере, 2 базовых варианта: пакет (Зайцев) и тандем (Коляко). Первый вариант при использовании транспортабельных блоков диаметром до 4,1 м (и видимо с ограничением на длину) не обеспечивал ПН более 50 т.

Сразу возникает вопрос: если моноблок можно было собирать собирать на месте, гоняя рабочих в пустыню в командировки, почему нельзя было собирать так и полиблок? с блоками, скажем, по 6 метров? Или это как с описанными вами альтернативами Энергии-М - приводились только заведомо худшие альтернативы уже выбранной схемы?

[Дмитрий В.]

До 1960г. в ОКБ-1 рассматривались, по крайней мере, 2 базовых варианта: пакет (Зайцев) и тандем (Коляко). Первый вариант при использовании транспортабельных блоков диаметром до 4,1 м (и видимо с ограничением на длину) не обеспечивал ПН более 50 т.

Сразу возникает вопрос: если моноблок можно было собирать собирать на месте, гоняя рабочих в пустыню в командировки, почему нельзя было собирать так и полиблок? с блоками, скажем, по 6 метров? Или это как с описанными вами альтернативами Энергии-М - приводились только заведомо худшие альтернативы уже выбранной схемы?

Можно было, но только смысла еще меньше: т.е. пакет не давал и преимуществ по сокращению трудоемкости сборочных работ, при том что его массовая отдача меньше, чем у тандема, а сложность конструкции в целом выше.

[Кот Бегемот]

Н-11 получилась бы сильно дороже протона, несмотря на токсичность и высокую стоимость НДМГ+АТ.
8 Дорогих и сложных (на тот момент) двигателей против шести простых и дешевых у протона.
Ну и шаробаки с фермами так же не упрощали ситуацию в пользу Н-11.
Именно поэтому протон жив до сих пор, а Н-11 так и осталась по большей части на бумаге.
Умели тогда принимать рациональные решения.

[Старый]

8 Дорогих и сложных (на тот момент) двигателей против шести простых и дешевых у протона.

НК-33 не были на тот момент ни дорогими ни сложными. Производились по серийным авиационным технологиям на серийном авиамоторном заводе. 

[Кот Бегемот]

НК-33 не были на тот момент ни дорогими ни сложными.

Пусть так.Протоновские все равно проще.

[AB57]

НК-33 не были на тот момент ни дорогими ни сложными.

Пусть так.Протоновские все равно проще.

Ответ есть в дневниках Мишина:

запись от 27.III. 1967:
"11Д51 стоит — 120 т[ыс.] рублей (600 т[ыс.]р[ублей] у В.П. Г[лушко].)"