Попалась замечательная статья.
Замечательна она тем, что является кратким, ясным и почти полным СБОРИЩЕМ МИФОВ о лунных ракетах СССР и США.
То есть концентрированной ЛОЖЬЮ.При этом все факты там - верные. Но вывернуты абсолютно наизнанку.
Очень яркий пример как нам выкручивают мозг.
Первоичточник.Сравнение ракет Сатурн-5 и Н-1 и анализ причин нашего поражения в лунной гонке
1 февраля 2021
В этой статье я не буду убеждать вас что американцы были на луне, но тем не менее как известно в 60-х годах прошлого века американцы высадили своих астронавтов на луне, а мы потерпели неудачу. В лунной гонке ключевым элементом была сверхтяжелая ракета, она нас и подвела. В статье я приведу статистику по этим ракетам, а также проанализирую причины такого исхода событий.
Характеристики ракет
Сатурн-5:
Стартовая масса - 2965т
Полезная нагрузка на НОО - 140т (4.7% от стартовой массы)
Н-1 (форсированная):
Стартовая масса - 2950т
Полезная нагрузка на НОО - 100т (3.4% от стартовой массы)
Несмотря на одинаковую стартовую массу, Н-1 серьёзно отставала от Сатурна по грузоподъемности. Для лунных миссий это означало серьёзные сокращения по сравнению с американцами. Не буду углубляться скажу кратко - в нашей мисси предполагался экипаж только из 2-х человек и переход космонавта (Леонова) в посадочный модуль через открытый космос.
Да, H-1 выводила в 1.4 раза меньше. Но она была керосин-кислородная на всех ступенях, а Сатурн-5 был на двух верхних ступенях водород-кислородно. И это по-сути объясняло разницу исчерпывающе. Удельный импульс керосин-кислорода ниже (~330 c) чем у вододод-кислорода (~420с) и через формулу Циолковского можно сделать прикидку для двух ракет с числом Циолковского Z
1 и Z
2 и разной скоростью истечения u
1 и u
2 при достижении одной и той же скорости v:
v= u
1 ln(Z
1)
v= u
2 ln(Z
2)
u
1 ln(Z
1) =u
2 ln(Z
2)
u
1/u
2 = ln(Z
2)/ln(Z
1)
Для условного С-5 Z
1 =2965 т/140 т = 21,18
Для условной H-1 Z
2 =2950 т/100 т = 29,5
ln(Z
2)/ln(Z
1) =
1,1085 и это обратное соотношение скоростей истечения при равном результате. Но если мы возьмём тупо u
1/u
2 = 420/330 =
1,27. То есть, по идее H-1 была СОВЕРШЕННЕЙ!
Да, конечно. Это грубая идеализация. Не учтена масса нюансов. Что С-5 на первой ступени имела керосин-кислородные двигатели с удельным импульсом всего 263 с (как у твердотопливных бустеров). И на этом она разгонялась почти до 3 км/с.
И это по-сути уже оправдывает полученную разницу. Была еще масса нюансов, хотя они по-сути у обоих случаев были почти равнвыми. Мы считали одноступенчатую ракету а здесь многоступенчатость. Удельный импульс вообще на уровне моря из-за давления атмосферы падает. Есть гравитационные потери (связанные с "висением" ракеты и разностью тяги на старте с весом). В общем. Есть масса нюансов. Но ясно одно.
Одинаковость (почти) стартовой массы и РАЗНЫЙ результат на орбите (140 тонн и 100 тонн) - это не плохое КАЧЕСТВО ракеты, а это выбор топлива. Поэтому ни в коем случае нельзя сказать что H-1 была "склёпана" "кривыми руками". Да, это была куда более "бюджетная" ракета. Но она такой и задумывалась. Не быть слишком дорогой. Более "простое" топливо или более "простые" сферические и ОТДЕЛЬНЫЕ от конструкции баки - это было не столько от того что мы не умели делать как американцы (да, что-то не умели), а от того что это было ДЕШЕВЛЕ и при длительном многократном пуске ракет вывело бы нас вперёд.
Читаем дальше.
Статистика запусков
Сатурн-5 осуществила 13 запусков и все были успешные.
Н-1 запускали 4 раза и все оказались аварийными, причем на втором пуске взрыв ракеты разрушил стартовые сооружения.
Да это справедливо можно назвать полным фиаско с нашей стороны.
Что же привело к такому катастрофическому отставанию и по надежности и по характеристикам?
Причины этого в отставании на тот момент в технологиях. А именно в двигателях и металлообработке. Позднее мы нагнали американцев по этим технологиям, но на тот момент отставание было и давайте рассмотрим его детальнее.
Да. Это было то, что убило "русских академиков". Что называется
сломило у это пи... сволочи дух. Именно тут и возникло ощущение магии и превосходства технологий.
Но мы понимаем что ничего волшебного в этом не было.
NASA поставило целью ИЗБЕЖАТЬ (всеми средствами) аварийных запусков. Ибо это плохо сказывалось на имидже организации.
Поэтому.
Во-первых, всё что можно было отработать на стендах - они отработали на стендах. И мы это тут на форуме уже обсуждали. Сколько это в итоге стоило. По-сути это условно в 3 раза увеличивало стоимость каждого пуска. Ибо одноразовая ракета уже пару раз "слетала" на стендах и состояла из многоразовых систем пущенных на стендах.
Вот статья
Сатурн-5. Немного о ценах.. Из нее мы узнаём, что сама С-5 без полезной нагрузки стоила 185 миллионов. 95 миллионов стоил сам лунный комплекс - полезная нагрузка. То есть изготовление всего железа на старте стоило 280 миллионов. Но исходя из того что пуски с 12 по 17 Аполлоны обошлись в 4 миллиарда, то каждый пуск обходился в 671 миллион, то есть в 2.4 дороже!
То есть, мало того что сама ракета была "золотая". Обеспечение чуда безаварийности обходилось, условно в 2.5 раз дороже.
Американцы тупо КУПИЛИ время и имидж. У них всё работало на имидж!
И воткнув флаг... они остались ни с чем!
Во-вторых. А действительно ли все пуски у США по программе "Сатурн" были безаварийными? Да. Условно - да. Но это была хитрость. Ну сколько ты на стенде не играйся, а лётная отработка есть лётная отработка...
И таки да!
На самом пике своих трат....
Они пускают целую серию ракет
Сатурн-1, которую можно рассматривать как своего рода габаритную модель C-5 (многое отработано в полётах на них).
Правда и тут... все пуски - успешные. Но... Самые первые их них - суборбитальные. Вопрос- почему?
Ответ прост. Это не совсем еще готовые ракеты.
В первых полёте испытывалась только первая ступень (последующие заполнялись водой). То есть лётные испытания "за бугор" таки проводились, но они были "забугорными" по-плану. И ясно почему. Лучше сразу ставить реальные цели "за бугор" и рапортовать об их выполнении. Тогда дураки и неспециалисты, которые наблюдают за каждым пуском на мысе просто не станут на это обращать внимание и вызывать нездоровый ажиотаж. Опять пустили что-то промежуточное... Отработка... Отработка - успешная. Но всё это - неинтересно.
В итоге. Сделано покерное лицо (у них всё круто!) Но зато вся программа полёта на Луну и вылилась в 25 миллиардов. СССР до 1974-го на всю свою лунную программу потратил не более 5 миллиардов рублей. То есть в ПЯТЬ раз меньше. Это и ракета и весь лунный комплекс. Да, начни летать, возможно затраты выросли бы до 10 миллиардов (если бы мы за Луну взялись основательно). Но это всё равно было бы в 2.5 раза меньше чем потраченное американцами.
Вот, собственно, реальная цена американской победы.
Американского чуда.
Спустя годы, в СССР чудо повторили на "Энергии"-"Буран". Затратив 11 лет работы и 15 миллиардов. Бабки*время = результат. Никакого чуда. Никакого ПРЕВОСХОДСТВА СИСТЕМЫ или сверхтехнологий.
Задорого слетать на Луну можно. И быстро. Но недолго... Только воткнуть флаг.
Имел ли смысл такой размен?
В СССР Н-1 планировалась более дешёвой ракетой чем С-5, ее готовили для длительного массового использования на многие годы и годы (это был долгосрочный план Кролёва-Мишина) для самых разных задач в космосе. Не только Луна но и Марс и орбитальные станции. В общем освоение космоса. По-взрослому! По-сути H-1 ждала та же долгая и плодотворная жизнь, какая была у P-7 но в классе "нам бы только спутник!". Н-1 дала бы качественно более высоком уровне всего пилотируемого космоса. Это был 100-тонник, рабочая лошадка, а не половинка от 10-и тонника, какой и осталась реплики P-7-наследница.
Ведь на базе H-1 планировалось сделать меньшие версии ракеты H-11 и H-111...
Но...
Всё было уничтожено чисто политическим решением. И теперь создан и продвигается миф про якобы "хреновую ракету"
Именно что бы скрыть политику.
Читаем дальше.
Двигатели первой ступени
Принято считать что у нас с двигателями было всё замечательно. Однако.
В 1955-м году, когда еще не полетел первый спутник, американцы уже приступили к созданию мощнейшего двигателя F-1, а в 1959-м году уже провели его испытания. Это значит что к моменту когда Кеннеди объявил лунную программу у американцев уже был в кармане готовый двигатель.
У нас подобный по мощности двигатель появился только в 80-х годах и это был РД-170. А на тот момент был разработан НК-33 (1967 год) куда более слабый двигатель.
Короче говоря. У американцев уже была фора в 8 лет и им было достаточно 5-ти двигателей первой ступени в то время когда нам их требовалось 30 штук! Это делало нашу ракету сложнее и менее надежной.
Бред от начала до конца. В каждом слове и букве. Но широко распространённый в головах. В-первых F-1 еще в 1963-м упорно не хотел работать. Да, задел идёт издалека (чуть ли не из гестаповских подземных заводов...) из 50х. Все заделы - из 50х. Но начав работать с реальным двигателем таких чудовищных размеров американцы готовы были проклясть всё и вся! Проблема пулсационного горения просто убивала двигатели. Двигатель тупо не хотел работать. Одно время была просто паника. Мол, мы не успеваем! Ситуацию спасли в последний момент чуть ли не шаманскими приёмами (и после этого зареклись с подобным связываться!) Это при том, что от гигантского двигателя требовалось всего то 260 секунд удельного импульса!!!
Это был чудовищно-большой двигатель открытого цикла. Все двигатели на C-5 были открытого цикла. То есть ДОПОТОПНЫЕ двигатели из 50х. Единственное что было новым - топливо на верхних ступенях. Водород. Чудо-топливо и омерзительный флюид в эксплуатации (и наверняка дорогой! Не сам водород. Ракета в итоге - дорогая!)
Ну а на первой ступени - 5 кислород-керосиновых монстра. Первые такие и последние... навсегда!
С тех пор американцы зареклись строить такие чудовищные по размеру двигатели!
Никто и не пытался повторять их опыт!
Да они нафик и не были нужны, если подумать. И то что поставил Королёв на H-1 было во всех отношениях лучше.
Да, спорная схема управления. И тем не менее Маск сейчас идёт путём Королёва, а не фон-Брауна.
Много "маленьких" двигателей. Они могут отключаться (по мере падения массы) и тем самым снижать нагрузку на конструкцию (перегрузку). В общем. На H-1 было всё придумано правильно. На C-5 - НЕПРАВИЛЬНО.
Ну и главное. Недоношенные НК-15 и боле совершенные HK-33 были двигателями ЗАКРЫТОГО цикла. То есть концептуально и технически более совершенными двигателями (поэтому и не заработали сразу). Да, они не использовали водород. Они использовали старую пару керосин-кислород. Но это были почти предельно-совершенные двигатели (предел совершенства - "Раптор" и это ветвь этих двигателей не F-1). И на самом деле вопрос о том, стоит ли возиться с водородом - вопрос открытый.
Где-то стоит. Где-то нет.
Для того что бы рвануть на Луну и воткнуть до конца десятилетия флаг в нее, да, чисто политически стоило сесть на дорогущий водород. Но если вы хотите дальше летать много долго разнообразно... то может и не стоило с ним капризным и дорогим связываться?
Маск не связывается. Предпочитает метан. Почти тот же керосин. Думаете зря?
Продолжаем читать...
Топливные баки
У американцев на тот момент была более продвинутая технология обработки алюминия. На практике это им давало возможность изготавливать цилиндрические ступени ракет стенки которых были одновременно и несущей конструкцией и стенками топливного бака. Кроме того, топливопровод от верхнего бака шел прямо сквозь нижний бак.
В то время у нас топливные баки изготавливались отдельными сферами, а топливопровод приходилось прокладывать вокруг этих сфер. Обратите внимание на ребра вдоль корпуса ракеты Н-1, это не ребра жесткости, это выступающий за пределы корпуса топливопровод. В общем и в плане конструкции ракета у нас была сложнее, а значит менее надёжна.
Я знаю откуда эта мифология. Это козни "водопроводчика" всея ракетостроения Дмитрия Конаныхина. Он, развивая миф крыл матом данную системы подачи компонентов. Но это всё - тянутая на глобус сова. Что бы любой ценой обхаить H-1 и возвеличить C-5. Мол, смотрите, технически всё было неверно. Это надо было закрывать! Это - крик в самооправдание что бы не допустить и мысли, что за закрытием H-1 стоит ГОЛАЯ международная политика Партии и Правительства ради дела Мирного сосуществования.
Суть в чём?
То за что хвалят С-5 (за несущие баки) было впервые сделано Королёвым еще на Р-2. Это было второе наше новшество в Фау-2. Первое - отделяющаяся голова, второе - соединить баки и несущую конструкцию. Немцы сделали отдельно баки отдельно несущую конструкцию в основном для обеспечения входа ракеты в атмосферу (еще они утепляли бак с кислородом). Но если вы отделили головку вам не нужна избыточная прочность и бак можно сделать несущим. Облегчив конструкцию.
Однако. Не что не даётся даром. Все таки совмещая две хороших вещи (бак - ёмкость для хранения, несущая конструкция - силовой каркас) вы получаете одну плохую. Плохой бак и плохой каркас. И еще вы получаете всё ОЧЕНЬ ДОРОГО. При выфрезеровывании той самой "вафли" у вас в стружку ухоидеть более 90% исходной алюминиевой отливки.
Да, на ракетах класса 1 тонна на орбиту или даже 10 тонн на орбиту (тот же "Протон") это всё стоило того. Но когда вы переходите к ракете класса 100 тонн на орбиту у вас многое меняется. В первую очередь с ростом размера ракеты в N раз у вас объем ракеты (то есть топлива внутри) растёт N
3, а масса ракеты это по-сути ее поверхность, растёт как N
2. То есть качество ракеты растёт с ростом размера. В то самое N раз. А так как на ракетах 1 и 10 тонн у вас уже приемлемое качество, то на 100 тонике можно воспользоваться этим ростом для ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО упрощения ракеты (и уменьшения ее цены). Поэтому Королёв на малых ракетах сделал бак несущим (там это имело смысл), а на большой 100 тонной ракете вернулся к "немецкому варианту". Бак - отдельно (сделать хороший такой бак!) а корпус - отдельно! И что бы бак оставался баком он даже не стал его пронизывать магистралями. Обвёл их по сторонам.
Плохая аэродинамика, скажите?
Глупости не несите!
Обратите внимание. Чем массивней ракета, тем "тупее" может быть ее аэродинамика. Ну посмотрите на ту же 100-тонную "Энергию".
Суть в том что массивной ракете пофигу аэродинамика. Условно. Там работает принцип носорога. Зрение плохое, но это не его проблемы.
Что такое вообще аэродинамика? По сути это масса стоящая за каждым метром квадратным МИДЕЛЯ (площади встречающей набегающий поток). И теперь подумайте. Очень большая ракета... она как носорог...
Изящная форма H-1 была не столько связана с аэродинамикой, сколько с прочностью. Это была скорей башня чем стрела. Поэтому что там выступало... это были такие мелочи... Ей богу!
Читаем дальше.
Водородные технологии
На верхних ступенях ракеты Сатурн-5 применялся водород, в то время когда у нас водородные технологии еще не были развиты. Это означало что двигатели верхних ступеней у американцев имели более высокий удельный импульс. Это повышало грузоподъемность ракеты Сатурн-5 по сравнению с Н-1.
Мы уже затрагивали этот вопрос. Да, американцы тогда в гонке за Луну поставили на водород (одна из скрытых тайн в том, что водород вообще рассматривался как топливо будущего, в частности как рабочее тело для ЯРД, которые так и не полетели. Почему - отдельный разговор). У них были по-сути "допотопные" двигали (открытый цикл) но зато две верхние ступени водородные. На этом они и вытянули.
Водород бессмысленно использовать на малых ракетах так как он имеет плохую плотность и слишком низкую температуру. Тепловые потери это поверхность. И да, на большой ракете класс 100 тонн, водород уже имеет смысл использовать (а вообще лучше это делать на 1000-тонниках). Но водород очень капризное, опасное топливо и безаварийное его использование - это затраты, затраты, затраты... Это цена, цена, цена... Не зря (еще раз) Маск вместо водорода поставил на криогенный на метан. Более плотный. Менее термически капризный. У нас использовалась для всей Луны, на нашем 100-тоннике старая проверенная пара керосин-кислород. И это (как показывает теперь опыт) был не минус. Это был плюс.
Да, Глушко тоже сделал кислород-водородну "Энергию" (почти как C-5). Ну и? Еще были европейцы. Они тоже "на цирлах" повторяли опыт или моду американцев. На своих самых совершенных (и безумно ДОРОГИХ!) ракетах они тоже вошли в водородный клуб.
Но толку? Ну вошли. И?
В общем. Одни - понты. Водород может быть имел бы смысл на 1000-тонниках... но если вы не пускаете дале 100-тонники, то нафик он вам?
Тот факт, что на Н-1 не использовался водород было не минусом. Это был огромный жирный плюс.
Плюс в смысле стоимости. Н-1 могла стать первым относительно дешёвым 100-тонником что вывело бы СССР вперед на 20 лет. Особенно на фоне полного провала "Шаттла"!
Опять же для тех кто молится на святого Маска. Маск
кирпиём ружья не чистит, водородом свой "сташип" не заправляет!
Вывод
Во времена лунной гонки 60-х годов мы отставали по целому ряду ключевых технологий (двигатели, топливные баки, водород). Именно это привело к нашему поражению в лунной гонке.
Что можно было сделать в той ситуации? Я считаю было ошибкой ввязываться в гонку за высадку человека на луну. Надо было просто не создавать ракету Н-1. В любом случае даже если бы она успешно слетала на луну, кроме пиара нам бы это ничего не дало. Отправлять луноходы на луну у нас получалось и этого достаточно, человек на луне - дорогое удовольствие.
И сегодня надо вспоминать об Н-1 и хорошо задумываться перед тем как кидаться в масштабные космические программы.
Вывод в каждой букве, в каждой запятой абсолютно неверный. Всё поставлено с ног на голову.
Повторюсь. Это яркий пример, как из абсолютно верных фактов можно сложить абсолютно лживую массаракшу у себя в голове!
Да, высадка ОДНОГО космонавта на Луну была бы достаточно смехотворной, даже жалкой... если бы мы как американцы воткнули флаг, там бы потоптались и... сЪеб... ись... На пол века. Если бы мы повторили как они.
То есть так бы точно обоср-ались. Надорвались ради флага.
У них - пирова победа. У нас пиров реванш.
Но в том то и дело что программа СССР была в долгую (при этом она еще была и военно-гражданской). Да, не успели первыми. Ничего... Зато мы в ... другом себя покажем! Планировалась база на Луне. Планировались другие профили полёта. H-1 была никудышный для однопускового полёта, но двухпусковый полёт со встречей на орбите Земли и прямой полёт на Луну и обратно был бы правильным ходом (для доставки грузов в один конец вообще идеально).
Вообще по схеме полёта на Луну есть отдельная интрига.
Американцы со своей встречей на лунной орбите тоже очень крупно попали В ТУПИ.
Да, если вы хотите воткнуть флаг (и только) - вам этот путь. Но потом... Вы оказываетесь у разбитого корыта. Не зря были такие жаркие споры по схеме... Суть в том, что если вы хотите там обосноваться, Луна вам надолго, вам там нужно заложить базу, то вам лучше летать к Луне напрямую. То есть встречаться на ортите Земли. И вот в этом смысле две H-1 сделали бы одну C-5 с головой. 200 тонн на НОО могли напрямую отправить к Луне что угодно. 140 - ни туда ни сюда.
Почему американцы отказались от двухпуска (встреча на орбите земли и встреча на орбите Луны если так хочется встречаться на орбите Луны)? Одна из причин - их космодром. Мыс Канаверал почти во всём лучше Байканура. Море, почти экватор, курорт, субтропики... Но в одном Байканур делал Канаверал. СТАБИЛЬНОСТЬ погоды. Погода на Канаверале - плохо предсказуема как на любом побережье и поэтому сделав пуск сегодня, вы не могли гарантировать что завтра (когда орбиты совпадут) вы сможете сделать второй пуск (по причинам погоды).
А вот степной Байканур. Резко континентальный климат. Там почти круглый год погода абсолютно предсказуема и пускать двумя пусками тут можно было сколько хочешь. Погода не могла вклиниться. Она вообще там никогда никому не мешала (что нельзя сказать про Канаверал).
Но это уже совсем другая история.
