Az N-1 szupernehéz hordozórakétát nagyméretű méretei (közel 2500 tonna kilövési súly, magasság-110 méter), valamint a rajta végzett munka során kitűzött célok miatt cári rakéta becenéven látták. A rakétának hozzá kellett járulnia az állam védelmi képességének megerősítéséhez, a tudományos és nemzetgazdasági programok, valamint az emberes bolygóközi repülések népszerűsítéséhez. Híres névadóikhoz - Bell Bell és Cannon Car - hasonlóan azonban ezt a design terméket soha nem használták a rendeltetésének megfelelően.
A Szovjetunió már az ötvenes évek végén elkezdett gondolkodni egy nehéz szuperrakéta létrehozásáról. Fejlesztésére vonatkozó ötletek és feltételezések a királyi OKB-1-ben gyűltek össze. A lehetőségek között szerepelt az első szovjet műholdakat indító R-7 rakéta tervezési tartalékának felhasználása, és még egy nukleáris meghajtórendszer kifejlesztése is. Végül 1962 -re a szakértői bizottság, majd később az ország vezetése egy olyan függőleges rakéta -konstrukciót választott, amely akár 75 tonna súlyú teher pályára állíthat (a Holdra dobott rakomány tömege 23 tonna, a Marsra - 15 tonna). Ugyanakkor lehetőség nyílt számos egyedi technológia - fedélzeti számítógép, új hegesztési módszerek, rácsszárnyak, vészmentő rendszer az űrhajósok számára és még sok más - bevezetésére és fejlesztésére.
Kezdetben a rakétával egy nehéz pályaállomást akartak földközeli pályára állítani, később pedig kilátásba helyezték a TMK, egy nehéz bolygóközi űrhajó összeállítását a Marsra és a Vénuszba. Később azonban késői döntés született arról, hogy a Szovjetuniót is bevonják a "holdversenybe" egy ember szállításával a Hold felszínére. Így felgyorsult az N-1 rakéta létrehozásának programja, és valójában az LZ expedíciós űrhajó hordozójává vált az N-1-LZ komplexumban.
Mielőtt eldöntötték a hordozórakéta végső elrendezését, az alkotóknak legalább 60 különböző lehetőséget kellett értékelniük, a több blokktól a monoblokkig, mind a rakéta párhuzamos, mind szekvenciális szakaszokra osztását. Ezen lehetőségek mindegyikére vonatkozó átfogó elemzéseket végeztek mind az előnyökről, mind a hátrányokról, beleértve a projekt megvalósíthatósági tanulmányát.
Az előzetes kutatás során az alkotók kénytelenek voltak elhagyni a több blokkot tartalmazó rendszert, párhuzamos szakaszokra osztva, bár ezt a sémát már tesztelték az R-7-en, és lehetővé tették a hordozórakéta kész elemeinek szállítását. (hajtórendszerek, tartályok) az üzemből a kozmodromba vasúton … A rakétát a helyszínen összeszerelték és ellenőrizték. Ezt a rendszert elutasították a tömegköltségek és a rakétablokkok közötti további víz-, mechanikai, pneumatikus és elektromos kapcsolatok nem optimális kombinációja miatt. Ennek eredményeként előtérbe került a monoblokk-séma, amely magában foglalta az előszivattyúkkal ellátott folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek használatát, ami lehetővé tette a tartályok falvastagságának (és ezáltal tömegének) csökkentését, valamint csökkentse a feltöltőgáz nyomását.
Az N-1 rakéta tervezése sok tekintetben szokatlan volt, de fő megkülönböztető jellemzői az eredeti séma volt gömb alakú felfüggesztett tartályokkal, valamint a teherhordó külső burkolat, amelyet egy tápegység támasztott alá. "félmonococks" -ot használtunk) és a folyékony hajtóanyagú rakéta motorok gyűrű alakú elrendezését az egyes szakaszokban. Ennek a technikai megoldásnak köszönhetően, amelyet a rakéta első lépcsőfokára alkalmaztak az indítás és az emelkedés során, a környező légkör levegőjét az LPRE kipufogó fúvókák a tartály alatti belső térbe juttatták ki. Az eredmény egy nagyon nagy sugárhajtómű látszatát mutatta, amely magában foglalta az 1. szakasz szerkezetének alsó részét. Ez a rendszer még az LPRE kipufogógáz levegő utáni égetése nélkül is jelentősen megnövelte a tolóerőt, növelve annak általános hatékonyságát.
Az N-1 rakéta lépcsőit speciális átmeneti rácsok kötötték össze, amelyeken keresztül a következő szakaszok motorjainak forró indítása esetén a gázok teljesen szabadon áramolhatnak. A rakétát a hengercsatorna mentén vezérelték vezérlő fúvókák segítségével, amelyekbe a gázt betáplálták, ott a turbopumpás egységek (TNA) után, a pályán és a pálya mentén engedték el, a vezérlést a a folyékony hajtóművel ellentétes motorokkal.
Mivel a szupersúlyos rakéta lépcsőit vasúton nem lehetett szállítani, az alkotók azt javasolták, hogy az N-1 külső burkolatát leszerelhetővé tegyék, és üzemanyagtartályait lemezterületekből ("szirmokból") állítsák elő közvetlenül a maga a kozmodróm. Kezdetben ez az ötlet nem fért bele a szakértői bizottság tagjainak fejébe. Ezért, miután 1962 júliusában elfogadták az N-1 rakéta előzetes tervét, a bizottság tagjai azt javasolták, hogy az összeszerelt rakétafokozatok szállítási kérdéseit tovább dolgozzák fel, például léghajó használatával.
A rakéta előzetes tervezésének védelme során a bizottság a rakéta 2 változatát mutatta be: AT -t vagy folyékony oxigént használva oxidálószerként. Ebben az esetben a folyékony oxigént tartalmazó opciót tartották főnek, mivel az AT-NDMG üzemanyagot használó rakéta jellemzői alacsonyabbak. Értékben a folyékony oxigénmotor létrehozása gazdaságosabbnak tűnt. Ugyanakkor az OKB-1 képviselői szerint a rakéta fedélzetén fellépő vészhelyzet esetén az oxigén opció biztonságosabbnak tűnt, mint az AT-alapú oxidálószer használata. A rakéta alkotói emlékeztek az R-16 balesetére, amely 1960 októberében történt, és öngyulladó mérgező komponenseken dolgozott.
Az N-1 rakéta többmotoros változatának megalkotásakor Szergej Koroljov mindenekelőtt arra a koncepcióra támaszkodott, hogy növelje a teljes hajtómű megbízhatóságát, a repülés során a hibás rakétahajtóművek esetleges leállítása révén. Ezt az elvet alkalmazták a KORD motorvezérlő rendszerben, amelyet a hibás motorok észlelésére és kikapcsolására terveztek.
Koroljev ragaszkodott a motorok folyékony hajtóművének beszereléséhez. Mivel a fejlett, nagy energiájú oxigén-hidrogén motorok költséges és kockázatos létrehozásának infrastrukturális és technológiai képességei hiányoztak, valamint a mérgezőbb és erőteljesebb heptil-amil-motorok használatát szorgalmazták, a vezető motorépítő iroda, a Glushko nem foglalkozott a H1-es motorokkal, amelynek kidolgozását a Kuznyecov KB -ra bízták. Érdemes megjegyezni, hogy a tervezőiroda szakembereinek sikerült elérniük a legnagyobb erőforrás- és energia-tökéletességet az oxigén-kerozin típusú motoroknál. A hordozórakéta minden szakaszában az üzemanyagot az eredeti golyótartályokban helyezték el, amelyeket felfüggesztettek a tartóhéjra. Ugyanakkor a Kuznyecov Tervező Iroda motorjai nem voltak elég erősek, ami azt eredményezte, hogy nagy mennyiségben kellett felszerelni őket, ami végül számos negatív hatáshoz vezetett.
Az N-1 tervezési dokumentációjának készlete 1964 márciusára elkészült, a repüléstervezési teszteket (LKI) 1965-ben kezdték el, de a projekt finanszírozásának és forrásainak hiánya miatt ez nem történt meg. Érintette a projekt iránti érdeklődés hiánya - a Szovjetunió Védelmi Minisztériuma, mivel a rakéta hasznos terhelése és a feladatok köre nem volt kifejezetten kijelölve. Aztán Szergej Koroljov megpróbálta érdekelni az állam politikai vezetését a rakétában azzal, hogy javasolta a rakéta felhasználását a Hold -küldetésben. Ezt a javaslatot elfogadták. 1964. augusztus 3-án kiadták a megfelelő kormányrendeletet, a rakétán lévő LKI kezdési időpontját 1967-1968-ra tolták.
Ahhoz, hogy 2 űrhajóst szállítsanak a Hold pályájára, egyikük a felszínre szálljon, 90-100 tonnára kellett növelni a rakéta teherbírását. Ehhez olyan megoldásokra volt szükség, amelyek nem vezetnek alapvető változtatásokhoz a tervezetben. Ilyen megoldásokat találtak - további 6 LPRE motor telepítése az "A" blokk aljának középső részébe, az indító azimut megváltoztatása, a referenciapálya magasságának csökkentése, az üzemanyagtartályok feltöltésének növelése az üzemanyag és az oxidálószer túlhűtésével. Ennek köszönhetően az N-1 teherbírása 95 tonnára nőtt, az indítási súly pedig 2800-2900 tonnára. A holdprogramra vonatkozó N-1-LZ rakéta tervezettervezetét Koroljov írta alá 1964. december 25-én.
A következő évben a rakétarendszer változásokon ment keresztül, úgy döntöttek, hogy felhagynak a kilövéssel. A légáramot egy speciális farokrész bevezetése zárta. A rakéta megkülönböztető jellemzője a masszív hasznos terhelés volt, amely egyedülálló volt a szovjet rakétáknál. Erre szolgált a teljes teherviselő séma, amelyben a keret és a tartályok nem alkottak egyetlen egészet. Ugyanakkor a meglehetősen kicsi elrendezésű terület a nagy gömb alakú tartályok használata miatt a hasznos teher csökkenéséhez vezetett, másrészt a motorok rendkívül magas jellemzőihez, a tartályok rendkívül alacsony fajsúlyához. és az egyedi tervezési megoldások növelték azt.
A rakéta minden szakaszát "A", "B", "C" blokknak nevezték (a holdváltozatban az űrhajó földközeli pályára bocsátására használták), a "G" és "D" blokkokat gyorsítani akarták. az űrhajót a Földről, és lelassul a Holdnál. Az N-1 rakéta egyedülálló sémája, amelynek minden szakasza szerkezetileg hasonló volt, lehetővé tette a rakéta 2. szakaszának vizsgálati eredményeinek az 1. átvitelét. Az esetleges esetlegességeket, amelyeket nem lehetett „elkapni” a földön, repülés közben kellett volna ellenőrizni.
1969. február 21 -én megtörtént az első rakétaindítás, majd további 3 kilövés. Mindegyikük sikertelen volt. Bár néhány próbatest során az NK-33 motorok nagyon megbízhatónak bizonyultak, a felmerülő problémák nagy része hozzájuk kapcsolódott. A H-1 problémái az irányváltó nyomatékkal, az erős vibrációval, a hidrodinamikai sokkkal (amikor a motorokat bekapcsolták), az elektromos zajjal és egyéb olyan tényezőkkel jártak együtt, amelyek ilyen nagyszámú motor egyidejű működése miatt keletkeztek. az első szakaszban - 30) és maga a hordozó nagy méretei. …
Ezeket a nehézségeket nem lehetett megállapítani a járatok megkezdése előtt, mivel a pénz megtakarítása érdekében nem állítottak elő drága földi állványokat a teljes fuvarozó vagy legalább a gyűjtemény első szakaszának tűz- és dinamikus tesztelésére. Ennek eredménye egy komplex termék közvetlen repülés közbeni tesztelése volt. Ez a meglehetősen ellentmondásos megközelítés végül hordozórakéta -balesetek sorozatához vezetett.
Egyesek a projekt kudarcát annak tulajdonítják, hogy az államnak nem volt határozott egyértelmű álláspontja a kezdetektől fogva, mint például Kennedy stratégiai részesedése a Hold -misszióban. Dokumentálják Sharakhanya Hruscsovot, majd Brezsnyev vezetését az űrhajózás hatékony stratégiáival és feladataival kapcsolatban. Tehát a "Cár-Rakéta" egyik fejlesztője, Szergej Kryukov megjegyezte, hogy az N-1 komplexum nem annyira technikai nehézségek miatt halt meg, hanem azért, mert alkupozícióvá vált a személyes és politikai ambíciók játékában.
Az iparág másik veteránja, Vjacseszlav Galyajev úgy véli, hogy a kudarcok meghatározó tényezője az állam kellő odafigyelésének hiányán túl az volt, hogy banálisan képtelenek ilyen bonyolult tárgyakkal dolgozni, miközben elérték a minőségi és megbízhatósági kritériumokat, valamint a szovjet tudomány akkori hajlandósága egy ilyen nagyszabású program megvalósítására. Így vagy úgy, 1974 júniusában az N1-LZ komplexum munkálatait leállították. A program keretében rendelkezésre álló lemaradást megsemmisítették, és a költségeket (1970-es árakon 4-6 milliárd rubel értékben) egyszerűen leírták.
