Сегодня всем известно, что Р7 создавалась, как носитель атомного оружия. И именно, как носитель оружия она оказалась несостоятельна. Причина: долгая и сложная подготовка к старту. РН Р7 летает на жидком кислороде и керосине. Если ее заправить задолго до конфликта, непрерывная утечка жидкого кислорода убьет РН; если начать заправлять после начала конфликта – не успеешь запустить. Конкурент СП, Челомей, тоже не без грехов, но все же инженер, понимал, что боевую ракету можно построить только на высококипящих компонентах топлива. Позже к тому же выбору пришли и ученики СП, Макеев в Миассе, и Янгель в Днепропетровске. Как только эти конструкторы создали свои КБ, борьба за финансы и влияние в советской космонавтике стала жесткой. Заняв нишу лодочных ракет, КБ Макеева из игры временно вышло. Челомей, Янгель и СП схлестнулись насмерть.

Не секрет, что основное финансирование советские ракетостроители получали из МО, космические исследования финансировались по остаточному принципу. Пиар, который СП получил сначала от спутника, а затем от полета Гагарина, это прекрасно, но деньги и власть давал носитель ядерного оружия. Первым репером в нашей аналитике будет ракета Р9, первая послесталинская ракета СП. Будучи принципиальным противником применения высококипящих компонентов, СП сделал тяжелый носитель атомного оружия с применением в нем переохлажденного кислорода и шахтным запуском. Логика в его идее была. Переохлажденный кислород обеспечивает быстроту заправки, сравнимую с заправкой ракеты высококипящими компонентами. Кроме того, ракета с переохлажденным кислородом в качестве окислителя могла долго находиться на старте, утечка меньше. Теперь время на запуск лимитировалось не временем заправки, а временем раскрутки гироскопов систем управления. Р9 можно было запустить за 15 минут. (Кстати, привет «новатору» Илону Маску, неразрешимая для него сегодня проблема с переохлажденным кислородом была решена командой СП еще 50 лет назад). СП всегда держал в голове только дальний космос, работа на МО для него была лишь способом выбить деньги и власть, а ракета на высококипящих компонентах для массового космоса бесполезна. Компоненты мало того, что ядовиты, они еще и очень дороги в производстве.

Именно при создании Р9 между СП и великим двигателистом Глушко пробежала первая черная кошка. Нежелание работать с высококипящими компонентами осложняло работу Глушко и требовало от его команды сверхусилий. Глушко считал, что создание высокоэффективного двигателя на паре Кислород – Керосин, на уровне технологий 60 годов невозможно. Жизнь подтвердила его точку зрения. Хотя Р9 и была принята на вооружение, ненадежность ее двигателя первой ступени ограничила ее применение 60-ю машинами на боевом дежурстве. Для этого количества шахты и инфраструктура были созданы. Но, к сожалению, для СП, и счастью для нас, конкуренты не дремали. В легком классе Челомей с РН УР100, и в тяжелом классе Янгель с РН Р16 пришли к идее ампулизированных топливных баков , то есть баков заправляемых на заводе. Теперь ракета стояла в шахте заправленной, причем усилиями всех трех заинтересованных КБ (Макеев тоже нуждался в ампулизированных баках) гарантийный срок рос, и к распаду СССР достиг 20 лет и более.
Вернемся в 60-е, Джон Кеннеди, пришедший к власти, во многом за счет обещания догнать СССР в космосе, мог поставить ориентиром только высадку на Луну. Другие «вершины» команда СП уже взяла. Для решения поставленной задачи был взят другой энтузиаст освоения космоса, тоже любитель нецелевого расходования бюджета, авантюрист и обманщик, инженер и администратор – Вернер фон Браун. Я думаю что, как и СП, Браун понимал, что долететь до Луны и вернуться по «Однопусковой» схеме невозможно. Он, как и СП рассчитывал втравить руководство своей страны в гонку престижа, а потом, когда отступать будет поздно, откорректировать параметры и перейти к «многопусковой» схеме. Но для убеждения Кеннеди нужна была ракета, чьи характеристики при должном натяжении совы на глобус допускали вероятность «однопускового» полета. Таким носителем стал проект Сатурн5. Советское руководство повелось и объявило конкурс на решение проблемы «однопускового» полета на Луну. Челомей, недавно добившийся успеха с УР500, ныне известной как «Протон», и Янгель с Р16 предложили проекты супертяжелых ракет на высококипящих компонентах. Почти реальные, но от стоимости и ядовитости этих монстров замутило даже ко всему привычных членов политбюро. СП как всегда предложил авантюру , технической наглости в этом проекте было много… Но распиаренный администратор с командой великолепных инженеров решил, что решит все проблемы. Так возник проект Н1- второй репер нашего анализа.

Необходимое техническое отступление.

1. Почему «Однопусковая» схема: Стоимость и размах многопусковой схемы вели к тому, что реальные денежные потоки и влияние руководителя этого проекта делали его персоной сравнимой по влиянию с руководством тех СООБЩЕСТВ, кои запустили этот проект. Ни финансово-политический истеблишмент США, ни политбюро ЦК КПСС на это бы не пошли.

2. Почему «жидкие компоненты»: Потому, что, топливо состоит из непосредственно топлива и окислителя. Твердое топливо содержит в себе, упрощенно смесь того и другого и некий наполнитель, не дающий ему прореагировать (взорваться) сразу. Именно на удельную массу этого ингибитора твердое топливо и слабее жидкого.

3. Почему Кислород Керосин – следующий за кислородом по эффективности Фтор – та еще отрава. Керосин не только топливо, но и хладагент камеры сгорания, использование более легких углеводородов резко осложняет схему охлаждения и снижает надежность.

Оба авантюриста в своих расчетах пришли к близким параметрам своих ракет, для убеждения руководства в реальности, не очень опытному в пилотируемых полетах Брауну, требовались 125 тонн на опорной орбите, наглый СП имея реальный опыт, уложился 90 тонн. Анализ всего проекта Сатурн 5 не входит в тему данной статьи, это техническая фантастика 60-х годов. Только авантюризм Брауна и техническая слабость людей принимающих в США решения позволила запустить этот проект в работу. Но надо понимать, что первая ступень нужна была Брауну РЕАЛЬНО, на ней как на фундаменте базировалась вся последующая переработка проекта в реальность. Поэтому Трехтысячетонному монстру в проекте реально требовались пять двигателей с тягой 600 (шестьсот) тонн. СП жил в технически более грамотной среде, поэтому весь его проект был проработан до состояния «почти реально». Его 3,5-тысячетонному монстру требовались тридцать двигателей с тягой 150(сто пятьдесят) тонн.

Необходимое техническое отступление.

1. Жидкостные ракетные двигатели ЖРД состоят из двух основных агрегатов. Первое это собственно движитель - камера сгорания с соплом, КС, здесь топливо горит, продукты сгорания летят на «волю». Второе это турбонасос , агрегат который гонит топливо и окислитель в камеру сгорания. ТН это фактически турбореактивный двигатель, на лопатках турбины которого горит тоже топливо в том же окислителе, а лопатки сидящего на том же валу компрессора гонят основную массу топлива и окислителя в камеру сгорания.

2. ЖРД делятся на работающие по открытому и закрытому циклу. Во первых: продукты сгорания в турбине ТН просто сбрасываются, во вторых: они дожигаются в камере сгорания, что увеличивает их удельную мощность и КПД.

3. Основная проблема КС – это тот факт, что с увеличением объема КС и соответственно тяги двигателя растет количество непрореагировавшей смеси в единицу времени, соответственно эта смесь начинает гореть с взрывом (процесс называется детонацией), что приводит к вибрациям и разрушению двигателя.

4. Основная проблема ТН – с уменьшением размеров двигателя, и соответственно размеров ТН растут требования к точности, зазорам и материалам, малейшее отступление от технологии и агрегат разносит на куски взрывом. Кроме того, чем эффективнее КС, тем больше топлива в единицу времени надо прокачать ТН, тем более нагруженным становится агрегат.

Итак, обоим Генеральным Конструкторам был нужен двигатель, Брауну с единичной тягой 600 тонн, СП 150 тонн. Браун обратился на фирму «Рокетдайн», где с 1959 года замахнулись на двигатель F1 тягой 600 тонн, и при должном финансировании обещали довести его до ума. Более опытный и знающий Глушко, СП просто послал. Он прекрасно видел, что авантюризм проекта зашкаливает, и не хотел быть крайним, взявшись за заведомо нереальный двигатель. Глушко видел, что при заданных параметрах проблему турбонасоса на технологиях 60х годов не решить. Но СП уже закусил удила и после безобразной ссоры с Глушко ринулся за помощью к своему другу и учителю А. Н. Туполеву. Постаревший корифей отечественной авианауки, человек с давними связями в технической верхушке американского общества и политической - советского, сам технический авантюрист и политический негодяй, взялся помочь – и помог. В советском авиадвигателестроении был человек, который отказать АНТу не мог. Николай Кузнецов, Генеральный конструктор, когда-то спасенный АНТом в истории с подлогом результатов испытания двигателя и гибелью опытного Ту95 с частью экипажа.

Кузнецов и его команда взялись за разработку невозможного двигателя с тягой 150 тонн на одну камеру сгорания закрытого цикла на паре Кислород-Керосин. И здесь случилось чудо: инженеры КБ Кузнецова разработали камеру сгорания предельных для пары КК размеров с предельными параметрами по давлению и тяге. Большего размера камера невозможна по условию полного сгорания топлива. Итак, предел, по размерам КС достигнут, «осталось» сделать турбонасос. Но команде Кузнецова казалось, что уж они то, авиаторы, справятся. Но второго чуда не произошло, путь к ТН для такого двигателя оказался длиною в ТРИДЦАТЬ ЛЕТ. Двигатель создали, он работал, но обеспечить серийную надежность завод в Самаре, на том оборудовании и тех материалах не мог. Две катастрофы по вине ТН двигателей НК15, модернизация до многоразового НК33, тестовый прожиг каждого серийного движка, переборка, контроль всего и вся, цена мотора лезла вверх, а нужного уровня надежности не получалось…

С той стороны океана тоже все было не лучше. Инженеры «Рокетдайна» играли материалами камеры сгорания, формой, количеством, направлением форсунок, но детонация упрямо разрушала двигатель. Теперь, с высоты опыта понятно, что камера такого размера на паре КК невозможна. Турбонасос, причем открытого типа инженеры «Рокетдайна» создали, но что бы выйти на приемлемый уровень детонации смесь пришлось «обогатить», соотношение топливо окислитель стало неоптимальным (взгляните на кинозаписи работы F1 –выхлоп чёрен от сажи несгоревшего топлива). Но, даже не смотря на такую дефорсировку, первые запуски Сатурна 5 привели к разрушению от вибраций.